Após a publicação da edição de outubro da International Mining, e mais especificamente do artigo anual sobre britagem e transporte na mina, analisamos mais de perto um dos principais elementos que compõem esses sistemas, o alimentador de sapatas.
Na mineração,alimentadores de aventaldesempenham um papel importante para garantir uma operação tranquila e aumentar o tempo de atividade. Suas aplicações em circuitos de processamento de minerais são muito diversas; no entanto, suas capacidades completas não são bem conhecidas no setor, o que levanta muitas das questões levantadas.
Martin Yester, Suporte Global de Produtos da Metso Bulk Products, responde a algumas das perguntas mais importantes.
Em termos simples, um alimentador de sapatas (também conhecido como alimentador de bandeja) é um tipo mecânico de alimentador usado em operações de movimentação de materiais para transferir (alimentar) material para outro equipamento ou de estoque de armazenamento, caixa ou funil para extrair material (minério/rocha) a uma taxa controlada.
Esses alimentadores podem ser usados em uma variedade de aplicações em operações primárias, secundárias e terciárias (recuperação).
Alimentadores de corrente de trator referem-se a correntes de material rodante, rolos e rodas traseiras que também são usados em tratores e escavadeiras. Esse tipo de alimentador domina indústrias onde os usuários precisam de um alimentador que possa extrair materiais com propriedades diferentes. As vedações de poliuretano na corrente impedem que material abrasivo entre nos pinos e buchas internos, reduzindo o desgaste e aumentando a vida útil do equipamento em comparação com correntes secas. Os alimentadores de corrente de trator também reduzem a poluição sonora para uma operação mais silenciosa. Os elos da corrente são tratados termicamente para maior vida útil.
No geral, os benefícios incluem maior confiabilidade, menos peças de reposição, menos manutenção e melhor controle de alimentação. Em troca, esses benefícios aumentam a produtividade com gargalos mínimos em qualquer ciclo de processamento de minerais.
Uma crença comum sobrealimentadores de aventalé que eles devem ser instalados horizontalmente. Bem, ao contrário da crença popular, eles podem ser montados em declives! Isso traz muitos benefícios e recursos adicionais. Ao instalar um alimentador de sapatas em um declive, menos espaço é necessário no geral - a inclinação não apenas limita o espaço no chão, mas também reduz a altura da tremonha de recebimento. Os alimentadores de sapatas inclinados são mais tolerantes quando se trata de pedaços maiores de material e, no geral, aumentarão o volume na tremonha e reduzirão os tempos de ciclo para caminhões de transporte.
Tenha em mente que há alguns fatores que devem ser considerados ao instalar um alimentador de bandejas em um declive para otimizar o processo. Um funil projetado adequadamente, ângulo de inclinação, projeto da estrutura de suporte e um sistema de passagens e escadas ao redor do alimentador são fatores-chave.
Um equívoco comum sobre a operação de qualquer dispositivo é: "Quanto antes, melhor". No caso dos alimentadores de sapatas, esse não é o caso. A velocidade ideal vem do equilíbrio entre eficiência e velocidade de envio. Eles funcionam mais devagar do que os alimentadores de correia, mas por um bom motivo.
Normalmente, a velocidade ideal do alimentador de sapatas é de 0,05-0,40 m/s. Se o minério não for abrasivo, a velocidade pode ser aumentada para mais de 0,30 m/s devido à possível redução do desgaste.
Velocidades mais altas prejudicam a operação: se suas velocidades forem muito altas, você corre o risco de desgaste acelerado dos componentes. A eficiência energética também diminui devido ao aumento da demanda de energia.
Outra questão a ter em mente ao operar um alimentador de sapatas em alta velocidade é a maior probabilidade de partículas finas. Pode haver efeitos abrasivos entre o material e a placa. Devido à possível presença de poeira fugitiva no ar, a criação de partículas finas não só cria mais problemas, mas também cria um ambiente de trabalho mais perigoso para os funcionários como um todo. Portanto, encontrar a velocidade ideal é ainda mais importante para a produtividade da planta e a segurança operacional.
Os alimentadores de sapatas têm limitações quanto ao tamanho e tipo de minério. As restrições variam, mas o material nunca deve ser despejado inutilmente no alimentador. Você precisa considerar não apenas a aplicação em que usará o alimentador, mas também onde ele será colocado no processo.
Em geral, a regra da indústria para tamanhos de alimentadores de sapatas a serem seguidos é que a largura da bandeja (saia interna) deve ser o dobro do tamanho da maior peça de material. Outros fatores, como um funil aberto projetado corretamente combinado com o uso de uma "placa de inversão de rocha", podem afetar o tamanho da bandeja, mas isso só é relevante em certas situações.
Não é incomum conseguir extrair 1.500 mm de material se um alimentador de 3.000 mm de largura for usado. O material negativo de 300 mm extraído de pilhas de minério do britador ou caixas de armazenamento/mistura normalmente é extraído usando um alimentador de sapatas para alimentar o britador secundário.
Ao dimensionar um alimentador de sapatas e o sistema de acionamento correspondente (motor), como acontece com muitos equipamentos na indústria de mineração, a experiência e o conhecimento de todo o processo são inestimáveis. O dimensionamento do alimentador de sapatas requer um conhecimento básico dos dados de fábrica para preencher com precisão os critérios exigidos pela “Folha de Dados de Aplicação” do fornecedor (ou o fornecedor recebe suas informações).
Os critérios básicos que devem ser considerados incluem taxa de alimentação (pico e normal), propriedades do material (como umidade, gradação e formato), tamanho máximo do bloco de minério/rocha, densidade aparente do minério/rocha (máxima e mínima) e condições de alimentação e saída.
No entanto, às vezes, variáveis podem ser adicionadas ao processo de dimensionamento do alimentador de sapatas que devem ser incluídas. Uma variável adicional importante que os fornecedores devem consultar é a configuração do funil. Especificamente, a abertura do comprimento de corte do funil (L2) está localizada diretamente acima do alimentador de sapatas. Quando aplicável, este é um parâmetro essencial não apenas para o dimensionamento correto de um alimentador de sapatas, mas também para o sistema de acionamento.
Conforme mencionado acima, a densidade aparente do minério/rocha é um dos requisitos básicos padrão e deve incluir o tamanho efetivo do alimentador de estocagem. A densidade é o peso de um material em um determinado volume, geralmente a densidade aparente é medida em toneladas por metro cúbico (t/m³) ou libras por pé cúbico (lbs/ft³). Uma observação especial a ser lembrada é que a densidade aparente é usada para alimentadores de sapata, não a densidade de sólidos como em outros equipamentos de processamento de minerais.
Então, por que a densidade aparente é tão importante? Os alimentadores de sapatas são alimentadores volumétricos, o que significa que a densidade aparente é usada para determinar a velocidade e a potência necessárias para extrair uma certa tonelagem de material por hora. A densidade aparente mínima é usada para determinar a velocidade, e a densidade aparente máxima determina a potência (torque) necessária pelo alimentador.
No geral, é importante usar a densidade “a granel” correta em vez da densidade “sólida” para dimensionar seu alimentador de sapatas. Se esses cálculos estiverem incorretos, a taxa de alimentação final do processo posterior pode ser comprometida.
Determinar o comprimento de cisalhamento da tremonha é um componente crítico na determinação e seleção corretas de um alimentador de sapatas e sistema de acionamento (motor). Mas como isso é certo? O comprimento de cisalhamento da tremonha é a dimensão da placa traseira da tremonha com saia até a barra de cisalhamento na extremidade de saída da tremonha. Parece simples, mas é importante observar que isso não deve ser confundido com o tamanho da parte superior da tremonha que contém o material.
O objetivo de encontrar essa medição do comprimento de cisalhamento do funil é determinar a linha real do plano de cisalhamento do material e onde o material na saia se separa (cisalha) do material (L2) no funil. A resistência ao cisalhamento do material é geralmente estimada entre 50-70% da força/potência total. Esse cálculo do comprimento de cisalhamento resultará em subpotência (perda de produção) ou sobrepotência (aumento nas despesas operacionais (opex)).
O espaçamento dos equipamentos é essencial para qualquer planta. Como mencionado anteriormente, o alimentador de sapatas pode ser montado em declives para economizar espaço. Escolher o comprimento correto do alimentador de sapatas pode não apenas reduzir as despesas de capital (capex), mas também reduzir o consumo de energia e os custos operacionais.
Mas como o comprimento ideal é determinado? O comprimento ideal de um alimentador de sapatas é aquele que pode atender à tarefa necessária no menor comprimento possível. No entanto, em alguns casos, para uma operação, a escolha do alimentador pode levar mais tempo para "transferir" o material para o equipamento a jusante e eliminar pontos de transferência (e custos desnecessários).
Para determinar o alimentador mais curto e melhor possível, o alimentador de sapatas precisa ser posicionado de forma flexível sob a tremonha (L2). Após determinar o comprimento de cisalhamento e a profundidade do leito, o comprimento total pode ser minimizado para evitar a chamada "autodescarga" na extremidade de descarga quando o alimentador estiver ocioso.
A escolha do sistema de acionamento correto para seu alimentador de sapatas dependerá da operação e dos objetivos do alimentador. Os alimentadores de sapatas são projetados para operar em velocidades variáveis para extrair do armazenamento e alimentar a jusante a uma taxa controlada para máxima eficiência. Os materiais podem variar devido a fatores como a estação do ano, o corpo de minério ou os padrões de detonação e mistura.
Dois tipos de acionamentos adequados para velocidade variável são acionamentos mecânicos usando redutores de engrenagem, motores de frequência variável e acionamentos de frequência variável (VFDs) ou motores hidráulicos e unidades de potência com bombas de deslocamento variável. Hoje, os acionamentos mecânicos de velocidade variável provaram ser o sistema de acionamento de escolha devido aos avanços tecnológicos e vantagens de despesas de capital.
Os sistemas de acionamento hidráulico têm seu lugar, mas não são considerados ideais entre os dois acionamentos variáveis.
Data de publicação: 14 de julho de 2022
