Quali sono le attrezzature per lo screening? Tipi e guida alla selezione

Chiedete a qualsiasi direttore di stabilimento nel settore degli aggregati o dell’estrazione mineraria quale macchina controlla la qualità del prodotto finale e la risposta probabile indicherà i vagli piuttosto che i frantoi. Le apparecchiature di vagliatura separano il materiale sfuso in frazioni dimensionali utilizzando una superficie forata: le particelle più piccole delle aperture passano attraverso, mentre il materiale sovradimensionato viaggia lungo il ponte per lo scarico o ulteriore frantumazione. Questa semplice funzione è al centro di ogni circuito di frantumazione e regola la conformità alle specifiche del prodotto e il carico del frantoio. Continua a leggere per comprendere i principali tipi di apparecchiature di screening, come funzionano e come scegliere quella giusta.

Che cosa sono le apparecchiature di screening e perché sono importanti?

Le apparecchiature di vagliatura classificano il materiale in entrata in due o più frazioni granulometriche facendolo passare su una o più superfici di vagliatura. Le aperture dello schermo determinano il punto di taglio e il movimento vibrante o rotatorio del piatto garantisce che ogni particella abbia la possibilità di trovare un'apertura.

Nella lavorazione dei minerali, i vagli svolgono tre compiti distinti:

• Prevagliatura: rimuove le parti fini e lo sporco davanti al frantoio, prevenendo sprechi di energia e usura prematura.
• Vagliatura di controllo: protegge la qualità del prodotto finale rimuovendo il materiale fuori misura prima dello stoccaggio.
• Screening finale: suddivide il flusso di materiale in più gradi di prodotto vendibile.

Quando le prestazioni del vaglio si deteriorano, a causa di mezzi accecati, ancorati o usurati, i frantoi ricevono un'alimentazione di scarsa qualità, il prodotto non rientra nelle specifiche e le fasi di lavaggio a valle o di produzione della sabbia diventano instabili. Poiché i vagli lavorano in stretta collaborazione con alimentatori vibranti, frantoi e trasportatori a nastro, la scelta dell'attrezzatura di vagliatura corretta spesso determina se un impianto raggiunge la produttività prevista.

Principali tipi di apparecchiature di screening

Sono state sviluppate diverse famiglie di macchine per diversi materiali e compiti. I vagli vibranti dominano gli impianti minerari e di aggregazione; vagli a tamburo, vagli grizzly, vagli a disco, vagli a stella e vagli a banana svolgono ruoli più specializzati.

Vagli vibranti

I vagli vibranti sono il cavallo di battaglia dell'industria mineraria e degli aggregati. Un vibratore motorizzato fissato alla scatola del vaglio genera un movimento di lancio continuo: il materiale rimbalza verso l'alto, atterra ulteriormente lungo il piatto e ripete il ciclo. Il vivace rimbalzo separa il letto in strati, con le particelle fini che migrano verso il fondo e passano attraverso le aperture mentre le particelle grossolane si muovono verso l'estremità di scarico.

Due configurazioni coprono la maggior parte delle applicazioni. I vagli vibranti inclinati funzionano con una pendenza compresa tra 15 e 22 gradi, sfruttando la gravità per accelerare il viaggio del materiale; ciò garantisce una produttività elevata con un consumo energetico inferiore, rendendoli ideali per la classificazione degli aggregati grossolani e medi. I vagli vibranti orizzontali funzionano ad un angolo basso e si affidano interamente alle vibrazioni per trasportare il materiale, offrendo una separazione più precisa, una migliore gestione del mangime umido e appiccicoso e un'altezza di installazione ridotta per i siti vincolati.

I vagli vibranti sono ulteriormente classificati in base allo schema della corsa. Schermi a movimento circolare, come il Vaglio vibrante circolare YK , utilizzare un singolo blocco eccentrico o albero per un design semplice ed economico con requisiti di manutenzione ridotti: una scelta comune per la vagliatura media e fine di aggregati e minerali. I vagli a movimento lineare utilizzano due eccitatori controrotanti per produrre una corsa rettilinea, fornendo una maggiore efficienza per la disidratazione, la sfangatura e la classificazione fine. Per la maggior parte dei produttori di sabbia, ghiaia e pietra, un vaglio inclinato a movimento circolare con più piani offre la combinazione più equilibrata di capacità, affidabilità e costi operativi.

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Schermi a tamburo

Un vaglio a tamburo, a volte chiamato vaglio a tamburo rotante, è costituito da un cilindro rotante inclinato con pareti laterali perforate. Il materiale cade all'interno mentre il tamburo gira; le particelle fini cadono attraverso i fori ed escono sovradimensionate dall'estremità aperta. I vagli a tamburo offrono un prezzo di acquisto basso e un'elevata tolleranza all'alimentazione, ma solo circa un terzo della superficie del vaglio è attivo in qualsiasi momento, la macchina ha un ingombro elevato e l'alimentazione umida e fibrosa tende a chiudere le aperture. Queste macchine vagliano a casa i rifiuti solidi urbani, il compost e il materiale alluvionale carico di argilla. Nelle cave di roccia dura e negli impianti di aggregati convenzionali, i vagli vibranti rimangono lo standard per i lavori di dimensionamento primario.

Altri tipi di schermate comuni

Diverse macchine specializzate riempiono nicchie definite all'interno della vagliatura:

• Vagli grizzly: barre d'acciaio parallele distanziate a distanza prestabilita, montate davanti ai frantoi primari per lo scalpo sovradimensionato, in genere superiore a 100 mm. Gli alimentatori vibranti per grizzly combinano lo scalping con l'alimentazione in un'unica unità.
• Vagli a disco: dischi rotanti che trasportano il materiale in avanti mentre le particelle più piccole cadono attraverso gli spazi vuoti; una buona soluzione per mangimi appiccicosi, fibrosi o contaminati come detriti di costruzione e demolizione.
• Vagli stellari: una variante di vaglio a disco con elementi rotorici a forma di stella, adatta alla vagliatura di materiale organico ad alto contenuto di umidità e compost.
• Vagli a banana: impalcati a più pendenze che iniziano ripidi e si appiattiscono, garantendo un rapido assottigliamento del letto nella zona di alimentazione e un tempo di permanenza più lungo vicino allo scarico per attività di produttività molto elevate.

Ognuno ha il suo posto, ma nessuno rivaleggia con la versatilità e la base installata dei vagli vibranti nella lavorazione dei minerali.

Come funziona un vibrovaglio?

Conoscere l'anatomia interna di un vibrovaglio aiuta nella selezione, nella messa in servizio e nella risoluzione dei problemi quotidiani. I componenti principali sono:

• Scatola di vagliatura: l'alloggiamento in acciaio saldato che sostiene i piani e trasmette il movimento vibratorio.
• Vibratore: l'eccitatore che genera il colpo. I vibratori a blocchi eccentrici sono semplici ed economici e si adattano a vagli per carichi leggeri e medi; I vibratori ad albero eccentrico producono un'ampiezza maggiore e più stabile per installazioni pesanti e ad alta capacità.
• Supporti a molla: isolano le vibrazioni dalla struttura circostante consentendo al cassonetto di oscillare alla sua frequenza naturale.
• Supporti per lo schermo: tela metallica intrecciata, pannelli in poliuretano, tappetini in gomma o piastre in acciaio punzonate fissate su ciascun ponte.
• Sistema di azionamento: un motore elettrico collegato al vibratore tramite cinghia trapezoidale o accoppiamento diretto.

Il processo di separazione combina due effetti fisici. Innanzitutto, la componente verticale della corsa lancia il materiale verso l'alto mentre la componente orizzontale lo fa avanzare lungo il ponte, creando un letto stratificante in cui le particelle fini si depositano sullo strato inferiore. In secondo luogo, le particelle che entrano in contatto con la superficie dello schermo si allineano con un'apertura e passano attraverso, mentre le particelle sovradimensionate continuano fino all'estremità di scarico. L'efficienza della vagliatura è regolata dall'ampiezza della corsa, dalla frequenza di vibrazione, dall'angolo del ponte e dalla forma e dimensione delle aperture. Quando l'alimentazione è umida o contiene argilla, le parti fini bagnate si attaccano al supporto e riducono l'area aperta, motivo per cui alcune operazioni aggiungono barre di spruzzatura o passano a materiali antiaccecamento come poliuretano o gomma.

Come scegliere la giusta attrezzatura per lo screening

Non esiste un singolo schermo adatto a ogni compito, motivo per cui la selezione dovrebbe seguire un esame strutturato di cinque fattori.

1. Caratteristiche del materiale. L'umidità, il contenuto di argilla, l'abrasività e la forma delle particelle determinano il tipo di vaglio e il supporto. L'alimentazione umida e appiccicosa richiede movimento orizzontale, mezzi antiaccecamento o barre di spruzzatura. I minerali altamente abrasivi richiedono piastre in poliuretano o gomma per tenere sotto controllo i costi di sostituzione.
2. Requisito di produttività. Lo schermo deve gestire l'intero flusso dell'impianto in tonnellate all'ora. Le unità sottodimensionate creano colli di bottiglia; unità sovradimensionate sprecano capitale ed energia. Adattare la velocità di alimentazione nominale per metro quadrato di superficie del ponte al flusso di progetto dell'impianto.
3. Punti di taglio delle dimensioni. Lo scalping grossolano superiore a 50 mm, la classificazione media da 5 a 50 mm e la classificazione fine inferiore a 5 mm richiedono ciascuno schemi di corsa, angoli del piatto e aperture dei supporti diversi. I vagli a più piani consentono di realizzare diversi prodotti da un'unica macchina.
4. Scelta del supporto per lo schermo. La rete metallica tessuta offre un basso costo e un'elevata area aperta per il materiale secco. I pannelli in poliuretano garantiscono una lunga durata, abbagliamento ridotto e smorzamento del rumore. Gli schermi in gomma assorbono gli impatti nelle applicazioni di scalping pesanti. La maggior parte degli impianti utilizza supporti diversi su ponti diversi.
5. Budget di installazione e funzionamento. Gli schermi inclinati necessitano di elevazione per il flusso gravitazionale; gli schermi orizzontali si adattano agli impianti a basso profilo. Confronta insieme il prezzo di acquisto, il consumo energetico, gli intervalli di sostituzione dei supporti e i tempi di inattività programmati, anziché solo il costo iniziale.

Dopo aver selezionato le macchine, confermare la configurazione con il produttore e, ove possibile, testare un campione del mangime reale. Il materiale vegetale reale varia sempre dalle specifiche di una brochure. Per le attività tipiche legate agli aggregati e all'estrazione mineraria, il vibrovaglio circolare YK rappresenta una base affidabile e a bassa manutenzione.

Attrezzatura di vagliatura in un impianto completo di frantumazione e vagliatura

Gli schermi non funzionano da soli e il loro ruolo diventa chiaro solo se visti come parte di un circuito completo. Un comune impianto di frantumazione a tre stadi con due stadi di vagliatura mostra lo schema:

1. Un alimentatore vibrante grizzly alimenta l'aggregato di miniera a un frantoio a mascelle, scrostando le parti fini naturali prima che raggiungano la camera di frantumazione.
2. Lo scarico del frantoio primario viene schermato per dividere il flusso: il sottovaglio avanza, mentre il sopravaglio viene restituito al frantoio per un'ulteriore riduzione.
3. Il vaglio finale divide il materiale in sabbia e prodotti aggregati classificati; il prodotto sovradimensionato ritorna al frantoio terziario e i nastri trasportatori trasportano ciascun prodotto allo stoccaggio.

Questo design a circuito chiuso è possibile solo perché lo schermo ha l’ultima parola su ogni particella. Il sovradimensionamento non può lasciare l'impianto finché non soddisfa le specifiche e i frantoi non ricevono mai multe eccessive che sprecano energia e aumentano l'usura. Il livello di controllo del processo dipende interamente dalle dimensioni e dalla configurazione delle apparecchiature di screening per coordinarsi con quelle vicine.

Questa interazione è la ragione per cui molti proprietari di progetti preferiscono un unico fornitore per l’intera serie di macchinari di processo. Attrezzature di frantumazione come i frantoi a mascelle, a cono e a impatto devono funzionare con un vaglio di capacità corrispondente, mentre sistemi di trasporto a nastro collegare insieme ogni fase del processo. Quando tutte le macchine sono progettate come un unico sistema, l'impianto funziona costantemente alla potenza nominale.

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Per riassumere: le apparecchiature di vagliatura classificano il materiale in base alle dimensioni e nelle operazioni di estrazione e aggregazione controllano l'efficienza del frantoio, la qualità del prodotto e i costi operativi. Il vibrovaglio è la tecnologia dominante per questi settori, poiché combina elevata capacità, prestazioni affidabili e semplice manutenzione; gli schermi a tamburo, a grizzly, a disco, a stella e a banana servono nicchie più ristrette. Scegliere il retino giusto significa valutare le caratteristiche del materiale, la produttività, i punti di taglio, il tipo di supporto e il costo operativo totale, quindi confermare il progetto con il produttore. Se stai progettando un nuovo impianto o aggiornando un circuito esistente, inizia con il tipo di vaglio che trasporta la maggior parte del tonnellaggio del settore, il vaglio vibrante, e costruisci il resto della linea attorno ad esso.