Durante a M&TEXP0’99, será lançado no estande da revista Brasil Mineral o livro “Britagem”, do engenheiro metalúrgico echefe do Laboratório de Tecnologia Mineral da Escola Politécnica da USPArthur Pinto Chaves. Nesse livro o autor, que também ministrará palestra durante o evento, parte dos conceitos básicos da cominuição(processo que envolve a britagem e amoagem), analisa os diversos tipos etamanhos de equipamentos disponíveis,fornece indicações e critérios para a seleção e dimensionamento de britadores, inclusive com exercícios didáticos, enfoca os principais fatores responsáveis pelo desgaste das peças e componentes, e discute os aspectos envolvidos na operação e manutenção desses equipamentos. Abaixo, um resumo dos principais itens abordados.

Conceitos básicos

Cominuição é o conjunto de operações de redução de tamanhos de partículas minerais, executado de maneira controlada e de modo a cumprir um objetivo pré-determinado. Isto inclui as exigências de controlar o tamanho máximo dos produtos e de evitar a geração de quantidades excessivas de finos. As operações de cominuição se fazem necessárias na realidade industrial para permitir o manuseio do material, e o transporte contínuo, assim como para permitir a utilização do minério (a brita para concreto ou pavimentação, por exemplo, deve ter tamanhos bem definidos), e para liberar as partículas dos minerais úteis e dos minerais de ganga e permitir a sua separação.
As operações de cominuição são a britagem e a moagem. Elas são diferentes não só em termos da faixa de tamanhos considerada como, principalmente, dos mecanismos de redução de tamanhos envolvidos. Nos processos de britagem, as partículas grosseiras sofrem a ação de forças de compressão ou de impacto. Os processos de moagem se restringem às frações mais finas e utilizam mecanismos de abrasão e arredondamento (quebra de arestas). As operações de cominuição podem ser feitas a seco ou a úmido. "A úmido” significa que a moagem é feita em uma polpa com água suficiente para o transporte dos sólidos. "A seco” significa com a umidade natural do minério - isto é, sem adição de água - o que é possível somente até um certo limite de umidade.

Equipamentos

Existem inúmeros tipos de britadores. Nem todos entretanto têm aplicação industrial tão generalizada que mereçam destaque (observe o quadro abaixo).

Britadores giratórios

Estes britadores têm um elemento móvel, que é o cone, e um elemento fixo, que é o manto (também referido como côncavo). O cone tem um movimento excêntrico - isto é, ele gira em torno de um eixo que não é o eixo do cone. Desta forma, ele se aproxima e se afasta das paredes internas do manto num movimento recessivo circular. Neste movimento, uma parte do cone se aproxima do manto, ao passo que a parte às suas costas se afasta. A parte que se aproxima esmaga as partículas entre o manto e o cone. Atrás, no afastamento, as partículas encontram espaço para cair até serem contidas e então, no movimento de aproximação, serem esmagadas.
Os britadores - tanto de mandíbulas como giratórios - têm uma limitação de processo para a relação de redução, tornando necessários três ou quatro estágios sucessivos - as britagens primária, secundária, terciária e quaternária. Os britadores de mandíbulas usados para as britagens primária, secundária e terciária (não fazem britagem quaternária) têmprojeto mecânico razoavelmente parecido. Já com os britadores da família dos giratórios, isto não ocorre, cada estágio exigindo um projeto diferente.

Tamanhos

Para os britadores de mandíbulas usam-se as duas dimensões da abertura de entrada: o gape e a largura da mandíbula móvel. 10060 representa um britador de mandíbulas de 60 cm de gape e 100 cm de largura da mandíbula. O primeiro número está associado ao tamanho máximo de partícula que o britador pode receber e britar. O segundo número está associado à capacidade de produção do equipamento. Para os britadores giratórios usam-se números semelhantes: a abertura de passagem entre o manto e a aranha (relativo ao tamanho máximo da alimentação) e o diâmetro da base do cone (relativo à capacidade do equipamento). Assim, um britador giratório 5474 tem uma abertura livre de 54" e um cone com base 74". Os britadores cônicos podem ser fornecidos com diferentes desenhos de câmara (para grossos, intermediárias e para finos), de modo que fica mais cômodo usar apenas o segundo número. Assim, muitas vezes eles são referidos pelo diâmetro da base do cone: 26", 51", 60" etc.
Os britadores de impacto precisam de dupla designação, o tamanho da boca de alimentação (largura e abertura) e as dimensões do rotor (diâmetro e comprimento).

Seleção de Britadores

A escolha de um britador para um dado serviço deve atender uma série de exigências, cada qual independente das demais. Uma delas é que vai impor o tamanho do equipamento a ser escolhido.
São elas:
a) condição de recepção: o britador deve ter um gape suficientemente grande para deixar passar o fragmento máximo da alimentação. Não só deixá-lo passar, mas fazê-lo chegar até uma posição dentro da câmara de britagem em que haja condição dele ser britado.
b) condição de processo: o britador deve gerar a distribuição granulométrica desejada pelo engenheiro de processos.
Cada britador tem uma série de regulagens limitada e é preciso verificar se ele opera na abertura desejada.
c) capacidade: o britador tem uma capacidade que varia com o seu tamanho e, para cada tamanho, com a abertura.

Fator de serviço

Os britadores operam de maneira intermitente: o caminhão encosta de ré, bascula, abaixa a báscula e se afasta; então o caminhão seguinte na fila encosta de ré, bascula etc. Resulta que o britador fica muito tempo ocioso (razão de os britadores de mandíbulas terem os volantes para armazenar energia durante estes períodos). Em conseqüência é necessário utilizar um fator de serviço para que o britador possa atender à capacidade necessária. Este fator é 1,5 para os britadores primários e 1,25 para os demais.

Desgaste de peças de britadores

Os dois grandes itens de custo de britagem são a energia e as peças de desgaste. Éportanto importante saber calcular o consumo destas peças e poder prever o momento da sua troca. O método para calcular este desgaste foi desenvolvido pelo saudoso Prof. Fernando A. Siriani, no começo dos anos 70. Ele encontra-sedescrito na sua tese de doutoramento e emvárias publicações. O seu métode. resumidamente, consiste em:
1 - calcular a energia consumida na britagem através da equação de Bond:
, onde
W é a energia consumida na britagem en: kWh/t,
WI é o “work index” de Bond, expresso cr. kWh/st.
P = malha por onde passa 80% do produto
F = malha por onde passa 80% do alimentação.

OPERAÇÃO
Lubrificação

A lubrificação do britador é umapreocupação constante. Os equipamentosmodernos trabalham com Iubrificação forçada. Muitos modelos têm umdispositivo de proteção (intertravamento: que funciona da seguinte forma: quandose liga o equipamento, inicialmente é acionada a bomba de óleo lubrificante. Somente quando este penetrou entre os eixos e mancais é que o motor do britadoré liberado para a partida.
Os sistemas de lubrificação de algunsmodelos são grandes e ocupam áreassignificativas. Énecessário, no projeto, prever espaço para eles, acesso e facilidadespara manutenção.

Regulagem

A regulagem da abertura do britador é oparâmetro operacional mais importante.Nos britadores de mandíbulas é feitamediante a cunha ou encosto abanadeira. Nos britadores da família dos giratórios é feita levantando ou abaixando o cone.
Nestes últimos, antigamente, era precisogirar a parte superior do manto (conhecida como “anel”) para rosquear a aranha. Utilizavam-se sistemas de macacoshidráulicos para fazer este movimento. Esta regulagem tinha que ser feita com o britador parado e vazio. Ela era feita por tentativa e erro, isto é, fechava-se, ligava-se o britador e verificava-se a medida da abertura. Se ela estivesse muito aberta, fechava-se mais um pouco, até chegar no valor desejado. Se ela estivesse muito fechada, abria-se um pouco, até acertar. Este sistema foi substituído pela regulagem hidráulica. Uma câmara cheia de óleo, por baixo do cone, sustenta-o. Bombeando-se óleo para esta câmara, o cone é levantado. Para abaixá-lo, retira-se óleo. Em caso de sobrecarga do britador, entrada de alguma peça metálica, como um dente de escavadeira, existe um dispositivo de alívio que abre o britador, descarrega a peça e depois retorna às condições normais de operação.

Problemas operacionais

Um britador pode trabalhar mal por diversas razões:

a) empastamento: quando a alimentação tem grande proporção de finos e está úmida, ela pode grudar nas mandíbulas. Se estesfinos são argilosos, tornam-se plásticos e não escoam para baixo: a cada movimento da mandíbula o material é amassado mas não desce.
b) entupimento (“blocking”): blocos grandes, maiores que o tamanho máximoadmitido pelo bitador podem entrar nele. Acontecendo isto, o britador não pode quebrá-los e eles ficam entalados, numa posição tal que impedem o movimento da mandíbula. Esta situação é muito freqüente em britadores primários que não têm grelha de proteção e é necessário parar toda a operação até retirar o bloco. Algumas vezes, a única solução possível é desmontar o bloco dentro do britador com explosivo.
c) atolamento (“bridging”): as partículas podem se arrumar dentro do britador de mandíbulas de tal maneira que formam um arco que sustenta as partículas acima dele e impede a sua passagem. Cessa o escoamento através do britador, apesar de este continuar funcionando.
d) “choking”: conforme o material vai sendo britado, o volume total ocupado pelas partículas aumenta - fenômeno do empolamento. Isto acontece continuamente. Nos britadores de mandíbulas, à medida que isto ocorre, a secção disponível para o escoamento das partículas diminui. Então, dentro do britador existe uma posição onde a capacidade de vazão é mínima. Se a vazão com que o britador é alimentado excede esta vazão crítica, o britador atola.