Alimentadores de plataforma: los caballos de batalla del manejo de materiales

Tras la publicación de la edición de octubre de International Mining y, más específicamente, la función anual de trituración y transporte en tajo, hemos analizado más de cerca uno de los elementos centrales que componen estos sistemas, los alimentadores de plataforma.

En la minería, los alimentadores de plataforma juegan un papel importante para garantizar operaciones sin problemas y aumentar el tiempo de actividad. Son muy diversos en su aplicación dentro de un circuito de procesamiento de minerales; sin embargo, sus capacidades completas no son ampliamente conocidas en toda la industria, lo que genera muchas preguntas.

Martin Yester, Soporte de productos globales de productos a granel en Metso, ha respondido algunas de las más importantes.

¿Qué es un alimentador de placa y cuándo debe usarse?

En términos simples, un alimentador de placa (también conocido como alimentador de plato) es un tipo de alimentador mecánico que se utiliza en operaciones de manejo de material para transferir (alimentar) material a otro equipo o extraer material (mineral/roca) de pilas de almacenamiento, contenedores o tolvas. a un ritmo controlado de velocidad.

Estos alimentadores se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones en operaciones primarias, secundarias y terciarias (recuperación).

Los alimentadores de placa son los alimentadores preferidos por varias razones. Algunos de estos son:

¿Cuáles son las ventajas de usar un alimentador de placa estilo cadena de tractor?

Un alimentador de plataforma estilo cadena de tractor se refiere a la cadena del tren de rodaje, los rodillos y las ruedas traseras que también se utilizan en excavadoras y excavadoras. Este estilo de alimentador domina el mercado en industrias donde los usuarios requieren un alimentador que pueda extraer materiales de diferentes características. Los sellos de poliuretano en la cadena evitan que entren materiales abrasivos en el pasador interno y el buje, lo que reduce el desgaste y prolonga la vida útil del equipo en comparación con un estilo de cadena seca. Los alimentadores de plataforma estilo tractor con cadena también crean menos contaminación acústica para un funcionamiento más silencioso. Los eslabones de la cadena se tratan térmicamente, lo que se traduce en una mayor vida útil.

En general, los beneficios incluyen mayor confiabilidad, menos repuestos, menos mantenimiento y mejor control de alimentación. A cambio, estos beneficios conducen a una mayor productividad con cuellos de botella mínimos dentro de cualquier circuito de procesamiento de minerales.

¿Se pueden instalar comederos de plataforma en una pendiente?

La creencia común sobre los alimentadores de placa es que deben instalarse horizontalmente. Bueno, contrariamente a la creencia popular, ¡pueden instalarse en una pendiente! Hay muchos beneficios y capacidades adicionales que se derivan de esto. Se necesita menos espacio en general cuando se instala un alimentador de placa en una pendiente: no solo la inclinación limita el espacio del piso, sino que también se puede reducir la altura de la tolva receptora. Los alimentadores de placa inclinada son más tolerantes cuando se trata de bultos más grandes de material y, en general, aumentarán el volumen en la tolva y reducirán el tiempo de ciclo de los camiones de acarreo.

Tenga en cuenta que hay algunos factores a los que debe prestar atención al instalar un alimentador de plato en una pendiente para optimizar el proceso. Una tolva bien diseñada, el ángulo de inclinación, el diseño de la estructura de soporte y el sistema de acceso y escaleras alrededor del comedero son factores clave.

Velocidad óptima del alimentador de placas: más rápido siempre es mejor, ¿verdad?

El concepto erróneo común sobre el funcionamiento de cualquier equipo es: "más rápido es mejor". En el caso de los alimentadores de placas, nada más lejos de la realidad. La velocidad óptima proviene de encontrar ese equilibrio donde la eficiencia se encuentra con la velocidad de transporte. Funcionan a velocidades más lentas que los alimentadores de banda, pero por una buena razón.

Normalmente, la velocidad óptima de un alimentador de placas es de 0,05 a 0,40 m/s. Si los minerales no son abrasivos, la velocidad puede aumentar por encima de 0,30 m/s debido a la probable reducción del desgaste.

Velocidades más altas dañarían una operación: si su velocidad es demasiado alta, corre el riesgo de un desgaste acelerado de los componentes. La eficiencia energética también disminuye debido al aumento de la demanda de energía.

Otra preocupación a tener en cuenta cuando se ejecuta un alimentador de placa a altas velocidades es la mayor posibilidad de que se generen multas. Puede haber un efecto de molienda entre el material y las bandejas. La generación de multas no solo crearía más problemas debido a la posible fuga de polvo en el aire, sino que también crea un ambiente de trabajo más peligroso para los empleados en general. Por lo tanto, encontrar una velocidad óptima es más importante para la productividad y la seguridad operativa de la planta.

¿Cuáles son las limitaciones de tamaño y tipo de mineral?

Los alimentadores de plataforma tienen limitaciones en cuanto al tamaño y tipo de mineral. Las limitaciones variarán, pero nunca debe haber descargas sin sentido de material en el alimentador. Deberá tener en cuenta no solo la aplicación para la que utilizará el alimentador, sino también en qué parte del proceso se colocará este alimentador.

En general, una regla de la industria a seguir para las dimensiones de su alimentador de placa es que el ancho de las bandejas (faldas interiores) debe ser el doble del tamaño máximo del material. Otros factores, como una tolva abierta diseñada correctamente que incorpore el uso de "placas de volteo de rocas", pueden afectar el tamaño de la bandeja, pero eso solo es relevante en ciertas circunstancias.

No es raro que se extraigan 1.500 mm de material si se utiliza un alimentador de 3.000 mm de ancho. El material de menos de 300 mm de las pilas de mineral de la trituradora o de los contenedores de almacenamiento/mezcla se extrae típicamente con alimentadores de plataforma para alimentar las trituradoras secundarias.

¿Qué información se requiere al dimensionar un alimentador de placas?

Al dimensionar un alimentador de placa y el respectivo sistema de accionamiento (motor), como ocurre con muchos equipos en la industria minera, la experiencia y el conocimiento de todo el proceso son valiosos. El tamaño del alimentador de placa requiere un conocimiento básico de los datos de la planta para poder completar con precisión los criterios necesarios para la "hoja de datos de la aplicación" de un proveedor (o como sea que el proveedor reciba su información).

Los criterios básicos que deben tenerse en cuenta incluyen la tasa de alimentación (máxima y normal), las características del material (como la humedad, la gradación y la forma), el tamaño máximo del mineral/roca, la densidad aparente del mineral/roca (máxima y mínima) y condiciones de alimentación y descarga.

Sin embargo, ocasionalmente se pueden agregar variables al proceso de dimensionamiento del alimentador de plataforma que se deben incluir. Una variable adicional principal sobre la que los proveedores deberían preguntar es la configuración de la tolva. Específicamente, la abertura de longitud de corte de la tolva (L2) directamente sobre el alimentador de plataforma. Cuando corresponda, este no solo es un parámetro clave para dimensionar correctamente el alimentador de placa, sino también el sistema de transmisión.

¿Cómo afecta la densidad "a granel" al tamaño de un alimentador de placa?

Como se indicó anteriormente, la densidad aparente del mineral/roca es uno de los requisitos de criterios básicos que deben incluirse para el dimensionamiento efectivo del alimentador de plataforma. La densidad es el peso del material en un volumen determinado y, por lo general, la densidad aparente se mide como toneladas/metro cúbico (t/m³) o libras/pie cúbico (lbs/ft³). Una nota específica para recordar es que la densidad aparente se usa para los alimentadores de plataforma y no la densidad sólida como en otros equipos de procesamiento de minerales.

Entonces, ¿por qué es tan importante la densidad aparente? Los alimentadores de placas son alimentadores de tipo volumétrico, lo que significa que la densidad aparente se utiliza para determinar la velocidad y la potencia necesarias para extraer un cierto tonelaje por hora del material. La densidad aparente mínima se utiliza para determinar la velocidad, y la densidad aparente máxima establece la potencia (par) necesaria para el alimentador.

Para concluir, es importante que se utilice la densidad "a granel" correcta y no la densidad "sólida" para dimensionar los alimentadores de placas. Si estos cálculos son incorrectos, esto podría poner en peligro la tasa de alimentación resultante para el proceso posterior.

¿Cómo se determina la longitud de corte de la tolva del alimentador de placas?

Identificar la longitud de corte de la tolva es un componente clave para dimensionar y seleccionar correctamente un alimentador de placa y un sistema de accionamiento (motor). Pero, ¿cómo se puede determinar esto? La longitud de corte de la tolva es la dimensión desde la placa posterior de la tolva en la línea de la falda hasta la barra de corte ubicada en el extremo de salida de la tolva. Suena muy simple, pero es clave tener en cuenta que esto no debe confundirse con la dimensión en la parte superior de la tolva donde se carga el material.

El objetivo de encontrar esta medida de la longitud de corte de la tolva es establecer la línea real del plano de corte del material y dónde se separa (corta) el material dentro de las faldas del material dentro de la tolva (L2). La resistencia al corte del material se estima normalmente entre el 50 y el 70 % de la fuerza/potencia total. Este cálculo de la longitud de corte dará como resultado una potencia insuficiente (pérdida de producción) o una potencia excesiva (aumento de los gastos operativos (opex)).

¿Cómo encuentro la longitud óptima de mi alimentador de placas?

El espaciado del equipo es esencial para cualquier planta. Como se mencionó anteriormente, los alimentadores de plataforma se pueden instalar en una pendiente para ahorrar espacio. Seleccionar la longitud correcta de un alimentador de placas no solo reducirá los gastos de capital (capex), sino que también reducirá el consumo de energía y los gastos operativos.

Pero, ¿cómo se determina la longitud óptima? La longitud óptima de un alimentador de placas es aquella que puede cumplir con la tarea requerida en la menor longitud posible. Sin embargo, en algunos casos para una operación, la elección del alimentador puede ser un poco más larga para "transportar" materiales para llegar al equipo aguas abajo y eliminar un punto de transferencia (y costos innecesarios).

Determinar el alimentador más corto y óptimo posible requiere flexibilidad en el diseño de posicionamiento del alimentador de placas debajo de la tolva (L2). Después de determinar la longitud de corte y la profundidad del lecho, la longitud total se puede minimizar lo suficiente para evitar lo que se conoce como "lavado automático" sobre el extremo de descarga cuando el alimentador está inactivo.

Seleccioné correctamente mi alimentador de placas, pero ¿qué pasa con mi sistema de transmisión?

La selección del sistema de transmisión adecuado para su alimentador de placa dependerá de la operación y los objetivos del alimentador. Los alimentadores de placa están diseñados para funcionar a velocidades variables para extraer del almacenamiento y alimentar aguas abajo a una velocidad controlada para lograr la máxima eficiencia. El material puede variar según factores como la estación del año, el yacimiento o los patrones de voladura y mezcla.

Los dos tipos de accionamientos adecuados para velocidades variables son un accionamiento mecánico que utiliza un reductor de engranajes, un motor inversor y un accionamiento de frecuencia variable (VFD), o un motor hidráulico y una unidad de potencia con una bomba variable. Hoy en día, los accionamientos mecánicos de velocidad variable han demostrado ser el sistema de accionamiento preferido debido a los avances tecnológicos y los beneficios de capex.

Los sistemas de accionamiento hidráulico tienen su lugar, pero no se consideran la opción ideal entre los dos accionamientos variables.

Estas preguntas y respuestas se tomaron de una serie de blogs de Metso sobre alimentadores de plataforma. Para obtener más información, siga estos enlaces:

https://www.metso.com/blog-hub/mining-minds/feeding-the-facts-part-1-apron-feeder-basics/

https://www.metso.com/blog-hub/mining-minds/feeding-the-facts-23-proper-sizing-and-selection-of-your-apron-feeder/