Las celdas de atrición se utilizan con frecuencia en la industria de la arena de fractura para mejorar la turbidez de la arena, pero también pueden emplearse en otras aplicaciones de áridos, como la producción de materiales de construcción, vidrio industrial y productos especializados, además de algunos procesos de minerales.
Las celdas de atrición están diseñadas para eliminar el material perjudicial por medio de la depuración entre partículas. Ofrecen una acción depuradora agresiva para eliminar incluso los contaminantes más resistentes. Son capaces de manipular arcillas de gran plasticidad que se encuentran fuera del alcance de otros equipos de depuración (como losmolinos de paletas, los lavadores de alta presión y las zarandas de lavado), pero están limitadas al procesamiento de material fino de aproximadamente menos de ½” (12 mm).
Cómo funcionan las celdas de atrición
Las celdas de atrición consisten en un eje vertical de paletas accionado por una caja de engranajes que gira dentro de un tanque redondo, cuadrado u octagonal y revestido de goma. Las paletas están configuradas de manera alternada para facilitar la depuración entre partículas necesaria para eliminar el material perjudicial. El material de alimentación se carga en la celda de atrición por una entrada y se depura a medida que avanza hacia la salida.
Para alcanzar la máxima probabilidad de interacción entre partículas, las celdas de atrición necesitan recibir un material de alimentación denso, con un contenido aproximado de sólidos del 70-75 % por intervalo de peso. Por este motivo, para alimentar las celdas generalmente se emplean Separators™, Hydrosizers™, lavadores de tornillo sin fin para material fino o zarandas desaguadoras.
Una vez finalizada la etapa de depuración, el material debe dirigirse a los equipos de enjuague o lavado para eliminar los contaminantes liberados del flujo de producto, para que no puedan volver a secarse sobre el material. En esta etapa de enjuague, a menudo se utilizan lavadores de tornillo sin fin para material fino, Hydrosizers™ e hidrociclones.
La mayoría de las veces, las celdas de atrición se usan en serie para reducir la cantidad de material que se desvía. En esta configuración, la salida de la primera celda de atrición se conecta directamente con la entrada de la segunda unidad. Cuando se descarga material de la primera celda de atrición, entra inmediatamente en el segundo tanque para continuar el proceso de atrición. Según el material, el proceso de depuración puede requerir una o varias celdas de atrición.
El tiempo de retención (cuánto tiempo se somete el material a la atrición dentro de la celda) se determina según la intensidad de la contaminación, pero por lo general varía de dos a cinco minutos.
Es importante tener en cuenta que las celdas de atrición no deben usarse para calibrar o dar forma al producto.
Sin embargo, las celdas de atrición son un medio eficaz para eliminar material perjudicial que puede causar muchos problemas en el producto o en el uso finales.
Por qué conviene usar una celda de atrición
El motivo principal para utilizar una celda de atrición es romper y separar el material perjudicial para eliminarlo con el proceso de lavado aguas abajo, de modo que el material aceptable pueda venderse y no se descomponga una vez que se encuentra en la pila de producto.
Debido a su capacidad para descomponer el material perjudicial, las celdas de atrición se utilizan para lo siguiente:
Eliminar contaminantes de la superficie
Los contaminantes como arcillas, óxidos y sustancias químicas que se adhieren a la superficie de las partículas pueden ser perjudiciales para el producto final. Las celdas de atrición eliminan estos contaminantes superficiales al someter el material a una depuración agresiva entre partículas, que libera el material perjudicial de las partículas aceptables.
Aumentar la durabilidad del producto
La durabilidad mide la capacidad de una arena. Indica la resistencia de las partículas a la producción de finos perjudiciales similares a la arcilla cuando se las somete a métodos mecánicos de degradación.
Cuanto mayor sea la durabilidad, más resistentes serán las partículas a la degradación. Las celdas de atrición mejoran la durabilidad de un material de dos maneras. Primero, pueden separar conglomerados que son lo suficientemente fuertes para pasar el proceso de calibrado, pero que se fracturarán bajo tensión. Los conglomerados disminuyen la durabilidad de un producto final, de modo que es fundamental separarlos antes.
Otra manera en que las celdas de atrición pueden aumentar la durabilidad de un producto final es mediante la separación de arena fracturada. Las fracturas internas dentro de una partícula disminuyen la durabilidad, y las celdas de atrición tienen cierta capacidad para romper estas partículas a lo largo de las líneas de fractura para obtener partículas más pequeñas y durables.
Consejo profesional:
cuando se trata de resolver problemas de durabilidad, las celdas de atrición deben colocarse al principio o en el medio del proceso, antes de que tenga lugar el calibrado final.
Mejorar la turbidez
La turbidez mide la cantidad de arcillas solubles en un fluido. Si una partícula que contienen contaminantes arcillosos se agrega a un fluido, la arcilla puede disolverse en la solución y provocar problemas de turbidez.
Las celdas de atrición pueden utilizarse para eliminar revestimientos arcillosos pesados que pueden causar problemas de turbidez. Es sumamente importante que el material se enjuague después de pasar por la celda de atrición para impedir que los contaminantes liberados se vuelvan a secar sobre las partículas de arena, lo que reduciría la equivalencia de la arena.
Consejo profesional:
cuando se trata de resolver problemas de turbidez con un solo producto, las celdas de atrición deben colocarse hacia el final del proceso. Si se elaboran varios productos, las celdas de atrición deben situarse antes de la etapa de calibrado.
Mejorar la equivalencia de la arena
La equivalencia de la arena indica la proporción relativa de finos, arcilla y polvo con respecto a las partículas del tamaño de la arena. En pocas palabras, mide la limpieza de una arena. Según se determina mediante una prueba de equivalencia de arena, cuanto mayor sea el valor de equivalencia, menor será la cantidad de arcillas presentes en el material y más limpio se considerará el material.
Si tiene partículas de arena con abundancia de arcilla, una celda de atrición puede eliminar los contaminantes para mejorar la limpieza de la arena. De nuevo, es importante que la arena se lave o se enjuague después de la etapa de atrición para eliminar las arcillas liberadas del flujo del producto para que no se vuelvan a secar sobre la arena limpia.
Depurar partículas del tamaño de la arena
Cuando se necesita una depuración agresiva para eliminar arcillas duras y pesadas de las partículas del tamaño de la arena, una celda de atrición es la máquina ideal para el trabajo. Están específicamente diseñadas para eliminar arcillas duras de gran plasticidad de los materiales con un tamaño inferior a ½” (12 mm).
No obstante, tenga en cuenta que una celda de atrición no es un dispositivo de calibración o clasificación. Los tanques de arena, los tornillos sin fin para arena y los hidrociclones son las mejores opciones para clasificar partículas del tamaño de la arena a fin de cumplir con las especificaciones de tamaño del producto.
Preparar fuentes de flotación y lavado con reactivos
La flotación es un método empleado para separar partículas según sus propiedades hidrófilas (afinidad por el agua) o hidrófobas (repelencia al agua). Se utiliza particularmente en las aplicaciones de procesamiento de minerales. Cuando se agrega aire a la solución, las partículas hidrófobas suben a la superficie con las burbujas de aire, mientras que las partículas hidrófilas se hunden hasta el fondo.
En el proceso de flotación, se agregan productos químicos, conocidos como reactivos, al sistema para mejorar la separación de las partículas según las características químicas superficiales, específicamente la hidrofobia y la hidrofilia.
Para que las partículas se adhieran mejor a las burbujas de aire o los reactivos recubran mejor las partículas, estas no deben tener contaminantes. Según el material, los contaminantes o la aplicación, las celdas de atrición pueden eliminar estos contaminantes para reducir el consumo de reactivos y mejorar la recuperación en las aplicaciones de flotación.
Ya sea que busque eliminar contaminantes de la superficie, depurar partículas del tamaño de la arena, aumentar la durabilidad, mejorar la turbidez o la equivalencia de la arena, o preparar fuentes de flotación y lavado con reactivos, las celdas de atrición pueden proporcionar la acción depuradora agresiva que necesita para eliminar arcillas y otros contaminantes que pueden dañar un producto final.
