A continuación, se presenta un análisis exhaustivo de todo el proceso y los puntos técnicos clave para las líneas de producción de trituración y fabricación de arena que manejan materiales duros como guijarros y granito, organizados sistemáticamente según las prácticas de la industria y los parámetros de rendimiento de los equipos:
I. Características de la materia prima y selección de equipos
Análisis de las características del material
Guijarros
Propiedades físicas: Dureza Mohs 6-7 (similar al cuarzo), resistencia a la compresión 200-300 MPa, contenido de silicio 65%-80%, alta resistencia a la abrasión.
Retos del procesamiento: El alto contenido de silicio acelera el desgaste de los equipos, lo que requiere diseños de cámaras de trituración resistentes al desgaste; el control de la forma de las partículas se logra mediante trituración laminar.
Aplicaciones típicas: Áridos para la construcción, balasto ferroviario, plantas de hormigón.
Granito
Propiedades físicas: Dureza Mohs 6-7, resistencia a la compresión 100-250 MPa, contenido de cuarzo 40%-60%, estructura densa.
Desafíos del procesamiento: La estructura cristalina del cuarzo es propensa a la sobretrituración; requiere un control optimizado del puerto de descarga para el tamaño de partícula final; se requiere un tratamiento anticorrosivo cuando el contenido de hierro es alto.
Aplicaciones típicas: Áridos de alta calidad, piedra decorativa, arena manufacturada.
Configuración del equipo principal
Etapa de trituración primaria
Trituradora de mandíbulas: Tamaño de procesamiento ≤800 mm, ancho de la abertura de alimentación 600-1200 mm, rango de ajuste de la abertura de descarga 50-250 mm.
Ventajas técnicas: Estructura simple, bajos costos de mantenimiento, adecuada para la trituración primaria de materiales de alta dureza.
Caso Práctico: Una línea de producción de 2000 t/h que utiliza una trituradora de mandíbulas PE1200×1500 alcanza una producción diaria de 30 000 toneladas.
Etapa de Trituración Media
Trituradora de Cono: Las trituradoras de cono hidráulicas multicilíndricas de la serie GPY/HPY recomendadas emplean un principio de trituración por compresión de capas para mejorar la calidad de la forma de las partículas.
Parámetros Clave:
Velocidad de Rotación: 300-900 r/min
Ajuste de la Apertura de Descarga: 6-50 mm
Potencia del Motor: 160-500 kW
Innovación Técnica: La serie GPY incorpora un dispositivo de protección hidráulica que descarga automáticamente el material en condiciones de sobrecarga, minimizando el tiempo de inactividad.
Etapa de Trituración Fina y Fabricación de Arena
Trituradora Hidráulica de Doble Rodillo: El material se tritura mediante la rotación relativa de dos rodillos, logrando un contenido de agujas y escamas <8 % con gradación continua.
Ventajas técnicas:
Vida útil del revestimiento del rodillo: El material de aleación de alto cromo supera las 3000 horas.
Rendimiento del producto: ≥90 %.
Consumo de energía: Entre un 20 % y un 30 % menor que el de las máquinas de arenado por impacto.
Solución alternativa: La máquina de arenado VSI (de impacto de eje vertical) es ideal para situaciones que exigen una forma de partícula excepcional, pero conlleva mayores costos de desgaste.
II. Flujo de proceso típico
Flujo de la línea de producción en seco
Diseño del proceso
Alimentador (alimentador vibratorio) → Trituradora de mandíbulas (trituración primaria) → Trituradora de cono (trituración secundaria) → Generador de arena → Criba vibratoria → Sistema de eliminación de polvo.
Parámetros clave:
Relación de trituración: 4:1 (trituración primaria) × 3:1 (trituración secundaria) × 2:1 (trituración terciaria) = Relación de trituración total 24:1
Velocidad lineal del rotor: 28-35 m/s (etapa de fabricación de arena)
Eficiencia de eliminación de polvo: Colector de polvo tipo manga ≥99 %, Concentración de emisiones <10 mg/m³
Escenarios adecuados: Regiones con escasez de agua, zonas con requisitos ambientales estrictos. Caso Práctico
Una línea de producción en seco con una capacidad de 500 t/h, configurada con una trituradora de mandíbulas PE900×1200, una trituradora de cono HPC400 y una criba vibratoria 2YKR3075, logró un consumo energético total de 25 kWh/t y un 100 % de cumplimiento de las normas de emisiones de polvo.
Proceso de Línea de Producción en Húmedo
Diseño del Proceso
Alimentador → Trituración Primaria → Cribado en Húmedo → Trituración Secundaria de Cono → Generador de Arena → Lavador de Arena → Criba de Drenaje.
Control del Consumo de Agua
Uso de agua por tonelada de material: 0,5-1,2 m³ (Tasa de utilización de agua reciclada ≥85%)
Tipo de Lavadora de Arena: Lavadora de Arena de Rueda de Cangilones (capacidad 50-200 t/h) o Lavadora de Arena en Espiral (capacidad 100-500 t/h)
Ventajas Técnicas:
Elimina significativamente el limo y la arcilla, con un contenido de arcilla en el producto terminado <0,5%.
Reduce el desgaste del equipo y prolonga la vida útil de las piezas de desgaste.
Escenarios Aplicables: Proyectos con un contenido de arcilla en la materia prima >3% y altos requisitos de limpieza del producto terminado.
Caso Práctico
Una línea de producción húmeda con una producción horaria de 800 toneladas, configurada con una trituradora de mandíbulas PE750×1060, una trituradora de cono HPT300 y una lavadora de arena XS3500, logró un consumo diario de agua de tan solo 400 m³ en su sistema de circulación. La gradación de arena terminada cumple con los estándares GB/T 14684-2022.
III. Direcciones de Optimización Técnica
Control Inteligente: Monitoreo en tiempo real de la presión de la cámara de trituración y la corriente del motor mediante sensores, con ajuste automático de la apertura de descarga.
Mejora del Material Resistente al Desgaste: El uso de recubrimientos de carburo de tungsteno y revestimientos compuestos de cerámica prolonga la vida útil de las piezas de desgaste entre un 30% y un 50%.
Diseño Modular: Integra unidades de trituración, cribado y fabricación de arena, lo que reduce el tiempo de instalación a 7-15 días.
Fabricación Ecológica: Cuenta con un sistema de recuperación de calor residual que utiliza el calor de fricción de la trituradora para el precalentamiento del material, lo que reduce el consumo de energía entre un 10% y un 15%.
IV. Referencia de Datos de la Industria
Tendencias del Mercado: La producción mundial de arena fabricada alcanzó los 4.500 millones de toneladas en 2024, con China representando más del 60% y una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 8,2%. Estructura de costos: Adquisición de equipos (35%), consumo de energía (25%), mano de obra (15%), mantenimiento (10%) y otros gastos (15%).
Orientación política: Las "Opiniones rectoras para la promoción de la reducción de residuos de construcción" del Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural establecen un 80% de uso de arena producida mecánicamente en los nuevos proyectos de construcción para 2025.
Mediante la selección científica de equipos y la optimización de procesos, las líneas de producción de trituración y fabricación de arena para materiales duros pueden lograr una operación eficiente, de bajo consumo y respetuosa con el medio ambiente, satisfaciendo así la demanda agregada para la construcción de infraestructura.
