Britadores são ativos fundamentais no processo de britagem, que tem como objetivo diminuir a granulometria do material para evitar sobrecarga na etapa de moagem, a qual apresenta o maior consumo energético no tratamento de minério. Essa redução contribui para a maior efetividade da moagem e da lixiviação.
O processo de britagem se divide em três etapas principais: primária, secundária e terciária. Na primária, utilizam-se máquinas pesadas para reduzir o tamanho do material vindo das minas (blocos de 1000 a 500 mm para 300-100 mm). Assim, o material é transformado em partículas adequadas para o transporte nas correias transportadoras e para alimentar a britagem secundária (reduzir blocos de 300 – 100 mm para 100 – 38 mm), o moinho semi-autógeno (SAG) ou para formar da pilha de estocagem para a lixiviação.
Na britagem terciária, em uma planta típica, obtém-se o produto pronto para a moagem, próxima etapa do processo (produzindo agregados de 12 mm em média). Em casos de britagem para um produto muito fino, pode ser necessário realizar uma britagem quaternária.
Esses ativos tendem a apresentar diversos modos de falha, desde os mais comuns, que envolvem:
- Problemas de lubrificação;
- Rolamentos e engrenagens defeituosos;
- Problemas causados por desalinhamentos, desbalanceamentos ou ainda por bases instáveis, eixos empenados ou deformados, folgas mecânicas etc.
Também existem falhas mais específicas, como:
- Desgaste ou deformação das placas da câmara de britagem;
- Obstruções;
- Afogamento
Conheça os principais tipos de britadores e seus respectivos modos de falha:
Tipos de britadores
Britador de rolos
A família de britadores de rolos, em geral, trabalha em velocidade baixa. Alguns dos modelos mais conhecidos são o High pressure grinding rolls (HPGR) e o Low Speed Sizer.
O HPGR utiliza dois rolos rotativos que giram em sentidos opostos. O sistema de cilindros hidráulicos do britador aplica uma elevada pressão que promove a cominuição (diminuição do grão) do material à medida que esse passa pelos rolos. Indica-se, assim, o uso para o processamento de diamantes e ouro, pois a britagem não os danifica e facilita a lixiviação. Inclusive, ele é utilizado para minérios de ferro, em substituição ao moinho SAG.
Indica-se o Low Speed Sizer para materiais argilosos ou pegajosos. Visto que o ativo possui dois rolos dentados envoltos em uma câmara de britagem, que facilita a britagem desse tipo de material. O sistema apresenta alto torque e baixa velocidade, gerando poucos finos. Em contrapartida, apresenta uma baixa taxa de redução.
Em virtude da composição mecânica deste britador, os principais modos de falha geralmente estão associados ao grande desgaste que os dentes sofrem por abrasão. Além disso, quebras no eixo excêntrico podem ocorrer, principalmente pela tentativa de britagem de materiais não-britáveis.
Leia um caso de detecção precoce de problemas no eixo excêntrico na Vale aqui: Monitoramento do Britador HP 400 e a vida útil do ativo (dynamox.net)
Britador de Mandíbula
O britador de mandíbula é utilizado na britagem primária, sendo, portanto, normalmente instalado próximo à mina. A britagem nesse tipo de equipamento se dá pela compressão e pelo atrito promovido por placas metálicas: uma móvel e outra fixa (mandíbulas).
A mandíbula móvel se movimenta e comprime os fragmentos contra a mandíbula fixa, esmagando-os. Estes escoam durante o movimento de afastamento até serem novamente comprimidos na próxima interação.
Existem dois tipos de britadores de mandíbulas: de um ou dois eixos. No britador de um eixo, o movimento da placa móvel ocorre de forma circular, sendo, portanto, mais compacto e com maior capacidade. Já no britador de dois eixos, o movimento é de abrir e fechar.
A escolha entre um ou outro tipo de britador geralmente está associada ao minério a ser processado. Recomenda-se, portanto, o uso de britadores de dois eixos quando se trabalha com quartzo, granitos silicosos, minérios silicosos e itabiritos.
Em relação às possíveis falhas, tem-se o desgaste da mandíbula (geralmente mais acentuado no britador de um eixo) e o afogamento. Este problema ocorre quando a vazão de saída não acompanha o volume de entrada, por isso existe um valor de vazão crítica.
Britador Giratório
O britador giratório pode ser tanto utilizado na britagem primária quanto na secundária. Sua principal vantagem reside, portanto, na flexibilidade de uso, pois permite receber o material diretamente dos caminhões, sem a necessidade de um escalpe e alimentador. Essa característica o torna ideal para operações que exigem rapidez e eficiência.
O britador giratório também é conhecido por sua alta capacidade de produção e baixa necessidade de manutenção. Isso se deve à sua robustez e à simplicidade de seu design. Algumas das possíveis aplicações do ativo:
- Britagem de minérios;
- Britagem de rochas;
- Britagem de agregados;
- Britagem de reciclados.
A sua constituição apresenta um elemento móvel (cone) e um elemento fixo (manto). O cone gira de forma excêntrica em torno de um eixo, aproximando-se e afastando-se das paredes do manto em um movimento recessivo circular. Dessa forma, diferente do de mandíbula, o britador giratório deve trabalhar com a câmara de britagem 100% completa e não corre o risco de ocorrer o fenômeno de afogamento.
Um dos principais modos de falha desse neste tipo de britador é a obstrução da câmara de britagem por matacos. Essa obstrução ocorre principalmente pela deformação das placas dos côncavos do britador, provocada pelos grandes blocos de minério ou estéril (matacos) presentes nas camadas de solo. Eles ocorrem naturalmente ou, então, pela fragmentação de rochas, e causam danos aos equipamentos de carga e transporte.
Britador de impacto
O britador de impacto utiliza a força do impacto para reduzir o tamanho do material. Essa redução ocorre tanto por meio dos impactadores quanto pela abrasão causada pelo contato com a carcaça ou com as barras de impacto.
A alta velocidade de operação do britador de impacto o torna equivalente a dois a três estágios de britadores tradicionais. Isso significa que ele pode reduzir o material de forma mais rápida e eficiente, porém, com um desgaste por abrasão mais elevado.
Os fragmentos gerados pelo britador de impacto são mais finos do que os obtidos pelos britadores de mandíbula e giratórios. Essa característica o torna ideal para processos em que a geração de finos não seja um problema e a produção de produtos cúbicos não seja necessária.
Assim, as principais indicações para uso são com a britagem de fosfato, calcário, bauxita, argilominerais, barita e carvão.
Nesses britadores, os principais modos de falha envolvem:
- Falhas nas peças de reposição;
- Abrasão das peças de desgaste;
- Falhas mecânicas causadas pela entrada de material não-britável no equipamento
Britador cônico
O britador cônico possui o mesmo princípio de operação do giratório. A diferença reside nas longas superfícies paralelas do manto e do cone, que garantem um tempo maior de retenção das partículas, proporcionando um controle mais preciso da granulometria do produto final.
Esses ativos atuam na britagem secundária e são chamados de “standards”. Já os modelos que atuam na britagem terciária são denominados “short head”, os quais permitem um melhor aproveitamento do volume da câmara.
A versatilidade do britador cônico permite a fragmentação de materiais em diversos tamanhos, desde grossos até finos, permitindo variar a distribuição granulométrica do produto de britagem. E, assim como no giratório, os cônicos também devem trabalhar 100% preenchidos, o que garante um processo eficiente e evita o afogamento do equipamento.
Os modos de falha do britador cônico bastante parecidos aos do modelo giratório. Os problemas mais comuns envolvem a falta de lubrificação adequada e o desgaste excessivo das peças de abrasão, o que pode ocasionar outras falhas.
Como evitar falhas em britadores?
A parada não planejada de um ativo pode ter diversas causas, e geralmente indica que a máquina já apresentava algum problema há algum tempo. No caso dos britadores, é fundamental detectar essa falha logo no início, uma vez que estas são máquinas consideradas de alta criticidade para o processo produtivo.
Para isso, o monitoramento contínuo é essencial. Isso pode ser feito através da instalação de sensores de vibração e temperatura, bem como por meio de rotas de inspeção. Essa combinação permite a detecção de problemas ainda em seu estágio inicial, tanto pela análise de variações anormais de vibração ou temperatura, quanto pela identificação visual de vazamentos de óleo, por exemplo
A Dynamox oferece uma solução completa para o monitoramento online e contínuo de ativos. Inclusive, já se evitou uma parada não planejada em um britador ao se detectar que os parafusos do cárter estavam danificados. A análise de vibração apontou essa falha e o técnico, ao realizar a inspeção, comprovou o problema. Diagnóstico que permitiu programar a manutenção corretiva e evitou perdas na linha produtiva.
Quer saber como? Leia aqui: Sensores identificam quebra de parafusos em Britador (dynamox.net)