Como o minério de cobre abrasivo afeta a vida útil das peças do triturador

Um revestimento cónico pode desgastar-se duas vezes mais depressa numa bancada ao lado, e a calcopirite não tem nada a ver com isso

Uma exploração de pórfiro de cobre que tritura minério da zona de alteração fílica pode desgastar um conjunto de revestimentos cónicos em menos de 700 horas de funcionamento, enquanto o mesmo triturador que processa minério da zona potássica da mesma mina a céu aberto pode funcionar mais de 1 200 horas com um revestimento idêntico. O teor de sulfureto de cobre quase não varia entre as duas zonas. O que varia é o teor de quartzo e pirite presentes juntamente com os minerais de cobre, e é essa diferença que, na verdade, determina a durabilidade de uma peça do triturador.

Por que razão os minerais de cobre macio não implicam um ambiente de desgaste suave

A calcopirite, o mineral responsável pela maior parte do cobre extraído a nível mundial, situa-se apenas entre 3,5 e 4 na escala de Mohs, sendo suficientemente macia para ser riscada com um canivete. A bornita situa-se perto de 3 e a calcocite situa-se entre 2,5 e 3, sendo ainda mais macia. Se a dureza do minério fosse avaliada apenas com base nos minerais de cobre, peças de desgaste para trituradores deveria ser uma tarefa fácil. Os depósitos de cobre porfírico não funcionam assim. Estes sistemas formam-se em torno de veios de quartzo generalizados e de alteração do tipo «stockwork», e a zona filítica, em particular, contém pirite em quantidades substanciais, um mineral que não risca com a lâmina de uma faca e que se situa aproximadamente entre 6 e 6,5 na mesma escala, a par do próprio quartzo, que tem uma dureza de 7 na escala de Mohs. Trabalhos laboratoriais realizados por Albertin e Sinatora com meios de desgaste de ferro fundido branco com elevado teor de crómio revelaram uma perda de metal mais rápida contra o quartzo do que contra o minério de ferro ou a rocha fosfática, um resultado que coincide com o que as equipas de trituração observam diariamente no minério de cobre porfírico: é a mineralogia da ganga que determina a taxa de desgaste, e não o mineral do próprio minério que está a ser extraído.

Como interpretar o Índice de Abrasão antes de encomendar peças

O Índice de Abrasão de Bond continua a ser a forma padrão de quantificar este efeito. Valores superiores a cerca de 0,6 indicam que o minério é suficientemente abrasivo para que algumas operações optem por circuitos de trituração de fase única, especificamente para controlar os custos de substituição dos revestimentos; valores superiores a cerca de 0,7 tendem a favorecer os trituradores de mandíbulas de dupla articulação em detrimento dos modelos de articulação única na fase primária, e valores superiores a cerca de 0,15 já tornam a britagem por impacto não autogénica antieconómica para esse minério. Os intervalos de substituição de revestimentos relatados nas operações de cobre variam normalmente entre 600 e 1200 horas de funcionamento, dependendo da posição desse minério na escala do Índice de Trabalho de Bond, razão pela qual uma encomenda única e genérica de peças de desgaste para toda uma mina, sem um perfil de abrasão zona a zona, tende a resultar num pagamento excessivo por ligas de que o minério não necessita ou numa encomenda insuficiente para zonas que se desgastarão muito mais rapidamente do que o esperado.

A armadilha do endurecimento por trabalho com minério com veios de quartzo friável

O desempenho do revestimento de manganês depende da quantidade de energia de impacto gerada pela ação de trituração, uma vez que a camada endurecida por deformação que protege a superfície do revestimento só se forma sob uma carga cinética suficiente. O minério de pórfiro com veios de quartzo é frequentemente friável, partindo-se sob uma tensão de compressão relativamente baixa, apesar de o próprio quartzo ser duro, e essa combinação é conhecida por causar problemas aos revestimentos de manganês. Quando o minério se fratura com demasiada facilidade para fornecer energia de impacto suficiente por partícula, a camada endurecida pelo trabalho permanece superficial, e uma camada superficial desgasta-se antes mesmo de atingir a dureza total; assim, o revestimento desgasta-se mais rapidamente do que a sua classificação Brinell sugeriria, mesmo que nada na instalação estivesse errado.

Tipos de materiais adequados para as fases de trituração do minério de cobre

A seleção de peças para trituradores numa linha de processamento de pórfiro de cobre tem de ter em conta tanto a fase de trituração como a zona de alteração que a alimenta. As placas primárias das mandíbulas continuam a ser normalmente fundidas em aço de manganês Hadfield para ASTM A128, com um teor de manganês entre 11 e 14 por cento, apresentando cerca de 200 a 250 HB no estado de fundição e ultrapassando os 500 HB após endurecimento por deformação sob forte impacto. Grande primário trituradores giratórios O processamento de minério de pórfiro de grande tonelagem conduz frequentemente a um maior teor de manganês ou a ligas de aço de crómio-molibdénio, onde as cargas de impacto são mais elevadas. Os trituradores cónicos secundários e terciários, que atuam sobre material já liberado, onde a abrasão por deslizamento causada pelo quartzo e pela pirite prevalece sobre o impacto, são onde o ferro branco com elevado teor de crómio é transformado em ASTM A532 Classe III Tipo A justifica o seu custo, com um teor de crómio normalmente entre 18 e 28 por cento e uma dureza após tratamento térmico de 58 a 64 HRC. A qualidade da fundição continua a ser importante, independentemente da liga; as camisas fundidas em areia produzidas para ISO 8062-3, classes CT8 a CT10 encaixar corretamente contra a cabeça e o corpo, evitando a tensão localizada que reduz a vida útil de qualquer liga.

Fase de trituração	Modo de desgaste dominante	Liga típica	Gama de dureza
Triturador de mandíbula primário ou giratório	Impacto significativo no minério tal como extraído da mina	Aço ao manganês Hadfield, com 11 a 14 por cento de Mn	200 a 250 HB no estado de fundição, 500 HB após o endurecimento
Cone secundário	Impacto misto e abrasão por deslizamento	Aço ao manganês ou ferro branco com elevado teor de crómio	200 a 250 HB ou 58 a 64 HRC
Cone terciário	Abrasão por deslizamento causada pelo quartzo e pela pirite	Ferro branco com elevado teor de crómio, 18 a 28 por cento de Cr	58 a 64 HRC

Práticas no terreno para prolongar a vida útil em minério de cobre abrasivo

• Realize um teste do Índice de Abrasão de Bond no minério de cada zona de alteração, em vez de se basear numa única média para toda a mina, uma vez que o material da zona fílica pode apresentar um comportamento muito diferente do minério da zona potássica na mesma jazida.
• Acompanhar a vida útil do revestimento da via em horas, em função do Índice de Trabalho de Ligação do minério efetivamente processado, utilizando essa relação para prever a aquisição de peças para o triturador, em vez de efetuar encomendas de acordo com um calendário fixo.
• Esteja atento a revestimentos que se desgastem mais rapidamente do que a dureza nominal permitiria prever, uma vez que esse padrão aponta frequentemente para minério friável com veios de quartzo, que nunca permite que a camada de manganês endureça completamente.
• A escolha da liga deve ser adaptada à fase de trituração, privilegiando a tenacidade na fase primária e a dureza do crómio quando o material de alimentação já tiver sido reduzido e a abrasão por deslizamento passar a predominar.
• Mantenha o choke da câmara bem alimentado e centrado, uma vez que uma alimentação irregular concentra o desgaste numa única área, independentemente da qualidade da liga escolhida.

Aquisição de peças para trituradores destinadas a uma linha de processamento de minério de cobre abrasivo

Nada disto altera a contribuição do cobre para o mundo, mas altera sim o que um circuito de trituração deve esperar de um conjunto de peças para trituradores. A Yonsmen funde placas de mandíbulas, mantos, côncavos e conjuntos completos de peças para trituradores de acordo com as especificações de manganês e crómio aqui descritas, com documentação relativa à composição química e à dureza de cada lote, para que a liga corresponda efetivamente à zona de alteração à qual se destina a resistir.

Trabalhar com um triturador fornecedor de peças O facto de analisar os seus dados do Índice de Abrasão de Bond e do Índice de Trabalho por zona, em vez de indicar uma única liga para toda a mina, é o que permite manter a vida útil do revestimento previsível, mesmo quando o minério passa de um solo potássico para um solo fílico. Envie-nos os resultados dos seus testes de abrasão e o padrão de desgaste atual e poderemos recomendar a qualidade mais adequada para cada fase da sua linha de produção.