En prácticamente todos los casos, se debe realizar el chancado y calibrado de la roca extraída de la mina antes de poder comercializarla. Se debe realizar el chancado y calibrado de los áridos antes de poder utilizarlos para construir carreteras, puentes y edificios, y se deben realizar los mismos procedimientos a los minerales antes de poder refinarlos para concentrar los materiales que contienen.
El chancado es el proceso de reducir los grandes terrones de material en tamaños más pequeños adecuados para su posterior manipulación aguas abajo. Generalmente, esto implica una o más etapas, entre las que se incluyen:
- Chancado primario
- Chancado secundario
- Chancado terciario
- Chancado cuaternario
Chancado primario
El chancado primario es la primera etapa del proceso de chancado. En esta etapa, el material bruto que se extrae del suelo por detonación, minado o de cualquier otra manera se chanca a un tamaño que permite transportarlo fácilmente a través de una cinta transportadora y manipularlo con los equipos de procesamiento aguas abajo.
Los chancadores primarios pueden manipular grandes tamaños de terrones de alimentación y generalmente incluyen a los chancadores de mandíbulas y a los chancadores giratorios, pero también pueden utilizarse chancadores de impacto como chancadores primarios si el material puede chancarse con facilidad y no es abrasivo. Después de la etapa de chancado primario, es posible que se requieran etapas adicionales de chancado para controlar de forma más eficiente el tamaño de la producción y/o refinar la forma del producto. Es aquí donde se introduce el chancado aguas abajo, con las etapas secundaria, terciaria y cuaternaria.
Chancado secundario
El chancado secundario (o chancado intermedio) admite el material de la etapa de chancado primario y lo reduce aun más, ya sea para el calibrado del producto final o para la preparación del calibrado de producto final en las etapas terciaria y cuaternaria.
Chancado terciario y cuaternario
Las etapas de chancado terciario y cuaternario se utilizan para el calibrado final de los productos. Debido a que los requisitos de calidad de los productos finales pueden ser estrictos, es importante incluir un sistema de chancado diseñado y desarrollado adecuadamente para el trabajo.
Tipos de chancadores secundarios
Los chancadores secundarios generalmente incluyen, entre otros, a los chancadores de cono, las impactadoras de eje horizontal, los molinos de martillos y los chancadores de rodillo. En algunas ocasiones, se puede aplicar un chancador de mandíbulas como chancador secundario.
Chancadores de cono
Los chancadores de cono son chancadores de tipo de compresión, que reducen el material a medida que avanza hacia abajo por la cámara (con la ayuda de la gravedad y el peso superior) mediante la compresión del material entre una pieza móvil de acero (manto) y una pieza fija (revestimiento). La rotación excéntrica provoca que el eje principal y el cabezal se tambaleen.
Se alimenta la roca hacia la parte superior abierta y la gravedad la arrastra a través de la cámara de chancado ahusada. A medida que la cámara se vuelve más estrecha, el material se vuelve más pequeño hasta alcanzar un tamaño suficiente para pasar por la cavidad ubicada en la parte inferior del chancador.
La gradación del material se controla al ajustar la distancia entre el componente cóncavo fijo y el manto móvil en sus puntos más estrechos. Sin embargo, el ajuste del “closed-side setting” en un grado más estrecho reduce la capacidad de rendimiento del equipo.
Los chancadores de cono son perfectamente adecuados para materiales de dureza alta e intermedia. Funcionan de forma eficiente con materiales abrasivos con un costo operativo relativamente bajo. En las aplicaciones secundarias, generalmente proporcionan un índice de reducción de 6:1, a pesar de que se pueden lograr índices de reducción de 8:1 con aplicaciones más gruesas.
Impactadoras de eje horizontal
Los chancadores de impacto de eje horizontal incluyen un rotor giratorio horizontal equipado con martillos. A medida que el material ingresa en la cámara de chancado, se lo fractura en su punto más débil durante su impacto inicial con los martillos de los rotores giratorios.
A continuación, las piezas fracturadas se arrojan hacia las placas quebradoras ubicadas dentro de la cámara, donde se vuelven a fracturar de forma perpendicular a la primera rotura. Se producen roturas adicionales a partir de las colisiones entre partículas con los otros materiales de la cámara.
Los cambios en la gradación se realizan mediante el cambio de la velocidad del rotor giratorio y la calibración de distancia entre las cortinas ajustables y el rotor. Una velocidad más rápida permite obtener una producción más fina, mientras que el ajuste de las cortinas también incide en la reducción general.
Estos chancadores de tipo de impacto ofrecen índices de reducción de 8:1 a 10:1 en las aplicaciones de chancado secundario. Son ideales para materiales blandos o de dureza intermedia y ligeramente abrasivos.
Molinos de martillos
Los molinos de martillos incluyen martillos móviles fijados a un rotor giratorio. De forma similar a lo que ocurre con las impactadoras de eje horizontal, el material se destruye al impactar contra los martillos móviles. Las partículas chancadas se parten contra las placas quebradoras que revisten la cámara de chancado y se transportan a lo largo de la superficie de rejilla, donde se trituran en tamaños más pequeños.
Las aberturas del emparrillado permiten la liberación del material del tamaño correcto para garantizar un calibrado de producto controlado. Estos chancadores ofrecen índices de reducción de hasta 20:1. Tienen la capacidad de manipular materiales menos abrasivos en las aplicaciones industriales y de áridos.
Chancadores de rodillos
Los chancadores de rodillo pueden utilizarse en las etapas de chancado primario, secundario, terciario o cuaternario. Son máquinas de compresión y funcionan chancando la roca entre uno o dos rodillos giratorios equipados con dientes. Según la configuración (rodillo simple, rodillo doble, rodillo triple o rodillo cuádruple), se realiza el chancado del material entre los mantos de los rodillos y los dientes en los dos rodillos o, en el caso de un solo rodillo y la etapa superior de los chancadores de rodillos triples, entre el rodillo y la placa de chancado.
Según el diseño, los chancadores de rodillo tienen un índice de reducción de 6:1 (rodillo simple y la etapa superior del rodillo triple) y de 4:1 (rodillo doble). Son ideales para manipular materiales blandos o de dureza intermedia y ligeramente abrasivos que pueden estar secos o húmedos y pegajosos.
Tipos de chancadores terciarios y cuaternarios
Para un calibrado más fino, es posible que, después de las etapas de chancado primaria y secundaria, se utilice una etapa terciaria o incluso una cuaternaria. Los chancadores de cono son los tipos más comunes de chancadores terciarios y cuaternarios, si bien también pueden utilizarse impactadoras de eje vertical y chancadores de rodillo según la aplicación.
Chancadores de cono de cabezal corto
Los chancadores de cono de cabezal corto se recomiendan para varias aplicaciones de chancado terciario y cuaternario. Funcionan exactamente de la misma manera que los chancadores de cono estándares, pero incluyen una cavidad de chancado más pequeña, lo que los hace ideales para aplicaciones de chancado más fino.
El “Closed-side setting” de un chancador de cono de cabezal corto puede calibrarse de forma más ajustada que un cono estándar para mejorar el tamaño y la forma del producto final. Los chancadores de cono de cabezal corto ofrecen índices de reducción de aproximadamente 4:1.
Impactadoras de eje vertical
Los chancadores de impacto de eje vertical tienen un eje vertical giratorio con una tabla o rotor en la parte superior. La roca se alimenta por un tubo de alimentación ubicado en el centro de la máquina y hacia el rotor. El rotor acelera la roca, arrojándola hacia los laterales. A continuación, la roca impacta contra una superficie fija (zapatas de metal o placa de roca). La roca se fragmenta y cae a la parte inferior.
Estos tipos de chancadores generalmente se utilizan como chancadores terciarios o cuaternarios con una alimentación inferior a 2" (75 mm). Algunas impactadoras de eje vertical pueden utilizarse como chancadores secundarios con una alimentación más grande.
Las impactadoras de eje vertical tienen una aplicación sumamente específica. Son muy sensibles a los materiales abrasivos y pueden generar grandes costos operativos y de mantenimiento.
Algunas de estas máquinas están equipadas con una placa de roca para reducir los costos que implica el desgaste. Las placas de roca mejoran los costos operativos, pero afectan la cantidad de reducción alcanzada.
Cómo elegir el chancador secundario adecuado
Cada una de las etapas de chancado desempeña una función importante en el proceso de producción, ya sea una reducción del material para una manipulación posterior aguas abajo o un calibrado del producto final. La selección del chancador correcto para cada etapa del proceso de chancado depende de saber qué material se chancará y cuáles son los objetivos de producción del sitio.
Los chancadores de mandíbulas y giratorios se encontrarán con mayor frecuencia en la etapa de chancado primario, mientras que los chancadores de cono, las impactadoras y los chancadores de rodillo se utilizan mayormente en las etapas de chancado secundario, terciario y cuaternario. Conocer qué chancador es el más adecuado para cada etapa, así como asegurarse de utilizar el chancador del tamaño adecuado para la tarea, ayudará a un sitio a lograr una eficiencia de chancado óptima y una rentabilidad general.
