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 el tajo, hemos examinado más de cerca uno de los elementos centrales que componen estos sistemas, los alimentadores de plataforma.

En la minería, los alimentadores de plataforma desempeñan un papel importante a la hora de garantizar operaciones fluidas y aumentar el tiempo de actividad. Son muy diversas 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 global de productos a granel en Metso, ha respondido algunas de las más importantes.

¿Qué es un alimentador de plataforma y cuándo se debe utilizar?

En términos simples, un alimentador de plataforma (también conocido como alimentador de plato) es un tipo mecánico de alimentador que se utiliza en operaciones de manejo de materiales para transferir (alimentar) material a otros equipos o extraer material (mineral/roca) de pilas de almacenamiento, contenedores o tolvas. a una velocidad controlada.

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

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

¿Cuáles son las ventajas de utilizar un alimentador de plataforma 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 topadoras 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 extiende la vida útil del equipo en comparación con un estilo de cadena seca. Los alimentadores de plataforma estilo cadena de tractor también generan menos contaminación acústica para un funcionamiento más silencioso. Los eslabones de la cadena reciben un tratamiento térmico, lo que aumenta su vida útil.

En general, los beneficios incluyen una mayor confiabilidad, menos repuestos, menos mantenimiento y un mejor control de la 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 alimentadores de plataforma en pendiente?

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

Tenga en cuenta que hay algunos factores a los que se debe prestar atención al instalar un alimentador de plato en una pendiente para optimizar el proceso. Una tolva correctamente 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 plataforma: más rápido siempre es mejor, ¿verdad?

El error común en torno al funcionamiento de cualquier equipo es: "cuanto más rápido, mejor". En el caso de los alimentadores de plataforma, nada podría estar más lejos de la realidad. La velocidad óptima proviene de encontrar ese equilibrio donde la eficiencia se une a la velocidad del transporte. Operan a velocidades más lentas que los alimentadores de cinta, pero por una buena razón.

Normalmente, la velocidad óptima de un alimentador de plataforma 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 al probable desgaste reducido.

Las velocidades más altas perjudicarían la operación: si la velocidad es demasiado alta, se 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 al operar un alimentador de plataforma a altas velocidades es la mayor posibilidad de que se generen finos. Puede producirse un efecto de rozamiento entre el material y las ollas. La generación de multas no sólo crearía más problemas debido al posible polvo fugitivo en el aire, sino que también crearía 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 en cuanto a tamaño y tipo de mineral?

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

Generalmente, una regla de la industria a seguir para las dimensiones del alimentador de plataforma es que el ancho de los platos (faldones interiores) debe ser el doble del tamaño máximo del material. Otros factores, como una tolva abierta correctamente diseñada que incorpora el uso de “placas giratorias”, pueden afectar el tamaño del plato, pero eso sólo es relevante en determinadas 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 -300 mm de las reservas de mineral de la trituradora o de los contenedores de almacenamiento/mezcla generalmente se extrae con alimentadores de plataforma para alimentar las trituradoras secundarias.

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

Al dimensionar un alimentador de plataforma y su 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 plataforma requiere conocimientos básicos 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 el proveedor recibe su información).

Los criterios básicos que deben incluirse en esto incluyen la velocidad de alimentación (máxima y normal), las características del material (como la humedad, la gradación y la forma), el tamaño máximo del terrón 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 deben incluirse. Una variable adicional principal sobre la que los proveedores deberían preguntar es la configuración de la tolva. Específicamente, la abertura longitudinal de corte de la tolva (L2) directamente encima del alimentador de plataforma. Cuando corresponde, este no es solo un parámetro clave para dimensionar adecuadamente el alimentador de placas, sino también el sistema de accionamiento.

¿Cómo afecta la densidad “a granel” al tamaño de un alimentador de plataforma?

Como se indicó anteriormente, la densidad aparente del mineral/roca es uno de los criterios básicos que deben incluirse para un 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 utiliza 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 plataforma 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 determinado 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 plataforma. Si estos cálculos son incorrectos, esto podría poner en peligro la velocidad de alimentación resultante para el proceso posterior.

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

Identificar la longitud de corte de la tolva es un componente clave para dimensionar y seleccionar correctamente un alimentador de plataforma 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 del faldón 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 del plano de corte real del material y dónde se separa (corta) el material dentro de los faldones del material dentro de la tolva (L2). La resistencia al corte del material normalmente se estima 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 plataforma?

El espaciamiento de los equipos 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 plataforma no solo reducirá el gasto de capital (capex), sino que también reducirá el consumo de energía y el opex.

Pero ¿cómo se determina la longitud óptima? La longitud óptima de un alimentador de plataforma es aquella que puede cumplir con el trabajo requerido en la longitud más corta posible. Sin embargo, en algunos casos para una operación, la elección del alimentador podría requerir un poco más de tiempo para “transmitir” los materiales hasta llegar a los equipos posteriores y eliminar un punto de transferencia (y costos innecesarios).

Para determinar el alimentador más corto y óptimo posible se requiere flexibilidad en el diseño de colocación del alimentador de plataforma 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 "autolavado" sobre el extremo de descarga cuando el alimentador está inactivo.

Seleccioné correctamente mi alimentador de plataforma, pero ¿qué pasa con mi sistema de accionamiento?

La selección del sistema de accionamiento adecuado para su alimentador de plataforma dependerá del funcionamiento y los objetivos del alimentador. Los alimentadores de plataforma 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 podría variar dependiendo de factores como la estación del año, el yacimiento o los patrones de voladura y combinación.

Los dos tipos de transmisiones adecuadas para velocidades variables son una transmisión mecánica que utiliza un reductor de engranajes, un motor de servicio inversor y una transmisión 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 en tecnología y beneficios de inversión.

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

Estas preguntas y respuestas fueron extraídas 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/