Como as peças dos trituradores reduzem o tempo de inatividade no processamento de minério de ouro

Um triturador cónico a processar minério de ouro em quartzo com uma libertação de 60 por cento com granulometria inferior a 200 mesh pode desgastar completamente um revestimento padrão de manganês em apenas cinco semanas, assim que o teor de sílica ultrapassar os 70 por cento. Esse único número explica por que razão os responsáveis pela planeação da manutenção nas explorações de ouro acompanham a vida útil das peças de desgaste quase com a mesma atenção com que acompanham o teor do minério. A fase de trituração situa-se a montante da moagem, da flotação e da lixiviação; por isso, cada hora que um triturador fica parado à espera de um revestimento ou bucha de substituição atrasa todo o circuito de recuperação, e não apenas o departamento de trituração.

Por que é que o minério de ouro é tão exigente para o equipamento de trituração

O minério aurífero raramente é macio. A maioria dos depósitos de ouro economicamente viáveis encontra-se em veios de quartzo, brechas silicificadas ou formações ferrosas em faixas, e o quartzo situa-se aproximadamente no nível 7 da escala de dureza de Mohs, próximo da dureza de muitos aços para ferramentas utilizados em revestimentos anti-desgaste. Combine essa abrasividade com a carga de impacto compressiva no interior de um triturador cónico ou de mandíbulas e o revestimento, côncavo, placa da mandíbula, e a bucha excêntrica são submetidas a solicitações em duas direções ao mesmo tempo: desgaste abrasivo na superfície e fadiga por impacto repetido na parte subjacente. Os valores do Índice de Abrasão de Bond para minério de ouro de rocha dura situam-se normalmente entre 0,3 e 0,6, o que os fabricantes de trituradores classificam como moderadamente a altamente abrasivo, bem acima do intervalo típico do calcário ou de minérios agregados mais macios.

O verdadeiro custo das paragens não planeadas

O tempo de inatividade não planeado de um triturador numa unidade de processamento de ouro raramente é medido em horas, mas sim em onças. Uma paragem de oito horas do triturador primário numa linha de produção de 5 000 toneladas por dia pode deixar em espera uma quantidade de material alimentado suficiente para custar várias centenas de onças de produção a jusante, uma vez considerados os tempos de permanência na moagem e na lixiviação. Se somarmos as horas extraordinárias do pessoal, o aluguer de gruas para a substituição dos revestimentos e o transporte urgente de peças de substituição, uma única avaria pode ultrapassar o orçamento de manutenção planeada de vários meses. Esta é a razão prática pela qual os operadores mineiros programam agora a substituição de peças de desgaste com base na espessura medida dos revestimentos, em vez de esperarem que uma peça avarie a meio do turno.

 

A engenharia por trás de uma peça de desgaste de triturador com longa vida útil

É na seleção dos materiais que se determina, na verdade, a vida útil, muito antes de uma peça chegar ao local da mina. Os mantos e as partes côncavas destinados ao processamento de minério de ouro são quase universalmente fundidos em aço austenítico de manganês, comummente designado por Mn13Cr2 ou aço Hadfield, contendo aproximadamente 11 a 14 por cento de manganês e 1,0 a 1,4 por cento de carbono. Tal como é fundida, esta liga apresenta uma dureza de apenas 200 a 230 HB, suficientemente macia para ser maquinada, mas a superfície endurece sob cargas de impacto durante a utilização e pode atingir 500 a 550 HB na face de desgaste, enquanto o núcleo permanece tenaz e resistente a fissuras. Essa combinação — uma camada exterior dura sobre um núcleo dúctil — é exatamente o que resiste tanto ao desgaste abrasivo como à fratura por impacto numa aplicação com minério de ouro.

As buchas excêntricas e as buchas de placa escalonada exigem um conjunto de propriedades totalmente diferente. Neste caso, a prioridade é o baixo atrito e a estabilidade dimensional, em vez da resistência ao impacto; por isso, as buchas são normalmente fabricadas a partir de ligas de bronze estanhado ou de bronze de alumínio, com resistência à tração na faixa dos 600 a 700 MPa e dureza Brinell entre 150 e 180 HB. As tolerâncias do furo numa bucha acabada são normalmente mantidas num ajuste H7, com rugosidade superficial em torno de Ra 1,6 micrómetros, o que é suficientemente apertado para manter a película de óleo que impede que o conjunto excêntrico sofra desgaste por atrito sob carga.

Controlos de fundição e tratamento térmico que determinam a vida útil

Existem dois controlos do processo que distinguem uma peça de desgaste com duração para toda a campanha de uma que falha prematuramente. Em primeiro lugar, as peças fundidas em aço de manganês têm de ser temperadas em água diretamente a partir de cerca de 1050 graus Celsius para fixar a estrutura na sua fase austenítica; se o arrefecimento for demasiado lento, os carbonetos precipitam-se nos limites dos grãos e a peça torna-se frágil em vez de resistente. Em segundo lugar, as buchas de bronze destinadas ao processamento de minério de ouro beneficiam da fundição centrífuga em vez da fundição estática em areia, uma vez que o molde rotativo empurra os gases e as inclusões para o furo, onde são removidos durante a maquinagem, deixando uma parede mais densa e uniforme na superfície de contacto com a carga. Uma peça devidamente submetida a tratamento térmico e corretamente fundida peça de desgaste do triturador deve apresentar resultados de dureza consistentes em vários pontos de amostragem, em vez de apenas uma verificação pontual com resultados favoráveis.

Adequação das peças à dureza do minério e ao projeto do circuito

A escolha do perfil correto do manto e do côncavo é tão importante quanto a própria liga. Uma fase de trituração grossa, configurada com uma abertura lateral ampla — frequentemente de 20 a 30 mm num giratório primário —, necessita de um perfil de desgaste diferente do de uma fase secundária ou terciária, que opera com uma abertura mais estreita, de 10 a 15 mm, para atingir o tamanho de alimentação pretendido para o moinho. A utilização do perfil errado com minério de ouro duro e abrasivo acelera o desgaste irregular, altera a distribuição granulométrica do produto do triturador e obriga a substituições de peças mais precoces do que a especificação da liga, por si só, permitiria prever.

Componente	Liga típica	Gama de dureza	Resistência à tração
Manto e côncavo	Aço de manganês Mn13Cr2	200 a 230 HB no estado de fundição, até 550 HB após endurecimento por deformação	650 a 800 MPa
Casquilho excêntrico	Estanho ou bronze de alumínio	150 a 180 HB	600 a 700 MPa
Placa da mandíbula	Aço com elevado teor de manganês	200 a 250 HB no estado de fundição	650 a 750 MPa

Manutenção preventiva e estratégia de gestão de inventário

A maioria das paragens não planeadas dos trituradores deve-se a lacunas no inventário, e não a falhas repentinas de peças. As operações que monitorizam a espessura dos revestimentos segundo um calendário de medição fixo, registam a folga das buchas em cada paragem planeada e mantêm uma lista de peças sobressalentes essenciais no local raramente são apanhadas de surpresa por uma peça desgastada que entra em falha a meio da produção. Um programa de manutenção bem gerido trata cada substituição de peças de desgaste do triturador como um evento programado, associado a dados de desgaste medidos, e não como uma reação a um alarme de vibração inesperado ou a uma alteração repentina na granulometria do produto.

• Acompanhar a espessura do revestimento e da parede côncava em relação às especificações mínimas do fabricante original (OEM) em cada mudança de turno
• Registe a folga da bucha excêntrica do tronco durante cada paragem programada, em vez de esperar que se sinta folga audível
• Mantenha pelo menos um conjunto completo de revestimentos de desgaste e um conjunto de buchas no inventário da unidade para o triturador primário
• Registar as toneladas efetivamente trituradas por revestimento, a fim de criar uma curva de desgaste específica para cada instalação, em vez de se basear em estimativas genéricas do fabricante original (OEM)

Escolher um fornecedor de peças para trituradores destinadas ao processamento de minério de ouro

A classificação do material indicada numa ficha técnica revela apenas parte da realidade. Um fornecedor de peças para trituradores destinadas a aplicações com minério de ouro necessita de registos documentados do tratamento térmico, resultados de ensaios de dureza em vários pontos de cada peça fundida e verificação dimensional em relação ao desenho original do fabricante de equipamento original (OEM), e não apenas uma correspondência visual. Uma vez que tanto a fundição centrífuga como o arrefecimento controlado em água exigem uma disciplina rigorosa do processo, a diferença entre um fornecedor que segue estes passos de forma consistente e outro que não o faz reflete-se diretamente no número de semanas que um revestimento ou bucha dura antes de precisar de ser substituído. Para uma operação de processamento de ouro em que cada hora de inatividade do triturador acarreta um custo real em onças recuperadas, essa diferença na disciplina do fornecedor é o verdadeiro fator determinante para que as peças do triturador atinjam a sua vida útil nominal, em vez de ficarem aquém dela.

A trituração de minério de ouro será sempre uma aplicação abrasiva e de alto impacto, e nenhuma liga elimina totalmente o desgaste. O que distingue uma operação bem gerida de outra que enfrenta avarias constantes é o facto de as peças de desgaste serem concebidas, fundidas e submetidas a tratamento térmico de acordo com especificações documentadas, e de a unidade monitorizar os dados de desgaste com rigor suficiente para programar as substituições antes que uma peça desgastada provoque uma paragem não planeada.