Prensas de Rodillos - KHD Humboldt Wedag

Transcripción

2 - 301.09 es
Prensas de Rodillos
Trituración y molienda para el
procesamiento de minerales
www.khd.com
Prensas de Rodillos: trituración y molienda para el procesamiento de minerales
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principio de operación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tamaño de partícula del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ventaja de microfisuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reducción del Índice de Trabajo de Bond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Humedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protección contra el desgaste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consumo de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Capacidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Datos técnicos de series de construcción estándar . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ejemplos destacados de aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Equipos de ensayos de Prensa de Rodillos
Prensa piloto de Rodillo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Instalaciones de Prensa de Rodillos en todo el mundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Aplicaciones de Prensas de Rodillos para el procesamiento de minerales
Brasil: Prensa de Rodillos 15 - 140 / 160 para molienda de pellet feed de minerales de hierro 14
EE. UU.: Prensa de Rodillos 7 - 140 / 80 para trituración de pebbles de minerales de hierro . 15
EE. UU.: Prensa de Rodillos 7 - 140 / 80 para la trituración de pellet feed
de minerales de hierro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
India: Prensa de Rodillos 7 - 140 / 110 para la molienda de pellet feed de minerales de hierro 17
Kazakhstan: Prensa de Rodillos RPS13 - 170 / 140 para conminución de mineral grueso de cobre 18
China: Prensa de Rodillos 3.6 - 120 / 50 para la molienda de pellet feed de minerales de hierro 19
Mauritania: Prensas de Rodillos 16 - 170 / 180 para la conminución de minerales de hierro. 20
Chile: Prensas de Rodillos 16 - 170 / 180 para la conminución de mineral gruesa de hierro . 21
Australia: Prensa de Rodillos 10 - 170 / 140 para trituración de kimberlita . . . . . . . . . . . . . 22
Rusia: Prensa de Rodillos 5 - 100 / 90 para la molienda de mineral de oro . . . . . . . . . . . . . 23
La Prensa de Rodillos
1. El cambio de Rodillo y bastidor de la prensa
2. Los rodillos de prensa. . . . . . . . . . . . . . .
3. El sistema de cojinetes . . . . . . . . . . . .
4. Dispositivo de compresión hidráulica.
5. El dispositivo alimentador . . . . . . .
6. El accionamiento. . . . . . . . . . . .
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Prensas de Rodillos – trituración y molienda
para el procesamiento de minerales
Introducción
Las prensas de rodillos fueron introducidas como nueva tecnología de molienda en
La molienda por Prensas de Rodillos
(llamadas asimismo HPGR o bien
rodillos de molienda de alta presión)
ofrece varias ventajas para el sector
de minerales, a saber:
• bajo consumo energético,
0.8 - 3.0 kWh/t
• capacidad de procesar minerales
húmedos, hasta un 10 %
• recuperación y aptitud de molienda
optimizadas corriente abajo
• grado optimizado de productos
corriente abajo
• bajos requisitos de mantenimiento
• reducida exigencia de espacio
• niveles reducidos de vibración y ruido
• alta disponibilidad, > 95 %
• alta longevidad de la superficie de
desgaste de 4000 - 36000 horas
1984, siendo desde entonces instaladas con éxito en un gran número de plantas,
sobre todo de cemento y caliza, en todo el mundo. Recientemente, las prensas de
rodillos han sido empleadas asimismo en plantas de procesamiento de minerales,
sobre todo en el tratamiento de minerales de hierro y de diamantes. En estos
sectores, la aplicación de prensas de rodillos abarca desde la trituración de gruesos,
a saber la trituración de tamaños superior de 65 mm (2.5”) en pebbles de
circulación AG hasta la molienda de acabado de material <100 µm y altos
valores Blaine en la preparación de pellet feed.
Las unidades instaladas recientemente han mostrado ser muy eficaces, demostrando
una gran fiabilidad a largo plazo.
La molienda mediante Prensas de Rodillos aumenta de manera significativa el
rendimiento total. Esto se debe a la obtención de una alta cuota de producto
acabado y disminución del Indice de Trabajo de Bond del material prensado.
Esto permite por lo general reducir de manera pronunciada el número previsto
de unidades del equipo en las fases de trituración terciaria, trituración cuaternaria
y molienda.
Principio de operación
La conminución de alta presión se
consigue empleando un tipo avanzado
de rodillos de molienda. Contrariamente
a los rodillos convencionales de
trituración, las partículas son trituradas
mediante compresión en un lecho
relleno y no por el contacto directo de
partículas con los dos rodillos.
tamaños de partículas con una elevada
proporción de materiales finos,
compactados en forma de escamas.
El proceso de trituración consiste en
dos etapas discretas. En la primera, el
material alimentado que entra el
espacio entre los rodillos es
sometido a una aceleraEste lecho de partículas es creado por
ción para alcanzar la
presión entre dos rodillos en rotación
velocidad periféopuesta. Entre estos rodillos se prensa
rica del rodillo.
una camada de partículas hasta una
Como consecudensidad del 85 % aproximadamente
encia de la
de la densidad actual del material. Esta abertura cada
compresión se consigue aplicando una
vez más estreelevada presión, con un valor pico de
cha entre los
hasta 300 Mpa aproximadamente,
rodillos, el
excediendo la resistencia de compresión material es
del material alimentado. Durante este
compactado
proceso de compactación, el material es gradualmente,
molido con una extensa distribución de
sometiéndose las
4
partículas grandes a una trituración
previa. Asimismo se produce cierto
grado de reorientación de las partículas
que llenan los intersticios entre las
partículas.
En la próxima etapa, el material
pretriturado entra en una zona de
compactación. Esta zona
requiere de una abertura
entre los rodillos
definido por un
sector por un
ángulo de 7°
aproximadamente.
Puntos de contacto múltiples
entre partículas:
Conminución entre partículas
En esta zona de compresión, la presión
alcanza un valor pico. La fuerza de
prensado actúa en principio en todas
las partículas que atraviesan la zona
de compresión, a través de puntos de
contacto múltiples entre las partículas
en la camada de compresión,
resultando en la desintegración de
la mayoría de las partículas.
Durante el proceso se generan
microfisuras dentro de
las partículas que
resultan en una
debilitación de
estas partículas
para una fase
de molienda
subsiguiente.
El prensado
en la camada de
partículas reduce
el desgaste dado
que la acción
trituradora principal, la
cual no tiene lugar entre la
superficie de los rodillos y el
material sino entre partículas de
material en la camada de partículas.
Principio de la conminución de alta presión
Proceso de trituración entre rodillos
El rendimiento de una
Prensa de Rodillos
depende de, la
capacidad de
los rodillos de
introducir el
material alimentado a la
abertura (Gap)
entre los rodillos
(fricción en
la superficie del
rodillo), de
las características
del material molido (p. ej. cohesión interna,
humedad) y de
las condiciones
de operación
(p. ej. velocidad
de los rodillos,
condiciones de
alimentación).
de soldadura, en
los rodillos, tal
como un
patrón en
V invertida
o bien
estoperoles
insertados
de metal
duro que
sobresalen
algunos milímetros
por encima de la
superficie del rodillo
(patente de KHD).
Muestra de cuarzita tras la conminución en una
trituradora de laboratorio por mandíbula (arriba)
y en una Prensa de Rodillos (abajo), acusando
muchas microfisuras.
La fricción en la superficie de
los rodillos puede ser diminuida
aplicando un revestimiento reticulado
5
Muestra de mineral de cobre (sobre todo calcopirita) que revela la liberación del
mineral de cobre a lo largo de sus límites de como generación de micro fisuras.
Tamaño de partícula del producto
Una prensa de rodillos produce una distribución de tamaños de partículas más
ancha, con más material fino, que una trituradora terciaria (p. ej. trituradora cónica).
Esto se debe a que la fuerza de compresión no sólo actúa en la gama gruesa de
PSD, sino en toda la camada de partículas tanto en las partículas gruesas como
también finas, incluyendo las partículas finas derivadas de fracciones más gruesas
trituradas en el comienzo de la operacion.
Una extensa gama de minerales parece generar productos de un valor P80 similar.
Esto se debe a la distribución del tamaño de productos en una fuerza de prensado
dada, asociada a la abertura (Gap) conseguido entre los rodillos. Este entrehierro
conseguido depende de la competencia de un tipo dado de mineral en cuanto a la
producción de un lecho de material que resiste a la presión aplicada así como del
tamaño de los rodillos. Por ejemplo para la mayoría de los minerales, la abertura
a un tamaño de rodillo dado y una fuerza de prensado específica promedio de
4.5 N/mm² aproximadmente, corresponde al 2.5 % aprox. del diámetro del rodillo.
Comparación de la distribución del tamaño de partículas: prensa de rodillos frente a una trituradora de cono
El tamaño máximo de partículas en el producto es determinado en su mayor parte
por la abertura (Gap) conseguido entre los rodillos y una cantidad limitada de material
alimentado que contorna el proceso de molienda (como los bordes de los rodillos).
Si el 100 % del producto pasa por la
abertura entre rodillos, curva del
tamaño de partículas sería determinada
por las características de trituración del
mineral bajo condiciones de alta presión.
Una distribución más fina del tamaño
requeriría una fuerza de prensado más
alta o en algunos casos un mayor
contenido de humedad.
La mayor parte del producto de la prensa
de rodillos genera descargas en forma
de una escama de material compactado,
si bien de una con una consistencia muy
frágil. La desaglomeración con un
aporte energético muy bajo podrá ser
necesaria en casos de cribado o
clasificación de los productos en cuestión,
p. ej. En el cribado preliminar de los
tamaños de productos acabados antes
de una ulterior fase de molienda. Si la
prensa de rodillos es seguida por una
molienda de bolas, no se requiere por
lo general ninguna desaglomeración del
producto. Dado un determinado contenido
de humedad y una adhesividad
relativamente baja del material, los
gránulos obtenidos se descomponen
fácilmente en los puntos de transferencia
de las cintas transportadoras o en el
proceso de cribado cuando una Prensa
de rodillos funciona en circuitos cerrados
con tamices.
Ventaja de micro fisuras
La elevada fuerza de compresión en
la camada de material favorece las
tensiones diferenciales en el interior
de los gránulos, así como entre los
minerales y la roca estéril circundante.
En el procesamiento de diamantes, el
mineral de diamante duro resiste al
estrés mientras que los materiales
alrededor se descomponen, resultando
6
en una molienda selectiva. En los
minerales de oro, la roca circundante
tiende a desintegrar, mientras que los
granos de oro resisten ampliamente a la
presión o bien se deforman ligeramente.
En otros minerales, tales como los sulfuro
y minerales metalicos, las diferentes
propiedades de los distintos tipos de
mineral reaccionan dando lugar a
planos de tensión a lo largo de las
superficies minerales, lo cual mejora
la liberación del mineral.
En procesos de lixiviación, la creación
de fisuras y de grietas en el contorno
del mineral y permiten el acceso y
filtración de los líquidos de lixiviación,
lo cual favorece la recuperación de los
minerales valiosos.
Reducción del índice de trabajo de Bond
En las aplicaciones en las que la Prensa de Rodillos es seguida por una molienda de bolas, las micro fracturas inducidas
resultan por lo general en una reducción del Indice de Trabajo de Bond. En la mayoría de los minerales, esta reducción
oscila entre el 10 y el 25 %. Evidentemente, esto permite moler con un mayor rendimiento, una menor potencia de entrada
o un menor número de molinos. La reducción del índice de moliabilidad, mediante Prensa de rodillos, se puede demostrar
con varios tipos de menas, en pruebas tanto a escala de laboratorio como de planta piloto.
La reducción del Índice de Trabajo de Bond aumenta, hasta cierto límite, con la presión aplicada. Combinada con una
mayor fracción de partículas finas en el producto HPGR, la mejora en la capacidad de molienda redundará en un ahorro
considerable en costes de energía, así como por la reducción de mano de obra y mantenimiento asociados a un menor
número de molinos de bola en funcionamiento. Esto resulta particularmente beneficioso a la hora de trabajar allí donde la
energía sea un factor costoso o donde
sea necesario mantener la capacidad de
la planta al disponerse de menas más
duras o más pobres.
Humedad
El material alimentado a una Prensa de
Rodillos debe contener preferiblemente
cierta humedad. Esto permite generar una
adecuada superficie autógena de desgaste.
Por lo general, la molienda por prensa
de rodillos facilita el procesamiento de
minerales relativamente húmedos,
conteniendo humedades hasta el 10%
en algunos casos. Esto podría ser
especialmente ventajoso en aquellas
aplicaciones en las que debe molerse un
material húmedo. En un esquema
convencional de molienda, el mineral
requiere bien ser secado antes de la
molienda o bien será sometido a una
molienda húmeda. El secado es, por lo
visto, una etapa costos del proceso y la
molienda en húmedo requerirá un
esfuerzo significativo a nivel de la sedimentación subsiguiente a la filtración del
mineral molido. En estos casos,
la molienda por prensa de
rodillos podría representar una alternativa
factible.
Protección contra el desgaste
Uno de los aspectos más importantes en
la molienda por prensas de rodillos es el
desgaste de la superficie del rodillo.
Hasta el día de hoy, numerosas aplicaciones tanto en la industria del cemento y
el procesamiento de diamantes, cuentan
frecuentemente con rodillos lisos con un
revestimiento reticulado de soldadura,
para optimizar el agarre del material.
En estos casos, una nueva soldadura
Vida útil garantizada y efectivamente
lograda en las superficies de los
Rodillos de Prensa:
Horas de operación
Mineral de hierro (pellet feed) 14,000 - 36,000
Mineral de hierro (grueso)
6,000 - 17,000
Mineral de oro (grueso)
4,000 - 6,000
Roca kimberlita (grueso)
4,000 - 6,000
Mineral de fosfato (grueso)
6,000 - 12,000
continua de estas superficies de rodillos
requiere un esfuerzo de mantenimiento
considerable. Por este motivo se desarrollaron los rodillos de Estoperores patentados por KHD. Esta nueva generación de
rodillos ofrecen una vida útil más larga a
causa de una resistencia mayor de su
superficie al desgaste y debido a la inclusión de una capa de desgaste autógena.
Esta capa de desgaste autógena es formada por el propio material de mineral
entre los estoperoles en los rodillos. De
esta manera, la superficie del rodillo es
revestida y protegida contra el desgaste
directo de la roca mineral.
El revestimiento autógeno suele evitar el
choque directo de las rocas de mayor
tamaño sobre la superficie del rodillo,
además de proteger ante el movimiento
abrasivo, del material alimentado, paralelo a la superficie del rodillo. El desgaste
corresponde por lo tanto más bien a
aquel de los
estoperoles de
metal duro, que
son más resistentes.
El revestimiento
autógeno suele evitar el
choque directo de las rocas de
mayor tamaño sobre la superficie del
rodillo, además de proteger ante el
movimiento abrasivo, del material
alimentado, paralelo a la
superficie del rodillo. El
desgaste corresponde
por lo tanto más bien
a aquel de los estoperoles de metal
duro, que son
más resistentes.
Revestimiento de
estoperoles con
superficie de
degaste autógena
Consumo de energía
La eficiencia en la utilización de energía es muy elevada. En comparación con la molienda convencional, las características de
rotura y selección del proceso son notablemente mejores, predominantemente a causa de las grandes fuerzas que actúan en los
contactos múltiples entre las partículas individuales. La energía consumida es muy inferior a la empleada en otros procesos de
molienda. En la mayoría de los minerales, el consumo específico de energía es de 0.8a3.0kWh/t. Especialmente con procesos
subsiguientes, aguas abajo o clasificadores de alta eficacia, se han podido observar reducciones de energía de la molienda
general de hasta el 40%.
Capacidad
La capacidad calculada de una Prensa de Rodillos puede ser determinada por
La Capacidad Especifica de la prensa
de rodillos es determinado en los
ensayos de laboratorio o de planta
piloto. Esta Capacidad Especifica
permite un escalamiento más o menos
directo del tamaño del rodillo, con
determinadas correcciones de la
velocidad periférica del rodillo, la
fuerza de prensado, la abertura (Gap)
y el contenido en humedad.
lo general aplicando las siguientes ecuaciones:
Q=qxDxWxv
Q = s x W x v x ρ x 3.6
Donde: Q =
q =
D=
W=
v =
ρ=
s =
capacidad calculada de la Prensas de Rodillos, t/h
rendimiento específico, ts/m³h
diámetro del rodillos, m
anchura del rodillo, m
velocidad periférica del rodillo, m/s
densidad de escamas, t/m³
anchura de la escama, mm
Datos técnicos de series de construcción estándar
(a pedido suministramos otras dimensiones de Prensas de Rodillos)
Tamaño
Unidad piloto
1)
Rodillo
Rodillo
Aprox.
diámetro
[cm]
ancho
[cm]
peso máquina
[t]
L
[m]
A 1)
[m]
25
24
3.8
3.0
1.81
30 - 80
36
4.45
3.0
1.96
100 - 320
5.0
3.30
2.14
200 - 750
9.95
5.7
3.55
300 - 900
80
PR 3.6
120
50 - 63
PR 5.0
120
80 - 120
49.5
PR S 7
140
80 - 110
98
H
[m]
Capacidad
[t/h]
PR S 10
140
110 - 140
128
10.15
6.25
3.85
400 - 1100
PR S 13
170
110 - 140
151
10.35
6.75
3.85
500 - 1500
PR S 16
170
140 - 180
208
10.95
7.35
4.05
650 - 2100
PR S 20
200
140 - 180
230
12.65
7.75
4.7
900 - 2900
PR S 25
250
180
354
13.65
7.75
5.2
1800 - 4200
Sin Reductores, sin motores principales; en función del ancho del rodillo
Los parámetros correspondientes vienen
dados por el tamaño de la Prensa de
rodillos, siendo establecidos a partir de
las pruebas realizadas en una Prensa
de rodillos a escala piloto.
La serie disponibles de Prensas de
Rodillos varía desde los rodillos de
unidades piloto con un diámetro piloto
de 0.8 m y la anchura de rodillos de
0.25 m, hasta las máquinas de tamaño
superior con un diámetro del rodillo de
8
Dimensiones de instalación
2.1 m y una anchura del rodillo de
1.8 ó más.
rondaría los 100 kW a 3000 kW,
respectivamente.
Dado una capacidad específica media
de 250 ts/hm³ y una velocidad de
rodillo moderada, las capacidades
nominales para las máquinas anteriores
se calcularían para 50 t/h a 4000 t/h,
respectivamente. Dado un consumo
medio de energía específica de
2.0 kWh/t, la potencia neta estimada
En la tabla de la página 5 se ofrece
un resumen de la gama completa de
prensas de rodillos de KHD. También
otros modelos y tamaños (variación
de la anchura de los rodillos) se
encuentran dentro de nuestro alcance
de suministros.
Ejemplos destacados de aplicación
Si bien el empleo de rodillos de molienda de alta presión representa un concepto
de molienda eficaz de bajo consumo energético, las consideraciones para la
instalación son muy diferentes para cada aplicación. A continuación se presentan
algunos ejemplos.
Liberación de diamantes
En el tratamiento de diamantes, el aspecto más importante es una trituración eficaz del mineral
que evita la molienda de las grandes gemas de diamantes. Aparte de otros beneficios, las Prensas
de Rodillos se prestan especialmente para el tratamiento de minerales de diamantes. Contrariamente a otros sistemas de
trituración o molienda, no se triturará cualquier gema de diamante de tamaño grande presente en el mineral. Esto es
conseguido al asegurar que la abertura de operación jamás disminuye por debajo de un punto fijo ajustado (p. ej. 25 mm).
Los diamantes son capaces de resistir a la presión de operación aplicada y no son destruidos dado que no tienen contacto
directo con la superficie de los rodillos. En los molinos de tambor (molinos de bolas, molinos SAG) o en las trituradoras, se
produce una reducción de los tamaños gruesos por medio del impacto, que destruye los diamantes grandes causando una
pérdida de productos de gemas de alto valor.
Beneficios para metales preciosos
En el tratamiento de menas de oro o de cobre, la molienda mediante Prensa de
rodillos ha incrementado la recuperación de minerales valiosos. Según se ha
indicado anteriormente, la mayoría de las menas son susceptibles de generar
micro fisuras en las superficies del grano de mineral o a lo largo de las mismas
debido a la elevada fuerza de compresión. Esto favorece la liberación de
mineral para la recuperación gravimétrica o el acceso y filtración de líquidos
de lixiviación, haciendo que la mena sea más apta para la recuperación
por lixiviación. Basándose en las micro fisuras, se logra alcanzar un alto
grado de contacto entre el líquido de lixiviación y las superficies de mineral
con el fin de obtener una producción rentable.
De manera adicional, se ha demostrado que las
partículas naturales de oro contenidas en las menas
no se aplastan al ser tratadas con Prensa de
rodillos, a diferencia de lo que ocurre en los
molinos de bolas. Esto tiene su origen en las
condiciones de molienda típicas de HPGR.
Como consecuencia, los procesos de
separación como la concentración centrífuga
o a espiral resultan más eficientes con una
mejora en la recuperación del oro.
Liberación de
minerales metalicos
En el beneficio de
menas de sulfuro, la
molienda mediante Prensa de Rodillos puede
incrementar de manera selectiva la liberación.
La formación de microfisuras en las superficies
del grano de mineral o a lo largo de las
mismas ayuda a la liberación de los
minerales incluidos previa a la concentración
gravimétrica, clasificación o flotación.
Preparación de pellet feed
En la preparación de pellet feed de
menas de hierro, la aplicación de la
Prensa de rodillos como dispositivo de
molienda autónomo o en combinación
con molinos de bolas ha puesto de
relieve un incremento en el rendimiento
o la finura de producto final y la calidad
de pellet, todo ello con un reducido
gasto de energía. Particularmente en
este tipo de aplicación, ofrece
ventajas con respecto al
procesamiento de torta de
filtración de concentrados
beneficiados, lo cual facilita
un medio para no tener
que recurrir a procesos
tanto de secado excesivo
como de difícil filtración y
sedimentación.
9
Equipos de ensayos de
Prensas de Rodillos
Prensa piloto de Rodillos
Para realizar ensayos a escala piloto,
KHD Humboldt Wedag emplea a nivel
mundial varias Prensas piloto de Rodillos
(RP). Una de estas Prensas piloto de
Rodillos se encuentra instalada en la
sede central en Colonia (Alemania).
La ubicación de las otras máquinas
varía en función de la necesidad de
realizar pruebas in situ de determinados
proyectos.
La PR piloto es la Prensa de Rodillos a
escala industrial más pequeña. Esto
quiere decir que los resultados de las
pruebas están muy próximos a los
resultados a escala de producción,
facilitando así cálculos realistas
ampliados a escala para determinar los
datos de servicio y de proceso reales.
Por ejemplo, se ha elegido el ancho de
trabajo de 250 mm de la Prensa de
Rodillos piloto porque el efecto de
borde de un ancho de rodillo inferior
afectaría en gran medida a los
resultados de prueba. Los datos de
prueba analizados son convertidos a
datos de servicio reales sirviéndose de
un procedimiento de extrapolación.
Todas las Prensas de Rodillos de escala
industrial fabricadas por KHD Humboldt
Wedag han sido diseñadas aplicando
este procedimiento. Las comparaciones
entre los resultados de ensayo piloto y
los datos obtenidos durante la puesta
en servicio de las Prensas de Rodillos
de escala de producción confirman
la precisión de los procedimientos de
escalamiento.
10
Objetivos primarios de la labor de
ensayos piloto:
• Determinación de los parámetros de
proceso para el diseño de Prensas de
Rodillos a escala industrial
• Estimación del comportamiento al
desgaste
• Producción de material de prueba
para los procesos aguas abajo
• Determinación de parámetros de
diseño mecánico para las Prensas de
Rodillos a escala industrial
Datos básicos de la Prensa de Rodillos
piloto en la instalación de ensayos de
KHD en Colonia, Alemania
(véase la foto):
Diámetro del rodillo:
Anchura del rodillo:
Fuerza de prensado
máx. espec.:
800 mm
250 mm
hasta
~ 10 N/mm²
Capacidad:
~ 30-80 t/h1)
Tamaño del motor:
2 x 132 kW
Peso de las Prensas de Rodillos: ~ 21 t
Cantidad requerida
del material de ensayo: ~ 100 kg
(en cada
ensayo)
1)
en función de las propiedades del material alimentado
La máquina piloto está equipada con
un sistema de monitoreo y de control
gráfico. Así es como se vigilan y
registran los siguientes datos de proceso y de operación:
• Capacidad total y específica
• Consumo de potencia total y
específica
• Fuerza de prensado totales y
específicas
• Abertura (gap) y espesor de escamas
• Velocidad circunferencial de los
rodillos
• Duración del ensayo
Después del tratamiento del mineral,
en la Prensa de Rodillos, se realizan
análisis ulteriores, tales como:
• Distribución granulométrica por
medio de un cribado húmedo o seco
• Gravedad específica, densidad a
granel y de escamas
• Índice de trabajo de Bond
• Contenido en humedad
• Investigaciones de mineralogía
• Determinación de la tasa de
desgaste
• Análisis químicos
• Análisis por
radiografía
Instalaciones de Prensa de Rodillos en
todo el mundo
La Prensa de Rodillos ha avanzado y
mejorado, como resultado de la
experiencia obtenida en la práctica,
desempeñando un papel importante
en la tecnología de la conminución
de minerales. Contrariamente a la
trituración convencional de partículas,
por ejemplo en molinos de tubos, la
reducción sobresaliente y eficaz del
tamaño en una prensa de rodillos es
resultado de la conminución de partículas
entre los rodillos. Las Prensas de Rodillos se
caracterizan por elevadas tasas de rendimiento ante
una inversión de capital relativamente baja. Asimismo, la demanda energética
específica para la conminución del material es reducida significativamente. Gracias
a estas ventajas económicas, KHD Humboldt Wedag vendió más de 300 máquinas
a los sectores de procesamiento de cemento y de minerales en todo el mundo. En
las siguientes páginas se presentan algunos ejemplos típicos de prensas de rodillos
concebidas para la conminución de mineral de hierro, mineral de oro y de roca
kimberlita que operan a la plena satisfacción de nuestros clientes en África,
Norteamérica y Sudamérica, Asia, Australia y Europa.
Empleo de Prensa de Rodillos de KHD
(total de Prensas de Rodillos: 300, cuota de mercado ~ 50 %)
Prensa de Rodillos de ensayos
Aplicaciones de Prensas de Rodillos para el procesamiento de
minerales
Ventajas del uso de la Prensa de Rodillos
• Reducido consumo energético
• Elevado razón de conminución
• Liberación selectiva
• Elevada capacidad de tratamiento con una reducida inversión
• Incremento de la vida útil de las piezas de desgaste
• Elevada disponibilidad (>95 %), fácil mantenimiento y control
• Variados campos de aplicación
• En Resumen: ¡bajos costos de operación!
13
Brasil: Prensa de Rodillos 15 -140 / 160 para la
molienda de pellet feed de minerales de hierro
Diseño y datos de proceso
14
Empresa / ubicación:
CVRD/ Vitória, Brasil
1,400 mm
1,600 mm
Material alimentado:
Pellet feed de mineral de hierro
anterior a molinos de bolas
Humedad alimentada:
8.5 %
Tamaño máximo alimentado:
500 Blaine
Aumento de la finura:
900 Blaine
Capacidad:
715 t/h
Consumo energ. espec.:
< 2.4 kWh/t
Fuerza esp. de prensado:
3 N/mm²
Tamaño del motor:
2 x1,750 kW
Vida útil revestimiento con estoperoles:
16,000 horas de operación
EE. UU.: Prensa de Rodillos 7-140 / 80
para la trituración de Pebbles de
mineral de hierro
Empire Iron Ore Mine / EE. UU.
1,400 mm
800 mm
Pebbles de mineral de hierro (pretriturados)
Humedad alimentada:
3%
63.5 mm
50 % <2.5 mm
Capacidad:
400 t/h
< 1.7 kWh/t
5.1 N/mm² (máx.)
Tamaño del motor:
2 x 670 kW
EE. UU.: Prensa de Rodillos 7 -140 / 80
para la trituración de pellet feed de
minerales de hierro
16
Iron Dynamics Inc. / Butler, Indiana
1,400 mm
800 mm
Pellet feed de mineral de hierro
Humedad alimentada:
1%
2 mm
50 % < 75 µm
Capacidad:
400 t/h
< 1.75 kWh/t
5 N/mm² (máx.)
Tamaño del motor:
2 x 670 kW
India: Prensa de Rodillos 7-140 / 110
para la molienda de pellet feed de
minerales de hierro
Kudremukh Iron Ore Company Ltd.
1,400 mm
1,100 mm
Pellet feed de minera de hierro posterior
a molinos de bolas
Humedad alimentada:
9 - 11 %
1,300 - 1,600 Blaine (< 0.5 mm)
1,600 - 2,150 Blaine
Capacidad:
530 t/h
2.2 kWh/t
1.9 N/mm²
Tamaño del motor:
2 x 660 kW
Kazakhstan: Prensa de Rodillos RPS 13 -170 / 140
para conminución de mineral grueso de cobre
Kasachsmys/Kazajstán
1,700 mm
1,400 mm
Material alimentado
mineral de cobre
Humedad alimentada:
máx. 3 %
38 mm
máx. 3.0 %
Capacidad:
945 t/h
< 2.0 kWh/t
5 N/mm2 (máx.)
Tamaño del motor:
2 x1,150 kW
China: Prensa de Rodillos 3.6 -120 / 50
para la molienda de pellet feed de
minerales de hierro
WISCO Minerals Ltd./ Wuhan, China
1,200 mm
500 mm
Pellet feed de mineral de hierro posterior a
molinos de bolas
Humedad alimentada:
3-8%
1,100 -1,300 Blaine
1,600 -1,800 Blaine
Capacidad:
210 t/h (máx.)
< 2.6 kWh/t
3.8 N/mm² (máx.)
Tamaño del motor:
2 x 355 kW
19
Mauretania: Prensas de Rodillos 16 -170 / 180
para la conminución de mineral de hierro
SNIM / Zouerate, Mauritania
Modelo de Prensa de Rodillos:
RP 16 -170 / 180
1,700 mm
1,800 mm
Mineral grueso de hierro
Wi del molino des bolas :
11-15 kWh/t
Humedad alimentada:
0 - 0.5 %
- 20 +1.6 mm
Granulometría del producto:
65 % < 1.6 mm
Capacidad:
1,800 t/h
< 1.0 kWh/t
2.7 N/mm2
Tamaño del motor:
2 x 900 kW
Chile: Prensas de Rodillos 16 -170 / 180 para
la conminución de mineral grueso de hierro
CMH / Los Colorados, Chile
1,700 mm
1,800 mm
Mineral grueso de hierro
Humedad alimentada:
<3%
0 - 63.5 mm
< 6.35 mm (55 - 75 %)
Capacidad:
hasta to 2,000 t/h
1.4 kWh/t
3.2 N/mm²
Tamaño del motor:
2 x1,850 kW
21
Australia: Prensa de Rodillos 10 -170 / 140
para retrituración de kimberlita
Empresa:
Argyle Diamond Mines Pty. Ltd.
1,700 mm
1,400 mm
Roca kimberlita
Humedad alimentada:
2-4%
Tamaño alimentado:
25 mm
Tamaño final de grano:
39 %
Capacidad:
800 t/h máx.
1.75 kWh/t
2.96 N/mm² (máx. 4.5)
Tamaño del motor:
2 x 950 kW
Vida útil revestimiento con
estoperoles:
4,000 horas de operación (set 1+2)
6,350 horas de operación (set 3)
7,000 horas de operación (set 4)
Rusia: Prensa de Rodillos 5 -100/90
para la molienda de mineral de oro
Suchoj Log / Irkutsk, Rusia
1,000 mm
900 mm
Mineral de oro
Humedad alimentada:
máx. 6.5 %
Tamaño máx. de grano:
25 mm
Tamaño final de grano:
40 % < 1.0 mm; 70 % < 5.0 mm
Capacidad:
320 t/h
< 1.80 kWh/t
5 N/mm² (máx.)
Tamaño del motor:
2 x 400 kW
23
La Prensa de Rodillos
Los componentes de la Prensa de
Rodillos de KHD están subdivididos
en conjuntos claramente definidos.
Las características principales de
nuestras Prensas de Rodillos son los
dos rodillos de prensado ( 2 ) montados
horizontalmente, apoyado cada uno
por un bastidor de perfiles pesados ( 1 )
por el sistema de cojinetes ( 3 ). El
diseño de los rodillos de prensado
se elige en función de la aplicación
específica, es decir bien el tipo de
rueda o de segmento. Las superficie
de los rodillos está provista de una
yanta de metal duro con insertos de
estoperoles para asegurar una protección
autógena al desgaste. Los suministros
entregados desde 2007 están equipados
con la superficie Stud-Plus ®. Sistemas
centralizados de lubricación por aceite
y / o grasa suministran lubricante a los
rodamientos de rodillos autoalineantes
o cilíndricos.
La alimentación del material se efectúa
por gravedad, cayendo en vertical a
la abertura entre los rodillos por el
dispositivo de alimentación ( 5 ), que
puede estar dotado de una compuerta
de dosificación según sea necesario.
Las fuerzas requeridas para una óptima
reducción de tamaño son transmitidas
mediante un sistema hidráulico al
rodillo móvil y por lo tanto, de forma
controlada, a la camada de material
entre los rodillos compresores.
El sistema estándar de control vigila y
controla automáticamente todos los
parámetros relevantes de operación y
de la máquina. Nuestros clientes
pueden elegir entre el suministro tanto
de hardware y software o bien sólo
de software.
6
Uno de los rodillos se encuentra sujeto
de forma fija al bastidor. El otro rodillo
se puede desplazar y deslizar con
libertad dentro de ciertos límites. Los
rodillos compresores son accionados
de manera individual y la potencia es
transmitida por un eje cardán, un
acoplamiento hidráulico o embrague
de seguridad y engranajes planetarios
estándar ( 6 ). Se ofrecen diversas
disposiciones de accionamiento.
Componentes más importantes de la
Prensa de Rodillos:
1
Bastidor de la prensa
2
Rodillos de Prensa
3
Sistema de cojinetes
4
Dispositivo hidráulico de prensado
5
Dispositivo de alimentación
6
Accionamiento
1
24
5
2
3
4
2
6
6
4
1
4
3
7
5
5
12
8
10
13
9
11
1. El cambio de rodillo y bastidor de la prensa
• Retirada de ambos rodillos a un
lado, sin desmontar el bastidor.
• No hace falta retirar el Buzon, el
dispositivo de alimentación o las
líneas hidráulicas de la RP.
• Placas de apoyo pivotantes pesadas
(( 1 )posición operativa, ( 6 )posición
abierta); accionadas por cilindros
hidráulicos ( 2 ) o por un dispositivo
de elevación estándar.
• Placas de soporte ( 1 ) dotadas de
placas endurecidas, sustituibles.
• Fácil apertura de la cubierta de
rodillo mediante charnela situada en
la placa lateral frontal ( 3 ).
• Prolongación de bastidor instalada
de forma permanente ( 4 ) con
sistema de torno de cable doble ( 7 )
para la instalación y retirada
de rodillos ( 5 ).
• Prolongación de bastidor dotada de
elementos de baja fricción o carro de
transporte alternativo.
• Opción de montaje / desmontaje de caja
de engranajes, que consta de gatos
hidráulicos ( 8 ), placa móvil / de apoyo
( 9 ), tirantes ( 10 ), bastidores soporte ( 11 )
con puntos de elevación para eje
cardánico ( 12 ).
• Alineación simple pero exactamente
vertical y horizontal mediante
3 cilindros hidráulicos estándar y sets
de ajuste ( 13 ).
• Control de carga de cada punto de
apoyo mediante manómetro durante el
montaje y desmontaje.
• No se requiere ninguna otra
herramienta especial.
• Movimiento horizontal de cajas
‘de engranaje mediante cable
de elevación o cabrestante
de cadena.
26
2. Los Rodillos de Prensa
El costo por desgaste es de gran relevancia
en la industria de procesamiento de
minerales. Así pues, KHD ha concedido
alta prioridad a la protección contra el
desgaste. Así pues, KHD ocupa una
posición líder a escala internacional al
haber desarrollado y patentado para
los rodillos un revestimiento altamente
resistente al desgaste.
Los rodillos son las herramientas de
molienda en la Prensa de
Rodillos. Debido al
contacto directo con
el material a ser
prensado, bajo
diferentes presiones,
pueden estar
sujetos a un
desgaste pronunciado. Considerando este
aspecto, KHD
ha desarrollado
varios
tipos de
superficies para las
Prensas de Rodillos
contra el desgaste,
capaces de ofrecer
una solución óptima
para cualquier
aplicación.
La combinación de
insertos de metal duro
(studs-estoperoles) en un material base,
donde se adhiere, entre su salientes,
el material a ser procesado, sistema
desarrollado y patentado por KHD, ha
cosechado un extenso reconocimiento
como protección autógena frente al
desgaste de la superficie de rodillo.
Evidentemente, la mejor protección
frente al desgaste es la compresión del
material a ser procesado. Como ventaja
adicional del rodillo con insertos, las
propiedades de rompimiento se han
visto mejoradas de forma significativa.
Sin dicha mejora, por ejemplo, no sería
posible procesar de forma rentable un
material tan difícil como un pellet feed
húmedo. Este sistema patentado de
revestimiento de los rodillos ha sido
desarrollado de manera adicional
dando como resultado la superficie
Stud-Plus ®, es decir, tecnología de
punta, de la mano de KHD.
Se destaca por unos
excelentes ciclos
de servicio. Las
yantas pueden
ser retirados
de los
ejes y ser
sustituidos
una vez
desgastados
Rodillo con
revistimiento de
estoperoles
Eje con yanta montada por contracción
Sistema con cojinete de rodillos cilíndricos
Sistema con cojinetes auto-alineantes
Sistema simplificado de lubricación
centralizada de grasa
Diagrama simplificado del sistema de lubricación de circulación de aceite
Distribución de
la carga en los
cojinetes
Distribución de la carga de apoyo doble.
Efecto de pinza
Desventajas:
• Zonas gemelas de carga máxima
• Compresion de los elementos rodantes debido
a la deformación de la caja de cojinete
Distribución centralizada de la carga
Distribución óptima de la carga.
Alta concentración de la carga.
Desventajas:
• Concentración de la carga en unas pocas hileras de rodillos
• Carga máxima que actúa sobre la hilera céntrica de rodillos
3. El sistema de cojinetes
En función del tipo de la Prensa de Rodillos se instalan dos sistemas diferentes de cojinetes: bien los cojinetes de rodillos
cilíndricos de hileras múltiples o bien los cojinetes auto-alineantes. KHD es el único fabricante que ha instalado con éxito
durante muchos años cojinetes de rodillos cilíndricos de hileras múltiples en prensas grandes de rodillos. Esto sólo es
posible en combinación con nuestro cojinete patentado de empuje de caucho dispuesto directamente delante de las
cajas de cojinetes.
Ventajas:
• Vida útil prolongada gracias a una
distribución ideal de la carga
• Posibilidad de una posición inclinada
del rodillo
Debido a los costos, las Prensas de
Rodillos de menor tamaño están
equipadas con rodamientos
convencionales de rodillos autoalineantes pesados. Para este tipo
de rodamiento hacemos uso igualmente
de las ventajas que reporta el cojinete
de empuje de caucho. La característica
principal de este cojinete de empuje de
caucho tripartito es la lámina de caucho
incrustada. Posee el efecto de un líquido
altamente viscoso que garantiza la
óptima distribución de la carga.
Otra característica importante es la
combinación de placas de cromo pulido
y placas de deslizamiento recubiertas
de PTFE como se indicó anteriormente
(véase 1. El bastidor de la prensa).
Asimismo, dicho sistema también ha
sido patentado y consta de placas de
cromo pulido y placas de PTFE de uso
comercial. Estos conjuntos pueden ser
fácilmente sustituidos una vez desgastados
y no requieren mantenimiento adicional.
Diagrama de movimiento del rodillo móvil
Son instalados entre las cajas de
rodamientos y el bastidor superior /
inferior, así como en el mecanismo
de guía exterior de los rodamientos
para la sujeción axial de los rodillos
compresores.
El lubricante se suministra a los
rodamientos de rodillos cilíndricos
mediante un sistema automático de
lubricación por circulación de aceite
(rodamientos) combinado con un
sistema centralizado de lubricación
por grasa (juntas de laberinto), o
también mediante una unidad
centralizada de lubricación por grasa
(rodamientos y juntas). A los rodamientos
auto-alineantes, el lubricante les llega
únicamente a través de la unidad
automática y centralizada de lubricación
por grasa. Los dos tipos de rodamientos
han sido dotados de juntas multisecuenciales, altamente eficientes,
para evitar que penetren impurezas.
29
4. Dispositivo de prensado hidráulico
El objetivo principal del funcionamiento
de la Prensa de rodillos es obtener un
producto satisfactorio a una potencia
mínima de compresión. Lo cual se
logra en nuestras Prensas de Rodillos,
gracias al dispositivo hidráulico, de
excelente diseño en combinación
con el sistema de control de
compresión. Los parámetros
óptimos de servicio, establecidos
previamente durante las pruebas
con los materiales a procesar, son
monitorizados automáticamente y
mantenidos dentro de tolerancias de
valores
especificados, mediante el sistema de
Conjunto de control hidráulico
control hidráulico. Incluso en caso de fluctuaciones
normales, característicos de la alimentación, se obtiene una calidad de
producto básicamente constante. Evidentemente, el operario estará en
una posición que le permita controlar manualmente la Prensa de
rodillos para períodos de tiempo más breves, en caso de que
fuera necesario. Los componentes principales del conjunto
hidráulico son los dos cilindros o gatos. Estos dos elementos
han sido desarrollados de forma conjunta por KHD y los
fabricantes de cilindros. Las características de diseño más
importantes son el pivotiamiento del pistón y la separación
de los sellos y las camisas. Solo la camisa saliente entra en
contacto con el diámetro del pistón externo. Para iniciar el
servicio de la Prensa de rodillos y para las funciones de
servicio / inspección, el rodillo movil puede ser movido mediante
el cilindro de retorno que se encuentra ubicado entre las cajas de
rodamientos de los rodillos móviles y fijos.
Diagrama hidráulico simplificado
Movimiento esquema
de los pistones
Depósito hidráulico
5. El dispositivo alimentador
A menudo se subestima la importancia de este dispositivo. El modo de alimentación
de material posee una influencia decisiva en una operación constante y libre de
vibraciones de la Prensa de Rodillos. En función del material específico a ser
procesado, el dispositivo alimentador puede ser equipado con una compuerta
de dosificación, dotándole de un revestimiento adecuado para proteger contra
el desgaste.
Las placas laterales opuestas montadas en ambos lados de los rodillos con
ajuste vertical y horizontal, son parte integrante del dispositivo alimentador.
Garantizan que sólo fluirá un volumen mínimo de material alimentado no
prensado por los costados de las caras de los rodillos. Las placas se encuentran montadas de modo que permiten ceder en caso de oblicuidad
del rodillo móvil. En tal caso, la placa vuelve bajo presión a su posición
original por medio de un conjunto de un resorte precargado, después de
restablecerse la posición paralela del rodillo móvil frente al rodillo fijo.
La placa es de diseño bi-partido para poder remplaza, en forma
separada. La parte inferior que esta sujeta a un desgaste mayor. Esto
contribuye asimismo a reducir los gastos del desgaste.
31
Disposición de accionamiento con convertidor de frecuencia
Disposición de accionamiento sin convertidor de frecuencia
6. El accionamiento
La potencia para accionar los Rodillos
de Prensa es transmitida exclusivamente
a través de reductores planetarios
estándares. Las unidades reductoras
son montadas de manera directa y
confiable en el eje de los rodillos de
la prensa y aseguradas sencillamente
con un disco de acoplamiento hidráulico.
El par de reacción es absorbido por un
soporte específico del par que consiste
en soportes laterales y verticales así
como un ejel de torsión. Un eje de
cardán y un embrague hidráulico
establecen la conexión al motor en
el lado de entrada del reductor. Esta
conexión se realiza con un embrague
de seguridad para monitores de
frecuencia controlada.
El estándar para las pequeñas
potencias motrices hasta
aproximadamente 400 kW/
accionamiento es un accionamiento
por correa trapezoidal. Esto resulta
en una construcción especialmente
compacta dado que el motor se
encuentra montado encima del
reductor planetario.
Humboldt Wedag GmbH
Colonia - Allee 3
51067 Colonia (Koeln) / Alemania
Phone +49 221 6504 1470
Fax
+49 221 6504 1429
Mail [email protected]
Humboldt Wedag, Inc.
400 Technology Parkway
Norcross, GA 30092 / EE. UU.
Phone +1 770 810 7300
Fax
+1 770 810 7343
OOO KHD Humboldt Engineering
Mjasnizkaja ul., 24 / 7
Office 108
Moscow 10100 / Rusia
Phone +7 095 9233480
Fax
+7 095 5408626
Humboldt Wedag India Pvt. Ltd.
A-36, Mehtab House,
Mohan Cooperative Indl. Estate
New Delhi, 110044 / India
Phone +91 11 42 10 11 03
Fax
+91 11 42 10 11 05
KHD Humboldt Wedag International (Shanghai)
Representative Office Beijing, Guo Ji Da Sha 25 - A
19, Jiangou Menwai Dajie
Beijing / República Popular China
Phone +86 10 6500 4101
Fax
+86 10 6500 8623
Humboldt Wedag Australia Pty. Ltd.
Suite 25,
25 Walters Drive
Osborne Park, WA, 6017 / Australia
Phone +61 8 9288 4548
Fax
+61 8 9288 4400
www.khd.com

Prensas de Rodillos - KHD Humboldt Wedag

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