TEMA 9. PROCESAMIENTO DE ÁRIDOS

Transcripción

1 Tema 9. Procesamiento de áridos TEMA 9. PROCESAMIENTO DE ÁRIDOS 1. Introducción 2. Fases del tratamiento de áridos 2.1. Trituración n y molienda 2.2. Clasificación 3. Alimentadores 4. Machacadoras, trituradoras y molinos 4.1. Machacadoras de mandíbulas 4.2. Machacadoras giratorias 4.3. Molinos de impactos 4.4. Molinos de cilindros 4.5. Molinos de barras 4.6. Molinos de bolas 2 Tema 9. Procesamiento de áridos 5. Cintas transportadoras 6. Elevadores de cangilones 7. Clasificadoras 7.1. Cribas fijas 7.2. Cribas vibratorias 7.3. Trómeles 7.4. Clasificadores hidráulicos 7.5. Clasificadores neumáticos 8. Aparatos de lavado 9. Ensilado de áridos Tema 9. Procesamiento de áridos 10. Plantas de tratamiento de áridos naturales Plantas fijas por vía v a seca Plantas fijas por vía v a húmedah Plantas móvilesm 11. Plantas de tratamiento de áridos reciclados 3 4

2 Introducción Los áridos son los materiales granulares, inertes, que con una granulometría a adecuada se utilizan en la construcción n para: hormigones y morteros, mezclas asfálticas y tratamientos superficiales, bases y subbases granulares, balasto de ferrocarril, escolleras, rellenos, filtros, materia prima para fabricar cemento. 5 Introducción Los áridos pueden ser: Naturales: áridos procedentes de una explotación n minera o derivado de las actuaciones de excavación n en obras de construcción n de infraestructuras, que únicamente ha sido sometido a procesos mecánicos, por lo tanto, no se altera la naturaleza petrológica de la roca. Artificiales: áridos resultantes de un proceso industrial que supone una modificación n físicof sico-química o de otro tipo como escorias, cenizas volantes, etc. Reciclados: áridos resultantes del tratamiento de material inorgánico nico y previamente empleado en construcción, n, es decir, aquellos que proceden de los residuos de construcción n y demolición. 6 Introducción Dependiendo de la aplicación, los áridos deben cumplir unas propiedades u otras, siendo las más m s importantes las siguientes: Propiedades que sólo s dependen de la esencia petrológica y no pueden modificarse con el procesamiento mecánico: Dureza. Tenacidad. Resistencia a la abrasión. Densidad específica. Absorción n de agua. 7 Introducción Propiedades que se modifican con el procesamiento mecánico: Clasificación n o curvas granulométricas. Forma y fractura de la partícula. Módulo de finura. Impurezas orgánicas. Por lo tanto, el objeto del procesamiento mecánico es: Cambiar el tamaño o y la forma del material natural (trituración). Limpiarlo y clasificarlo (lavado, clasificación n y ensilado). 8

3 Introducción La explotación n de los áridos se realiza casi siempre a cielo abierto. La concepción n y el diseño o de las explotaciones así como la técnica operativa empleada varían an cuando se trata de extraer rocas o materiales sin consolidar, en vía v a seca o en vía v húmeda. Sin embargo hay ciertas analogías as que se pueden citar dentro de los métodos m de explotación n empleados. 9 Fases del tratamiento de áridos Separación n de las capas no explotables (cubierta vegetal, estériles y rocas alteradas). Extracción n de los materiales y carga Extracción n de materiales sin consolidar En vía v a seca, cuando el yacimiento se encuentra por encima del nivel del agua (capa freática o nivel del curso de agua). Se emplean bulldozers,, palas cargadoras o excavadoras atacando el frente del material bien desde arriba, o bien, desde el pie del mismo. En vía v a húmeda, h cuando el yacimiento se encuentra por debajo del nivel del agua. Se utilizan, desde la orilla, dragalinas o retroexcavadoras (si la profundidad es escasa) y, desde el agua, dragas (en profundidades mayores). Fases del tratamiento de áridos Extracción n de materiales consolidados: : se suele utilizar la voladura con explosivos o máquinas m de corte y posteriormente se cargan con excavadoras o palas cargadoras. Transporte a la planta de tratamiento (generalmente situada en la propia explotación) mediante: Transporte continuo que consiste en cintas transportadoras o, más m s raramente, tuberías (para sólidos s en suspensión). n). Transporte discontinuo: : camiones y dúmperes. d 11 Fases del tratamiento de áridos Tratamiento de los áridos para obtener productos terminados aptos para cada uso. Las etapas básicas b son: Trituración n y molienda: : permite disminuir en sucesivas fases el tamaño o de las partículas, empleando para ello equipos de trituración n de características diferentes, como son los de mandíbulas, los de impacto, los giratorios, los molinos de bolas o los molinos de barras. En las arenas y gravas de origen aluvial, únicamente se trituran los tamaños grandes y por lo tanto, el número n de etapas de trituración n suele ser inferior. Clasificación: intercalados entre las etapas de trituración, aparecen los equipos de clasificación n que permiten seleccionar el tamaño o de las partículas separándolas entre las que pasan y las que no pasan.

4 Fases del tratamiento de áridos Lavado: Las operaciones de desenlodado, lavado o desempolvado del material permiten obtener áridos limpios para responder a las necesidades de ciertas aplicaciones ya que la presencia de lodos, arcillas o polvos mezclados con el árido o envolviendo a las partículas puede alterar la adherencia con los ligantes (cemento, cal, compuestos bituminosos u otros) e impedir una correcta aplicación. Almacenamiento y envío: : Los áridos, diferenciados por sus características (fracciones granulométricas, naturaleza del árido, forma y fractura del grano), se almacenan en silos o en apilamientos, a la intemperie o cubiertos (menos frecuente), evitando la segregación n y la contaminación. n. Trituración n y molienda La trituración n está basada en impartir a los materiales la energía suficiente para sobrepasar la fuerza de cohesión n existente en las partículas. La ley de Rittinger dice que esta energía a es proporcional al área de las nuevas superficies resultantes de la trituración. Existen cuatro principios de la trituración: Impacto: es el choque profundo e instantáneo neo de un objeto moviéndose contra otro. Puede que se muevan los dos objetos o que sólo s se mueva uno de ellos. Compresión: se realiza apoyando el árido contra un elemento y aplicando una fuerza perpendicular. Atrición, abrasión n o fricción: la reducción n de los áridos se realiza por frotamiento entre dos superficies duras. Cizallamiento: la reducción n se consigue por esfuerzo cortante. 13 Trituración n y molienda Las propiedades del material que influyen en la trituración son: Dureza: es la propiedad de un material a ser deformado permanentemente cuando se somete a una fuerza. Afecta al consumo de potencia y a la producción. Fragilidad o tenacidad: la fragilidad indica la facilidad de un material a desmenuzarse en un choque siendo la tenacidad la propiedad opuesta. Abrasividad: es la capacidad de desgastar a otros materiales. Determina el desgaste de los útiles de trituración. Grado de humedad: la humedad perjudica el buen funcionamiento de muchas trituradoras. 15 Trituración n y molienda La relación n de reducción es la relación n entre el tamaño o máximo m de la alimentación n (F) que puede tomar la trituradora y la abertura máxima de descarga (S), llamada ajuste, es decir, relación n de reducción n = F / S En la mayor parte de las trituradoras el tamaño o de la alimentación lo rige el tamaño o de la abertura superior por la que entra el material. Se llama paso de reducción a la diferencia de dimensiones entre el tamaño o máximo m de alimentación n y el tamaño o máximo m de salida, que será aproximadamente igual que el ajuste, por lo que: Paso de reducción n = F S Como la relación n de trituración n es baja será necesario efectuar la trituración n en dos o tres escalones, denominados trituración primaria, secundaria y terciaria.

5 Trituración n primaria Trituración n secundaria Es cuando el tamaño o de entrada de las partículas es superior a 150 mm y el de salida está comprendido entre 50 y 150 mm La fragmentación n se realiza mediante: Taqueo: : voladura de pequeñas dimensiones de las grandes piedras. Machacadoras de mandíbulas. Trituradoras giratorias. Trituradoras de impactos. El tamaño o de entrada de las partículas está comprendido entre 50 y 150 mm y el de salida entre 25 y 100 mm. La fragmentación n se realiza mediante: Machacadoras de mandíbulas Molinos de martillos Molinos de cilindros La trituradora situada en el primer escalón n recibe la totalidad de la Giratorias secundarias producción n y está ligada al frente de cantera, trabajando a su ritmo. Cono estrecho Debido al retraso en la llegada de los camiones, a las obstrucciones ones Para corregir los excesos de producción n de la trituración en las bocas de admisión, o a la formación n de puentes de varias piedras tiene más m s tiempos muertos que el resto de la planta, primaria respecto de la trituración n secundaria, a la entrada se debiendo dimensionarse para una producción n mayor, debe instalar un silo regulador. aproximadamente en un 40%. 18 Trituración n terciaria También n se le llama molienda. El tamaño o de salida es inferior a los 20 mm. La fragmentación n se realiza mediante: Molinos de martillos. Molinos de cono ancho. Molinos de bolas o barras. Clasificación Para clasificar los áridos existen los siguientes procedimientos: Clasificación n mecánica nica: : cribado. Clasificación n hidráulica ulica: : se basa en las diferentes velocidades de caída de las partículas de distintas dimensiones en una corriente de agua. Clasificación n neumática tica: : el material es separado mediante una corriente de aire. El soplador aporta la fuerza de circulación n que actúa a contra la gravedad, separando el material según n el peso específico de las componentes

6 Clasificación n mecánica El cribado es el proceso por el cual una mezcla de partículas se separa en dos o más m s grupos según n su tamaño. Para ello se hace pasar la mezcla por un tamiz con orificios de un tamaño o determinado (D). Las partículas de dimensiones menores que el diámetro de los orificios pasan y se clasifican con tamaños inferiores a D y las que quedan retenidas en el tamiz se clasifican can como superiores a D. Tanto la cantidad retenida como la que pasa debe expresarse en m 3 /h ya que lo que pasa por el tamiz es un volumen. En la práctica las clasificaciones no son perfectas, es decir, no todo el material que debería a pasar lo consigue. Se denomina eficacia de un tamiz a la relación n entre el volumen que pasa y el que debería haber pasado. Un valor normal para la eficacia es el 85%. Clasificación n mecánica Los factores que influyen en la eficacia son: Movimiento de las partículas culas: : la eficacia será mayor si las partículas pasan lentamente. Pendiente de la criba: : si la criba tiene mucha pendiente el material pasa con tanta rapidez que no penetra en los orificios y si tiene poca pendiente la capacidad es muy pequeña. Para cada tamaño o existe un ángulo de inclinación óptimo. Tamaño o crítico de las partículas culas: : las partículas mucho menores o mucho mayores que los orificios de la criba facilitan el proceso de cribado, sin embargo si las partículas tiene tamaños comprendidos entre el 75 y el 125% del tamaño o de los orificios muchas de las aberturas quedarán tapadas por estas partículas disminuyendo la eficacia. Clasificación n mecánica Movimiento de la criba: : el movimiento vibratorio de la criba realiza tres funciones principales: estratifica el material (las partículas pequeñas pasan a través s de lo huecos existentes entre las partículas grandes), transporta el material por la superficie de la criba y mantiene los orificios libres de partículas de tamaños críticos. Amplitud y frecuencia de la criba: : para el material grueso se deben utilizar bajas frecuencias y amplitudes grandes y para el material fino altas frecuencias y bajas amplitudes. Clasificación n mecánica Los tipos de tamices que se emplean son: Parrillas de barras o grizzly: : son barras de acero colocados casi paralelamente con luces grandes. Su uso principal es precribar antes de machacar. Las barras de acero son muy robustas para resistir el impacto. Chapas perforadas: : suelen ser de acero. Los orificios son cuadrados, rectangulares, circulares, etc. Normalmente se utilizan para granulometrías as gruesas, a partir de 50 ó 75 mm

7 Clasificación n mecánica Telas metálicas licas: : formadas por el entrecruzamiento de alambres que dejan agujeros cuadrados o rectangulares. La duración n de las telas metálicas es menor que la de las chapas perforadas. El porcentaje de área de orificios es mayor que para las chapas perforadas. Lo normal es utilizarlas desde los 0,5 mm hasta los 75 mm. Telas de goma: : los agujeros son troncocónicos. nicos. Sus principales ventajas es que son poco ruidosos, tiene gran duración n y no encajan las piedras. Su inconveniente es la poca resistencia al impacto, por lo que no pueden usarse en tamaños grandes. 25 Alimentadores Aunque la alimentación n directa a partir de excavadoras, cargadoras o dúmperes d en las machacadoras de mandíbulas o las trituradoras giratorias es posible, generalmente se evita y se dispone un alimentador. En otras como los molinos de cilindros no es posible e la alimentación n directa. Los alimentadores se utilizan para regularizar el rendimiento de una machacadora y uniformizar la producción. Sus principales ventajas son: Impedir la sobrecarga de la machacadora, admitiendo sólo s los volúmenes para los que está preparada. Proteger el resto de la instalación, n, evitando sobrecargas en cintas, cribas,, ya que sólo s reciben un volumen limitado y predeterminado. Garantizar una producción n uniforme, paliando las irregularidades en el ritmo de carga y voladura. Alimentadores Los alimentadores más m s empleados son: De vaivén: : constan de una bandeja con movimiento alternativo, por un extremo llega el material y por el otro lo vierte, dejando caer sólo s la cantidad para la que está tarado. Alimentadores Vibrantes: están n formados por bandejas rectangulares soportadas por una montura y accionadas mediante una vibración n unidireccional

8 Alimentadores De tablero metálico o de placas: : se componen de una cadena sin-fin sobre la que están n fijas unas placas, recoge el producto por un extremo y al avanzar la cadena lo vierte por el otro extremo. Son los más m s habituales en los grupos móviles. m Alimentadores De banda: : similares a los anteriores pero la cinta sin fin es una banda en vez de un tablero metálico Machacadoras, trituradoras y molinos Las machacadoras más m s frecuentes son: Machacadoras de mandíbulas de simple efecto y doble efecto. Trituradoras giratorias. Trituradoras de conos. Molinos de impactos o de martillos. Trituradoras de cilindros. Molinos de bolas o barras. Machacadoras de mandíbulas Constan de una cámara,, llamada de machaqueo o trituración, abierta en sus caras superior, por donde entra el material sin machacar, e inferior, por donde sale el material machacado. De las otras cuatro caras tres son fijas y la cuarta es móvil, m se llama mandíbula móvilm y la que está frente a ella mandíbula fija. El material es fragmentado debido al acercamiento de la mandíbula móvil m y va descendiendo en la cámara c de trituración n con el alejamiento de dicha mandíbula

9 Machacadoras de mandíbulas Las machacadoras de mandíbulas pueden ser de doble efecto o de simple efecto. En las machacadoras de doble efecto sólo tienen lugar fenómenos de compresión. En ellas, la mandíbula móvil m se apoya en un balancín n articulado y tiene un movimiento de vaivén n sobre la mandíbula fija. Machacadoras de mandíbulas En las machacadoras de simple efecto tiene lugar fenómenos de compresión n y de fricción. En ellas, la zona de la mandíbula móvil próxima a la excéntrica describe un círculo c de radio igual a la excentricidad del eje. Según n se va descendiendo en la cámara c de trituración, las zonas inferiores de la mandíbula móvil van convirtiendo esta trayectoria en elíptica Machacadoras de mandíbulas Machacadoras de mandíbulas Normalmente la excéntrica está situada en la parte superior Estas mandíbulas tienen camisas lisas o con dientes, muy de la mandíbula móvil m y en la inferior, que tiene un punto fijo resistentes al desgaste, fácilmente f cambiables y se pueden alrededor del cual gira la mandíbula, existe una pieza llamada invertir para aprovecharlas mejor, ya que la parte inferior rodillera contra la que el muelle tensor comprime la sufre mayor desgaste que la superior. mandíbula. Cualquier brusca compresión n de un material El tamaño o máximo m de admisión será como máximo m el 70 ó excesivamente rígido r provoca la rotura de esta pieza, la cual 75% de la menor dimensión n de la boca de la machacadora y tiene menor coste y es más m s fácil f de sustituir que las también n dependerá del ángulo que formen entre si las mandíbulas. mandíbulas. También n existe un cuña a de regulación de cuya posición Las machacadoras de simple efecto se utilizan más m s que las de depende la abertura inferior de la cámara c y por lo tanto el doble efecto debido a su mayor producción, menor tamaño o de salida del material machacado. apelmazamiento, menor peso y menor precio. La abertura de alimentación es rectangular y se define por las Las machacadoras de mandíbulas tienen una relación n de dimensiones de los dos lados en mm. reducción n de 5:1. 36

10 Machacadoras giratorias Constan de una superficie de machaqueo fija en forma de tronco de cono (anillo( cóncavoc ncavo) ) alrededor de cuyo eje gira la superficie de machaqueo móvil m (campana o cono triturador) constituida por otro tronco de cono. Machacan por compresión. 37 Machacadoras giratorias La cámara de trituración está constituida por dos conos truncados. El eje de cono móvil m tiene un movimiento pendular y la campana efectúa a un movimiento excéntrico, cuando se separa las partículas descienden por gravedad y cuando se acercan las partículas se machacan por compresión. Las trituradoras giratorias se designan por la abertura de la boca de alimentación y no precisan de alimentador, pudiendo el camión n descargar en una tolva debajo de la cual se encuentra la machacadora. Para regular las dimensiones de salida en la parte superior del eje del cono móvil m hay una tuerca que permite su elevación n y descenso. Las piezas sometidas a desgaste tienen forros cambiables. Machacadoras giratorias Una variante es el triturador de cono,, usado para piedras blandas y a veces como machacadora secundaria por su facilidad para producir finos. 39 Molinos de impactos Suelen emplearse en serie o como secundario de las machacadoras de cono o mandíbulas. Tienen mayor rendimiento que aquellas, pero admiten áridos de menores dimensiones. Están n formados por una carcasa muy robusta que tiene dos aberturas, una superior por la que entra el material a triturar y otra inferior de salida del material machacado. En el interior de la carcasa hay un rotor (a veces dos) que gira a gran velocidad y que en su generatriz dispone de 2 a 6 barras lanzadoras o martillos. 40

11 Molinos de impactos En la mayor parte de molinos de impactos, a continuación n de la boca de alimentación n se dispone una rampa,, de inclinación variable, que frena la velocidad de caída, evitando impactos sobre el rotor que podría a dañar ar a los rodamientos de su eje. Molinos de impactos Al entrar el material y caer sobre los martillos, éstos lo lanzan contra la carcasa o contra las placas rompedoras, rompiéndose el material por el golpe. El límite l del machaqueo se produce cuando el tamaño o del material es suficientemente pequeño o como para que pase entre los martillos o entre el martillo y la carcasa. Las machacadoras de impactos a veces se clasifican por el diámetro del martillo y otras por la abertura de admisión. La relación n de reducción n puede llegar a 10:1. El material de salida tiene forma casi cúbica. c Molinos de cilindros Los molinos de cilindros realizan la fragmentación n de los materiales entre dos cilindros que giran uno hacia otro alrededor de unos ejes dispuestos horizontalmente en paralelo. Los cilindros van provistos de unas camisas que pueden ser lisas, acanaladas o dentadas. Molinos de cilindros No debe alimentarse con tamaños superiores a 1/20 del diámetro del cilindro. Su relación n de reducción n puede llegar a 10:1. Las machacadoras de cilindros se definen por el diámetro de éstos. Estos molinos son los que dan mayores rendimientos para materiales viscosos, plásticos, húmedos h y pegajosos. La principal utilización n de estos molinos es para materiales friables donde se necesita una producción n regular y una mínima producción n de finos, como hulla, lignito, etc. 44

12 Molinos de barras El molino de barras es una máquina m de producción n de finos. Consta de un cilindro horizontal que gira sobre su eje. Las paredes del cilindro están n reforzadas con material fabricado en aleaciones de acero al manganeso. Estas molduras van apernadas al casco del molino y se sustituyen cuando se gastan. El molino gira y la molienda se realiza por efecto de las barras de acero que, al girar con el molino, son retenidas por las ondulaciones de las molduras a una altura determinada, desde donde caen pulverizando por efecto del impacto al material. La velocidad de rotación n debe ser tal que las barras caigan sobre el material a triturar y no sobre el revestimiento. Molinos de barras La velocidad de giro del molino es lo suficientemente baja como para que la fragmentación n también n se produzca por las fuerzas de desgaste y frotamiento. Según n el diámetro de las barras, de la carga (relación n entre el volumen aparente ocupado por las barras y el volumen total del cilindro) y de la velocidad de rotación n se obtienen distintas finuras. sobre el material a triturar y no sobre el revestimiento Molinos de barras Los tipos de descarga son: Molinos con evacuación n por rebose, se alimentan por un extremo y se descargan por el otro. Molinos de salida periférica rica por un extremo, la descarga se realiza por orificios situados en la carcasa en el lado opuesto al de alimentación. n. Molinos de evacuación n central, la descarga se realiza por orificios situados en el centro de la carcasa, la alimentación n puede realizarse por los dos lados. 47 Molinos de bolas Los molinos de bolas son similares a los de barras pero en su interior llevan bolas de acero en vez de barras. En este caso, la fragmentación n del material se produce principalmente por impacto. Estos molinos pueden ser de descarga discontinua (para cargar y descargar el material el molino debe estar parado) o de descarga continua (similares a los de barras). 48

13 Cintas transportadoras Este tipo de transportadoras continuas están n constituidas básicamente por una banda sinfín n flexible que se desplaza apoyada sobre unos rodillos de giro libre. El desplazamiento de la banda se realiza por la acción n de arrastre que le transmite uno de los tambores extremos, generalmente el situado en "cabeza". Todos los componentes y accesorios del conjunto se disponen sobre un bastidor, casi siempre metálico, que les da soporte y cohesión. 49 Cintas transportadoras Se componen de los siguientes elementos: Estructura soporte de la cinta, generalmente es metálica. Está formada por módulos m de forma que puede adaptarse a cualquier longitud de transporte. Son habituales tramos intermedios de 2, 3, 4, 5, y 6 m. Cilindro motor, generalmente colocado en la parte superior de la cinta (cuando no está horizontal) para que la cara de la banda cargada esté traccionada. Tambor de cola. Rodillos superiores de soporte de la banda. Rodillos inferiores. Banda textil o de material plástico con anchos que oscilan entre 400 y 1400 mm. Cintas transportadoras Se denominan cintas fijas a aquéllas cuyo emplazamiento no puede cambiarse fácilmente f y móviles m a las que sí. s Las cintas móvilesm están n provistas de ruedas u otros sistemas que permiten su fácil f cambio de ubicación; generalmente se construyen con altura regulable, mediante un sistema que permite variar la inclinación n de transporte. Cintas transportadoras Las principales ventajas son: bajo costo, posibilidad de descargar en cualquier punto y capacidad de adaptación n a otras instalaciones u obras. En instalaciones normales de obra públicas p no suelen superar los 100 m de longitud, pero en ciertas instalaciones industriales pueden alcanzar varios kilómetros. Las cintas pueden ser horizontales o inclinadas. La inclinación máxima de las cintas viene fijada por la adherencia, aunque es habitual disponer bandas o cintas de arrastre con tacos o rugosidades para evitar el desplazamiento

14 Elevadores de cangilones Los elevadores de cangilones están n constituidos esencialmente por una cinta en forma de anillo, en el que están n fijados cangilones a intervalos regulares, que gira sobre dos poleas puestas en los extremos del aparato, todo encerrado en una tubería a metálica denominada caña. La polea de cabeza realiza las funciones de tambor motor y su diámetro está dimensionado para permitir una fácil f y completa descarga del material. El producto es conducido al pie del elevador para ser recogido en secuencia continua por los cangilones y transportado en vertical sobre el cabezal donde, por la peculiar forma de éste y por efecto de la velocidad de transporte, es proyectado hacia la descarga. 53 Elevadores de cangilones 54 Clasificadoras Las clasificadoras más m s usuales son: Cribas fijas Cribas vibratorias Trómeles Clasificadores hidráulicos Clasificadores neumáticos Cribas fijas Es un marco con una parrilla metálica, una chapa perforada o una tela metálica en su interior, con una inclinación n de 45 ó 50º. Al caer sobre él, los materiales se separan en dos tamaños, el menor que pasa la malla y el mayor que queda retenido. Sólo es válido v para volúmenes de criba muy pequeños, pues su coste de producción n es elevado y su rendimiento bajo

15 Cribas vibratorias Cribas vibratorias Constan de uno o varios planos de cribado, a los que se les han adosado masas giratorias excéntricas, que en determinada posición n compensan aceleraciones mientras que en otras posiciones dan componentes en distintas direcciones, provocando aceleraciones del material y originando la caída del mismo por los agujeros de la criba cuando su tamaño o es menor que éstos y deslizando a lo largo del tamiz cuando el tamaño o es mayor. Para favorecer el deslizamiento, el plano de cribado suele estar inclinado Trómeles Consta de un gran tambor de malla metálica o de chapa perforada sobre un bastidor cilíndrico rígido. r El tambor tiene una pequeña a inclinación n y gira a pequeña a velocidad dando vueltas al material a cribar. El trómel va dispuesto de forma que el material a cribar primero se encuentra con los orificios más m s pequeños aumentando el tamaño o de los agujeros a medida que nos acercamos al final. Clasificadores hidráulicos Son adecuados para lavar arenas. La alimentación n no debe ser superior a 5 mm. Se basan en las diferentes velocidades de caída de las partículas de distintas dimensiones en una corriente de agua. Existen dos tipos: los hidroclasificadores y los hidrociclones

16 Hidroclasificadores Hidrociclones La pulpa (arena y agua) de alimentación n es introducida por el La pulpa de alimentación n entra tangencialmente a la parte cilíndrica extremo superior del tanque cilíndrico de decantación. n. bajo una cierta presión, lo que genera su rotación n alrededor del eje longitudinal del hidrociclón, formando un torbellino descendente Las partículas gruesas sedimentan rápidamente, r creándose en el hacia el vértice v de la parte cónica. c fondo que tiene pendiente hacia el centro un lecho de partículas sólidas. Las partículas más m s gruesas debido a la aceleración n centrífuga giran cercanas a la pared, siendo evacuadas a través s de la boquilla Por debajo de este lecho, y a través s del fondo que está perforado, inferior. se inyecta agua a baja presión. La corriente ascendente creada arrastra a las partículas más m s finas a El agua y las partículas finas forman otro torbellino de trayectoria través s del lecho fluido, mientras que las más m s gruesas permanecen ascendente, abandonando el hidrociclón n a través s de un tubo central en el fondo, siendo finalmente evacuadas por el conducto de situado en la parte superior del cuerpo cilíndrico. descarga central situado en el fondo del tanque. Regulando la aceleración n del torbellino y variando la geometría a y Las partículas más m s finas arrastradas por el agua de clasificación n son toberas del hidrociclón n puede ajustarse el tamaño o de separación evacuadas por un vertedero periférico rico existente en el extremo entre 10 y 500 micras. superior del depósito, en forma de rebose muy diluido. 62 Aparatos de lavado Tienen por objeto eliminar de las gravas todas las materias extrañas as que puedan tener, como arcilla, tierra vegetal, raíces, etc,, o finos procedentes de las gravas, producidas en el proceso de fabricación n y que quedan adheridas a las mismas. Cribas con ducha de agua: : es cuando en las cribas se puede poner agua en uno o varios pisos. Aparatos de lavado Tambores lavadores: : consisten en cilindros de chapa provistos de paletas de agitación n según n las generatrices del cilindro. El cilindro tiene una inclinación n de unos 5º 5 y el material y el agua circula en sentido contrario al giro del trómel. Las paletas elevan el árido y lo dejan caer, con el golpe se consigue el desprendimiento de las impurezas. El agua y las impurezas salen del lado de la alimentación n y los áridos limpios por el otro lado

17 Aparatos de lavado Roscas lavadoras: : constan de una cuba de decantación n que está situada en la parte inferior de un canal inclinado en el cual giran uno o dos tornillos de Arquímedes (sin-fin). Éstos agitan la pulpa en la cuba de decantación n y las impurezas o finos quedan en suspensión n en el agua que son eliminados por el rebosadero. Los tornillos sin-fin arrastran la arena húmeda h desprovista de finos hasta una boca de descarga situada en la parte superior. Aparatos de lavado Norias: : constan de una cuba de decantación n de gran capacidad que permite tratar grandes caudales (arena + agua). Una o dos ruedas de cangilones extraen las arenas precipitadas en el fondo y las descargan escurridas para su ensilado y transporte Ensilado de áridos Debe evitarse la segregación n de los distintos tamaños contenidos en cada fracción. La forma más m s segura de conseguirlo es si el vertido se efectúa a sobre el vértice v del cono de salida. Los límites l de cada fracción n no debe superar la relación n 2/1. Los silos se pueden clasificar en: Silos cerrados Elevados, aptos para descargar sobre camiones. Apoyados en el suelo, se descarga sobre una cinta subterránea. Silos abiertos Plantas de tratamiento de áridos naturales Las plantas de tratamientos de áridos se pueden clasificar en: Plantas fijas Por vía v a seca: son las instalaciones que procesan áridos sin intervención n de agua o de lavado. Por ello, deben tratar material seco con poca arcilla (canteras). Por vía v a húmeda: h son las que procesan áridos con intervención n parcial o total del agua. Por lo tanto, pueden tratar material seco con presencia de arcilla (canteras o graveras) o material húmedo h (graveras y ríos). Plantas móvilesm 67 68

18 Plantas fijas por vía v a seca Plantas fijas por vía v a seca En estas plantas se combinan los siguientes procesos: Trituración Clasificación Operaciones auxiliares (alimentación, n, transporte, almacenado) Sus ventajas son: Sencillez y flexibilidad. Bajo coste de inversión n y operación. Alta producción. Fácil ubicación. Sus inconvenientes son: Incapacidad para clasificar los finos. Ineficiente grado de limpieza en los finos Ineficiente grado de limpieza en los finos. Los esquemas más m s utilizados son: Planta de clasificación. Planta de trituración n primaria y clasificación. Planta de trituración n primaria y secundaria y clasificación. Planta de trituración n primaria, secundaria y terciaria y clasificación. Plantas fijas por vía v a seca Planta de clasificación La alimentación n se realiza por tolva y alimentador (de placas si existen bloques de medio/gran tamaño o o vibratorio si existen gran proporción n de finos). Si existen grandes bloques (mayores de 100 mm) se realiza un precribado mediante parrillas grizzlys,, evacuando este material. A continuación n se procede a la clasificación n mediante cribas fijas o vibrantes. Sus aplicaciones son: Áridos para hormigón n de obra. Zahorras para subbases de carreteras. Gravas para rellenos Gravas para rellenos. Plantas fijas por vía v a seca Planta de clasificación

19 Plantas fijas por vía v a seca Planta de trituración n primaria y clasificación La alimentación n se realiza igual que en el caso anterior. Si existen grandes bloques (mayores de 200/300 mm) se realiza un precribado mediante parrillas grizzlys,, evacuando este material. A continuación n se realiza una clasificación n con el fin de que las partículas pequeñas no pasen por la trituradora, para eliminar las interferencias de dichas partículas y para reducir el dimensionado de la trituradora. La trituradora (normalmente de mandíbulas) reducirá los bloques hasta un tamaño o apto para su clasificación. Por último, se realiza la clasificación n en tres tamaños. Aplicaciones: Zahorras para bases y subbases de carreteras. Suelocemento y gravacemento Suelocemento y gravacemento. Plantas fijas por vía v a seca Planta de trituración n primaria y clasificación Plantas fijas por vía v a seca Planta de trituración n primaria y secundaria y clasificación Es de los modelos más m s utilizados. Su esquema es como el del modelo anterior pero con una etapa más m de trituración. La trituración n secundaria suele hacerse con un molino de impactos o de martillos. Normalmente, la trituración n primaria se diseña a en circuito abierto y la secundaria en uno cerrado. Sus aplicaciones son: Subbases y bases de carreteras. Suelocemento y gravacemento. Aglomerados asfálticos. Hormigones. 75 Plantas fijas por vía v a seca Planta de trituración n primaria y secundaria y clasificación

20 Plantas fijas por vía v a seca Planta de trituración n primaria, secundaria y terciaria y clasificación Su esquema es como el del modelo anterior pero con una etapa más m s de trituración. Se diseñar ará este modelo cuando se necesiten gran producción de finos. Sus aplicaciones son las mismas que en el caso anterior. 77 Plantas fijas por vía v a húmeda h En estas plantas además s de trituración n y clasificación n mecánica, se pueden realizar los siguientes procesos: Desenlodado: por medio de trómeles lavadores. Clasificación n hidráulica. Escurrido Sedimentación: n: con balsas de decantación n o espesadores. Filtración. Los modelos básicos b son: Planta de lavado y clasificación. Planta de lavado y clasificación n con recuperación n de arenas. Planta de lavado, trituración n y clasificación. Planta de lavado, trituración n y clasificación n con recuperación n de arenas. 78 Plantas fijas por vía v a húmeda h Planta de lavado y clasificación Plantas fijas por vía v a húmeda h Planta de lavado, trituración n y clasificación

21 Plantas móviles m Estos equipos responden a necesidades temporales de producción n importantes. Se diferencian de las plantas fijas en que se debe ajustar al máximo su inversión n inicial y se debe tener previsto de antemano su producción. Se clasifican en tres grupos: Plantas semimóviles compactas: su transporte se realiza en camión n y una vez en el suelo descansan sobre patas. Plantas semimóviles sobre remolques: se encuentran sobre remolques y para su movimiento se necesita una cabeza tractora. Plantas móviles m autónomas: son equipos automotores. 81 Plantas móviles m Los procesos que pueden realizar estas plantas son: Clasificación. Trituración n primaria. Trituración n secundaria. Planta de clasificación n y trituración n sobre orugas 82 Plantas móviles m Planta de clasificación Plantas móviles m Planta de clasificación n y trituración semimóvil remolcada Planta de clasificación n y trituración semimóvil compacta Planta de clasificación n y semimóvil compacta 83 84

22 Plantas móviles m Planta de clasificación n sobre ruedas Plantas de áridos reciclados Las plantas de tratamiento de residuos de construcción n y demolición n (RCDs) para producir áridos reciclados son similares a las de tratamiento de áridos naturales en lo que se refiere a cribado, machaqueo, cintas transportadoras y acopios. Sin embargo, como los RCDs tienen muchos elementos contaminantes que deben eliminarse, sus plantas de tratamiento requieren determinadas operaciones que las de áridos naturales no precisan, como separación n de voluminosos, triaje manual y separación n neumática Plantas de áridos reciclados Las operaciones que se pueden realizar en este tipo de plantas son: Recepción n del material: : es la primera operación n a realizar, lo más m s habitual es que a la entrada de las plantas de tratamiento exista una báscula b de pesaje del material que entra. Cuando se recepciona el material, se examina visualmente el residuo, para decidir si es apto o no para ese tipo de planta, para asignarle la zona de descarga (si es que existe más m s de una) y para comprobar que no contiene residuos peligrosos. Plantas de áridos reciclados Separación n de voluminosos: : consiste en la separación n de los materiales voluminosos (residuos orgánicos, electrodomésticos,...) y otros valorizables de gran tamaño (madera, plástico, cartón). Esta operación n puede realizarse manualmente, pero debido al tamaño o de los residuos a eliminar, es conveniente combinarla con medios mecánicos (palas cargadoras, pulpos,...)

23 Plantas de áridos reciclados Cribado mecánico nico: : similar a la de los áridos naturales. El mayor inconveniente para las cribas convencionales es que determinados residuos de RCDs (como plásticos, cartones, papeles,...) atascan las parrillas, por ello cuando no se ha efectuado una trituración n previa es conveniente que el primer cribado se haga con un trómel, ya que limpia el material de escombros de los contaminantes como tierras, plásticos, cartones, papeles, etc. 89 Plantas de áridos reciclados Triaje manual: : con esta operación n se recuperan los productos valorizables (de tamaños pequeños) y se eliminan los elementos sobrantes. Puede estar a continuación n de la separación n de voluminosos, o bien, después s de algún n proceso de cribado. En esta operación n el material va pasando en una cinta transportadora y los operarios van escogiendo los materiales a separar (metales, plásticos, maderas, papeles, cartones) depositando cada uno de ellos en su contenedor. Para facilitar la operación n la cinta transportadora, que es de banda ancha, rodillos planos y baja velocidad, va montada sobre una estructura elevada respecto del terreno y con pasillos a ambos lados, donde se sitúan los operarios. 90 Plantas de áridos reciclados Plantas de áridos reciclados Trituración n o machaqueo: : en esta operación n se reduce el tamaño o del escombro y se consigue que se separen algunos materiales, como el acero del hormigón n armado. La maquinaria utilizada es la misma que para los áridos naturales. 91 Separación n magnética tica: : se eliminan los elementos férricos f con un electroimán. Lo más m s adecuado es disponerla después s de cualquier proceso de trituración, en primer lugar porque reduce impurezas del producto final, en segundo lugar porque son elementos valorizables y fácilmente vendibles y en tercer lugar porque al ser muy abrasivos disminuyen la vida útil de la maquinaria que esté a continuación. n. El sistema utilizado son los overband que consisten un imán rodeado de una cinta expulsora que se desprende de los trozos de hierro y acero a medida que van siendo extraídos evitándose su saturación. 92

24 Plantas de áridos reciclados Separación n hidráulica y neumática tica: : con esta operación n se eliminan los elementos más m s ligeros, como plásticos o papeles y se limpian los áridos. Estos métodos m se basan en la diferencia de densidades y pesos de las partículas existentes en los RCDs. 93 Clasificación n de las plantas de áridos reciclados Las plantas de áridos reciclados se pueden clasificar según n su capacidad de transporte en: Fijas Móviles Según n su nivel tecnológico gico,, se clasifican en cuatro niveles. En las plantas del nivel tecnológico 1, una vez recibido el residuo, se realiza la separación n de voluminosos. Con la ayuda de una pala cargadora, el material se carga sobre una parrilla vibrante y entra en la criba o trómel para su clasificación. Se recomienda que la clasificación n se haga sobre dos tamices con el fin de obtener tres fracciones, una fina, una intermedia y una gruesa. 94 Clasificación n de las plantas de áridos reciclados Clasificación n de las plantas de áridos reciclados En las plantas de nivel tecnológico 2 una vez recibido el material, con la ayuda de una pala, se carga sobre una parrilla con barrotes para evitar la admisión n de voluminosos. A continuación n se pasa por una criba para separar el material fino, y el material restante se lleva a la zona de triaje manual. Una vez realizado el estrío o manual, el material se lleva a la machacadora (normalmente de impactos) y posteriormente a la separación n magnética. Por último, el material pasará por la criba, clasificándose en tres fracciones. La fracción n intermedia puede someterse a una separación n neumática para obtener un producto de mayor calidad. Este tipo de plantas son recomendables para tratar escombros mixtos con gran cantidad de materiales cerámicos pero no son recomendables para escombros de hormigón n armado de grandes dimensiones Las plantas de nivel tecnológico 3 son iguales que las del nivel tecnológico 2 pero además s incorporan una trituración primaria. Esta machacadora suele ser de mandíbulas y a su salida debe colocarse otro separador magnético. Estas plantas son las adecuadas para los escombros de gran dureza y tamaño o como los de hormigón n armado. Las plantas de nivel tecnológico 4 constan de moliendas selectivas y clasificaciones por vía v a húmeda, h pero por ahora en España a no son rentables.

25 Clasificación n de las plantas de áridos reciclados Clasificación n de las plantas de áridos reciclados Según n el material admitido,, se distinguen tres tipos. En las plantas de Primera Generación no se eliminan partículas contaminantes excepto las magnéticas, es decir, constan de cribados, machaqueos y separación n magnética. Son válidas v para RCDs con demolición n selectiva para que no estén n contaminados de otros materiales o para demoliciones de pavimentos. Las plantas de Segunda Generación,, además s de los cribados, machaqueos y separación n magnética, se eliminan pequeñas cantidades de contaminantes mediante lavado, separadores neumáticos o separadores hidráulicos. Las plantas de Tercera Generación tratan todos los RCDs, realizando todas las operaciones descritas anteriormente