Una trituradora cónica que procesa mineral de oro en yacimientos de cuarzo con un grado de liberación del 60 % por debajo de la malla 200 puede desgastar por completo un revestimiento estándar de manganeso en tan solo cinco semanas, una vez que el contenido de sílice supera el 70 %. Esa sola cifra explica por qué los responsables de planificación del mantenimiento en las explotaciones auríferas controlan la vida útil de las piezas de desgaste casi con el mismo rigor con el que controlan la ley del mineral. La etapa de trituración se sitúa antes de la molienda, la flotación y la lixiviación, por lo que cada hora que una trituradora permanece inactiva a la espera de un revestimiento o un casquillo de recambio retrasa todo el circuito de recuperación, no solo el departamento de trituración.
Por qué el mineral de oro es tan agresivo para los equipos de trituración
El mineral aurífero rara vez es blando. La mayoría de los yacimientos de oro explotables se encuentran en vetas de cuarzo, brechas silicificadas o formaciones de hierro bandeado, y el cuarzo tiene una dureza de aproximadamente 7 en la escala de Mohs, cercana a la dureza de muchos aceros para herramientas utilizados en los revestimientos antidesgaste. Si a esa abrasividad le sumamos la carga de impacto compresivo que se produce en el interior de una trituradora cónica o de mandíbulas y en el manto, el cóncavo, placa de mandíbula, y el casquillo excéntrico sufren el desgaste desde dos direcciones a la vez: el desgaste abrasivo en la superficie y la fatiga por impactos repetidos en la parte inferior. Los valores del índice de abrasión de Bond para el mineral de oro de roca dura suelen situarse entre 0,3 y 0,6, lo que los fabricantes de trituradoras clasifican como abrasividad de moderada a alta, muy por encima del rango típico de la piedra caliza o de los minerales de áridos más blandos.
El coste real de los paros imprevistos
El tiempo de inactividad no planificado de una trituradora en una planta de procesamiento de oro rara vez se mide en horas, sino en onzas. Una parada de ocho horas de la trituradora primaria en una línea de 5.000 toneladas al día puede dejar inactiva una cantidad de material de alimentación suficiente como para suponer un coste de varios cientos de onzas en la producción posterior, una vez que se tienen en cuenta los tiempos de permanencia en la molienda y la lixiviación. Si a esto se suman las horas extras del personal, el alquiler de grúas para cambiar los revestimientos y el transporte urgente de las piezas de recambio, una sola avería puede superar el presupuesto de mantenimiento planificado para meses enteros. Esta es la razón práctica por la que los operadores mineros programan ahora el cambio de las piezas de desgaste en función del espesor medido de los revestimientos, en lugar de esperar a que una pieza falle en mitad de un turno.
La ingeniería que hay detrás de una pieza de desgaste de trituradora de larga duración
La selección del material es lo que realmente determina la vida útil, mucho antes de que una pieza llegue a la mina. Las mantas y los cóncavos destinados al tratamiento de mineral de oro se fabrican casi siempre mediante fundición a partir de acero austenítico al manganeso, conocido comúnmente como Mn13Cr2 o acero Hadfield, que contiene aproximadamente entre un 11 % y un 14 % de manganeso y entre un 1,0 % y un 1,4 % de carbono. Tal y como se funde, esta aleación presenta una dureza de tan solo 200 a 230 HB, lo suficientemente blanda como para mecanizarse, pero la superficie se endurece por deformación bajo las cargas de impacto durante el servicio y puede alcanzar entre 500 y 550 HB en la cara de desgaste, mientras que el núcleo se mantiene tenaz y resistente a las grietas. Esa combinación —una capa dura sobre un núcleo dúctil— es precisamente lo que permite resistir tanto el desgaste abrasivo como la fractura por impacto en una aplicación con mineral de oro.
Los casquillos excéntricos y los casquillos para placas escalonadas requieren un conjunto de propiedades totalmente diferente. En este caso, la prioridad es la baja fricción y la estabilidad dimensional, más que la resistencia al impacto, por lo que los casquillos se fabrican normalmente con aleaciones de bronce al estaño o de bronce al aluminio con una resistencia a la tracción de entre 600 y 700 MPa y una dureza Brinell de entre 150 y 180 HB. Las tolerancias del agujero en un casquillo acabado suelen ajustarse a un ajuste H7 con una rugosidad superficial de alrededor de Ra 1,6 micrómetros, lo suficientemente ajustado como para mantener la película de aceite que evita que el conjunto excéntrico se desgaste bajo carga.
Controles de fundición y tratamiento térmico que determinan la vida útil
Hay dos controles del proceso que marcan la diferencia entre una pieza de desgaste que dura toda una campaña y otra que falla prematuramente. En primer lugar, las piezas fundidas de acero al manganeso deben someterse a un temple en agua directamente desde unos 1050 grados Celsius para fijar la estructura en su fase austenítica; si el enfriamiento es demasiado lento, se precipitan carburos en los límites de grano y la pieza se vuelve frágil en lugar de tenaz. En segundo lugar, los casquillos de bronce destinados al procesamiento de mineral de oro se benefician de la fundición centrífuga en lugar de la fundición estática en arena, ya que el molde giratorio empuja el gas y las inclusiones hacia el interior del orificio, donde se eliminan durante el mecanizado, dejando una pared más densa y uniforme en la superficie de apoyo. Una pieza fundida correctamente y sometida a un tratamiento térmico adecuado pieza de desgaste de la trituradora debería mostrar valores de dureza uniformes en varios puntos de muestreo, en lugar de un único resultado favorable obtenido en un control puntual.
Selección de componentes en función de la dureza del mineral y el diseño del circuito
La elección del perfil adecuado del manto y del cóncavo es tan importante como la propia aleación. Una etapa de trituración gruesa, configurada con un ajuste de lado cerrado amplio —a menudo de entre 20 y 30 mm en una trituradora giratoria primaria—, requiere un perfil de desgaste diferente al de una etapa secundaria o terciaria que funcione con un ajuste más estrecho, de entre 10 y 15 mm, para alcanzar el tamaño de alimentación deseado para el molino. Utilizar un perfil inadecuado con mineral de oro duro y abrasivo acelera el desgaste desigual, altera la distribución granulométrica del producto de la trituradora y obliga a sustituir las piezas antes de lo que predeciría únicamente la especificación de la aleación.
| Componente | Aleación típica | Gama de dureza | Resistencia a la tracción |
|---|---|---|---|
| Manto y cóncavo | Acero al manganeso Mn13Cr2 | De 200 a 230 HB en estado de fundición; hasta 550 HB tras el endurecimiento por deformación | De 650 a 800 MPa |
| Casquillo excéntrico | Bronce de estaño o de aluminio | De 150 a 180 HB | De 600 a 700 MPa |
| Placa de mandíbula | Acero con alto contenido en manganeso | De 200 a 250 HB en estado de fundición | De 650 a 750 MPa |
Mantenimiento preventivo y estrategia de inventario
La mayoría de las paradas imprevistas de las trituradoras se deben a carencias en el inventario, más que a fallos repentinos de las piezas. Las operaciones que controlan el espesor de los revestimientos según un calendario de mediciones fijo, registran el juego de los casquillos en cada parada programada y mantienen una lista de repuestos críticos in situ rara vez se ven afectadas por el fallo de una pieza desgastada en plena producción. Un programa de mantenimiento bien gestionado considera cada cambio de pieza de desgaste de la trituradora como un evento programado vinculado a datos de desgaste medidos, y no como una reacción a una alarma de vibración inesperada o a un cambio repentino en la granulometría del producto.
- Controlar el espesor del manto y de la pared cóncava en relación con las especificaciones mínimas del fabricante original en cada cambio de turno.
- Registra el juego del casquillo excéntrico del árbol durante cada parada programada, en lugar de esperar a que se note un juego audible.
- Mantén al menos un juego completo de revestimientos de desgaste y un juego completo de casquillos en el inventario de la planta para la trituradora primaria.
- Registrar las toneladas reales trituradas por cada juego de revestimientos para elaborar una curva de desgaste específica para cada instalación, en lugar de basarse en las estimaciones genéricas del fabricante original.
Cómo elegir un proveedor de recambios para trituradoras destinadas al tratamiento de mineral de oro
La clasificación del material que figura en una ficha técnica solo refleja una parte de la realidad. Un proveedor de piezas para trituradoras destinadas a aplicaciones con mineral de oro necesita registros documentados del tratamiento térmico, resultados de ensayos de dureza en múltiples puntos de cada pieza fundida y una verificación dimensional con respecto al plano original del fabricante de equipo original (OEM), no solo una coincidencia visual. Dado que tanto la fundición centrífuga como el enfriamiento controlado con agua requieren una estricta disciplina en el proceso, la diferencia entre un proveedor que sigue estos pasos de forma sistemática y otro que no lo hace se refleja directamente en el número de semanas que dura una camisa o un casquillo antes de que sea necesario sustituirlo. En una operación de procesamiento de oro, en la que cada hora de inactividad de la trituradora supone un coste real en onzas recuperadas, esa diferencia en la disciplina del proveedor es el factor determinante real que hace que las piezas de la trituradora alcancen su vida útil nominal en lugar de quedarse por debajo de ella.
La trituración de mineral de oro siempre será una aplicación abrasiva y de alto impacto, y ninguna aleación elimina por completo el desgaste. Lo que distingue a una explotación bien gestionada de otra que se enfrenta a averías constantes es si las piezas de desgaste se diseñan, se funden y se someten a tratamiento térmico según unas especificaciones documentadas, y si la planta realiza un seguimiento lo suficientemente minucioso de los datos de desgaste como para programar las sustituciones antes de que una pieza desgastada provoque una parada no planificada.
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