Minería de la A a la Z
En nuestro glosario, encontrará una lista completa de explicaciones para una amplia variedad de términos de la industria minera.
Hemos explicado todos los términos técnicos de forma detallada y comprensible.
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Descargo de responsabilidad: este texto se escribió originalmente en inglés y se tradujo mediante inteligencia artificial.
Roca
La anfibolita es una roca metamórfica. Los componentes principales son los anfíboles (principalmente hornblenda) y la plagioclasa. También pueden estar presentes cuarzo, granate, diópsido, epidota y biotita. La composición química de las anfibolitas es metabásica. Se obtienen de magmatitas básicas como gabros, basaltos, andesitas y sus tobas o de margas y tufitas (paraanfibolitas).
Propiedad de las cargas a granel
Para materiales granulares, de flujo libre y sin cohesión, como grano, fertilizante mineral granulado, piedra caliza, pellets, coque, etc., el ángulo de reposo natural, también conocido como ángulo de pendiente, es el ángulo máximo en el que las partículas individuales de la superficie dejan de deslizarse hacia abajo. El ángulo de reposo natural se puede determinar fácilmente permitiendo que el material a granel fluya desde el área de la base de un muestreador con forma de cilindro a baja altura de vuelco sobre un soporte horizontal firme.
Carbón bituminoso
La antracita es un carbón bituminoso con un contenido volátil inferior al diez por ciento. Esta forma de carbón de alta calidad es extremadamente dura. La antracita se forma a partir de materia vegetal bajo alta presión y en ausencia de aire. Esto aumenta el contenido de carbono, que se sitúa en más del 91,5 por ciento en peso. La antracita es particularmente apreciada como combustible debido a su alto contenido energético, la llama caliente que produce y sus propiedades de combustión, lo que significa que casi no deja residuos.
Relleno de cavidades
En minería, el término relleno se refiere al relleno de la cavidad entre el área excavada y la masa rocosa utilizando materiales adecuados. Se utilizan diversos materiales (como grava) y una serie de tecnologías diferentes para el relleno.
Roca sedimentaria
Las formaciones de hierro bandeado son unidades de roca sedimentaria marina que contiene hierro y que se depositaron principalmente en el período precámbrico. Poseen una estructura bandeada característica debido a sus capas que contienen metal. Las capas consisten principalmente en minerales ferrosos con una sección transversal vertical que recuerda a las bandas. Esto es lo que les da su nombre.
Roca ígnea
El basalto es una roca ígnea básica. Consiste en particular en silicatos de hierro y magnesio con piroxenos y feldespato rico en calcio (plagioclasa), y generalmente también olivino. El basalto es el equivalente volcánico del gabro (plutonita), que tiene la misma composición química. El basalto suele ser de color gris oscuro a negro. Como la roca se forma a través de la acción de procesos volcánicos, la matriz suele ser de grano fino debido al rápido enfriamiento que experimenta.
Metal base
Los metales base se caracterizan por el hecho de que se oxidan; en condiciones normales, reaccionan con el oxígeno del aire. Por ejemplo, el hierro se oxida. El zinc y el aluminio se protegen mediante la pasivación, que es la formación de una capa de óxido resistente a la corrosión que evita una mayor oxidación. Los metales base difieren químicamente de los metales nobles en que sus pares redox tienen un potencial de electrodo estándar negativo en lugar de positivo (en relación con el electrodo de hidrógeno estándar).
Mineral de aluminio
La bauxita es un mineral de aluminio que consiste principalmente en los materiales de aluminio gibbsita (hidrargilita) y diásporo, así como en los óxidos de hierro hematita y goetita, el material arcilloso caolinita y pequeñas cantidades del óxido de titanio anatasa. La bauxita toma su nombre de su lugar de descubrimiento, Les Baux-de-Provence, en el sur de Francia. Fue descubierta allí por primera vez en 1821.
Un sistema para mover material a granel
Máquina que transporta material a granel sobre una cinta transportadora. Consiste principalmente en una estructura de soporte hecha de secciones de acero, una estación de accionamiento, una estación de retorno, rodillos guía y una cinta transportadora.
Tecnología minera
Los vagones de cinta son máquinas independientes construidas sobre orugas que sirven para transportar y descargar los escombros o minerales. En la minería a cielo abierto, estas máquinas son eslabones muy importantes para las actividades continuas de excavación, transporte y descarga, especialmente cuando las áreas de minería y vertido están separadas por distancias significativas.
Los vagones de cinta ayudan a ahorrar en inversiones generales y costos operativos, que de otro modo serían sustancialmente más altos debido a la necesidad de adquirir equipos principales más grandes.
Parques de almacenamiento
Numerosas aplicaciones de Instalaciónes de materiales a granel requieren un tratamiento del material compatible con el proceso. Sus propiedades químicas y físicas deben ser lo más homogéneas posible. Dado que la mayoría de estos materiales provienen de canteras o minas a cielo abierto, sus propiedades pueden variar enormemente, por lo que los parques de almacenamiento deben cumplir con estándares mucho más altos. Un parque de almacenamiento diseñado no solo como un amortiguador o para mantener existencias de respaldo, sino también para homogeneizar las propiedades del material, se conoce como lecho de mezcla. Dicha instalación asegura la mezcla o prehomogeneización combinando una tecnología de apilamiento específica con un tipo particular de tecnología de recuperación.
En términos generales, el material se apila en capas consecutivas y, dependiendo del tipo de recuperación, se recuperan individualmente, varias o todas las capas al mismo tiempo. La eficiencia de dicho lecho de mezcla se expresa como el efecto homogeneizador, generalmente también denominado efecto de mezcla.
Extracción de mineral
El hundimiento de bloques es un método de minería subterránea en roca dura en el que un cuerpo de mineral se socava hasta que finalmente se derrumba por su propio peso. Esto puede causar la formación de grandes depresiones superficiales llamadas dolinas o sumideros. El método es un medio económico de extraer grandes depósitos de mineral.
Máquinas de parque de almacenamiento
Los recuperadores de tipo puente se emplean exclusivamente en la recuperación frontal. Se utiliza una viga de puente para la estructura de soporte. La cadena rascadora se encuentra debajo de la viga del puente. Los carros de tipo rastrillo con brazos de rastrillo están montados en la estructura del puente en uno o ambos lados. Su forma se adapta a la sección transversal de la pila. La viga del puente que abarca todo el ancho del pie de la pila se apoya en un tren de rodaje sobre rieles. Al mover el carro del rastrillo en reversa, el brazo del rastrillo, que se apoya en la cara frontal de la pila, afloja el material a granel. Como resultado, los sólidos a granel gotean hasta el pie de la pila en la superficie de la pendiente. Aquí son recogidos por la cadena rascadora y transferidos a una cinta transportadora para su descarga.
En los parques de almacenamiento circulares, se emplean recuperadores de tipo puente, que giran a través de una columna de giro alrededor de un eje central. En esta disposición, el punto exterior de la viga del puente con el tren de rodaje se apoya en un riel anular.
Los recuperadores de tipo puente también se conocen como instalaciones de lecho de mezcla porque producen los mejores efectos homogeneizadores en la recuperación de sólidos a granel. Este efecto homogeneizador es producido por el trabajo del brazo del rastrillo que viaja transversalmente a la pila, premezclando así los sólidos a granel de varias capas de la pila. Posteriormente, el material a granel se mezcla nuevamente con las palas rascadoras en el pie de la pila. El rastrillo puede alcanzar todas las capas en la cara frontal de la pila y eliminarlas a una profundidad uniforme.
El uso de recuperadores de tipo puente con cadenas rascadoras está limitado por las propiedades del material a granel. Los materiales a granel de flujo lento se pueden recuperar solo muy lentamente (si es que se pueden recuperar). En tales casos, se utiliza maquinaria de tipo puente con una rueda de cangilones o una cadena de cangilones.
Transporte vertical de material a granel en polvo o de pequeño tamaño
Un transportador continuo para elevar verticalmente material a granel en polvo o de pequeño tamaño. Los cangilones están unidos a una cadena de doble o simple ramal, una cadena de pasadores o una correa. Transportador continuo vertical con cangilones utilizados como elementos de soporte que recogen el material a transportar o se llenan y vacían en ciertas áreas. Se utilizan correas o cadenas como elementos de tracción.
Máquinas de parque de almacenamiento
Los recuperadores de rueda de cangilones equipados con un brazo saliente de rodete se utilizan en parques de almacenamiento para recuperar grandes flujos de masa de sólidos a granel de flujo deficiente o materiales a granel de densidad relativamente alta. El principio de diseño y la función de los recuperadores de rueda de cangilones no son esencialmente diferentes de los de las excavadoras de rueda de cangilones utilizadas en minas a cielo abierto. Sin embargo, las fuerzas de corte requeridas en la rueda de cangilones y los flujos de masa que se deben lograr suelen ser algo mayores en la minería a cielo abierto. Los recuperadores de rueda de cangilones consisten principalmente en una superestructura giratoria y un bastidor inferior montado sobre rieles. Tanto el brazo saliente de rodete como el brazo del contrapeso están montados con bisagras en la superestructura y sujetos por cuerdas de sujeción o tirantes a través de un pilón. El brazo saliente de rodete se eleva o se baja con la ayuda de cabrestantes de cable o cilindros hidráulicos. La rueda de cangilones, que está montada excéntricamente en el cabezal del brazo de la rueda, recoge el material a granel y lo transfiere lateralmente al transportador sobresaliente. La banda transportadora transporta los sólidos a granel a la resbaladera de alimentación central en el eje de giro de la superestructura, desde donde el material se transfiere a una banda transportadora de descarga de la pila que corre entre los rieles del recuperador. Para lograr ángulos de separación potencialmente grandes y un buen corte, llenado y vaciado del cangilón, la rueda de cangilones está montada de modo que no solo se gire torsionalmente alrededor de un eje vertical, sino que también se incline alrededor de un eje horizontal dispuesto en ángulo recto con el eje de la rueda.
Además, las excavadoras de rueda de cangilones de tipo compacto montadas sobre orugas también se emplean como recuperadores. Se caracterizan por un peso unitario particularmente favorable. Son muy flexibles y se pueden utilizar para muchas aplicaciones. Los recuperadores de este tipo tienen un brazo saliente de rodete relativamente corto que se puede subir y bajar hidráulicamente, y para recuperar pilas en operación de bloque están equipados con un engranaje de giro para la superestructura y un brazo de descarga que se puede girar por separado. El brazo de rueda corto requiere solo un pequeño alcance del contrapeso. Este contrapeso se coloca en la plataforma de la superestructura extendida hacia la parte trasera de tal manera que el brazo de descarga se pueda girar por encima de él. El brazo de la rueda se apoya en el pilón de la superestructura sobre la resbaladera de alimentación de la banda transportadora de descarga.
Además de este diseño, que es típico de las excavadoras de tipo compacto, se construyen recuperadores de rueda de cangilones de tipo compacto modificados sobre orugas sin un brazo de descarga separado para aplicaciones específicas. En este caso, el material se transfiere mediante una banda transportadora continua sin ninguna transferencia intermedia desde la rueda de cangilones hasta el punto de descarga de la máquina. Los recuperadores de rueda de cangilones de tipo compacto sin brazos de descarga separados se utilizan únicamente en operación de tipo banco. En comparación con las excavadoras de rueda de cangilones de tipo compacto con brazo de descarga separado, la estructura de acero de la superestructura de estas máquinas es de un diseño más simple y ligero. No hay ningún punto de transferencia de material en el centro del dispositivo, lo cual es un beneficio adicional en relación con materiales abrasivos como el mineral de cobre.
Una mezcla granular o fragmentada en forma vertible
Los materiales a granel son diferentes tipos de productos grumosos, granulares y en polvo, por ejemplo, minerales, carbón, turba, arena, aserrín, cemento. Según VDI 2411, los materiales a granel son «materiales sueltos y vertibles que se van a transportar».
Campo de la ingeniería centrado en el diseño de equipos utilizados para la manipulación de materiales secos
Instalaciónes de materiales a granel denota el cambio entre los diferentes medios de transporte en la cadena de transporte desde el lugar de extracción hasta el lugar de procesamiento o el consumidor. Se puede emplear una amplia variedad de medios de transporte en la cadena de transporte, incluidos camiones, vagones de ferrocarril, buques marítimos y barcazas interiores. El proceso de manipulación comprende la carga y descarga de los medios de transporte. La selección del equipo de manipulación que se utilizará depende principalmente de las propiedades de los materiales a granel, el volumen que se manipulará por unidad de tiempo (flujo de masa) y el tipo de transporte. Además, se deben cumplir las normas ambientales vigentes, en particular con respecto a las emisiones de polvo y ruido (especialmente en puertos y depósitos de carga). Como los sistemas de manipulación son a menudo una interfaz en el transporte de carga, deben cumplir ciertas demandas en relación con las pruebas y la medición de la cantidad de los sólidos a granel enviados o suministrados.
Puerto de transbordo para mercancías en piezas
El área de un puerto utilizada para el transbordo de mercancías en piezas. Las capacidades de almacenamiento, el equipo de carga y las instalaciones de embalaje están diseñados para la manipulación de mercancías en piezas.
Procedimiento de apilamiento
El método Chevcon se ha desarrollado para el almacenamiento circular con un apilador que gira continuamente de un lado a otro sobre un área de almacenamiento. Con cada ciclo de giro, el área de almacenamiento se desplaza a través de un ángulo definido que corresponde al crecimiento radial del almacenamiento. El apilador se puede subir y bajar para depositar capas en forma de techo una encima de la otra. El apilador se puede programar para que funcione a una distancia mínima de la cresta del almacenamiento para evitar la acumulación de polvo y dañar el material durante el apilamiento. A medida que el almacenamiento crece más alto, hay menos homogeneización porque los tamaños de grano tienden a segregarse en cada capa que se apila. Sin embargo, este efecto se puede compensar completamente utilizando recuperadores de tipo puente. Se requiere un equipo y sistemas de control considerablemente más complicados que para el método Chevron.
Resumen:
Procedimiento de apilamiento
En el método Chevron, el apilador viaja a lo largo del almacenamiento todo el tiempo e inclina el material en una serie de capas en forma de techo una encima de la otra. El punto de apilamiento siempre se puede mantener a una altura constante. Sin embargo, es posible una acción de apilamiento más suave con brazos ajustables en altura que se pueden programar para mantener una distancia mínima de la cresta de un almacenamiento para evitar daños al material y polvo. En este procedimiento, se pueden mezclar fácilmente diferentes componentes a granel.
A medida que el almacenamiento crece, los cambios en el grosor de la capa (mismo volumen de capa) se pueden compensar reduciendo la velocidad del apilador (mayor volumen de capa). La segregación del tamaño de grano que resta valor al efecto homogeneizador se puede compensar completamente más tarde utilizando recuperadores de tipo puente en la cara frontal del almacenamiento.
Resumen:
Mineral de mena
La cromita es un mineral que pertenece a los óxidos. Químicamente es un óxido de hierro y cromo. Normalmente se presenta en agregados granulares a masivos. El color suele ser negro, pero rara vez también marrón oscuro. La superficie tiene un brillo metálico grasiento.
Depósitos
Las máquinas de homogeneización circular son depósitos “sin fin” donde el material se apila en un almacén circular mediante un apilador que gira alrededor de una columna central. Una recogedora que también gira alrededor del eje central del almacén mueve el material a un embudo inferior debajo de la columna central y luego a los transportadores de túnel para el transporte debajo de la máquina de homogeneización circular. Debido a su diseño compacto, las máquinas de homogeneización circular son muy adecuadas para el almacenamiento techado de cargas a granel. A diferencia de los depósitos longitudinales, permiten el apilamiento y la recuperación simultáneos y continuos del mismo almacén sin restricciones.
Procedimiento de apilamiento
En el método de cono Shell, los almacenes se construyen mediante un apilador que se mueve a una velocidad uniformemente baja o en pasos muy pequeños y puntas desde una altura constante, o mediante cintas transportadoras montadas en la cresta en un edificio de almacenamiento. Dichos almacenes se utilizan para sólidos a granel de tamaños de grano pequeños y uniformes, es decir, materiales de una composición comparativamente homogénea. La principal ventaja de este método es que el equipo mecánico y los sistemas de control necesarios se reducen al mínimo. La segregación solo se produce dentro de la misma fila de conos, y la distribución del tamaño de grano en toda la sección transversal de un almacén es muy uniforme. El número de conos construidos en una fila dependerá del tamaño de grano de la carga a granel, el ángulo de reposo y el efecto de mezcla deseado.
Resumen:
Manipulación portuaria
La recogida automática y continua de cargas a granel es esencial para la aplicación eficaz del principio de transporte continuo y la utilización de elevadores de cangilones de cuchara para la descarga de barcos, incluido el vaciado residual. Para el transporte vertical de cargas a granel por medio de un elevador de cangilones, los cangilones deben estar dispuestos de manera que puedan recoger el material mediante una cuchara en el punto de retorno inferior (pie del elevador de cangilones). El elevador de cangilones de los descargadores de barcos continuos (descargador de barcos CONTI) se puede mover en todas las direcciones. El pie del elevador de cangilones está diseñado para alcanzar todas las posiciones dentro de la bodega de carga.
La libertad de movimiento del elevador de cangilones se debe a su diseño específico típico de los descargadores de barcos CONTI. La superestructura de la máquina con la pluma de descarga y la pluma del contrapeso está montada de forma giratoria en un pórtico, que se puede mover a lo largo del muelle. El elevador de cangilones de cuchara, que gira alrededor del eje vertical, está situado en la cabeza de la pluma de descarga abatible. Mientras que las trayectorias de transporte vertical y horizontal están cerradas para evitar emisiones de ruido y polvo, el pie del elevador de cangilones con la guía de cadena triangular no está cerrado. Debido a este diseño, la extracción de virutas es posible con los cangilones de cuchara de forma similar al principio de rueda de cangilones o escalera de cangilones. El material se recoge en la sección horizontal inferior del ramal de cadena del cangilón.
En la cabeza del elevador de cangilones, los cangilones se descargan en una plataforma giratoria horizontal, que transfiere la carga a granel al transportador sobresaliente. En comparación con el uso de varias tolvas, este diseño reduce considerablemente la altura de caída de la carga a granel, que está determinada por el diseño, la altura de construcción del elevador de cangilones giratorio y el desarrollo de polvo y ruido en la cabeza del elevador de cangilones. El transportador sobresaliente transporta el material a la tolva alimentadora dispuesta en el eje de giro del descargador de barcos desde donde se transfiere a la banda transportadora de larga distancia reversible de descarga de la tolva del muelle de la terminal.
Transporte y carga de cargas a granel a lo largo de toda la cadena de proceso
Los minerales, las sales, las rocas, la tierra y otros recursos que se han extraído deben transportarse a largas distancias. Después de la extracción y trituración, el material debe pasar por estaciones como molienda, flotación, secado, homogeneización, mezcla, almacenamiento intermedio y carga. Los sistemas de transporte deben garantizar la manipulación segura, eficiente y respetuosa con el medio ambiente de estos materiales a lo largo de toda la cadena de proceso.
Sistema de manipulación eficiente y respetuoso con el medio ambiente para cargas a granel a lo largo de toda la cadena de proceso
También llamado sistema de transporte, sistema de cinta o cinta transportadora. Medios de transporte de material granular o fragmentado cohesivo o no cohesivo o artículo. Estos sistemas transportan todo tipo de cargas a granel en una amplia variedad de sectores industriales.
Cálculo de la máquina
La determinación de la potencia motriz para cada accionamiento es particularmente importante al calcular las funciones del equipo de manipulación. En términos generales, la potencia motriz es el producto de la resistencia cinemática resultante y la velocidad de movimiento. Los principales tipos de resistencia cinemática en las distintas secciones de manipulación incluyen la resistencia de rozamiento, la resistencia de elevación, la resistencia al viento, la resistencia a la aceleración.
Tecnología minera
Las situaciones tecnológicas específicas requieren que la recuperación de existencias y la construcción de nuevas existencias se lleven a cabo al mismo tiempo o poco después de que el material haya sido recuperado y en el mismo lugar o cerca para hacer un uso eficiente del equipo y el área de almacenamiento disponibles. Este es típicamente el caso en la preparación química del mineral de cobre. El mineral de cobre roto y triturado se apila en almacenes de gran superficie y posteriormente se lixivia con ácido a través de un sistema de tuberías para disolver el cobre contenido en el mineral. Posteriormente, el ácido se recoge mediante un sistema de drenaje y se conduce a una planta de electrólisis para la recuperación de cobre.
Después de un período de retención tecnológicamente requerido (tiempo de lixiviación), el mineral de cobre lixiviado se recupera nuevamente para descargarlo en un sitio final más alejado. Paralelamente al proceso de recuperación, el espacio ahora libre se utiliza para construir una nueva pila. Este proceso de recuperación continua de pilas lixiviadas y reconstrucción simultánea de un almacén con mineral de cobre fresco se denomina sistema de almacén dinámico o sistema dinámico de plataforma de lixiviación.
Propiedad de cargas a granel
La mayoría de las cargas a granel consisten en granos o partículas de diferente tamaño y forma. El tamaño de grano y la distribución del grano tienen un gran impacto en las propiedades de flujo de las cargas a granel. El tamaño máximo de grano es importante para el cálculo de los componentes de la máquina (ancho de la cinta, tamaño de cubo, ancho de artesa, etc.) y los sistemas de transferencia (tolvas de descarga).
Depósitos
Aparte del mero almacenamiento, la función principal de un lecho de mezcla es homogeneizar cargas a granel de diferentes calidades, tamaños de grano o propiedades. El efecto relacionado depende en gran medida de la forma y el apilamiento del almacén, así como de la disposición y el tipo de equipo utilizado. El efecto de la homogeneización varía con las desviaciones del material apilado de su composición promedio y con la función de las recogedoras utilizadas (recogedoras tipo puente, rascadores de pórtico, recogedora con rodete cangilones).
Depósitos
El tipo de almacenamiento más extendido para cargas a granel es el depósito longitudinal, que normalmente tiene una relación longitud-anchura de 3:1. Los depósitos longitudinales a menudo se encuentran al aire libre. Sin embargo, si el material debe protegerse de la intemperie o el medio ambiente debe protegerse de las emisiones, estos depósitos pueden ubicarse dentro de los edificios. El apilamiento se lleva a cabo desde apiladores que viajan a lo largo del depósito, carros terminales de cinta montados en la cresta del techo o cintas transportadoras móviles. Para la recuperación, se utilizan recogedoras tipo puente, pórtico y raspadores laterales o recogedora con rodete cangilones.
Extracción de recursos minerales
Extracción de recursos minerales útiles como minerales, carbón, cobre, rocas o tierra en cumplimiento de la legislación especial (ley de minería). Esto se hace en la minería a cielo abierto o en la minería subterránea con la ayuda de maquinaria y equipo especiales.
Tecnología minera
Los puentes transportadores móviles montados sobre orugas se diseñaron específicamente para una operación dinámica continua para agilizar el proceso tecnológico de apilamiento del mineral, recuperación de almacenes lixiviados y creación de nuevos almacenes de mineral de manera eficiente en el espacio y de manera oportuna.
Al construir el almacén, un carro terminal de cinta lleva el mineral de cobre suministrado por una cinta transportadora que corre a lo largo de la pila a un puente transportador montado sobre orugas que viaja a lo largo del almacén. El carro terminal de cinta que viaja de un lado a otro en este puente transportador suministra la línea de almacén tipo mesa línea por línea. Las unidades de orugas dobles de los puentes transportadores son capaces de compensar cualquier variación en el perfil del suelo en todas las direcciones. Por esta razón, no se exigen demandas especiales en la subrasante. Además, esto ayuda a mantener un movimiento de la cinta muy estable.
En los sistemas de almacén dinámico, paralelamente a la construcción de un almacén, la recuperación se realiza mediante una recogedora con rodete cangilones compacta montada sobre orugas que, en operación tipo banco, recupera la pila línea por línea. La recogedora con rodete cangilones entrega el mineral lixiviado a través de una tolva móvil a un puente transportador montado sobre orugas desde donde el material se transfiere a una cinta transportadora que corre a lo largo de la pila para retirar el material. Otros sistemas de transporte estacionarios transportan luego la carga a granel a una cinta transportadora desplazable con carro terminal de cinta móvil y transportador sobresaliente de descarga. Este último transfiere el material directamente o a través de una cinta transportadora sobre orugas intermedia a un apilador de tipo compacto montado sobre orugas para descargar el mineral lixiviado en una pila final.
Para garantizar la utilización eficaz del equipo de almacenamiento, los puentes transportadores móviles viajan en un semicírculo al final del almacén tipo mesa o (después de que las orugas dobles se hayan girado) longitudinalmente al lado opuesto de las cintas transportadoras longitudinales para continuar su trabajo. Al hacerlo, cruzan las cintas transportadoras longitudinales que corren en esta área por debajo del nivel del suelo.
Propiedad de cargas a granel
Las propiedades de las cargas a granel están determinadas principalmente por su contenido de agua. En lugar del agua ligada (agua estructural, agua adsorbida), el agua ‘libre’ entre las partículas (agua de poro retenida en espacios huecos debido a la tensión superficial) es importante en condiciones normales de temperatura y presión. El contenido de agua de las cargas a granel se determina secando una muestra en un horno de secado a 105 °C durante más de seis horas. Alternativamente, es posible el secado de alta velocidad con emisores de infrarrojos (DIN 18121, Parte 1 y Parte 2).
Una cinta transportadora para el transporte terrestre de cargas a granel
Un transportador para el transporte terrestre continuo (de larga distancia) de cargas a granel a un lugar de almacenamiento, como un almacén. Desde allí, el material puede ser recogido por vagones de ferrocarril o camiones para su posterior procesamiento. Las bandas transportadoras de larga distancia se utilizan dondequiera que grandes cantidades de cargas a granel deban transportarse de manera eficiente y respetuosa con el medio ambiente de A a B.
Máquinas de depósito
El pórtico del raspador de pórtico abarca completamente el almacén. El pórtico está soportado por dos trenes de rodaje a cada lado, lo que permite abarcar almacenes de hasta 75 m de ancho. El transportador sobresaliente del rascador se maniobra mediante un mecanismo de elevación. Una vez más, la carga a granel se transfiere a la cinta transportadora de recuperación mediante una artesa de transferencia (ubicada fuera del pórtico) o una mesa de alimentación (dentro del pórtico). Cuando se utilizan en depósitos al aire libre, los raspadores de pórtico a menudo tienen uno o dos transportadores sobresalientes principales dispuestos en paralelo. En su posición elevada, estos transportadores sobresalientes se proyectan más allá del contorno del pórtico.
Los raspadores de pórtico con transportadores sobresalientes principales y auxiliares se despliegan dentro de los edificios de almacenamiento. En este tipo de construcción, los transportadores sobresalientes no se extienden más allá del contorno del pórtico en ninguna posición, de modo que la sección transversal del almacén se puede adaptar en gran medida a las dimensiones del pórtico del rascador. El auxilador de la pluma tiene la tarea de alimentar el material al transportador sobresaliente principal, de modo que toda la sección transversal del almacén se pueda recuperar continuamente. Esto asegura un flujo de material muy uniforme durante la recuperación longitudinal. Sin embargo, los requisitos de ingeniería para esta disposición son más sofisticados, particularmente con respecto al engranaje de accionamiento y al sistema de control de los elementos de recuperación.
Los raspadores de pórtico también se emplean en máquinas de homogeneización circular. Para esta versión, el pórtico está soportado en un lado en la columna central por un anillo de giro con rodamiento de bolas y en el otro lado a través del tren de rodaje en un riel anular.
Manipulación portuaria
Los cargadores de barcos que viajan radialmente, también conocidos como cargadores de barcos de tipo radial de cuadrante, se utilizan en puertos marítimos cuya profundidad no permite que atraquen embarcaciones de gran calado. Están ubicados en alta mar y conectados al continente a través de puentes transportadores. La característica especial de un cargador de barcos de tipo radial de cuadrante es su puente principal, que puede girarse en un cierto ángulo (cuadrante) alrededor de un eje central de rotación. En este caso, el montaje del riel externo del puente principal está soportado sobre una cimentación de pilotes en el mar y en la curva del riel montada sobre la cimentación. Un puente de transportador sobresaliente que se puede extender radialmente está soportado en el puente principal a través de montajes de riel. El transportador sobresaliente se puede levantar o bajar mediante control por cable, según sea necesario. Las cuerdas de este último están conectadas al puente del transportador sobresaliente a través de un pilón. Este espacio para maniobrar permite que la cabeza del transportador sobresaliente alcance todas las escotillas de carga sin tener que mover la embarcación. La carga a granel se transfiere al sistema de transporte del cargador de barcos en su eje de rotación a través del puente transportador que viene del continente, y la embarcación se carga mediante la cinta transportadora del puente del transportador sobresaliente.
Máquinas de depósito
Mientras que algunos depósitos más pequeños que manejan pequeños flujos de material utilizan mucha mano de obra (por ejemplo, cargadoras de ruedas motrices) para la recuperación, los sitios más grandes pueden elegir entre una serie de recogedoras continuas y equipos de lecho de mezcla. Estos últimos incluyen varios tipos de recogedoras de rascador semiautomáticas o automáticas y recogedora con rodete cangilones. Estas máquinas retiran el material, lo recogen y lo transfieren a una cinta transportadora, que lo lleva a otro lugar para su posterior procesamiento.
Las recogedoras para depósitos longitudinales corren sobre rieles colocados a lo largo de un almacén y transfieren la carga a granel a una cinta transportadora que también corre al lado del almacén. En las máquinas de homogeneización circular, se utilizan recogedoras giratorias. Llevan el material al centro del patio para su transferencia a través de un embudo en el suelo a una cinta transportadora debajo. En lo que respecta a la recuperación de material de un almacén, se hace una distinción fundamental entre la recuperación a lo largo del lado y en la cara.
Máquinas de depósito
En estos días, las recogedoras de rascador de varios diseños que trabajan en operación continua se utilizan principalmente para recuperar almacenes de cargas a granel. Las recogedoras de rascador se dividen básicamente en equipos de tipo transportador sobresaliente y de tipo puente. Sus principales conjuntos funcionales comprenden el elemento de recuperación, la unidad de soporte de carga y el tren de rodaje o el mecanismo de giro. El elemento de recuperación consta de dos ramales de cadena de acero que corren continuamente dispuestos en paralelo. Las palas rascadoras están montadas en los ramales de cadena, que están soportados a través de rodillos de oruga que corren sobre rieles. Las palas rascadoras están equipadas con un cilindro de desvío central, que transfiere las fuerzas generadas durante la recuperación a un riel guía adicional en ángulo recto con respecto al movimiento de la cinta transportadora. En los dispositivos de tipo pluma, el brazo rascador está conectado a un bastidor de base (recogedora lateral), un pórtico (recogedora pórtico) o una columna giratoria (recogedora giratoria) de forma articulada y se sujeta, eleva o baja mediante un control de cabrestante de cable.
Manipulación portuaria
Los factores decisivos a la hora de seleccionar y dimensionar un sistema de carga de buques son las propiedades de las cargas a granel, las condiciones locales, los parámetros de rendimiento y los requisitos medioambientales. Teniendo en cuenta todos estos aspectos, es necesario elaborar el principio de manipulación más eficaz y rentable que requiera una medida mínima de operación y mantenimiento. El sistema de carga debe adaptarse a la infraestructura portuaria y coordinarse para adaptarse a los tamaños de buque actuales y futuros.
Los cargadores de buques que trabajan en marcha continua para cargar las bodegas de un buque generalmente constan de un pórtico y una superestructura con un brazo que se puede subir o bajar. El dispositivo de carga se encuentra en el cabezal del brazo. En el caso de sólidos a granel sueltos, se utiliza una deslizadera telescópica o un tubo de carga para la carga. Para manipular cargas a granel, las deslizaderas telescópicas se equipan frecuentemente con un dispositivo de recogida de polvo. La superestructura de un cargador de buques puede ser giratoria o no giratoria.
Dependiendo de la naturaleza de la terminal portuaria, los cargadores de buques son de diseño estacionario o se pueden mover en sentido longitudinal o radialmente. Los cargadores de buques estacionarios tienen una superestructura giratoria y se utilizan principalmente en puertos interiores. Durante la carga, el buque que se va a cargar debe moverse para que el cargador de buques pueda llenar toda la bodega.
Los cargadores de buques móviles en sentido longitudinal son los que se utilizan con más frecuencia. Se emplean tanto en puertos interiores como marítimos. Mientras que un cargador de buques estacionario se alimenta directamente mediante una cinta transportadora, los cargadores de buques que se mueven a lo largo del muelle deben funcionar en combinación con un carro terminal de cinta.
Máquinas para parques de almacenamiento
En la recogedora semipórtico, el pórtico abarca una pila de almacenamiento con un muro de contención lateral o periférico. En este caso, una vía se encuentra al pie de la pila de almacenamiento, mientras que la opuesta se apoya en una posición elevada en el muro de contención de la pila de almacenamiento.
Las recogedoras semipórtico también se emplean en máquinas de homogeneización circular. Para esta versión, el pórtico se apoya por un lado en la columna central mediante un anillo de giro con rodamiento de bolas y, por el otro, a través del tren de rodaje en un raíl anular.
Máquinas para parques de almacenamiento
Las recogedoras laterales están equipadas con brazos rascadores que se pueden subir y bajar, un bastidor de base contrapesado y el tren de rodaje montado sobre raíles. La posición del brazo rascador se adapta a la pendiente de la pila de almacenamiento mediante un cabrestante de cable. El tren de rodaje montado sobre raíles se encuentra en un solo lado de la pila de almacenamiento. La unidad está protegida contra la inclinación mediante un contrapeso apropiado. La carga a granel recuperada se retira en una cinta transportadora que discurre paralela a la pila de almacenamiento.
Máquinas para parques de almacenamiento
El diseño de las recogedoras giratorias se asemeja al de las recogedoras laterales. Sin embargo, el brazo rascador está conectado con la plataforma del mecanismo de giro de forma articulada. Se emplean principalmente en máquinas de homogeneización circular. Cuando se utilizan en depósitos longitudinales, las recogedoras giratorias están equipadas adicionalmente con un tren de rodaje sobre raíles o sobre orugas. Las recogedoras giratorias permiten la recuperación no solo por medio de cintas transportadoras de túnel, sino también a través de cintas transportadoras de galería que discurren a lo largo del lateral del edificio de almacenamiento.
Las recogedoras giratorias sobre orugas son ideales para depósitos longitudinales con un pie de pila de almacenamiento ancho (por ejemplo, para fertilizantes). Para el proceso de recuperación, el brazo rascador se mueve de un lado a otro a lo largo del lado frontal, transfiriendo la carga a granel con la ayuda de una artesa de transferencia a un brazo de carga giratorio, que está conectado a la cinta de la galería. En este caso, en lugar de un tren de rodaje sobre raíles, se selecciona un tren de rodaje sobre orugas debido a su menor carga sobre el suelo del almacén. Se emplea un software especialmente desarrollado para controlar los accionamientos de las orugas. Para ello, la posición del brazo de carga se ajusta a la posición del carro de la tolva de alimentación de la cinta de la galería. Cualquier corrección necesaria de la posición se realiza automáticamente mediante el carro de la tolva de alimentación y cambiando el área de giro del brazo de carga.
Mientras que las recogedoras giratorias en máquinas de homogeneización circular funcionan en servicio automático, en depósitos longitudinales se operan principalmente de forma manual porque la automatización de la recuperación de la pila de almacenamiento es muy complicada y costosa.
Máquinas de minería
Para construir grandes pilas de almacenamiento (vertederos), se utilizan apiladores de tipo compacto sobre orugas para verter cargas a granel. En la mayoría de los casos, se requieren cintas transportadoras desplazables con carros terminales de cinta para suministrar y transferir las cargas a granel al apilador. Por regla general, se utilizan apiladores de tipo pluma de alta resistencia sobre orugas para el vertido directo en minas a cielo abierto. La longitud máxima de estos brazos puede alcanzar los 200 m. Sin embargo, los apiladores con brazos de hasta 60 m de longitud son satisfactorios para la mayoría de las aplicaciones en parques de almacenamiento.
Máquinas para parques de almacenamiento
El apilamiento de cargas a granel en parques de almacenamiento y el desarrollo de diversos tipos de lechos de mezcla con el fin de homogeneizar diferentes calidades de material se realizan principalmente con la ayuda de apiladores. La carga a granel que se va a almacenar generalmente llega directamente por cinta transportadora o por camión, es decir, por carretera, ferrocarril o barcaza, y luego se descarga y posteriormente se lleva mediante una cinta transportadora a un apilador, que la vuelca para formar una pila de almacenamiento. En casos excepcionales en los que la extracción y el procesamiento de materiales están cerca uno del otro, el parque de almacenamiento se suministrará directamente mediante cintas transportadoras de larga distancia, que también se conocen como cintas transportadoras terrestres.
Los apiladores montados sobre raíles son los que se utilizan con más frecuencia en depósitos longitudinales. Los brazos de descarga de estos apiladores suelen ser giratorios o se pueden subir y bajar. Un apilador con un brazo de descarga giratorio es esencial para los parques de almacenamiento que funcionan de acuerdo con lo que se conoce como la disposición paralela y para el apilamiento utilizando los métodos Strata o Windrow. Para este diseño, la cinta del apilador gira mediante un anillo de giro con rodamiento de bolas. La altura del brazo es ajustable mediante un mecanismo de elevación hidráulico o sistemas operados por cabrestante de cable. Si la carga a granel se va a apilar desde una medida mínima por encima de la cresta de la pila de almacenamiento (para evitar una acumulación importante de polvo o daños en el material), la altura de descarga del brazo debe ser variable en un amplio rango.
En un depósito longitudinal, se utiliza un carro terminal de cinta para suministrar a los apiladores los sólidos a granel. El carro terminal de cinta sigue al apilador o está conectado a él. En máquinas de homogeneización circular (o lechos de mezcla circulares), el apilador se coloca en el centro para que pueda girar. Se alimenta con el material que se va a transportar mediante un puente transportador situado encima del parque de almacenamiento directamente en su eje de movimiento giratorio. Los apiladores para máquinas de homogeneización circular están montados sobre una columna central. Durante el movimiento giratorio, la altura del punto de descarga se puede variar subiendo o bajando el brazo.
Máquinas para parques de almacenamiento
Cuando las operaciones de apilamiento requieren que el apilamiento y la recuperación se realicen al mismo tiempo, son absolutamente necesarias máquinas separadas. Sin embargo, en muchas aplicaciones no se requiere el apilamiento y la recuperación simultáneos. Es entonces cuando los apiladores-recuperadores, es decir, las máquinas combinadas, se convierten en una excelente solución porque su principio funcional combina ambos tipos de operación. La recogedora con rodete cangilones con un transportador sobresaliente reversible ha demostrado ser una máquina extremadamente funcional y versátil.
El apilador-recuperador se puede emplear como un apilador siempre que el transportador sobresaliente de la recogedora con rodete cangilones esté dispuesto de manera que la carga a granel se transporte al cabezal del brazo, donde se descarga. De forma similar a un apilador, un apilador-recuperador se alimenta a través de un carro terminal de cinta. Como la inclinación del brazo se puede ajustar y el brazo se puede girar, los diversos métodos de construcción de pilas de almacenamiento de carga a granel se pueden aplicar sin ninguna restricción. Cuando se está construyendo la pila de almacenamiento, el rodete cangilones permanece en su posición de reposo. Al igual que con la recogedora con rodete cangilones, para la recuperación de la pila de almacenamiento el material es recogido por el rodete cangilones, transferido al centro de movimiento giratorio de la máquina por la cinta transportadora reversible y descargado en la deslizadera central. Los apiladores-recuperadores se diseñan y escalan utilizando los mismos principios de ingeniería que se aplican para los equipos separados.
Se han desarrollado otros tipos de equipos para parques de almacenamiento con funciones combinadas para aplicaciones específicas. Por ejemplo, las recogedoras pórtico también se pueden equipar para trabajar tanto en modo de apilamiento como de recuperación. Para ello, la pluma principal de la recogedora pórtico funciona en operación reversible, mientras que el auxilador de la pluma solo se utiliza para la recuperación. En el modo de apilamiento, la cinta transportadora que discurre a lo largo de la pila de almacenamiento alimenta la recogedora a través del carro terminal de cinta o recibe los sólidos a granel de la artesa de transferencia de la cadena de la recogedora en el modo de recuperación.
Además, también existen apiladores-recuperadores que están equipados con un brazo de apilador para el apilamiento y un brazo rascador para la recuperación en un mismo pórtico.
Parques de almacenamiento
Si un parque de almacenamiento va a servir no solo como un búfer, sino también para homogeneizar las propiedades de la carga a granel, la primera decisión importante al planificar un lecho de mezcla es elegir un procedimiento de apilamiento adecuado. Esta decisión depende de criterios tales como las propiedades de los sólidos a granel, el grado de homogeneización deseado y la recogedora propuesta.
Parques de almacenamiento
El almacenamiento y la homogeneización de diferentes cargas a granel son aspectos importantes de sus procesos de flujo y manipulación dentro de la logística general de la industria de manipulación de cargas a granel. Por diversas razones, se necesitan parques de almacenamiento para el procesamiento de cargas a granel. La razón principal en la mayoría de los casos es crear búferes entre la entrega discontinua (por ejemplo, por barco o tren) y la retirada continua, lo cual es especialmente útil si las entregas se retrasan. Siempre que no se establezcan requisitos relacionados con el proceso sobre la homogeneidad del material (es decir, su uniformidad química y física), las pilas de almacenamiento de carga a granel son simplemente parques de almacenamiento. El espacio disponible y la capacidad de almacenamiento requerida son los principales factores a la hora de decidir el tipo de parque de almacenamiento. Los dos tipos principales son los depósitos longitudinales y las máquinas de homogeneización circular.
Los apiladores construyen principalmente pilas de almacenamiento longitudinales y circulares. Los depósitos longitudinales están equipados con apiladores montados sobre raíles que se mueven a lo largo de la pila de almacenamiento. Para las máquinas de homogeneización circular, están dispuestos centralmente y construyen la pila de almacenamiento mediante movimiento giratorio. Un apilador en una máquina de homogeneización circular recibe material de una cinta transportadora, que transfiere la carga a granel al apilador en un punto por encima de la pila de almacenamiento. En el caso de los depósitos longitudinales, el apilador está conectado mediante un carro terminal de cinta a una cinta transportadora entrante. En los depósitos longitudinales situados bajo un techo o en un edificio, las cargas a granel pueden apilarse alternativamente desde cintas transportadoras montadas en la cresta con un carro terminal de cinta o una serie de cintas transportadoras móviles y reversibles.
Procedimiento de apilamiento
En el apilamiento Strata, el apilador se desplaza a lo largo de la pila de almacenamiento varias veces. En cada recorrido longitudinal varía el punto de apilamiento en dirección transversal para producir una pila de almacenamiento estratificada. El apilador debe ser del tipo giratorio para poder alcanzar todas las nervaduras de apilamiento. La recogedora recuperará material del lateral de la pila de almacenamiento en puntos donde todos los estratos sean accesibles de forma continua y al mismo tiempo.
Las cargas a granel con una amplia gama de tamaños de grano a menudo muestran una separación no deseable cuando se apilan. Para las cargas a granel que desprenden polvo o que se pueden dañar fácilmente al caer desde una gran altura, el brazo de distribución del apilador está diseñado para subir y bajar según sea necesario para adaptar la altura de pila a las propiedades del sólido a granel y a la altura de cada nervadura, de modo que se reduzca la segregación.
Resumen:
Sistemas de carga
El proceso de carga de camiones y vagones es similar. Los camiones o vagones de ferrocarril a menudo se cargan con sólidos a granel desde búnkeres o silos. Mientras que los búnkeres de varios tamaños se utilizan para almacenar cargas a granel durante un corto tiempo, los grandes silos sirven para almacenar estos materiales durante períodos más largos. Los búnkeres a menudo se requieren como un búfer entre los sistemas de transporte continuos y discontinuos.
El caso más simple es el siguiente. Después de abrir la válvula de compuerta de bloqueo del búnker, la carga a granel fluye hacia abajo en el espacio de transporte/bodega de carga de los medios de transporte. Sin embargo, esto solo es posible en el caso de materiales de fácil flujo, como grano, carbón en trozos o ciertos materiales de construcción. Para minimizar las emisiones de polvo, se emplea una deslizadera telescópica que se puede bajar para salvar la diferencia de altura entre la salida del contenedor y el espacio de carga.
Tecnología de transporte
Las cintas transportadoras tubulares cerradas mueven los productos de forma fiable mientras los protegen de influencias exteriores y evitan el escape de polvo. La carga a granel se puede transportar cuesta abajo en cintas cerradas. Se pueden transportar diferentes materiales en el ramal superior y el ramal inferior.
Tecnología de transporte
En el transporte vertical, los elevadores de cangilones de cinta transportan de forma fiable cargas a granel de tipo pulverulento a granulado grueso como piedra caliza, carbón y minerales a alturas de 200 metros o más. Los materiales se pueden alimentar al elevador de cangilones de forma que se ahorre espacio desde abajo o directamente a través de una deslizadera. Los cangilones especialmente diseñados están disponibles en diferentes anchos, dependiendo de la aplicación y la cantidad que se va a transportar. Los elevadores de cangilones de cinta también son adecuados para transportar cargas a granel calientes.
Sistemas de descarga
Dependiendo del diseño, se distingue entre la descarga por gravedad y la descarga por volteo de vagones en la descarga de vagones de carga a granel. Los vagones con descarga automática por gravedad se pueden vaciar continuamente en el búnker situado debajo de la plataforma de la vía mientras el tren se mueve lentamente. En este proceso, las paredes laterales del vagón de ferrocarril se abren manual o automáticamente para que los sólidos a granel puedan salir por ambos lados de las superficies inclinadas de la silla de apoyo montada en el centro del vagón.
Los sistemas de volteo de vagones giran todo el vagón en una unidad de volteo o giro hasta el punto en que la carga a granel se descarga por gravedad a través de la abertura del espacio de carga. Se distingue entre los sistemas de volteo de pared frontal y lateral. Sin embargo, debido a la mayor capacidad de descarga de los volcadores laterales, son más comunes en la manipulación de cargas a granel.
Debido a la humedad residual del material a temperaturas inferiores a cero, los sólidos a granel almacenados en el vagón pueden congelarse y adherirse a las paredes, lo que dificulta o incluso imposibilita la descarga. Para superar tales dificultades, a menudo se emplea una estación de descongelación de vagones para calentar las paredes laterales o el suelo del vagón antes de la descarga, minimizando o previniendo así la adherencia por completo. Para ello, los trenes pasan por una sala especial donde, dependiendo de la longitud de la sala, se pueden descongelar uno o más vagones al mismo tiempo. Dependiendo de la situación, se pueden utilizar radiadores eléctricos, quemadores de gas natural o intercambiadores de calor de vapor caliente para generar calor.
Procedimiento de apilamiento
El apilamiento en hileras, también conocido como el principio de apilamiento en filas pequeñas, distribuye uniformemente uno o más cargas a granel en un almacén longitudinal. Dado que con este método se necesitan diferentes posiciones de entrega del material a granel, el apilador debe tener una pluma giratoria que pueda abarcar el ancho del depósito.
Las capas forman franjas longitudinales compactas una encima y al lado de la otra. Mientras que en las longitudinales el tamaño de grano grueso de una fila gravita hacia el fondo, el apilamiento con una distribución del tamaño de grano muy uniforme es posible seleccionando un espaciamiento de filas adecuado (y, por lo tanto, alturas) y un número total de filas apropiado por sección transversal del almacén longitudinal. La distribución del tamaño de grano mejora con el número de filas.
Resumen: