Cómo afecta el mineral de cobre abrasivo a la vida útil de las piezas de la trituradora

El revestimiento cónico puede desgastarse el doble de rápido en la mesa de al lado, y la calcopirita no tiene nada que ver con ello

Una explotación de pórfido de cobre que tritura mineral procedente de la zona de alteración fílica puede desgastar un juego de revestimientos cónicos en menos de 700 horas de funcionamiento, mientras que la misma trituradora que procesa mineral de la zona potásica de la misma mina a cielo abierto puede superar las 1 200 horas con un revestimiento idéntico. El contenido de sulfuro de cobre apenas varía entre ambas zonas. Lo que sí varía es el contenido de cuarzo y pirita presente junto a los minerales de cobre, y esa diferencia es la que realmente determina la vida útil de una pieza de la trituradora.

Por qué los minerales de cobre blando no implican un entorno de desgaste blando

La calcopirita, el mineral del que procede la mayor parte del cobre extraído en el mundo, tiene una dureza de tan solo entre 3,5 y 4 en la escala de Mohs, lo suficientemente blanda como para rayarla con una navaja de bolsillo. La bornita ronda el 3, y la calcosina se sitúa entre 2,5 y 3, lo que la hace aún más blanda. Si la dureza del mineral se evaluara únicamente en función de los minerales de cobre, piezas de desgaste de trituradoras Debería ser una tarea sencilla. Los yacimientos de cobre porfídico no funcionan así. Estos sistemas se forman en torno a vetas de cuarzo generalizadas y alteraciones de tipo stockwork, y la zona filítica, en particular, contiene una cantidad considerable de pirita, un mineral que no se raya con la hoja de un cuchillo y que se sitúa aproximadamente entre 6 y 6,5 en la misma escala, junto al propio cuarzo, que tiene una dureza de 7 en la escala de Mohs. Los trabajos de laboratorio realizados por Albertin y Sinatora con medios de desgaste de hierro fundido blanco con alto contenido en cromo revelaron una pérdida de metal más rápida frente al cuarzo que frente al mineral de hierro o la roca fosfórica, un resultado que concuerda con lo que los equipos de trituración observan a diario en el mineral de cobre porfídico: la mineralogía de la ganga controla la tasa de desgaste, no el mineral que se extrae.

Cómo interpretar el índice de abrasión antes de pedir piezas

El Índice de Abrasión de Bond sigue siendo el método estándar para cuantificar este efecto. Los valores superiores a aproximadamente 0,6 indican que el mineral es lo suficientemente abrasivo como para que algunas explotaciones opten por circuitos de trituración de una sola etapa, específicamente para controlar el coste de sustitución de los revestimientos; los valores superiores a aproximadamente 0,7 suelen favorecer el uso de trituradoras de mandíbulas de doble palanca frente a los diseños de palanca única en la etapa primaria, y los valores superiores a aproximadamente 0,15 ya hacen que la trituración por impacto no autógena resulte antieconómica para ese mineral. Los intervalos de sustitución de revestimientos comunicados en las explotaciones de cobre suelen oscilar entre 600 y 1.200 horas de funcionamiento, dependiendo de la posición que ocupe ese mineral en la escala del Índice de Trabajo de Bond; por eso, un pedido único y generalizado de piezas de desgaste para toda una mina, sin un perfil de abrasión zona por zona, tiende a suponer un gasto excesivo en aleaciones que el mineral no necesita o a un pedido insuficiente para zonas que se desgastarán mucho más rápido de lo esperado.

La trampa del endurecimiento por trabajo con el mineral veteado de cuarzo friable

El rendimiento de los revestimientos de manganeso depende de la cantidad de energía de impacto que genere la acción de trituración, ya que la capa endurecida por deformación que protege la superficie del revestimiento solo se forma bajo una carga cinética suficiente. El mineral de pórfido con vetas de cuarzo suele ser friable y se rompe con una tensión de compresión relativamente baja, aunque el cuarzo en sí sea duro, y esa combinación es un problema conocido para los revestimientos de manganeso. Cuando el mineral se fractura con demasiada facilidad como para proporcionar suficiente energía de impacto por partícula, la capa endurecida por deformación permanece poco profunda, y una capa poco profunda se desgasta antes de alcanzar su dureza máxima, por lo que el revestimiento se desgasta más rápido de lo que sugeriría su índice de Brinell, aunque la instalación se haya realizado correctamente.

Calidades de material adecuadas para las fases de trituración del mineral de cobre

A la hora de seleccionar las piezas de la trituradora para una línea de porfido de cobre, hay que tener en cuenta tanto la etapa de trituración como la zona de alteración que la alimenta. Las placas de las mandíbulas primarias siguen fabricándose habitualmente en acero al manganeso Hadfield para ASTM A128, con un contenido de manganeso de entre el 11 y el 14 por ciento, que ofrece una dureza de entre 200 y 250 HB en estado de fundición y supera los 500 HB una vez endurecido por deformación tras sufrir un impacto fuerte. Gran primario trituradoras giratorias El procesamiento de grandes tonelajes de mineral de pórfido suele dar lugar a un mayor contenido de manganeso o a aceros aleados de cromo y molibdeno en las zonas donde las cargas de impacto son más elevadas. Las trituradoras cónicas secundarias y terciarias, que actúan sobre material ya liberado en el que la abrasión por deslizamiento provocada por el cuarzo y la pirita predomina sobre el impacto, son las que producen el hierro blanco con alto contenido en cromo para ASTM A532 Clase III Tipo A cumple con su función, con un contenido de cromo que suele oscilar entre el 18 % y el 28 %, y una dureza tras el tratamiento térmico de entre 58 y 64 HRC. La calidad de la fundición sigue siendo importante independientemente de la aleación; los revestimientos fundidos en arena fabricados para ISO 8062-3, grados CT8 a CT10 asiente correctamente contra la cabeza y la copa, evitando la tensión localizada que acorta la vida útil de cualquier aleación.

Etapa de trituración	Modo de desgaste dominante	Aleación típica	Gama de dureza
Trituradora de mandíbula primaria o giratoria	Gran impacto en el flujo de mineral de la mina	Acero al manganeso Hadfield, con un contenido de Mn del 11 al 14 por ciento	De 200 a 250 HB en estado de fundición, 500 HB tras el endurecimiento
Cono secundario	Impacto mixto y abrasión por deslizamiento	Acero al manganeso o hierro blanco con alto contenido en cromo	De 200 a 250 HB o de 58 a 64 HRC
Cono terciario	Abrasión por deslizamiento causada por el cuarzo y la pirita	Hierro blanco con alto contenido en cromo, entre el 18 y el 28 % de Cr	De 58 a 64 HRC

Prácticas sobre el terreno para prolongar la vida útil en la extracción de mineral de cobre abrasivo

• Realiza una prueba del índice de abrasión de Bond con el mineral de cada zona de alteración, en lugar de basarte en una única media para toda la mina, ya que el material de la zona fílica puede comportarse de forma muy diferente al mineral de la zona potásica dentro del mismo yacimiento.
• Realizar un seguimiento de la vida útil de los revestimientos de vía en horas en función del Índice de Trabajo Bond del mineral realmente procesado, y utilizar esa relación para prever la adquisición de piezas para la trituradora, en lugar de realizar los pedidos según un calendario fijo.
• Presta atención a los revestimientos que se desgastan más rápido de lo que cabría esperar según su dureza nominal, ya que ese patrón suele indicar la presencia de mineral friable con vetas de cuarzo que impide que la capa de manganeso se endurezca por completo.
• Se debe adaptar la elección de la aleación a la etapa de trituración, dando prioridad a la tenacidad en la etapa primaria y a la dureza del cromo cuando el material de alimentación ya se ha reducido y predomina la abrasión por deslizamiento.
• Mantén el estrangulador de la cámara bien alimentado y centrado, ya que una alimentación desigual concentra el desgaste en una sola zona, independientemente de lo bien que se haya elegido el tipo de aleación.

Adquisición de piezas para trituradoras destinadas a una línea de procesamiento de mineral de cobre abrasivo

Nada de esto cambia la contribución del cobre al mundo, pero sí cambia lo que un circuito de trituración debe esperar de un juego de piezas para trituradoras. Yonsmen fabrica placas de mandíbula, mantos, concavos y juegos completos de piezas para trituradoras según las especificaciones de manganeso y cromo aquí descritas, con documentación sobre la composición química y la dureza de cada lote, de modo que la aleación se adapte realmente a la zona de alteración en la que debe resistir.

Trabajar con una trituradora proveedor de piezas El hecho de que analice los datos del índice de abrasión Bond y del índice de trabajo por zonas, en lugar de basarse en una única aleación para toda la fosa, es lo que permite mantener predecible la vida útil del revestimiento, incluso cuando el mineral pasa de un terreno potásico a uno fílico. Envíanos los resultados de tus ensayos de abrasión y el patrón de desgaste actual, y te recomendaremos la calidad más adecuada para cada tramo de tu línea.