En sus líneas de procesamiento de minerales, el desgaste del revestimiento de la tolva afecta directamente al tiempo de actividad y a la producción. Durante décadas, los revestimientos cerámicos de alúmina fueron la solución estándar para el manejo de materiales abrasivos.
Revestimientos de tolva de carburo de silicio Los revestimientos de SiC los están reemplazando rápidamente en operaciones mineras y de procesamiento de alta demanda. Este artículo le explicará por qué, ayudándole a evaluar si los revestimientos de SiC son adecuados para su operación.
El papel de los revestimientos de tolvas en el procesamiento de minerales
Las tolvas son el elemento central del circuito de manipulación de materiales. Transportan el mineral, la pulpa y los relaves entre las etapas de procesamiento, protegiendo el acero de la erosión.
¿Por qué son importantes los revestimientos para su operación?
Cada tonelada de mineral abrasivo que se desliza por la tolva va eliminando gradualmente material de la superficie interior. Sin protección, las tolvas de acero pueden desgastarse en cuestión de meses o incluso semanas.
Los revestimientos antidesgaste actúan como barrera para prolongar la vida útil de los equipos y mantener un flujo estable y constante. Cuando los revestimientos se degradan de forma irregular, crean cuellos de botella en el flujo, aumentan los derrames y elevan la carga de trabajo de mantenimiento.[3]
¿Cómo se popularizó la alúmina?
Con una dureza Mohs de aproximadamente 9 y una buena resistencia al desgaste por deslizamiento, las baldosas de alúmina 92-95% supusieron una mejora sustancial con respecto a los revestimientos de acero y caucho. Resistieron una abrasión moderada y soportaron temperaturas de hasta 1400 °C a un precio competitivo.
Para muchas aplicaciones de uso ligero a medio, la alúmina sigue ofreciendo un rendimiento aceptable.
Revestimiento de tolva de alimentación de alúmina en aplicaciones industrialesLimitaciones de los revestimientos de tolvas de alúmina
Si bien la alúmina funciona bien en condiciones moderadas, no cumple con los requisitos para el procesamiento de minerales de alto rendimiento en los sistemas modernos. Las tres limitaciones principales que se describen a continuación impulsan a los operadores a buscar alternativas.
Fractura frágil bajo cargas de alto impacto
La alúmina es dura pero también frágil. No puede absorber la energía del impacto mediante deformación plástica como lo hacen los metales.
Cuando el mineral grueso cae desde cierta altura o los trozos grandes golpean la pared de la tolva, los revestimientos de alúmina se astillan, se agrietan o se rompen. Las baldosas rotas crean bordes afilados que aceleran el desgaste de las secciones adyacentes e incluso provocan obstrucciones.
En zonas de impacto como las tolvas de alimentación, los revestimientos de alúmina suelen requerir sustitución en un plazo de 6 a 12 meses.
Desgaste en corrientes de mineral altamente abrasivas
La alúmina solo funciona con minerales blandos o de dureza moderada, como el carbón, la piedra caliza y algunos minerales de metales básicos. Al procesar minerales ricos en cuarzo, roca dura o relaves con alto contenido de sílice, la alúmina se desgasta mucho más rápido.
Los datos de campo muestran que los revestimientos de alúmina pueden perder 2 mm o más de espesor después de 18 meses de funcionamiento continuo en circuitos de lodos agresivos.[2] A medida que la superficie del revestimiento se erosiona, la eficiencia de separación disminuye.
Corrosión en productos químicos agresivos
Muchos circuitos de procesamiento de minerales utilizan reactivos ácidos o alcalinos para la flotación, la lixiviación y el control del pH. La alúmina se degrada en ácidos fuertes, álcalis fuertes y lodos corrosivos calientes. En circuitos con agua corrosiva o corrientes de proceso a alta temperatura, los revestimientos de alúmina presentan fallas prematuras.
¿Por qué el carburo de silicio supera a la alúmina en los revestimientos de tolvas??
carburo de silicio Es una cerámica técnica de alto rendimiento. Sus propiedades únicas solucionan todas las principales debilidades de la alúmina, lo que la hace perfecta para aplicaciones exigentes en revestimientos de tolvas.
Dureza y resistencia al desgaste superiores
El carburo de silicio alcanza valores de dureza Vickers de 2000-2800 HV, siendo 55% más duro que la alúmina de alta pureza. Esta extrema dureza conlleva tasas de desgaste más lentas.
Pruebas independientes demuestran Revestimientos de SiC El desgaste es entre 5 y 10 veces más lento que el de la alúmina en condiciones idénticas de lodo abrasivo.[1] Esto significa que un revestimiento que se desgastaría 2 mm en alúmina podría perder solo 0,2 mm en SiC durante el mismo período. Su canaleta mantiene sus características de flujo originales durante mucho más tiempo.
Ladrillos de carburo de silicio resistentes al desgaste para revestimientos de tolvasMayor resistencia a los impactos y dureza.
Los procesos de carburo de silicio presentan una mayor tenacidad a la fractura y resistencia a la flexión. Con una resistencia a la flexión de 700 MPa, los revestimientos de SiC pueden absorber la energía del impacto del mineral que cae sin fracturarse.
El material de revestimiento puede soportar impactos de partículas gruesas (>5 mm). Estas condiciones provocarían la rotura de las baldosas de alúmina.[1]
El fallo de los revestimientos de SiC se debe a un desgaste gradual, no a una avería repentina. De esta forma, puede planificar el mantenimiento sin tener que lidiar con fallos imprevistos.
Excelente resistencia a la corrosión
El carburo de silicio es resistente a ácidos agresivos, álcalis y sales fundidas, que pueden corroer gradualmente los revestimientos de alúmina. Los revestimientos de SiC conservan su resistencia durante años en circuitos de lixiviación ácida, circuitos de flotación alcalina o instalaciones de tratamiento de relaves corrosivos.
Disipación de calor eficiente
El SiC funciona de forma fiable a temperaturas de hasta 1600 ℃, muy por encima del límite típico de la alúmina, que oscila entre 1300 y 1500 ℃.
Y lo que es más importante, el carburo de silicio conduce y disipa el calor de forma más rápida y uniforme que la alúmina. Esto reduce la tensión térmica durante las fluctuaciones de temperatura.
Si su tolva maneja corrientes de proceso calientes o experimenta cambios rápidos de temperatura, los revestimientos de SiC son mucho mejores que los de alúmina.
Ventajas de la eficiencia del flujo
El SiC es mucho más resistente al desgaste, por lo que se puede usar un revestimiento más delgado sin que disminuya su vida útil. Un revestimiento de SiC de 10 mm puede durar más que un revestimiento de alúmina de 20 mm en la misma aplicación.
Mientras tanto, los revestimientos más delgados implican una mayor área de sección transversal interna para el flujo de material. Esto reduce la carga de peso sobre la estructura de la tolva. Las superficies de SiC lisas y densas también reducen la fricción y ayudan a prevenir obstrucciones de material.
Menor coste total para uso a largo plazo
Cabría esperar que un mejor rendimiento conllevara un precio considerablemente más elevado. Sin duda, los revestimientos de carburo de silicio tienen un coste de compra superior al de la alúmina.
Sin embargo, el SiC dura entre 5 y 10 veces más. Su coste por hora de funcionamiento es, de hecho, mucho menor.
Por ejemplo, en un periodo de 5 años, es posible que deba reemplazar los revestimientos de alúmina entre 4 y 6 veces. Un solo juego de revestimientos de SiC permanece en servicio. De esta manera, también se reduce el riesgo de fallas repentinas que detienen circuitos de procesamiento completos. Cada reemplazo no solo implica el costo de las piezas, sino también de la mano de obra, el tiempo de la grúa y la pérdida de producción.
Informe de operaciones que cambian de revestimientos de tolva de alúmina a SiC 30-50% menores costes de mantenimiento anuales para sus sistemas de manipulación de materiales.
¿Cuándo elegir revestimientos de tolva de SiC?
Dado el rendimiento superior del carburo de silicio, ¿deberían todas las compuertas utilizar este material? De hecho, el carburo de silicio no siempre es la opción más económica para todas las compuertas.
Puedes ver los mayores beneficios con los revestimientos de SiC cuando procesar minerales duros y abrasivos, como el mineral de hierro, el cobre, el oro y el cuarzo. Canaletas de lodos de alta velocidad, puntos de transferencia con grandes alturas de caída y zonas de impacto. También son candidatos ideales.[4]
Si actualmente su empresa reemplaza los revestimientos de alúmina más de una vez al año, cambiar a SiC puede reducir considerablemente su costo total.
Para tolvas de uso ligero que manipulan materiales blandos con bajo impacto, la alúmina aún puede proporcionar un rendimiento adecuado a un menor coste inicial.
FAQs
¿Cuánto más duran los revestimientos de tolva de SiC en comparación con la alúmina?
En la mayoría de las aplicaciones de procesamiento de minerales, los revestimientos de SiC duran entre 5 y 10 veces más que los revestimientos de alúmina equivalentes. Bajo una fuerte abrasión e impacto, la diferencia se amplía aún más.
¿Existen diferentes grados de SiC para aplicaciones de revestimiento de tolvas?
Sí. Los 3 tipos principales son el SiC unido por reacción (económico, buena tenacidad), el SiC sinterizado (mayor pureza, mejor resistencia al desgaste) y el SiC unido por nitruro (mayor resistencia al choque térmico).
¿Los revestimientos de SiC requieren un mantenimiento especial?
No se requiere ningún mantenimiento especial más allá de las inspecciones visuales periódicas. Debe inspeccionar si hay daños por impacto después de interrupciones importantes en el proceso y verificar la integridad de la unión adhesiva.
¿Pueden los revestimientos de SiC soportar tanto lodos húmedos como mineral seco?
Absolutamente. La resistencia al desgaste del SiC mejora en ambientes húmedos debido a la formación de una fina capa lubricante de gel de sílice.
¿Qué grosor de revestimiento de SiC necesito para mi tolva?
El espesor típico del revestimiento de tolva de SiC oscila entre 8 mm y 25 mm. Las zonas de alto impacto y las tolvas de transferencia primaria utilizan secciones más gruesas. Las secciones de pared recta y las áreas de baja abrasión pueden utilizar revestimientos más delgados.
¿Es significativa la diferencia de peso entre el SiC y la alúmina?
Si a esto se le suma que se pueden usar secciones de SiC más delgadas, el peso total por área de canaleta suele ser entre 30 y 401 toneladas menor que con la alúmina. Esto reduce la carga y facilita la manipulación y la instalación.
Conclusión
Los revestimientos de tolva de carburo de silicio representan una clara mejora con respecto a la alúmina para aplicaciones exigentes de procesamiento de minerales. Si su operación enfrenta reemplazos frecuentes de revestimientos de alúmina, fallas inesperadas en la tolva o altos costos de mantenimiento, los revestimientos de carburo de silicio merecen ser considerados seriamente.
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Gracias por leer. Espero que este artículo les sea útil.
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