Um processo típico de britagem de agregados segue uma sequência clara:
Extração → Britagem Primária → Britagem Secundária → Britagem Terciária/Fina → Crivagem → Armazenamento em Pilhas
A matéria-prima é desmontada com explosivos ou escavada na pedreira e introduzida no alimentador primário. A partir daí, a primeira fase do equipamento da instalação de britagem, normalmente um britador de maxilas ou giratório, reduz as rochas de maiores dimensões a um tamanho adequado para processamento posterior. O material passa depois pelas fases de britagem secundária e, quando são necessários produtos mais finos, terciária, para atingir a granulometria pretendida.
Os crivos vibratórios estão posicionados ao longo de todo o processo para classificar o material por dimensão das partículas. O material com dimensão excessiva é devolvido ao britador numa configuração em circuito fechado, enquanto o material que já cumpre a especificação exigida segue diretamente para a fase seguinte ou para o depósito de produto acabado. Os tapetes transportadores asseguram a transferência contínua de material entre britadores, crivos e zonas de armazenamento, ajudando a manter um fluxo de produção constante.
Quando o material de alimentação contém argila ou quando é necessária areia britada de maior qualidade, o processo pode incluir também lavagem e classificação. Estas fases adicionais removem os finos indesejados e melhoram a consistência e a qualidade dos produtos finais de agregados.
Avaliação da matéria-prima de agregados
Cada pedreira é diferente e as propriedades da rocha podem variar significativamente de um local para outro. Antes de selecionar qualquer equipamento ou conceber o processo, o material tem de ser cuidadosamente avaliado. Os fatores mais importantes a considerar são:
Dureza e abrasividade. Rochas duras e abrasivas como granito, quartzito e basalto desgastam rapidamente os componentes dos britadores e favorecem os britadores de compressão (de maxilas e cónicos) em relação aos britadores de impacto. Materiais mais macios e menos abrasivos, como calcário e dolomite, permitem utilizar eficazmente britadores de impacto.
Granulometria de alimentação. A dimensão máxima dos blocos provenientes da pedreira determina a abertura de alimentação necessária do britador. Uma alimentação sobredimensionada provoca encravamentos e pode danificar o equipamento.
Teor de humidade e de argila. O material húmido e pegajoso pode colmatar os crivos e entupir os alimentadores. Um elevado teor de argila pode exigir lavagem.
Granulometrias pretendidas do produto. O número e a dimensão das frações produzidas, incluindo os requisitos de areia artificial, determinam quantas fases de britagem e andares de crivagem são necessários.
Requisitos de capacidade. A produção horária necessária, em toneladas por hora, determina o dimensionamento do equipamento. Uma maior capacidade implica geralmente máquinas maiores ou circuitos em paralelo, e não um funcionamento mais rápido.
Definir corretamente estes parâmetros antes do início do projeto evita um subdesempenho dispendioso e a sobrecarga dos equipamentos mais tarde.
Conceção de Instalações de Britagem e Configuração do Circuito
Britagem em duas fases vs. três fases
A maioria das instalações de britagem de agregados utiliza duas ou três fases de redução granulométrica.
Um instalação de duas fases, normalmente um britador primário de maxilas ou de impacto seguido de um britador de impacto secundário ou de um britador cónico, adequa-se a aplicações em que a alimentação é relativamente macia, a granulometria máxima do produto não é demasiado fina e o custo de investimento deve ser minimizado.
Um instalação de três fases acrescenta um britador terciário (britador cónico ou britador de impacto de eixo vertical) para aplicações que exigem elevadas proporções de agregado fino, areia artificial ou material demasiado duro para uma redução económica em duas fases. Os circuitos de três fases produzem uma melhor forma do produto e granulometrias mais finas, à custa de um maior investimento e de uma maior complexidade.
Circuito aberto vs. fechado
Num circuito aberto, o material passa uma vez por cada britador. É mais simples e de menor custo, mas produz uma granulometria de produto mais alargada e maiores proporções de material sobredimensionado.
Num circuito fechado, o material retido no crivo é recirculado de volta ao britador. Isto estreita a granulometria do produto, assegura uma dimensão máxima consistente e melhora a eficiência de redução. A contrapartida são cargas de recirculação mais elevadas e mais infraestrutura de transporte.
A maioria das instalações modernas de agregados utiliza configurações em circuito fechado nas fases secundária e terciária, com britagem primária em circuito aberto.
Bypass de material fino
Alimentar todas as fases de britagem com material de britagem primária que já contém uma quantidade considerável de finos desperdiça energia e aumenta o desgaste. Os crivos de pré-crivagem ou os alimentadores grizzly a montante de cada fase de britagem removem o material passante antes de este entrar no britador. Esta única decisão de projeto pode reduzir significativamente os custos operacionais com alimentações ricas em finos.
Considerações de disposição e custo
A implantação da instalação deve equilibrar a eficiência do fluxo de material com as condicionantes do local, os custos das fundações e o acesso para manutenção. As diferenças de cota entre fases permitem uma transferência assistida por gravidade, reduzindo o comprimento dos tapetes transportadores. No entanto, uma maior diferença de cota exige mais obras de construção civil e estrutura metálica. Em terrenos planos, utilizam-se em alternativa tapetes transportadores horizontais longos.
O custo de investimento aumenta com a capacidade, o número de fases de britagem, a complexidade do circuito fechado e o grau de automação. O custo de operação depende sobretudo do consumo de peças de desgaste, da energia e da mão de obra de manutenção, sendo todos fortemente influenciados pela dureza do material e pela adequação da seleção do britador.
Equipamentos principais de uma instalação de britagem
O desempenho de uma instalação de britagem depende em grande medida da seleção do equipamento de britagem adequado ao material processado e aos produtos finais pretendidos. Cada máquina tem uma função específica, e a eficiência global da instalação é determinada pela forma como estes componentes funcionam em conjunto.
Alimentadores
Os alimentadores regulam o fluxo de material da tremonha para o britador primário de agregados, assegurando uma alimentação constante e controlada. A escolha do alimentador adequado depende da granulometria de alimentação, da abrasividade, do teor de humidade e do teor de argila.
- Alimentadores grizzly combinam uma calha vibratória com barras grizzly que removem os finos antes da britagem primária. O material já abaixo da dimensão pretendida contorna o britador, enquanto a rocha maior é encaminhada para a câmara de britagem. Esta é a configuração de alimentador mais comum em pedreiras.
- Alimentadores de placas utilizam placas de aço de construção robusta acionadas por correntes e foram concebidos para movimentar material de grandes dimensões e abrasivo. São também muito adequados para alimentações húmidas e aderentes, que podem provocar abobadamento ou acumulação noutros tipos de alimentadores, o que os torna uma escolha fiável para condições de operação exigentes em que os alimentadores vibratórios convencionais sofreriam um desgaste excessivo.
- Alimentadores wobbler são bem adequados a alimentações húmidas ou pegajosas. Os seus eixos rotativos separam a argila e desagregam o material antes de este chegar ao britador primário, melhorando o desempenho da instalação e reduzindo os bloqueios.
- Alimentadores de calha vibratórios são normalmente utilizados em circuitos de britagem secundária e terciária, onde o material é mais uniforme e menos abrasivo.
- Alimentadores de calha com grelhas grizzly são normalmente instalados onde é necessário um controlo preciso da alimentação ou uma pré-crivagem adicional.
Em conjunto, estas máquinas constituem uma parte essencial do equipamento moderno de agregados, ajudando a manter uma produção constante e protegendo os britadores a jusante de desgaste desnecessário.
Britadores Primários
O britador primário efetua a primeira fase de redução de dimensão, recebendo rocha de grandes dimensões diretamente da pedreira e reduzindo-a a uma dimensão adequada para a fase de britagem seguinte. As opções mais comuns são os britadores de maxilas, os britadores giratórios e os britadores de impacto primários.
Os britadores de maxilas são o britador de agregados padrão para rocha dura e abrasiva. O material é comprimido entre uma maxila móvel e uma maxila fixa até fraturar. O seu design simples, a elevada fiabilidade e a capacidade de aceitar grandes dimensões de alimentação tornam-nos a escolha preferida para granito, basalto e outras aplicações em rocha dura. Os modelos MEKA de Britadores de maxilas da série MJ são construídos com estruturas robustas e geometria de maxilas otimizada para trabalhos exigentes de britagem primária.
Os britadores de impacto primários fragmentam a rocha utilizando barras de impacto de alta velocidade que projetam o material contra as placas de impacto. Proporcionam normalmente uma relação de redução mais elevada e um produto mais cúbico do que os britadores de maxilas, sendo por isso adequados para calcário e outros materiais menos abrasivos. Os modelos MEKA de britadores de impacto primários incluem placas de impacto robustas e sistemas de abertura hidráulica para simplificar a manutenção.
Britadores Secundários e Terciários
Após a britagem primária, o material passa pela britagem secundária e, quando necessário, terciária, para atingir a dimensão e a forma de produto exigidas.
Os britadores cónicos são a escolha preferida para rocha dura e abrasiva. O material é comprimido entre um manto rotativo e um côncavo fixo, produzindo agregados com granulometria consistente e excelente forma das partículas. Os Britadores Cónicos MCH dispõem de ajuste hidráulico da regulação, proteção contra sobrecargas e várias opções de câmara para diferentes requisitos de produção.
Os britadores de impacto secundários e terciários (HSI) prosseguem o processo de britagem utilizando o impacto em vez da compressão. São habitualmente escolhidos para calcário e outros materiais de dureza média, quando é necessária uma redução adicional de dimensão e uma melhor forma das partículas. Os britadores de impacto secundários MSI da MEKA utilizam um rotor com quatro barras de impacto, placas de impacto com regulação hidráulica e revestimentos de desgaste substituíveis para uma operação fiável a longo prazo.
Os britadores de impacto de eixo vertical (VSI) são geralmente utilizados na fase final de britagem. A rocha é acelerada por um rotor de alta velocidade e britada por impacto contra um leito de rocha (rocha contra rocha) ou contra bigornas de aço (rocha contra aço). Os britadores VSI são amplamente utilizados para produzir areia artificial e melhorar a forma das partículas, reduzindo as partículas lamelares e alongadas. A MEKA oferece Britadores VSI Modelo G para aplicações rocha contra rocha e Máquinas Modelo L para configurações rocha-contra-aço, oferecendo soluções para granito, basalto, calcário e materiais reciclados.
Selecionar a combinação certa de britadores é uma das decisões mais importantes na conceção de equipamentos de agregados. O tipo de britador de agregados utilizado em cada fase afeta diretamente a capacidade de produção, os custos de desgaste, o consumo de energia e a qualidade do produto final.
Os britadores de martelos são uma solução de fase única para materiais muito brandos, quando são necessárias elevadas taxas de redução mas a resistência à abrasão não é relevante, sendo comummente utilizados na preparação de matérias-primas para cimento.
Crivos
Os crivos vibratórios classificam o material britado por dimensão entre as fases de britagem e após as mesmas. A seleção do tipo de crivo depende do material, do teor de humidade e da tarefa de classificação:
Os crivos inclinados são o padrão da indústria para a classificação de agregados secos. Os da MEKA Crivos inclinados MS apresentam um design de alta capacidade e alta eficiência, com longa vida útil em condições exigentes.
Os crivos horizontais ocupam menos espaço e são adequados para aplicações que exigem uma separação precisa com menor altura livre. Os da MEKA Crivos horizontais da série MHS são concebidos para oferecer fiabilidade nas aplicações mais exigentes.
Crivos grizzly tratam as alimentações mais grossas e pesadas, normalmente entre a britagem primária e a secundária, com uma conceção de dois andares e vibração circular para uma classificação eficiente das frações grossas e finas num único corpo.
Crivos de pré-crivagem são normalmente instalados antes do britador primário para remover os finos e o material de dimensão inferior da alimentação, permitindo que o britador se concentre no processamento dos fragmentos de rocha maiores. Ao reduzir a carga desnecessária e impedir a entrada de finos em excesso na câmara de britagem, ajudam a melhorar o desempenho do britador e a eficiência global da instalação.
Crivos desaguadores são utilizados em circuitos de processamento húmido para remover o excesso de humidade dos agregados lavados e da areia artificial, fornecendo um produto com baixa humidade para armazenamento em pilha.
Tapetes Transportadores
Os tapetes transportadores transferem o material britado e crivado entre equipamentos e para as pilhas de armazenamento finais. São o sistema circulatório de uma instalação de britagem. A largura, a velocidade, o ângulo e a especificação da tela do tapete transportador devem ser ajustados aos caudais de material e às características do material movimentado.
Processamento por via húmida
Quando os agregados exigem níveis de limpeza mais elevados ou a areia britada requer um controlo mais rigoroso dos finos e do teor de argila, são acrescentados equipamentos de processamento húmido após o circuito de britagem.
Lavadores de finos limpar e classificar partículas do tamanho de areia, enquanto lavadores de material grosso remover contaminantes indesejados da pedra britada. Para alimentações muito contaminadas com elevado teor de argila, lavadores de troncos proporcionam uma ação de lavagem por fricção adicional. Instalações compactas de areia combinam classificação e desaguamento numa solução que poupa espaço.
As soluções de lavagem da MEKA foram concebidas para funcionar em conjunto com instalações de britagem e crivagem, proporcionando limpeza e classificação eficazes para diferentes aplicações de agregados. Mais informações sobre equipamentos de lavagem estão disponíveis em Equipamentos de Lavagem MEKA.
Operação e otimização da instalação
Gestão da produção e da capacidade
A produção real de uma instalação é sempre inferior à capacidade teórica da maior máquina do circuito. Os estrangulamentos, normalmente nos crivos ou no britador com a menor relação de redução, limitam a produção total. Os operadores devem monitorizar continuamente os caudais de alimentação, as regulações dos britadores e a eficiência dos crivos para identificar e resolver as limitações.
A carga recirculante em circuitos fechados deve ser gerida: uma recirculação excessivamente elevada indica que as regulações do britador ou as aberturas do crivo necessitam de ajuste.
Gestão de peças de desgaste
As peças de desgaste dos britadores (placas de maxila, barras de impacto, manto e côncavo, pontas do rotor VSI) desgastam-se de forma contínua e exigem inspeção regular e substituição atempada. Deixar as peças de desgaste funcionar para além da sua vida útil aumenta o consumo de energia, reduz a qualidade do produto e implica o risco de avaria grave. A substituição planeada das peças de desgaste com base na tonelagem processada (e não apenas no tempo decorrido) reduz as paragens não planeadas.
Consumo de energia
O consumo de energia é um dos maiores custos de operação de uma instalação de britagem, ficando normalmente logo atrás das peças de desgaste. Em aplicações com rocha dura e abrasiva, os custos energéticos podem até exceder as despesas relacionadas com o desgaste. A seleção do britador e as condições de operação têm um impacto direto no consumo específico de energia (kWh por tonelada). Por exemplo, um britador cónico corretamente dimensionado, a funcionar com uma alimentação afogada constante e a regulação correta do lado fechado, consumirá geralmente menos energia do que o mesmo britador a funcionar com uma alimentação instável ou um CSS desnecessariamente largo.
Utilizar um britador abaixo da capacidade necessária é uma das causas mais comuns de ineficiência energética. Quando um britador é subdimensionado para a aplicação, funciona frequentemente perto da carga máxima, sofre um maior desgaste dos revestimentos e, ainda assim, tem dificuldade em atingir a taxa de produção exigida.
Várias medidas práticas podem melhorar significativamente a eficiência energética. Manter uma alimentação afogada constante ajuda os britadores de compressão a funcionar mais perto da sua gama de desempenho ideal. A pré-crivagem e a crivagem de desvio impedem que o material que já cumpre a dimensão exigida seja novamente britado, reduzindo o consumo de energia desnecessário. O dimensionamento correto de tapetes transportadores, crivos e sistemas de acionamento é igualmente importante; selecionar equipamento maior do que o necessário nem sempre proporciona uma vantagem real.
Os variadores de frequência (VFD) podem ajudar a controlar as flutuações de carga nos alimentadores e crivos, mas não conseguem compensar um circuito de britagem mal concebido. Nenhum sistema de controlo consegue recuperar a energia perdida ao processar o mesmo material várias vezes. Numa instalação de britagem de duas fases de 300–400 t/h, a diferença entre um circuito bem equilibrado e um mal dimensionado pode representar uma diferença significativa de potência em operação contínua.
Manutenção
A manutenção preventiva programada (lubrificação, verificação do binário de aperto dos parafusos, monitorização do estado dos rolamentos, inspeção das telas, substituição dos meios de crivagem) é a forma mais eficaz de maximizar a disponibilidade da instalação. Muitos operadores ignoram o caminho crítico: uma avaria num rolo de um tapete transportador que pare a produção durante quatro horas custa muito mais do que o próprio rolamento.
Automação
As modernas instalações de britagem de agregados beneficiam significativamente da automação: o controlo automático do caudal de alimentação, a otimização da carga dos britadores, a monitorização remota e os sistemas SCADA para toda a instalação reduzem a dependência da competência do operador e evitam os danos causados por sobrecarga. A MEKA oferece sistemas de automação de instalações que integram todos os equipamentos do circuito numa única interface de comando.
Gestão de poeiras e ambiental
A supressão de poeiras — aspersores de água, pontos de transferência fechados, extração de poeiras — é simultaneamente um requisito ambiental e uma medida de proteção da saúde. Uma gestão adequada reduz também o desgaste dos equipamentos causado por partículas finas abrasivas nos rolamentos e acionamentos.
Considerações de segurança
As instalações de britagem reúnem vários riscos industriais comuns num único ambiente de operação, incluindo equipamentos rotativos, plataformas elevadas, poeiras, ruído e a movimentação de grandes volumes de rocha. Embora as medidas de segurança habituais estejam bem estabelecidas, alguns riscos exigem atenção contínua durante as operações diárias.
A proteção das máquinas em torno das correias de transmissão, acoplamentos e tambores dos tapetes transportadores é um requisito fundamental. No entanto, muitos incidentes graves estão relacionados com material armazenado e espaços confinados. Nas tremonhas, silos e depósitos podem formar-se pontes de material, em que a rocha ou os agregados formam uma estrutura estável sobre um espaço vazio. Entrar nestas zonas para remover bloqueios é extremamente perigoso, pois o material pode desmoronar sem aviso. O material bloqueado deve ser sempre desobstruído com métodos seguros a partir do exterior do equipamento, com ferramentas adequadas ou sistemas remotos.
Os procedimentos de bloqueio e etiquetagem (LOTO) devem ser cumpridos antes de qualquer pessoa entrar na câmara de um britador. Embora o acesso possa por vezes ser necessário para inspeções ou para remover material encravado, estas situações devem ser tratadas com o mesmo nível de controlo que a manutenção planeada. Todas as fontes de energia devem ser isoladas, os componentes móveis imobilizados e os procedimentos de entrada rigorosamente cumpridos.
Problemas comuns em instalações de britagem
A maioria dos problemas que param uma instalação ou reduzem discretamente a produção deve-se a um pequeno número de causas recorrentes:
Entupimento ou afogamento do britador, normalmente relacionado com a alimentação: blocos sobredimensionados a formar ponte na câmara, humidade e argila a fazer com que o material compacte em vez de fluir, ou uma regulação do lado fechado que foi abrindo devido a revestimentos gastos. Verifique o CSS e a granulometria de alimentação antes de assumir que o próprio britador está subdimensionado.
Colmatação do crivo, o material de dimensão próxima da abertura, húmido ou pegajoso fica preso nas aberturas em vez de passar. É comum em alimentações com argila em tempo húmido. Superfícies de crivagem em poliuretano, o posicionamento correto da água de aspersão e um ângulo de deck mais inclinado ajudam normalmente mais do que aumentar a área de crivagem.
Carga recirculante excessiva, se o circuito fechado continuar a devolver ao britador mais material do que o esperado, as causas habituais são revestimentos gastos que abriram o CSS para além da especificação, ou um deck de crivo que perdeu eficiência (telas rasgadas, aberturas colmatadas). Isto manifesta-se como uma diminuição da tonelagem muito antes de alguém reparar que os revestimentos estão gastos.
Desalinhamento do tapete, os tapetes transportadores descentrados desgastam as bordas da correia e a estrutura e acabam por causar derrames ou uma correia rasgada. Quase sempre a causa é um rolo sujo ou desalinhado, não a própria correia; tentar corrigir a correia sem verificar o alinhamento dos rolos é uma perda de tempo.
Falha prematura das peças de desgaste, muitas vezes uma inadequação entre o tipo de britador e a rocha real, e não um defeito de fabrico. Um britador de impacto a trabalhar com granito abrasivo consome barras de impacto muito mais depressa do que a vida útil indicada no catálogo; trata-se de uma questão de seleção de material, não de garantia.
Danos por metais estranhos, varões de aço, dentes de escavadora ou fragmentos de balde que entrem no britador primário podem fissurar as placas de maxila ou danificar os rotores de impacto. Um detetor de metais antes do primário, com um mecanismo de rejeição fiável, paga-se a si próprio na primeira vez que deteta algo.
A maioria destes problemas manifesta-se como uma diminuição lenta da tonelagem e não como uma avaria súbita, que é precisamente por isso que passam despercebidos. Ninguém dá por eles até que a quebra se arraste há semanas.
Instalações de britagem fixas vs. móveis
Instalações fixas são a escolha para pedreiras de grande volume e longa duração. Oferecem o menor custo de operação por tonelada, a maior capacidade de produção e a maior flexibilidade na conceção do circuito. As obras de construção civil, a infraestrutura elétrica e o custo de instalação são mais elevados, e a instalação não pode ser facilmente deslocada.
Instalações móveis (portáteis) trocam algumas dessas vantagens por uma implementação rápida e pela capacidade de se deslocarem entre locais. As instalações móveis sobre rodas podem ser transportadas por estrada e montadas em horas em vez de meses. São ideais para empreiteiros que se deslocam entre projetos, para pedreiras com reservas de vida útil mais curta ou para aplicações como a reciclagem de resíduos de construção e demolição, em que o material se encontra no ponto de utilização. Para um guia de seleção detalhado, consulte o guia de Instalações Móveis de Britagem e Crivagem da MEKA.
A MEKA oferece soluções completas de instalações fixas e uma gama abrangente de instalações de britagem e crivagem móveis, incluindo britadores de maxilas móveis, britadores de impacto móveis (primários e secundários), britadores cónicos móveis, britadores VSI móveis, crivos móveis, e instalações móveis de duas fases, permitindo a configuração certa para cada tipo de projeto e orçamento.
Equipamentos de Britagem e Crivagem MEKA
A MEKA fabrica uma vasta gama de equipamentos de britagem de agregados e já instalou centrais em mais de 110 países. Apoiada por uma equipa de I&D dedicada de 70 engenheiros e por 5 unidades fabris equipadas com soldadura robotizada e metalomecânica de precisão, a gama de produtos da MEKA abrange todos os componentes de uma instalação de britagem de agregados:
Alimentadores: Alimentador Grizzly, Alimentador de Placas, Alimentador Wobbler, Alimentador Vibratório, Alimentador de Calha com Grelha Grizzly, Alimentador de Tapete
Britadores: Britador de Maxilas, Britador de Impacto Primário, Britador de Impacto Secundário, Britador de Impacto Terciário, Britador Cónico, Britador de Impacto de Eixo Vertical – Modelo G, Britador de Impacto de Eixo Vertical – Modelo L, Britador de Martelos
Crivos: Crivo Inclinado, Crivo Horizontal, Crivo Grizzly, Crivo de Pré-Crivagem (Scalper), Crivo Desaguador
Processamento por via húmida: Lavadores de Finos, Lavador de Material Grosso, Lavador de Troncos (Log Washer), Instalações Compactas de Areia
Soluções móveis: Britadores de Maxilas Móveis, Britadores de Impacto Primários Móveis, Britadores de Impacto Secundários Móveis, Britadores Cónicos Móveis, Britadores VSI Móveis, Crivos Móveis, Instalações de Lavagem Móveis, Instalações Móveis de Duas Fases
Infraestrutura da instalação: Tapetes Transportadores, Sistemas de Automação de Centrais
Tecnologias de reciclagem: Reciclagem de Resíduos de Construção e Demolição, Reciclagem de Escória para Recuperação de Metais, Reciclagem de Resíduos Cerâmicos, Reciclagem de Resíduos de Pedreira
Todos os equipamentos contam com o apoio da rede de serviços pós-venda e do fornecimento de peças sobresselentes da MEKA, garantindo que as interrupções da produção são resolvidas rapidamente, onde quer que a instalação se encontre.
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