I. Resumen del Flujo del Proceso
Las plantas de producción de arena de granito suelen emplear un proceso de trituración y cribado de varias etapas. Mediante la configuración de equipos optimizada científicamente y el control de los parámetros del proceso, este enfoque logra una producción de arena manufacturada eficiente y de alta calidad. El proceso abarca etapas críticas como la trituración primaria, la trituración secundaria/terciaria, el conformado de la arena, el lavado y la deshidratación. Cada etapa está perfectamente integrada para garantizar la calidad de la arena terminada.
II. Etapas Específicas del Proceso
1. Etapa de Trituración Primaria
Manejo de Materia Prima: Los bloques grandes de granito (≤1500 mm) ingresan primero a la línea de producción. Estos materiales a granel se colocan en un alimentador vibratorio, que vibra uniformemente para suministrar granito a un ritmo constante y fluir hacia la trituradora de mandíbulas. Por ejemplo, en una planta de arena de granito que procesa 2000 toneladas diarias, el alimentador vibratorio transporta uniformemente aproximadamente 250 toneladas de materia prima de granito por hora. Operación de Trituración Gruesa: La trituradora de mandíbulas utiliza la acción de compresión entre las mandíbulas móviles y fijas para realizar la trituración gruesa de grandes bloques de granito. Tras la trituración gruesa, el resultado consiste en árido grueso con un tamaño de partícula ≤300 mm. En la producción real, la capacidad de procesamiento de la trituradora de mandíbulas está estrechamente relacionada con la dureza y el tamaño de partícula de la materia prima. Generalmente, para granito de dureza moderada, la trituradora de mandíbulas puede procesar de 300 a 500 toneladas de materia prima por hora, produciendo aproximadamente de 200 a 350 toneladas de árido grueso.
Precauciones: Es fundamental controlar estrictamente el tamaño de la alimentación durante esta etapa. Un tamaño de alimentación excesivamente grande que supere la capacidad nominal de la trituradora de mandíbulas reducirá la eficiencia de los equipos posteriores. Por ejemplo, cuando el tamaño de la alimentación supera los 1500 mm, la eficiencia de la trituradora disminuye aproximadamente un 20 %, lo que aumenta el desgaste del equipo y acorta su vida útil. 2. Etapa de Trituración Media y Fina
Transporte y Trituración del Material: El material proveniente de la trituración gruesa se transporta mediante cintas transportadoras a las trituradoras cónicas para su trituración media y fina. Mediante el principio de trituración por compresión en capas, las trituradoras cónicas reducen el material a ≤60 mm mediante rotación y compresión cónica. En una planta de arena de granito de tamaño mediano, la trituradora cónica procesa de 200 a 300 toneladas de material triturado grueso por hora, lo que produce aproximadamente de 180 a 270 toneladas de producto triturado medio-fino.
Diseño de Circuito Cerrado: Para garantizar el cumplimiento del tamaño de partícula, esta etapa incorpora una criba vibratoria para su funcionamiento en circuito cerrado. La criba vibratoria separa el material triturado: las partículas calificadas pasan al siguiente proceso, mientras que las partículas de mayor tamaño se devuelven mediante una cinta transportadora a la trituradora cónica para su retrituración. Por ejemplo, con una abertura de criba de 60 mm, aproximadamente entre el 10 % y el 15 % del material se devuelve debido al sobredimensionamiento.
3. Fabricación y moldeado de arena
Proceso de fabricación de arena: El material triturado de grano medio-fino ingresa a la trituradora de impacto de eje vertical, donde se tritura mediante el modo "piedra sobre piedra" o "piedra sobre hierro". El modo "piedra sobre piedra" es adecuado para granito de alta dureza, logrando la fragmentación mediante el impacto mutuo entre partículas. El modo "piedra sobre hierro" es ideal para aplicaciones que requieren una forma de partícula superior, aprovechando la colisión entre el material y los revestimientos metálicos para refinar la forma de las partículas. Tras el procesamiento, el material se produce como arena manufacturada de 0 a 5 mm. En una planta de arena de granito a gran escala, la trituradora de impacto de eje vertical puede procesar de 150 a 200 toneladas de material triturado de grano medio-fino por hora, lo que produce aproximadamente de 130 a 180 toneladas de arena manufacturada.
Optimización de la gradación de la arena: Los molinos de rodillos de alta presión optimizan aún más la gradación de la arena y mejoran el módulo de finura. Mediante la compresión a alta presión, estos molinos logran una distribución más uniforme del tamaño de partícula, aumentando el módulo de finura entre 0,1 y 0,2. Por ejemplo, tras el procesamiento en el molino de rodillos de alta presión, el módulo de finura de la arena fabricada puede aumentar de 2,8 a aproximadamente 3,0, cumpliendo mejor con los requisitos de ingeniería de construcción para la gradación de partículas de arena.
4. Lavado y deshidratación
Proceso húmedo: Para arena con alto contenido de limo, se requiere el lavado con una lavadora de arena. Esta lavadora utiliza el flujo de agua para eliminar la tierra, las impurezas y otros contaminantes de la arena. La arena lavada se deshidrata posteriormente mediante una criba deshidratadora, obteniendo arena de primera calidad con un contenido de humedad ≤15 %. En una planta de producción de arena que procesa 1000 toneladas de arena de primera calidad diariamente, la lavadora de arena puede procesar entre 120 y 150 toneladas de arena con alto contenido de limo por hora, mientras que la criba deshidratadora reduce el contenido de humedad del 30 % al 40 % a menos del 15 %. Proceso seco: El proceso seco reemplaza el lavado con agua con un equipo de eliminación de polvo. Mediante un ventilador, este equipo extrae el polvo de la arena para lograr su purificación. El proceso seco es adecuado para regiones con escasez de recursos hídricos, reduciendo simultáneamente la descarga de aguas residuales y aliviando la presión ambiental.
III. Configuración clave del equipo
1. Equipo principal
Trituradora de mandíbulas (trituración primaria): La trituradora de mandíbulas es el equipo principal para la trituración primaria, ofreciendo ventajas como una estructura simple, un funcionamiento confiable y una alta tasa de trituración. Su capacidad de procesamiento varía según el modelo; las trituradoras de mandíbula comunes manejan de 100 a 1000 toneladas de materia prima por hora.
Trituradora de cono (trituración media/fina): Las trituradoras de cono son adecuadas para las etapas de trituración media y fina, y se caracterizan por una alta eficiencia de trituración y un tamaño de partícula uniforme del producto. Su capacidad de procesamiento generalmente varía de 100 a 800 toneladas por hora, con diferentes modelos seleccionables según las necesidades de producción. Trituradora de impacto de eje vertical (conformación): La trituradora de impacto de eje vertical es el equipo clave para la etapa de conformación de arena, produciendo arena manufacturada con excelente forma de partícula y granulometría razonable. Su capacidad de procesamiento suele oscilar entre 50 y 500 toneladas por hora, seleccionable según la dureza de la materia prima y los requisitos de producción.
2. Sistemas auxiliares
Criba vibratoria: Las cribas vibratorias se utilizan para clasificar los materiales triturados, separando los productos calificados de los no calificados. Los tipos más comunes incluyen cribas vibratorias circulares y lineales, logrando eficiencias de cribado superiores al 90%.
Transportador de banda: Los transportadores de banda sirven como el principal equipo de manejo de materiales, permitiendo el transporte continuo y estable de materiales entre procesos. Su capacidad de transporte varía según el ancho y la velocidad de la banda; los modelos más comunes manejan entre 50 y 2000 toneladas por hora.
Equipos de eliminación de polvo/lavado de arena: Los sistemas de eliminación de polvo eliminan las partículas de la arena en procesos secos, mientras que los equipos de lavado de arena la limpian en procesos húmedos. La eficiencia de eliminación de polvo supera el 95% y las tasas de recuperación del lavado de arena superan el 90%. 3. Procesos especializados
Trituración de granito duro: Para el granito duro, se recomienda un proceso de trituración de tres etapas: trituradora de mandíbulas + trituradora de cono + máquina de fabricación de arena. Este proceso maximiza la resistencia de cada equipo, mejorando la eficiencia de trituración y la calidad del producto. Por ejemplo, al triturar granito con una dureza de 120-140 MPa, el proceso de tres etapas aumenta la producción de arena terminada entre un 15 % y un 20 %, a la vez que reduce el contenido de partículas de agujas y escamas entre un 20 % y un 30 %.
Trituración de roca blanda: Para la roca blanda, el proceso de trituración se puede simplificar mediante un proceso de trituración de dos etapas: trituradora de mandíbulas + máquina de fabricación de arena. La roca blanda tiene menor dureza y es más fácil de triturar. El proceso de dos etapas satisface los requisitos de producción, a la vez que reduce la inversión en equipos y los costos operativos.
IV. Puntos Clave de Control de Calidad
1. Control de la Relación de Trituración
Relación de Trituración Gruesa: Se recomienda controlar la relación de trituración gruesa entre 4 y 6. Una relación de trituración gruesa razonable garantiza la eficiencia de trituración de la trituradora de mandíbulas, a la vez que proporciona un tamaño de partícula adecuado para las etapas posteriores de trituración media y fina. Por ejemplo, cuando la relación de trituración gruesa es de 5, la trituradora de mandíbula alcanza una capacidad de procesamiento óptima y el funcionamiento de los equipos posteriores se mantiene relativamente estable.
Relación de Trituración Media y Fina: Se recomienda controlar la relación de trituración media y fina entre 3 y 4. Una relación de trituración media-fina adecuada reduce la producción de partículas aciculares y escamosas, mejorando la calidad de la arena terminada. Las investigaciones indican que cuando la relación de trituración media-fina es de 3,5, el contenido de partículas aciculares y escamosas puede reducirse por debajo del 10 %. 2. Optimización del Tamaño de Alimentación
Alimentación de Trituración Mediana-Fina: Controlar el tamaño de alimentación de trituración mediana-fina a ≤50 mm puede reducir el contenido de partículas aciculares y escamosas en un 38 %. En la producción real, la instalación de equipos de cribado adecuados entre la trituradora primaria y la trituradora de cono garantiza el cumplimiento del tamaño de alimentación. Por ejemplo, en una planta de arena de granito, la optimización del tamaño de malla de la criba para controlar la alimentación de trituración media-fina a ≤50 mm redujo las partículas aciculares en la arena terminada del 18 % al 11 %.
3. Diseño de Circuito Cerrado
Recirculación de la Criba: Retornar el material de gran tamaño para su retrituración mejora el rendimiento. El diseño de circuito cerrado recircula las partículas de gran tamaño para su reprocesamiento, lo que garantiza una trituración y un conformado completos para mejorar la conformidad del producto. Por ejemplo, una planta de arena que produce 800 toneladas diarias de arena terminada logró un aumento del rendimiento del 85 % al 92 % tras implementar el diseño de circuito cerrado. 4. Estándares de calidad del producto terminado
Este proceso logra una producción de más del 90% de arena terminada de menos de 5 mm, cumpliendo con los estándares de arena para concreto C30 y superior. El concreto C30 y superior impone requisitos estrictos en cuanto al tamaño de partícula de arena, la granulometría, el contenido de arcilla y otros indicadores. Mediante el flujo de proceso y las medidas de control de calidad mencionados anteriormente, se puede producir arena manufacturada de alta calidad que cumple con los estándares.
