Trabalho de Operações Unitárias Britadores

1 – Introdução

A importância das operações de cominuição pode ser percebida em toda a sua magnitude se for destacado o fato que a maior parte da energia gasta no processamento de minérios é consumida nestas operações. Logo, grande parte dos custos operacionais de uma usina de tratamento de minérios se deve à cominuição. 1

Na indústria, o processo de cominuição é dividido em dois estágios, a britagem e a moagem. Tradicionalmente, o processo de britagem era entendido como a etapa responsável pela cominuição de material acima de 25 mm (1”), enquanto a moagem era empregada na cominuição abaixo desse tamanho. Entretanto, na atualidade os britadores têm demonstrado grande aplicabilidade na cominuição de partículas com granulometrias cada vez mais finas. Por outro lado, alguns tipos de moinhos tubulares, como os moinhos autógenos e semi-autógenos, têm se mostrado eficazes na cominuição de material run of mine. Portanto, hoje é comum definir a moagem como a cominuição realizada em moinhos tubulares, independentemente do tamanho, e britagem como a cominuição realizada em todos os outros equipamentos nos quais as partículas são carregadas diretamente pelas partes móveis do equipamento.1

As diferenças principais entre os vários equipamentos estão associadas aos métodos de aplicação de cargas e aos aspectos mecânicos da aplicação desses esforços a diferentes tamanhos de partículas. Quando a partícula é de tamanho grosso, a energia necessária para fraturar cada partícula individual é alta, embora a energia por unidade de massa seja tipicamente baixa. Conforme o tamanho da partícula diminui, a energia necessária para fraturar uma partícula diminui, mas a energia por unidade de massa aumenta rapidamente. Portanto, os equipamentos, que geralmente são usados na cominuição grossa, precisam ser robustos e de grande porte, enquanto que aqueles usados na cominuição fina devem ser capazes de distribuir energia em um volume relativamente grande. 1

A britagem consiste da quebra de partículas principalmente pela ação de esforços compressivos ou de impacto. Os esforços compressivos são aplicados, em geral, por meio do movimento periódico de aproximação e afastamento de uma superfície móvel contra outra fixa. Esse é o caso dos britadores de mandíbulas, britadores giratórios e britadores cônicos. 1

Os esforços de impacto são resultantes da projeção de partículas contra elementos do britador ou do revestimento, como exemplo pode-se citar os britadores de impacto e de martelos, ambos com eixo horizontal, e o britador de impacto de eixo vertical (VSI).1

Assim, os britadores podem ser classificados conforme o mecanismo usado seja ele compressão ou impacto, e a aplicação de um determinado tipo de britador está vinculada ao tipo de material, à capacidade e à razão de redução desejada. 1

Uma importante aplicação dos processos de britagem é na produção de agregados para construção civil. Nessa indústria são utilizados britadores de mandíbulas, giratórios e cônicos, principalmente estes últimos, porque apresentam alta produtividade, baixo custo de operação e de manutenção e limitada taxa de desgaste dos revestimentos. Esse tipo de britador normalmente é empregado nos estágios de britagem secundária, terciária e quaternária. 1

A seguir, a descrição de cinco tipos de britadores e cinco tipos de moinhos.

2 – Britadores

2.1 – Britadores de Mandíbulas

Este é um equipamento bastante utilizado na redução de sólidos, pois possui boas características de trabalho. É um equipamento adequado à quebra inicial de rochas e ou minérios (sólidos em geral) com a finalidade de aumentar a superfície de contato, diminuindo dessa forma os tamanhos das partículas. Muitas vezes o material alimenta outros moinhos na busca de granulometria menores. O britador de mandíbulas atende várias necessidades - desde rochas duras e abrasivas até vários materiais de reciclagem. 2 Os britadores de mandíbulas  em geral , como todos os maquinários que serão apresentados possuem vantagens e desvantagens.2

Vantagens: possuem uma grande capacidade de trabalho; mecânica simples, facilitando a operação (não ocorre entupimento); custo de manutenção  baixo devido sua mecânica simplificada e baixo consumo de energia. 2

Desvantagens: o produto ao sair do britador não possui grande uniformidade. 2

Nos britadores de mandíbulas (Figura 1) os elementos mecânicos ativos são uma placa metálica móvel (mandíbula móvel), que se move em movimento recessivo (aproxima-se e afasta-se) de uma placa metálica fixa (mandíbula fixa). A distância entre as duas mandíbulas na extremidade superior do britador é designada como "gape". O fragmento de rocha ou minério a ser britado é introduzido no espaço entre as duas mandíbulas e, durante o movimento de aproximação, é esmagado. Os fragmentos resultantes escoam para baixo, durante o movimento de afastamento, cada qual se deslocando até uma posição em que fique contido pelas mandíbulas e seja novamente esmagado na aproximação seguinte da mandíbula móvel. 3

Nota-se na Figura 1 a presença de um volante (na realidade são 2, mas o outro está no plano anterior ao corte). Estes volantes têm a função principal de armazenar energia cinética durante a operação do britador, que é
intermitente, o equipamento passando períodos operando em vazio, isto é, sem receber alimentação. Nestes períodos, o volante gira e acumula energia cinética, que será dispendida no momento em que o britador for alimentado e tiver que quebrar as partículas entre as mandíbulas. Desta forma o motor do equipamento é aliviado. 3

A outra função de um dos volantes é trabalhar como uma grande polia, acionada por correias em V, a partir do motor. Isto é vantajoso, porque vale como um dispositivo de segurança: em caso de travamento do britador (por exemplo por causa de um fragmento grande demais para ser britado), as correias patinam ou acabam por se romperem, protegendo o motor. 3

Figura 1 - Corte de um britador de mandíbulas. 3

2.2 - Britadores de impacto

Os britadores de impacto são largamente aplicados nos processos de britagem primária e secundária. Têm capacidade para britar materiais como granito, basalto, calcários, etc.4 São utilizados amplamente em mineração, transportes, energia, construção e indústria química. É a opção ideal para britagem e peneiramento. Este equipamento apresenta estrutura equilibrada, alta produtividade, fácil operação e manutenção e desempenho seguro. A maior vantagem do britador de impacto é que produz um pó de excelente formato cúbico, sem tendência a se deformar e livre de fissuras. 5