Los lavadores de tornillo sin fin para material finose utilizan para lavar, clasificar y desaguar arena o material fino con un tamaño inferior a 3/8” (10 mm) en una sola máquina. Son una opción reconocida y preferida en la industria desde hace muchas décadas debido a su eficacia comprobada para elaborar un producto limpio según las especificaciones y apto para su transporte y acopio.
¿Qué es un lavador de tornillo sin fin para material fino?
También llamados clasificadores helicoidales, tornillos sin fin para arena, lavadores de tornillo sin fin o simplemente “tornillos”, los lavadores de tornillo sin fin para material fino se emplean principalmente para eliminar con agua el exceso de finos como polvo, arcillas o limos con un tamaño de malla nominal inferior a 200 (75 µm). Se utilizan mucho en las plantas de procesamiento de áridos en húmedo en Norteamérica para lavar arenas de construcción y uso industrial (ya sean arenas naturales o elaboradas).
Los lavadores de tornillo sin fin para material fino pueden aceptar alimentación seca de una cinta transportadora o pulpa húmeda de material y agua proveniente de una zaranda vibratoria de lavado, un tanque de clasificación de arena, un Hydrosizer™, un hidrociclón/Separator™ u otros equipos de procesamiento en húmedo.
También pueden aceptar alimentación directamente de otro tornillo sin fin para material fino.
Cuentan con un eje de tornillo rotatorio (o ejes en el caso de configuraciones de doble tornillo) alojado en una caja de metal (o cuba) con costados acampanados en un extremo que se llena de agua. Esta es el área de la piscina o el extremo de alimentación de la máquina, donde tiene lugar el lavado y la clasificación.
La alimentación entra en el área de la piscina delante de una placa deflectora, que ayuda a minimizar la turbulencia que puede dificultar la clasificación. Las partículas más pesadas del tamaño del producto presentes en la alimentación se depositan en el fondo de la caja de lavado, mientras que las fracciones más pequeñas flotan y salen por los vertederos a los costados y en la parte posterior de la máquina.
Las partículas más pesadas del tamaño del producto que se depositan en el fondo de la caja de lavado se trasladan fuera del área de la piscina mediante la rotación de los tramos roscados.
Los tornillos sin fin para arena se instalan en una pendiente de 18°, lo que permite drenar el exceso de agua del material a medida que el eje de tornillo rotatorio lo transporta hacia el extremo de descarga de la máquina. El material se descarga con aproximadamente un 20 % de humedad, por lo cual resulta adecuado para su transporte y acopio antes de continuar el drenaje de agua antes de la venta. El contenido de humedad depende de la gradación del tamaño de las partículas lavadas de los sólidos que se descargan de la máquina.
La historia del lavador de tornillo sin fin para material fino
Los diseños del lavador de tornillo sin fin para material fino se basan en el tornillo de Arquímedes, un dispositivo que se utilizaba para bombear agua. Se dice que lo inventó el famoso matemático, que vivió entre 287 y 212 a. C. (por eso lleva su nombre). Estos ejes helicoidales se accionaban mediante una manivela para elevar el agua hacia una superficie más alta.
Debido a su simplicidad y resistencia, terminaron usándose para desaguar menas y arena contenidas en una mezcla diluida de agua y sólidos. Los diseños continuaron evolucionando en las décadas de 1930 a 1950 y comenzaron a fabricarse para desaguar finos en circuitos de molienda que descargaban el material de procesos en húmedo, por ejemplo, molinos de bolas, molinos de barras y otras máquinas trituradoras autógenas.
Desde entonces, los lavadores de tornillo sin fin también se utilizan para desaguar y procesar menas como fosfato, mena de hierro, sal por evaporación solar y otros minerales. Comenzaron a usarse con frecuencia para lavar arena cuando se desarrollaron los pavimentos de hormigón con cemento, roca y arena a fin de cumplir con los crecientes requisitos de infraestructura para edificios y caminos. Entre principios y mediados del siglo XX, también entró en juego el pavimento de asfalto bituminoso, que también requería roca y arena limpias y lavadas a fin de proporcionar materiales sólidos y aceptables para los diseños de pavimento que evolucionaron a partir de la Gran Depresión, en la década de 1930.
Antes de que McLanahan comenzara a desarrollar su propia línea de lavadores de tornillo sin fin para material fino a mediados de la década de 1950, la empresa analizaba diseños más antiguos y los estilos generados por sus competidores. Atentos al deseo de productores y operadores de mejorar la retención de sólidos finos del tamaño del producto y reducir el mantenimiento, en McLanahan crearon diseños para satisfacer esas necesidades.
Los lavadores de tornillo sin fin para material fino de McLanahan cuentan con un área de piscina más grande, capaz de albergar un mayor volumen de agua, lo que mejora la retención de los sólidos finos del tamaño del producto. También están equipados con un área de plataforma seca de mayor longitud para reducir el contenido de humedad del producto en el momento de la descarga.
En cuanto al mantenimiento, los lavadores de tornillo sin fin para material fino de McLanahan presentan un espacio de 2,5” (6,3 cm) entre los tramos roscados y la placa de desaguado en el área de la plataforma seca (más del doble de tamaño que las unidades de la competencia). Esto permite que se forme un lecho de material en el fondo que protege la caja contra el desgaste por abrasión, lo que reduce o elimina la necesidad de parches o reemplazos.
Otra característica exclusiva de los lavadores de tornillo sin fin para material fino de McLanahan es el conjunto de rodamientos inferiores sumergidos Twin-Seal Pak. Los rodamientos inferiores de McLanahan ofrecen varios años de servicio sin mantenimiento (con la lubricación adecuada) en comparación con los requisitos típicos de reemplazo de sellos de los equipos de la competencia.
Los mejores complementos para un lavador de tornillo sin fin para material fino
Los lavadores de tornillo sin fin para material fino funcionan bien como una solución independiente para lavar, clasificar y desaguar arena y otros materiales finos, pero es posible optimizar su funcionamiento mediante la incorporación de diversos equipos complementarios, como unazaranda desaguadorao un sistema de depuración que consista en un hidrociclón/Separator™.
Zaranda desaguadora
Las zarandas desaguadoras eliminan el exceso de humedad del material parcialmente desaguado. El material se carga en una plataforma de zarandeo inclinada para lograr un drenaje rápido. Dos motores vibratorios de rotación contraria lanzan el material hacia arriba y hacia delante. A medida que el material avanza por la plataforma de zarandeo hacia la descarga, el agua se separa de las partículas y fluye a través del medio de cribado.
En algunas aplicaciones, las zarandas desaguadoras instaladas después de un lavador de tornillo sin fin para material fino han descargado sólidos conapenas un 7 % de humedad. La reducción del contenido de humedad ofrece varios beneficios. En primer lugar, los sólidos más secos pueden venderse con mayor rapidez. Segundo, mejora la limpieza, ya que el material más seco minimiza los derrames debajo de las cintas transportadoras y la filtración de agua alrededor de los acopios. Por último, se reduce la carga de los vehículos de transporte, ya que pueden llevar más sólidos y menos agua.
Las zarandas desaguadoras instaladas después de los lavadores de tornillo sin fin para material fino también pueden mejorar la equivalencia de arenas del producto final. A medida que el agua fluye a través del medio de cribado, lleva consigo algunas de las partículas más finas para descargar un producto más limpio.
Sistema de depuración
Pueden instalarse sistemas de depuración junto con los lavadores de tornillo sin fin para material fino con el objetivo de recuperar sólidos del tamaño del producto que, generalmente, se perderían en las piscinas. Mediante un sistema de depuración, el desagüe del tornillo se dirige a un sumidero, donde se bombea para subir a un Separator™ instalado sobre el área de la plataforma seca, cerca del extremo de descarga del tornillo sin fin. El Separator™ recupera los sólidos finos del tamaño del producto provenientes del desagüe del tornillo sin fin y los vuelve a cargar en el producto del tornillo sin fin.
Extraer una muestra del desagüe del lavador de tornillo sin fin puede ayudarlo a determinar si está perdiendo arena buena en la piscina y si tiene sentido incorporar un sistema de depuración en su operación. La recuperación de sólidos finos con un sistema de depuración resulta beneficiosa solo si la adición del material a la pila no deriva en un producto que no cumple con las especificaciones.
Sin embargo, si puede recuperar aunque sea algo de material fino y aun así obtener un producto que cumple con las especificaciones, podrá amortizar un sistema de depuración en poco tiempo. Piense en una aplicación en la que se recuperen 16 t/h adicionales de material fino con un sistema de depuración y se venda el producto a $5 por tonelada. En apenas un año de 2000 horas, eso representa una ganancia extra de $160 000.
Características clave de un lavador de tornillo sin fin para material fino
Los componentes clave de un lavador de tornillo sin fin para material fino incluyen:
Vertederos ajustables
Los vertederos que se encuentran en los costados y en la parte posterior de la caja del lavador son ajustables para compensar condiciones fuera de nivel. Para lograr una retención óptima de los finos, estos vertederos deben estar parejos, pero pueden elevarse o bajarse para controlar la cantidad de sólidos finos que desaguan en el flujo de residuos. Si se elevan los vertederos, se puede retener una mayor cantidad de finos para un corte más preciso, pero si los baja, es posible eliminar más finos para obtener un corte más grueso.
Tramos y zapatas protectoras
Las espirales del eje de un lavador de tornillo sin fin para material fino también se conocen como tramos helicoidales. Son las partes que mueven el material hacia el extremo de descarga a medida que gira el eje. Estos tramos están protegidos por zapatas protectoras reemplazables. Las zapatas protectoras se sujetan a los tramos con pernos y pueden reemplazarse con mucha mayor rapidez y facilidad que si se repara un tramo gastado.
Placa deflectora
La placa deflectora impide que la turbulencia provocada por el material de alimentación que entra en el lavador de tornillo sin fin para material fino perturbe la calma en el área de la piscina. Es fundamental que el área de la piscina esté en calma para que la clasificación sea eficiente, ya que permite que los sólidos del tamaño del producto se depositen y los finos se desagüen con los residuos.
Corriente ascendente
Se instalan puntos de inyección de corriente ascendente en el área de la piscina para ayudar con la clasificación. Esto consiste en introducir una corriente ascendente de agua para separar los finos del producto.
Precio de un lavador de tornillo sin fin para material fino
Los lavadores de tornillo sin fin para material fino son equipos relativamente económicos en comparación con otras tecnologías similares de clasificación y desaguado, como las plantas con hidrociclón y las zarandas desaguadoras. Sin embargo, el precio de un tornillo sin fin para arena puede variar según el tamaño de la máquina, el material del que están hechos los componentes sujetos a desgaste y las características especiales o mejoras que se agregan.
Mantenimiento de lavadores de tornillo sin fin para material fino
El mantenimiento de un lavador de tornillo sin fin para material fino comienza con las inspecciones diarias. Es fundamental establecer un programa de mantenimiento preventivo para que un lavador de tornillo sin fin alcance la máxima eficiencia de funcionamiento.
Antes de llevar a cabo cualquier tarea de mantenimiento, reparación o ajuste, debe desconectar el lavador de tornillo sin fin, seguir los procedimientos de bloqueo y etiquetado de todos los controles, y asegurar todos los componentes para evitar movimientos inesperados.
Un ejemplo de programa de mantenimiento de un lavador de tornillo sin fin para material fino podría ser el siguiente:
8-10 horas de trabajo (o una vez por turno)
- Lubricar todos los componentes que correspondan
- Si el equipo tiene acoples agrupados, asegurarse de que todos los componentes reciban suficiente lubricación
- Inspeccionar los reductores para detectar calor excesivo
- Inspeccionar todos los rodamientos para detectar calor excesivo
- Ningún rodamiento debe estar demasiado caliente al tacto
- Inspeccionar los motores para detectar calor excesivo
- Inspeccionar todas las conexiones y los cables eléctricos para detectar daños
- Inspeccionar todas las tuberías y conexiones de agua para detectar daños
- Inspeccionar todas las correas para verificar la tensión y alineación correctas
140 horas de trabajo (o una vez por semana)
- Inspeccionar todos los pernos de la caja de rodamientos para comprobar que estén ajustados
- Inspeccionar todos los pernos del motor para comprobar que estén ajustados
- Inspeccionar el área alrededor de las aletas de refrigeración del motor para comprobar que esté limpia
- Inspeccionar todos los sellos para comprobar su correcto funcionamiento
1800 horas de trabajo (o una vez cada tres meses)
- Inspeccionar todos los pernos y sujetadores para comprobar que estén ajustados
- Inspeccionar las zapatas protectoras para ver que funcionen correctamente
- Reemplazar las zapatas protectoras una vez que se desgasten hasta tener el mismo diámetro que los tramos roscados
Repuestos
Se recomienda contar con repuestos para el procesamiento de material fino en caso de que se produzca una avería o para llevar a cabo cualquier tarea de reparación necesaria como resultado de los controles de mantenimiento programados con regularidad.
Entre los repuestos recomendados, se incluyen los siguientes:
- Caja del soporte de pie con rodamiento
- Soporte de pie con rodamiento
- Adaptador del soporte de pie con rodamiento
- Conjunto de rodamientos inferiores
- Kit de reacondicionamiento para conjunto de rodamientos inferiores
- Herramienta para instalar sellos
- Correas V
- Zapatas protectoras y sujetadores
Para conocer el número de pieza, consulte la lista de repuestos y el dibujo de ensamblaje que se incluyen en el manual.
Hace mucho tiempo que se utilizan los lavadores de tornillo sin fin para material fino. Son una opción popular para lavar, clasificar y desaguar sólidos finos en las industrias de los áridos y de los minerales. Estas máquinas fiables y potentes descargan un producto que cumple las especificaciones y puede apilarse y transportarse.
Con la incorporación de una zaranda desaguadora, se podrá descargar un producto sin goteo y listo para la venta con mayor rapidez. Además, si se agrega un sistema de depuración, se perderán menos sólidos del tamaño del producto en la piscina.
Los tornillos sin fin para arena funcionan bien solos o como parte de un sistema más grande de procesamiento en húmedo. A pesar de que surgen nuevas tecnologías, los lavadores de tornillo sin fin para material fino siguen siendo un método de probada eficacia para obtener un producto limpio.
