10. 1. 2023

Separación de partículas ferrosas de arena de cuarzo (estudio de caso)

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Los bloques de hormigón liviano blanco generalmente contienen solo materias primas naturales (principalmente arena de cuarzo, yeso, cal, cemento y agua). Durante el proceso de producción, se agrega el elemento de reacción (polvo de aluminio), siendo la condición para obtener el color blanco brillante final la arena de cuarzo molida de alta calidad.

El hormigón liviano gris se utiliza entonces como alternativa o sustitución económica del hormigón liviano blanco (principalmente por razones de precio y en países menos desarrollados), pero es química y mecánicamente menos estable (por lo tanto, los bloques de este material presentan ciertos niveles de fragilidad, tienden a agrietarse, desmoronarse y descascararse). La razón principal de estos problemas es que, mientras que el hormigón celular blanco está hecho de materias primas naturales de alta calidad, en el hormigón celular gris, la costosa arena de cuarzo se sustituye por cenizas volantes (procedentes de centrales termoeléctricas) que a menudo también contienen sustancias nocivas como plomo, cadmio, mercurio, arsénico… El contenido de estas sustancias tiene un efecto negativo no solo en el microclima del edificio resultante, sino que también genera problemas con la eliminación ecológica de los bloques de hormigón celular usados ​​(las sustancias contenidas en las cenizas de las centrales eléctricas no deben penetrar al suelo ni a las fuentes de agua). Por otro lado, el hormigón celular blanco también es inocuo desde el punto de vista ecológico, y se puede reciclar y reutilizar fácilmente. Por esta razón, los más renombrados fabricantes mundiales se orientan principalmente a la producción del hormigón celular blanco (p. ej., en Alemania, el hormigón celular gris ya casi no se usa).

Descripción del problema

Uno de los fabricantes de hormigón celular blanco más importantes del mundo se puso en contacto con nosotros con una solicitud para resolver un problema que tenía desde hace mucho tiempo con la eliminación de partículas de hierro de la arena (ésta se muele en un molino de bolas en su línea de procesamiento y la arena molida sale del molino contaminada con fragmentos de las bolas ferrosas y con el polvo de abrasión de hierro del molino y del sistema de tuberías). Para separar los fragmentos de las bolas, el fabricante instaló originalmente un tamiz fino a la salida del molino. Sin embargo, debido a la alta capacidad de molienda (hasta 30 toneladas por hora), el tamiz se obstruyó muy rápidamente con pequeñas piedras contenidas en la mezcla molida (y además, este tamiz no era capaz de separar partículas muy pequeñas de hierro ni el polvo de abrasión). Por lo tanto, incluso después de la instalación del tamiz, los contaminantes de hierro no deseados continuaron penetrando en el sistema de tuberías a través de la bomba de alta presión y de allí a los silos de almacenamiento (donde se iban asentando sucesivamente).

Solución del problema

Durante mucho tiempo, el cliente trató de encontrar una solución que garantizara la eliminación fiable de las partículas de hierro antes mencionadas de la mezcla de arena fina semifluida. Desafortunadamente, debido a una serie de factores específicos (por ejemplo, material semilíquido y al mismo tiempo altamente abrasivo, alta capacidad de procesamiento, sistema de flujo abierto,  material que fluye rápidamente, gran variedad de contaminantes de hierro: fragmentos grandes de bolas de molienda y polvo ferromagnético, etc.) no es posible utilizar ninguno de los separadores magnéticos habituales. Y los renombrados fabricantes de separadores magnéticos no querían entrar en el difícil e incierto desarrollo de un tipo de separador magnético completamente nuevo.

El cliente podría resolver el problema aplicando un sistema “trunnion magnético” (llamado en inglés "trunnion magnet"), a través del cual fluye el material por el centro del revestimiento interior. Sin embargo, con la capacidad requerida de 30 toneladas de material por hora, habría que utilizar un tambor muy grande, cuyo precio sería del orden de varios cientos de miles de euros (e incluso esta solución no sería perfecta, ya que el material muy abrasivo estaría en contacto directo con el revestimiento del tambor, es decir, con una alta probabilidad el revestimiento del tambor se desgastaría relativamente rápido, lo que requeriría una interrupción de la producción y una reparación costosa y prolongada del separador magnético).

El cliente también podría resolver el problema cambiando a otro tipo de tecnología de producción, pero tal inversión sería aún más costosa que adquirir un tambor magnético con flujo interno...

Por lo tanto, el fabricante de hormigón celular acogió con beneplácito el enfoque de la empresa SOLLAU, que (precisamente en función de sus requisitos y la tecnología de producción existente) creó un tipo completamente nuevo de separador magnético automático de placa sobre tobogán de entrega. Al instalar el separador DND-SFX, se logró una mejora significativa en la pureza del material procesado (en más del 60 %), ya que el separador magnético de la empresa SOLLAU elimina de manera confiable la mayoría de todos los contaminantes de hierro (es decir, tanto los fragmentos de las bolas de molienda, como el polvo de hierro).

Razones para utilizar el DND-SFX

• Alta eficiencia de separación magnética (eliminación de partículas ferrosas pequeñas y grandes)
• Funcionamiento totalmente automático sin necesidad de interrumpir el flujo de material durante la limpieza del separador
• Alta resistencia a la abrasión (porque el sistema magnético no está en contacto directo con el material a tratar)
• Instalación fácil y rápida del separador (sin necesidad de grandes modificaciones en el diseño existente de la línea de producción)
• Poco exigente en términos de gastos de adquisición (en comparación con los sistemas de la competencia, como el sistema trunnion magnético).

Beneficios económicos de nuestra solución para el cliente

La consecuencia del enorme aumento en la pureza del material procesado fue la prolongación de los intervalos de servicio técnico y de la vida útil general de los siguientes equipos tecnológicos clave:

1. Bomba de alta presión: prolongación significativa de su vida útil
2. Tuberías que transportan el material procesado: la reducción del desgaste de las tuberías resultó en una prolongación del 100 por ciento de los intervalos de servicio y limpieza de tuberías
3. Silo de almacenamiento para material limpio: una prolongación considerable del intervalo de servicio con una reducción simultánea en la complejidad del mantenimiento regular (como resultado de una disminución del 75 por ciento en la cantidad de sedimentos de hierro en el fondo de los depósitos de almacenamiento)

Otro beneficio financiero para el cliente resulta de la venta de los residuos de hierro separados a los centros de recogida.

E incluso para el usuario final de productos de hormigón celular, la eliminación de contaminantes ferrosos tiene gran importancia, porque ahora las partículas de hierro ya no penetran en los bloques de hormigón celular. Estas partículas reaccionaron (con el tiempo) con la humedad del aire y crearon manchas de óxido más o menos inamovibles en las paredes enlucidas (e incluso después de volver a pintar, los contaminantes de hierro reaccionaron nuevamente con la humedad...).