Como é produzido o agregado de basalto de alta qualidade?

Summary: Este artigo aborda todo o processo de produção de agregados de basalto de alta qualidade, desde o controle das matérias-primas, britagem, conformação e triagem até o controle de limpeza, analisando como cada etapa afeta a qualidade do agregado e os principais pontos de controle de produção, oferecendo uma referência sistemática de controle de qualidade para os operadores de produção de agregados de basalto....

Basalto, devido à sua alta resistência à compressão, boa resistência ao desgaste e propriedades químicas estáveis, é uma fonte importante de agregados para rodovias, ferrovias de alta velocidade, projetos de hidroenergia e concreto de alta resistência. No entanto, a mesma rocha debasalto pode gerar produtos acabados de qualidade muito diferente de diferentes linhas de produção. A demanda do mercado por agregado de basaltos de alta qualidade continua a crescer, mas nem todas as linhas de produção capazes de fornecer consistentemente esse tipo de agregado existem. A razão não está na rocha em si, mas no nível de controle em cada etapa do processo de produção. Então, como exatamente é produzido o agregado de basalto de alta qualidade?

I. O que é agregado de basalto de alta qualidade?

Referring to GB/T 14685-2022 Pebble and Crushed Stone for Construction, high-quality basalt aggregate (Class I) should meet the following core indicators:

Entre esses indicadores, o teor de partículas escamosas e alongadas e a forma das partículas são os mais eficazes para diferenciar os níveis de qualidade da produção. A diferença entre agregado de alta qualidade e agregado de qualidade comum está concentrada nesses dois indicadores.

II. Controle de Matéria-Prima: Agregado de Basalto de Alta Qualidade Começa na Matéria-Prima da Mina

Muitos operadores atribuem problemas de qualidade agregada aos britadores, mas, na realidade, a qualidade da matéria-prima é um fator importante que determina a qualidade final do agregado. Por mais bom que seja o britador, ele não consegue transformar matéria-prima severamente deteriorada em agregado de alta qualidade Classe I.

Design de Explosões

Os resultados do jateamento afetam diretamente todo o processo de produção subsequente:

Se o tamanho do fragmento da explosão for muito grande, o consumo de energia para britagem primária aumenta e o desgaste das placas aumenta; se for muito pequeno, o teor de finos será alto. A explosão excessiva produz grandes quantidades de pó fino e poeira de pedra, o que aumenta o teor de finos e a pressão de coleta de poeira após entrar na linha de produção.

Mineração Seletiva

Os depósitos de basalto geralmente apresentam uma zona de intemperismo de superfície. O basalto na zona de intemperismo tem uma resistência à compressão significativamente reduzida e uma alta tendência à formação de partículas escamosas, tornando-o inadequado como matéria-prima de agregados de alta qualidade. A produção de agregado de basaltos de alta qualidade deve implementar uma mineração seletiva:

· Material bruto superficial desgastado é separado e utilizado para preenchimento de base de estrada ou agregado de baixa qualidade.

· Basalto de camada profunda entra na linha de produção de agregado de alta qualidade;

· Durante a estação chuvosa, o solo adere facilmente às superfícies de pedra bruta; a triagem prévia e a lavagem devem ser reforçadas na fase de alimentação.

3. Estoque de Matéria-Prima

A matéria-prima de basalto extraída deve ser armazenada adequadamente:

· O solo da pilha de estoque deve ser reforçado para impedir a mistura de terra na parte inferior;

· Matérias-primas de diferentes qualidades devem ser estocadas em zonas separadas para evitar a mistura de material deteriorado com matéria-prima de qualidade.

· Matéria-prima segue o princípio FIFO (primeiro a entrar, primeiro a sair). Superfícies de basalto armazenadas por longos períodos absorvem umidade e envelhecem, afetando a limpeza dos agregados.

III. Estágio de Trituração: Como Controlar a Qualidade da Agregada de Basalto?

O basalt possui alta dureza e forte abrasividade. A etapa de britagem para agregados de alta qualidade geralmente adota uma configuração de britagem primária + britagem secundária/terciária. Cada ação de britagem afeta a forma das partículas, a granulometria e o teor de finos do produto final. Para produzir agregados de basalt de alta qualidade, deve-se prestar atenção ao impacto de cada etapa de britagem na qualidade e implementar controles específicos.

1. britagem primária: estabelecendo a base para agregados de basalto de alta qualidade

A britagem primária quebra a pedra bruto estourada em tamanho de partícula médio, criando condições de alimentação para a britagem secundária/terciária subsequente e estabelecendo a base de qualidade para toda a linha de produção.

· Tamanho de partícula estável: A distribuição do tamanho das partículas na descarga da britagem primária determina as condições de alimentação para a britagem secundária/terciária. Se a descarga for estável e a distribuição for concentrada, a britagem secundária/terciária pode operar sob condições estáveis. Para produzir agregados de alta qualidade, a fase de britagem primária deve garantir a estabilidade da abertura de descarga e controlar o tamanho das partículas na descarga.

· Control clay content at the source: High-quality basalt aggregate requires clay content ≤0.5%. Once clay enters downstream, it ultimately adheres to the finished product surface, raising clay content indicators, and removal costs increase. Configuring pre-screening equipment at the feeding stage is a low-cost and most direct method for clay content control.

2. britagem Secundária/Terciária: O Núcleo da Formação da Qualidade de Agregados de Basalto

A britagem secundária/terciária é a fase principal na produção de agregados de basalto. A distribuição do tamanho das partículas e a forma das partículas na base do produto final dependem em grande parte dessa fase. Para produzir um agregado de alta qualidade, a abertura de descarga da britagem secundária/terciária deve ser ajustada de forma adequada, a alimentação deve ser estável e o tamanho das partículas na descarga deve estar concentrado dentro da faixa processável das etapas subsequentes de conformação e peneiramento.

A britagem secundária/terciária de basaltos geralmente utiliza britadores de cone. A eficiência do princípio lamelar depende da espessura da camada de material na câmara de britagem. Quando a alimentação é suficiente e contínua, a compressão entre partículas é completa e a forma das partículas é relativamente uniforme. Caso contrário, pode ocorrer instabilidade na forma das partículas, juntamente com o desgaste acelerado das peças de desgaste. Durante a produção, o estado de operação do equipamento deve ser monitorado prontamente, os parâmetros ajustados de forma oportuna e as peças de desgaste substituídas para estabilizar a qualidade da descarga na britagem secundária/terciária.

IV. Moldagem de Materiais: A Chave do Materiais de Basalto Qualificados para Alta Qualidade

Se as etapas de britagem resolvem o problema do "material qualificado", então a etapa de conformação resolve o problema da "qualidade excelente". As usinas de agregado de basalto de alta qualidade geralmente estão equipadas com uma etapa de conformação.

Por que a conformação é necessária na produção de agregados de basalto?

A produção de material a partir da britagem secundária/terciária não atende completamente aos padrões finais de agregados de alta qualidade. Uma proporção considerável de partículas apresentará formas laminares e alongadas, o que tende a reduzir a densidade e resistência do concreto. O objetivo de conformação é remodelar partículas laminares e alongadas em formas mais cubicas por meio de britagem de impacto, reduzindo o conteúdo de partículas laminares e alongadas nos agregados para atender melhor aos requisitos de agregados de basalto de alta qualidade.

A conformação geralmente utiliza uma britador VSI. Utilizando o princípio de britagem "pedra sobre pedra": o material é acelerado por um rotor de alta velocidade e lançado, atingindo o revestimento de material na parede da câmara de britagem, alcançando a britagem entre partículas. Nesse processo, as peças de desgaste metálicas raramente participam diretamente da britagem, resultando em baixos custos de desgaste, adequado para materiais altamente abrasivos como o basalto.

2. Pontos-chave de Controle na Etapa de Moldagem

· Controle do tamanho das partículas na alimentação. Alimentação excessiva na etapa de conformação pode causar travamento do rotor e redução da eficiência de projeção. A descarga da britagem secundária/terciária deve passar primeiro por uma peneira, com o material dentro das especificações enviado para a máquina de conformação e o material fora das especificações retornado à britagem cone para nova britagem.

· Speed control. A eficácia na conformação depende da velocidade do ponta do rotor. Velocidade mais alta significa maior energia cinética de projeção do material, uma britagem por impacto mais eficaz e melhores resultados de conformação. Mas uma velocidade excessiva também implica maior consumo de energia e degradação mais rápida das peças de desgaste. Na operação real, a velocidade deve ser ajustada de forma razoável e flexível com base nas condições de alimentação e na forma desejada das partículas.

· Throughput control. A conformação do material não é simplesmente passar por uma vez. Uma taxa de alimentação excessiva resulta em uma densidade do material excessivamente alta na câmara de britagem, enfraquecendo a eficácia do impacto e levando a uma conformação insuficiente; uma taxa de alimentação insuficiente desperdiça capacidade. A abordagem adequada é controlar a taxa de alimentação dentro da faixa razoável da capacidade de processamento do equipamento, garantindo que cada partícula receba energia cinética de impacto adequada.

Para projetos de produção de agregado de basalto direcionados às camadas superficiais de rodovias, lastro de ferrovias de alta velocidade e concreto de alta resistência, a etapa de conformação é uma configuração necessária.

V. Etapa de Triagem: Salvaguardando a Gradução do Agregado de Basalto de Alta Qualidade

Na produção de agregados de basalto, a etapa de peneiramento determina a curva de graduação do produto final.

1. Configuração da Tela de Tela

Agregados de basalto de alta qualidade geralmente exigem a produção simultânea de várias especificações. Portanto, a abertura da malha da tela deve corresponder estritamente às especificações alvo. Ao mesmo tempo, o número de camadas de tela e a área de peneiramento devem ser dispostos de forma razoável de acordo com a capacidade de processamento; uma área de peneiramento insuficiente leva à redução da eficiência de peneiramento.

2. Triagem em circuito fechado

Em projetos de produção de agregados de basalto de alta qualidade, normalmente é adicionado um circuito de peneiração fechado após a britagem secundária/terciária. A peneira vibratória desvia simultaneamente o material qualificado como produto final e retorna o material não qualificado à britadeira, garantindo plenamente a eficiência da peneiração e a graduação do produto final.

VI. Como Garantir que o Teor de Agregado Fino de Basalto Atenda aos Padrões?

Basalt contains 45%–52% SiO₂, making the fine dust generated during crushing a respirable crystalline silica hazard. The crushing process also produces fine dust that must be controlled to meet specifications. Dust adhering to aggregate surfaces causes fines content to exceed standards. This is a key indicator for evaluating high-quality aggregate. Dust collection processes can be reasonably configured in production stages to reduce aggregate fines content.

1. Processo de Coleta de Poeira Seca

Configure sistemas de captação de poeira em pontos propensos ao escapamento de poeira, como etapas de alimentação, britagem e triagem.

· Spray de névoa de água de alta pressão: adequado para pontos com baixa concentração de poeira

· Coleta de poeira por pulso: adequado para pontos com alta concentração de poeira

2. Processo de Lavagem a úmido

Para usinas de agregados de basalto de alta qualidade com requisitos rígidos de teor de finos, a coleta de poeira seca pode ser insuficiente para o cumprimento estável, exigindo a adição de uma etapa de lavagem:

· Lavadora espiral de areia ou lavadora de areia com roda para remover o pó fino aderido às superfícies agregadas;

· Dispositivos de recuperação de areia fina devem ser equipados após a lavagem para reduzir a perda de agregados finos;

· A produção úmida também exige um sistema de tratamento de água residuária, com reciclagem de água para a sustentabilidade ambiental.

Resumidamente, a produção de agregado de basalto de alta qualidade não é uma inovação em uma única etapa, mas sim uma gestão sistemática e controle em todo o processo de produção. A matéria-prima é a base, a britagem é o foco, a modelagem é a chave, a triagem garante a granulometria, e a limpeza do agregado é a linha de base da qualidade. Somente controlando cada etapa da produção é possível maximizar o valor do minério, atendendo, por fim, à demanda do mercado por agregados de alta qualidade.

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