Após a publicação da edição de outubro da revista International Mining, e mais especificamente da matéria anual sobre britagem e transporte em minas a céu aberto, analisamos mais de perto um dos elementos essenciais que compõem esses sistemas: o alimentador de avental.
Na mineração,alimentadores de aventalDesempenham um papel importante para garantir o bom funcionamento e aumentar o tempo de atividade. Suas aplicações em circuitos de processamento mineral são muito diversas; no entanto, suas capacidades totais não são amplamente conhecidas no setor, o que gera muitas dúvidas.
Martin Yester, do Suporte Global de Produtos da Metso Bulk Products, responde a algumas das perguntas mais importantes.
Em termos simples, um alimentador de avental (também conhecido como alimentador de bandeja) é um tipo de alimentador mecânico usado em operações de movimentação de materiais para transferir (alimentar) material para outros equipamentos ou de um estoque de armazenamento, caixa ou funil para extrair material (minério/rocha) a uma taxa controlada.
Esses alimentadores podem ser usados em diversas aplicações em operações primárias, secundárias e terciárias (de recuperação).
Os alimentadores de corrente para tratores referem-se a correntes, roletes e rodas traseiras do material rodante, também utilizados em tratores de esteira e escavadeiras. Este tipo de alimentador é predominante em indústrias que necessitam de um equipamento capaz de extrair materiais com diferentes propriedades. As vedações de poliuretano na corrente impedem a entrada de material abrasivo nos pinos e buchas internos, reduzindo o desgaste e prolongando a vida útil do equipamento em comparação com correntes secas. Os alimentadores de corrente para tratores também reduzem a poluição sonora, proporcionando uma operação mais silenciosa. Os elos da corrente recebem tratamento térmico para maior durabilidade.
De forma geral, os benefícios incluem maior confiabilidade, menos peças de reposição, menos manutenção e melhor controle da alimentação. Em contrapartida, esses benefícios aumentam a produtividade com gargalos mínimos em qualquer ciclo de processamento mineral.
Uma crença comum sobrealimentadores de aventalA ideia principal é 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 avental em um declive, menos espaço é necessário no geral – o declive não apenas limita o espaço disponível no piso, como também reduz a altura da tremonha de recepção. Os alimentadores de avental inclinados são mais tolerantes a pedaços maiores de material e, no geral, aumentam o volume na tremonha e reduzem o tempo de ciclo dos caminhões basculantes.
Ao instalar um alimentador de bandeja em uma encosta, é importante ter em mente alguns fatores essenciais para otimizar o processo. Um funil bem projetado, o ângulo de inclinação adequado, o projeto da estrutura de suporte e um sistema de passagens e escadas ao redor do alimentador são fatores cruciais.
Um equívoco comum sobre a operação de qualquer equipamento é: "Quanto mais cedo, melhor". No caso dos alimentadores de avental, isso não é verdade. A velocidade ideal é alcançada encontrando um equilíbrio entre eficiência e velocidade de expedição. Eles operam mais lentamente do que os alimentadores de correia, mas por um bom motivo.
Normalmente, a velocidade ideal do alimentador de avental é de 0,05 a 0,40 m/s. Se o minério não for abrasivo, a velocidade pode ser aumentada para acima de 0,30 m/s devido à possível redução do desgaste.
Velocidades mais altas prejudicam o funcionamento: se as 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.
Outro fator a considerar ao operar um alimentador de avental em alta velocidade é a maior probabilidade de formação de partículas finas. Podem ocorrer efeitos abrasivos entre o material e a placa. Devido à possível presença de poeira dispersa no ar, a geração de partículas finas não só cria mais problemas, como também torna o ambiente de trabalho mais perigoso para os funcionários em geral. Portanto, encontrar a velocidade ideal é ainda mais importante para a produtividade da fábrica e a segurança operacional.
Os alimentadores de avental têm limitações quanto ao tamanho e tipo de minério. As restrições variam, mas o material nunca deve ser despejado desnecessariamente no alimentador. É preciso considerar não apenas a aplicação em que o alimentador será utilizado, mas também a sua posição no processo.
Em geral, a regra da indústria para o dimensionamento de alimentadores de avental é que a largura da bandeja (saia interna) deve ser o dobro da largura da maior peça de material. Outros fatores, como uma tremonha aberta com design adequado combinada com o uso de uma "placa basculante", podem afetar o tamanho da bandeja, mas isso só é relevante em determinadas situações.
Não é incomum conseguir extrair 1.500 mm de material se for utilizado um alimentador com 3.000 mm de largura. O material com granulometria negativa de 300 mm extraído de pilhas de minério britado ou caixas de armazenamento/mistura é normalmente extraído utilizando um alimentador de avental para alimentar o britador secundário.
Ao dimensionar um alimentador de avental e o sistema de acionamento (motor) correspondente, como ocorre com muitos equipamentos na indústria de mineração, a experiência e o conhecimento de todo o processo são inestimáveis. O dimensionamento do alimentador de avental requer um conhecimento básico dos dados de fábrica para preencher com precisão os critérios exigidos pela "Ficha de Dados de Aplicação" do fornecedor (ou pelas informações recebidas pelo fornecedor).
Os critérios básicos que devem ser considerados incluem a taxa de alimentação (máxima e normal), as propriedades do material (como umidade, granulometria e forma), o tamanho máximo do bloco de minério/rocha, a densidade aparente do minério/rocha (máxima e mínima) e as condições de alimentação e saída.
No entanto, por vezes, podem ser adicionadas variáveis ao processo de dimensionamento do alimentador de avental que devem ser consideradas. Uma importante variável adicional sobre a qual os fornecedores devem consultar é a configuração da tremonha. Especificamente, a abertura de corte da tremonha (L2) está localizada diretamente acima do alimentador de avental. Quando aplicável, este é um parâmetro fundamental não só para o dimensionamento correto de um alimentador de avental, mas também para o sistema de acionamento.
Conforme mencionado anteriormente, a densidade aparente do minério/rocha é um dos requisitos básicos padrão e deve incluir o tamanho efetivo do alimentador de estopamento. 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). É importante observar que a densidade aparente é usada para alimentadores de estopamento, e não a densidade de sólidos como em outros equipamentos de processamento mineral.
Então, por que a densidade aparente é tão importante? Os alimentadores de avental são alimentadores volumétricos, o que significa que a densidade aparente é usada para determinar a velocidade e a potência necessárias para extrair uma determinada quantidade de material por hora. A densidade aparente mínima é usada para determinar a velocidade, e a densidade aparente máxima determina a potência (torque) necessária para o alimentador.
Em suma, é importante usar a densidade "aparente" correta, em vez da densidade "sólida", para dimensionar o alimentador de avental. Se esses cálculos estiverem incorretos, a taxa de alimentação final do processo subsequente pode ser comprometida.
Determinar o comprimento de corte da tremonha é um componente crítico para a correta determinação e seleção de um alimentador de avental e sistema de acionamento (motor). Mas como ter certeza disso? O comprimento de corte da tremonha é a dimensão da placa traseira da tremonha com saia até a barra de corte na extremidade de saída da tremonha. Parece simples, mas é fundamental observar que isso não deve ser confundido com o tamanho da parte superior da tremonha que armazena o material.
O objetivo de determinar o comprimento de cisalhamento da tremonha é identificar a linha de cisalhamento real do material e o ponto onde o material na saia se separa (corta) do material (L2) na tremonha. A resistência ao cisalhamento do material é geralmente estimada entre 50% e 70% da força/potência total. Esse cálculo do comprimento de cisalhamento resultará em subdimensionamento (perda de produção) ou sobredimensionamento (aumento das despesas operacionais).
O espaçamento dos equipamentos é essencial para qualquer planta. Como mencionado anteriormente, o alimentador de avental pode ser montado em declives para economizar espaço. Escolher o comprimento correto do alimentador de avental pode não apenas reduzir o investimento inicial (CAPEX), mas também o consumo de energia e os custos operacionais.
Mas como se determina o comprimento ideal? O comprimento ideal de um alimentador de avental é aquele que consegue realizar a tarefa necessária no menor comprimento possível. No entanto, em alguns casos, para uma determinada operação, a escolha de um alimentador pode resultar em um tempo de "transferência" de material maior para os equipamentos subsequentes, eliminando pontos de transferência (e custos desnecessários).
Para determinar o alimentador mais curto e eficiente possível, o alimentador de avental precisa ser posicionado de forma flexível sob a tremonha (L2). Após determinar o comprimento de corte e a profundidade do leito, o comprimento total pode ser minimizado para evitar o chamado "autolimpeza" na extremidade de descarga quando o alimentador estiver ocioso.
A escolha do sistema de acionamento correto para o seu alimentador de avental dependerá da operação e dos objetivos do alimentador. Os alimentadores de avental são projetados para operar em velocidades variáveis, extraindo o minério do armazenamento e alimentando-o a jusante a uma taxa controlada para máxima eficiência. Os materiais podem variar devido a fatores como a época do ano, o tipo de minério ou os padrões de detonação e mistura.
Dois tipos de acionamentos adequados para velocidade variável são os acionamentos mecânicos que utilizam redutores de engrenagem, motores de frequência variável e inversores de frequência (VFDs), ou motores hidráulicos e unidades de potência com bombas de deslocamento variável. Atualmente, os acionamentos mecânicos de velocidade variável têm se mostrado o sistema de acionamento preferido devido aos avanços tecnológicos e às vantagens em termos de investimento inicial.
Os sistemas de acionamento hidráulico têm sua utilidade, mas não são considerados ideais entre os dois tipos de acionamento variável.
Data da publicação: 14 de julho de 2022
