In seguito alla pubblicazione del numero di ottobre di International Mining, e più specificamente dell'annuale articolo sulla frantumazione e il trasporto in cava, abbiamo esaminato più da vicino uno degli elementi principali che compongono questi sistemi, l'alimentatore a grembiale.
Nel settore minerario,alimentatori a grembiuleSvolgono un ruolo importante nel garantire il regolare funzionamento e nell'aumentare i tempi di attività. Le loro applicazioni nei circuiti di lavorazione dei minerali sono molto varie; tuttavia, le loro potenzialità non sono ancora del tutto note nel settore, il che solleva molti degli interrogativi sollevati.
Martin Yester, Global Product Support, Metso Bulk Products, risponde ad alcune delle domande più importanti.
In parole povere, un alimentatore a grembiule (noto anche come alimentatore a padella) è un tipo di alimentatore meccanico utilizzato nelle operazioni di movimentazione dei materiali per trasferire (alimentare) il materiale ad altre apparecchiature o da un inventario di stoccaggio, una scatola o una tramoggia per estrarre il materiale (minerale/roccia) a una velocità controllata.
Questi alimentatori possono essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni in operazioni primarie, secondarie e terziarie (di recupero).
Gli alimentatori a grembiule con catena per trattori sono catene, rulli e ruote posteriori del carro, utilizzati anche su bulldozer ed escavatori. Questo tipo di alimentatore è predominante nei settori in cui gli utenti necessitano di un alimentatore in grado di estrarre materiali con proprietà diverse. Le guarnizioni in poliuretano nella catena impediscono al materiale abrasivo di penetrare nei perni e nelle boccole interni, riducendo l'usura e prolungando la durata dell'attrezzatura rispetto alle catene a secco. Gli alimentatori a grembiule con catena per trattori riducono anche l'inquinamento acustico, garantendo un funzionamento più silenzioso. Le maglie della catena sono trattate termicamente per una maggiore durata.
Nel complesso, i vantaggi includono maggiore affidabilità, meno pezzi di ricambio, minore manutenzione e un migliore controllo dell'alimentazione. A loro volta, questi vantaggi aumentano la produttività riducendo al minimo i colli di bottiglia in qualsiasi ciclo di lavorazione dei minerali.
Una credenza comune sualimentatori a grembiuleè che devono essere installati orizzontalmente. Ebbene, contrariamente a quanto si crede, possono essere montati su pendii! Ciò comporta molti vantaggi e caratteristiche aggiuntivi. Quando si installa un alimentatore a grembiule su un pendio, è complessivamente necessario meno spazio: la pendenza non solo limita lo spazio a terra, ma riduce anche l'altezza della tramoggia di ricezione. Gli alimentatori a grembiule inclinati sono più flessibili quando si tratta di pezzi di materiale più grandi e, nel complesso, aumenteranno il volume nella tramoggia e ridurranno i tempi di ciclo per i camion di trasporto.
Quando si installa un alimentatore a piastra su un pendio, è bene tenere presente alcuni fattori da considerare per ottimizzare il processo. Una tramoggia progettata correttamente, l'angolo di inclinazione, la progettazione della struttura di supporto e un sistema di passaggi e scale attorno all'alimentatore sono tutti fattori chiave.
Un'idea sbagliata comune riguardo al funzionamento di qualsiasi dispositivo è: "Prima è, meglio è". Per quanto riguarda gli alimentatori a grembiule, non è così. La velocità ottimale deriva dal trovare un equilibrio tra efficienza e velocità di spedizione. Funzionano più lentamente degli alimentatori a nastro, ma per una buona ragione.
Solitamente la velocità ottimale dell'alimentatore a grembiule è 0,05-0,40 m/s. Se il minerale non è abrasivo, la velocità può essere aumentata oltre 0,30 m/s per ridurre l'usura.
Velocità più elevate compromettono il funzionamento: se le velocità sono troppo elevate, si rischia un'usura più rapida dei componenti. Anche l'efficienza energetica diminuisce a causa dell'aumento della domanda di energia.
Un altro problema da tenere presente quando si utilizza un alimentatore a piastre ad alta velocità è la maggiore probabilità di particelle fini. Potrebbero verificarsi effetti abrasivi tra il materiale e la piastra. A causa della possibile presenza di polvere fuggitiva nell'aria, la creazione di particelle fini non solo crea più problemi, ma crea anche un ambiente di lavoro più pericoloso per tutti i dipendenti. Pertanto, trovare la velocità ottimale è ancora più importante per la produttività dell'impianto e la sicurezza operativa.
Gli alimentatori a grembiule presentano delle limitazioni per quanto riguarda le dimensioni e il tipo di minerale. Le limitazioni variano, ma il materiale non dovrebbe mai essere scaricato inutilmente sull'alimentatore. È necessario considerare non solo l'applicazione in cui verrà utilizzato l'alimentatore, ma anche dove verrà posizionato durante il processo.
In generale, la regola del settore da seguire per le dimensioni degli alimentatori a grembiule è che la larghezza della tramoggia (gonna interna) deve essere il doppio della dimensione del pezzo di materiale più grande. Altri fattori, come una tramoggia aperta progettata correttamente combinata con l'uso di una "piastra ribaltabile", possono influenzare le dimensioni della tramoggia, ma questo è rilevante solo in determinate situazioni.
Non è raro riuscire ad estrarre 1.500 mm di materiale se si utilizza un alimentatore largo 3.000 mm. Il materiale negativo da 300 mm estratto dai cumuli di minerale del frantoio o dalle scatole di stoccaggio/miscelazione viene in genere estratto utilizzando un alimentatore a grembiule per alimentare il frantoio secondario.
Quando si dimensiona un alimentatore a grembiule e il relativo sistema di azionamento (motore), come per molte attrezzature nel settore minerario, l'esperienza e la conoscenza dell'intero processo sono inestimabili. Il dimensionamento dell'alimentatore a grembiule richiede una conoscenza di base dei dati di fabbrica per soddisfare accuratamente i criteri richiesti dalla "Scheda dati applicativa" del fornitore (o dalle informazioni che il fornitore riceve).
I criteri di base da considerare includono la velocità di alimentazione (di picco e normale), le proprietà del materiale (come umidità, gradazione e forma), la dimensione massima del blocco di minerale/roccia, la densità apparente di minerale/roccia (massima e minima) e le condizioni di alimentazione e di uscita.
Tuttavia, a volte possono essere aggiunte variabili al processo di dimensionamento dell'alimentatore a grembiule che dovrebbero essere incluse. Un'importante variabile aggiuntiva su cui i fornitori dovrebbero informarsi è la configurazione della tramoggia. Nello specifico, l'apertura della lunghezza di taglio della tramoggia (L2) si trova direttamente sopra l'alimentatore a grembiule. Se applicabile, questo è un parametro chiave non solo per il corretto dimensionamento di un alimentatore a grembiule, ma anche per il sistema di azionamento.
Come accennato in precedenza, la densità apparente del minerale/roccia è uno dei requisiti standard di base e dovrebbe includere le dimensioni effettive dell'alimentatore di accumulo. La densità è il peso di un materiale in un dato volume; solitamente la densità apparente si misura in tonnellate per metro cubo (t/m³) o libbre per piede cubo (lbs/ft³). Una nota speciale da tenere a mente è che la densità apparente viene utilizzata per gli alimentatori a grembiule, non la densità dei solidi come in altre apparecchiature per la lavorazione dei minerali.
Perché la densità apparente è così importante? Gli alimentatori a piastre sono alimentatori volumetrici, il che significa che la densità apparente viene utilizzata per determinare la velocità e la potenza necessarie per estrarre una determinata quantità di materiale all'ora. La densità apparente minima viene utilizzata per determinare la velocità, mentre la densità apparente massima determina la potenza (coppia) richiesta dall'alimentatore.
Tutto sommato, è importante utilizzare la corretta densità "di massa" anziché quella "solida" per dimensionare l'alimentatore a grembiule. Se questi calcoli sono errati, la velocità di alimentazione finale del processo a valle può essere compromessa.
Determinare la lunghezza di taglio della tramoggia è un elemento fondamentale per la corretta scelta e selezione di un alimentatore a piastre e di un sistema di azionamento (motore). Ma come si fa a esserne certi? La lunghezza di taglio della tramoggia è la distanza tra la piastra posteriore della tramoggia con gonna e la barra di taglio all'estremità di uscita della tramoggia. Sembra semplice, ma è fondamentale notare che non va confusa con la dimensione della parte superiore della tramoggia che contiene il materiale.
Lo scopo di trovare questa misurazione della lunghezza di taglio della tramoggia è quello di determinare l'effettiva linea del piano di taglio del materiale e il punto in cui il materiale nella gonna si separa (taglio) dal materiale (L2) nella tramoggia. La resistenza al taglio del materiale è solitamente stimata tra il 50 e il 70% della forza/potenza totale. Questo calcolo della lunghezza di taglio darà luogo a una potenza insufficiente (perdita di produzione) o eccessiva (aumento delle spese operative (opex)).
La spaziatura delle attrezzature è essenziale per qualsiasi impianto. Come accennato in precedenza, l'alimentatore a grembiule può essere montato su pendii per risparmiare spazio. La scelta della lunghezza corretta dell'alimentatore a grembiule può non solo ridurre le spese in conto capitale (CAPEX), ma anche il consumo di energia e i costi operativi.
Ma come si determina la lunghezza ottimale? La lunghezza ottimale di un alimentatore a piastre è quella che consente di svolgere il compito richiesto nel minor tempo possibile. Tuttavia, in alcuni casi, per un'operazione, la scelta dell'alimentatore può richiedere più tempo per "trasferire" il materiale alle apparecchiature a valle, eliminando punti di trasferimento (e costi inutili).
Per determinare l'alimentatore più corto e migliore possibile, l'alimentatore a grembiule deve essere posizionato in modo flessibile sotto la tramoggia (L2). Dopo aver determinato la lunghezza di taglio e la profondità del letto, la lunghezza complessiva può essere ridotta al minimo per evitare il cosiddetto "autolavaggio" all'estremità di scarico quando l'alimentatore è inattivo.
La scelta del sistema di azionamento più adatto per l'alimentatore a grembiule dipenderà dal funzionamento e dagli obiettivi dell'alimentatore. Gli alimentatori a grembiule sono progettati per funzionare a velocità variabili per estrarre dal deposito e alimentare a valle a una velocità controllata per la massima efficienza. I materiali possono variare a causa di fattori quali la stagione dell'anno, il giacimento di minerale o i modelli di sabbiatura e miscelazione.
Due tipi di azionamenti adatti alla velocità variabile sono gli azionamenti meccanici che utilizzano riduttori di velocità, motori a frequenza variabile e azionamenti a frequenza variabile (VFD), oppure motori idraulici e gruppi elettrogeni con pompe a cilindrata variabile. Oggigiorno, gli azionamenti meccanici a velocità variabile si sono dimostrati il sistema di azionamento preferito grazie ai progressi tecnologici e ai vantaggi in termini di investimenti.
I sistemi di azionamento idraulico hanno la loro utilità, ma non sono considerati la soluzione ideale tra i due sistemi di azionamento variabile.
Data di pubblicazione: 14-lug-2022
