Trituradoras de Mandíbulas y Giratorias: Tipos, Funcionamiento y Características

Equipos de Reducción de Tamaño: Trituradoras de Mandíbulas

Las trituradoras de mandíbulas son equipos que trabajan a la compresión. Se utilizan principalmente para la trituración primaria de materiales duros y abrasivos.

Trituradoras Tipo Blake o de Doble Efecto

Son los equipos de trituración de minerales más antiguos, capaces de procesar minerales de gran tamaño y dureza.

Partes Principales

• Bastidor

  Constituye el soporte de los elementos de trituración. Diseñado para soportar grandes esfuerzos y vibraciones. Está constituido por chapas de acero laminadas de gran espesor, electrosoldadas y con nervios de refuerzo para evitar deformaciones. Los laterales se protegen con chapas o forros de acero al manganeso intercambiables.

• Cámara de Fragmentación

  Definida por el espacio entre las mandíbulas móvil y fija, y las placas laterales antidesgaste. Aquí se produce la fragmentación. Esta cámara tiene forma angular debido a la disposición de las dos mandíbulas.

• Revestimiento

  Son planchas o placas intercambiables, fabricadas normalmente con aceros al manganeso de gran resistencia. Se acoplan a la cara exterior de las mandíbulas por medio de un sistema de fijación. Son reversibles para equilibrar el desgaste y optimizar su aprovechamiento.

  Dependiendo del tipo de roca a triturar, los revestimientos adoptan diferentes formas y tamaños:

  • Dientes en forma de pico (estrías verticales) para materiales de dureza media.
  • Dientes ondulados (estrías verticales) para materiales duros.
  • Revestimiento liso para materiales extremadamente duros.

• Sistema de Accionamiento

  Formado por el conjunto de elementos mecánicos que hacen que las mandíbulas trituren el mineral. Está compuesto por: volante, biela, placas de articulación, resortes, motor, correas, excéntrico y cojinetes.

Trituradoras de Simple Efecto

Estos equipos aparecieron 25 años después que la trituradora Blake.

Características

• La mandíbula móvil se encuentra articulada directamente sobre el eje excéntrico, situado encima de la boca de alimentación de la trituradora.
• El movimiento de la parte inferior de la mandíbula móvil está controlado por una única placa de articulación.
• Dispone de una barra tensora con un resorte de recuperación para mantener la placa de articulación en su posición de trabajo y regular el tamaño de la salida del producto.
• Tanto la mandíbula móvil como la fija están unidas mediante ítems de fijación a revestimientos, al igual que los laterales, para formar la cámara de trituración.

Movimiento de la Mandíbula Móvil

• En la zona superior, próxima al eje excéntrico, el movimiento de la mandíbula es circular, efectuándose la fragmentación por fuerzas de compresión.
• En la zona inferior, próxima a la salida de la máquina, el movimiento de la mandíbula es elíptico. La fragmentación se efectúa por medio de fuerzas de fricción (evitan el atasco).
• En la zona intermedia, existe un movimiento intermedio entre elíptico y circular, produciéndose la fragmentación por compresión y fricción.

En las máquinas tipo Blake, el movimiento de la mandíbula móvil es circular y las fuerzas de fragmentación son fundamentalmente de compresión. Las trituradoras de simple efecto se han impuesto ampliamente a las trituradoras de doble efecto. Estas últimas únicamente se emplean para la trituración de minerales extremadamente duros y muy abrasivos.

Comparativa: Trituradoras de Doble Efecto vs. Simple Efecto

Dimensionamiento de las Trituradoras de Mandíbulas

Al dimensionar una trituradora de mandíbulas, los parámetros que hay que estudiar son los siguientes:

• D_max y boca de admisión: La boca de admisión queda definida por las dimensiones de ancho y largo de la boca. Se debe cumplir D_max = 0,8 * A. D_max es el mayor tamaño de las piedras alimentadas y se obtiene por un precalibrado o por medio de tablas que relacionan D_max con la capacidad de la cámara de trituración.
• Capacidad y abertura de descarga: La capacidad de una trituradora de mandíbulas se puede obtener de tablas (proporcionadas por el fabricante) o por fórmulas empíricas.
• Granulometría del producto triturado.
• Potencia absorbida del motor.

Potencia de las Trituradoras de Mandíbula

La potencia absorbida (Pa) se calcula con la siguiente fórmula:

Pa = 10 * wi * (1 / 0,907) * (1 / √d₈₀ - 1 / √D₈₀) * Q

Donde:

• Pa = Potencia absorbida
• d₈₀: Tamaño del producto triturado
• D₈₀: Tamaño de la alimentación
• Q: Capacidad de la trituradora
• wi: Índice de Bond (molturabilidad) en kWh/Tm

La potencia del motor (Pm) se calcula como: Pm = 2 * Pa

Dureza y Abrasividad

En trituración, la dureza se entiende como la resistencia a la compresión de una roca. Los materiales se pueden clasificar como:

• Blandos: < 1000 kg/cm² (carbón, sales, talco, yeso)
• Medios: 1000-1500 kg/cm² (caliza, dolomita, bauxita)
• Duros: 1500-2000 kg/cm² (cuarcita, diorita, basalto)
• Muy duros: > 2000 kg/cm² (granito, taconita, grava granítica)

Un mineral se clasifica como abrasivo cuando contiene de 6 a 8% de sílice libre o pirita.

Trituradoras Giratorias

En estos equipos, los materiales a triturar se reducen de tamaño por medio de esfuerzos de compresión entre dos paredes troncocónicas: una fija y cóncava, y otra que forma un tronco de cono animado por movimientos excéntricos. Este movimiento hace que el cono se aleje y se acerque a la pared cóncava de manera alternativa. Cuando el cono móvil se acerca al cono fijo, se produce la fragmentación del material, y cuando se aleja, el material reducido desciende por gravedad hasta otro nivel para ser nuevamente triturado.

Partes de la Trituradora Giratoria

• Parte fija (bastidor o carcasa): Formada por varias piezas de acero fundido.
• Bastidor superior o cuba: Forma el espacio donde se produce la fragmentación. La superficie superior interior de la cuba se encuentra revestida por placas antidesgaste denominadas cóncavas, fabricadas de acero al manganeso.
• Anillo: En la parte superior de la cuba, forma la boca de alimentación y en él descansa la brida.
• Brida: Constituida por dos o más brazos o patas de araña que forman el crucero.
• Crucero: En su alojamiento se encuentra el apoyo fijo del eje pendular.
• Eje pendular (nuez o eje principal): Constituye la mandíbula móvil o cono. Está forjado con una sola pieza y pivota en la parte superior por medio de cojinetes situados en la tuerca de suspensión.

La razón de reducción de las trituradoras primarias es de 6/1. Encontramos en el mercado equipos para diferentes producciones, alcanzando algunos equipos los 7 metros de diámetro (en la boca de alimentación) y un peso total de 800 toneladas.

Trituradoras Secundarias y Terciarias

Las trituradoras secundarias reciben el producto obtenido de una trituración primaria (de mandíbulas o giratorias). Las trituradoras terciarias reciben el producto de una etapa secundaria.

Diferencias con las Trituradoras Primarias

• Boca de alimentación menor.
• Diseño de la cámara de trituración más tendida.
• Mayor carrera de excéntrico.
• Elevada velocidad de giro del cono móvil.

Poseen una abertura de atricción. El tamaño de los productos triturados varía entre 150 y 40 mm, lo que obliga a resolver satisfactoriamente problemas de entrada de partículas no triturables. El eje principal puede estar suspendido o apoyado en la parte superior. En el primer tipo, el reglaje se efectúa desplazando el eje, y en el segundo, desplazando la estructura por medio de un sistema mecánico-hidráulico.