Trituración de arena en un aparato de la capa vórtex

La trituración de arena es una etapa necesaria en la preparación del material para su uso posterior en la construcción y la industria. Es uno de los componentes básicos para el acabado de superficies exteriores, mezclas de yesos, morteros, revestimientos de suelos. Se utiliza en la producción de adoquines, mezclas de construcción secas, vidrio, pinturas y barnices, etc. Al mismo tiempo, la calidad de los materiales, estructuras y superficies en las que se usa arena depende de qué tan fino y bueno sea este material en el contexto de activación para la interacción con otros componentes.

¿Para que se tritura la arena?

La dispersión de arena es necesaria para crear un material de construcción finamente disperso con una alta concentración de dióxido de silicio y una cierta finura de molienda. Depende principalmente de estos dos parámetros qué tan bien se puede utilizar la arena en la construcción de mezclas, en la producción de materiales. 

Triturado a los parámetros requeridos y el producto activado se convertirá en la base para crear estructuras fuertes y resistentes al desgaste, superficies que no son susceptibles de contracción fuerte, abrasión y la influencia de factores externos.

Así, la arena de diferentes fracciones es adecuada para diferentes propósitos y materiales:

• 2,5 mm – solución para albañilería;
• 2-2,8 mm – para yeso rugoso;
• 1,25 mm – para acabado, acabado de yeso, masilla.

Para la producción de materiales de construcción y acabado, se utiliza arena fina y muy fina. Para lograr tales indicadores, el material está sujeto a trituración y, al mismo tiempo, activación para impartir las propiedades necesarias.

Trituración de arena: métodos tradicionales, sus ventajas y desventajas

La molienda de arena se lleva a cabo mediante varios molinos. El mercado presenta una serie de tipos de dispositivos que permiten temas u otras formas de optimizar la producción de material:

• Molinos de bolas
  Son tambores con bolas u otros elementos trituradores en su interior, que cuando la cámara de trabajo gira, muele la arena rompiéndola, triturándola y aplastandola. La tecnología destaca por su consumo energético y, en el mejor de los casos, la eficiencia del dispositivo alcanza el 20%. Además, los dispositivos están sujetos a un gran desgaste y requieren periódicamente la sustitución de componentes y elementos de trabajo. Pero al mismo tiempo, a la salida obtenemos un producto de gran calidad, con una finura de hasta 2 micras.
• Molinos vibrantes
  Son equipos con cámara de trituración y vibrador, lo que permite obtener pequeñas partículas. Pero para moler el material en esta instalación, primero se debe preparar, lo que conlleva un consumo adicional de energía, tiempo y potencia.
• Molinos planetarios
  Son similares en diseño a las instalaciones esféricas, pero más económicas que ellas. Además de la rotación a lo largo del eje central, los tambores giran alrededor de su propio eje, creando una presión de decenas de G. Permiten moler arena hasta 3 micrones.
• Molinos de chorro
  Son dispositivos para moler arena mediante flujo de aire dirigido con material triturado uno encima del otro. Bajo la influencia de las fuerzas de fricción, los impactos, los granos de arena se rompen y, cuando alcanzan un determinado tamaño, se retiran de la cámara. La tecnología permitirá obtener partículas de menos de 1 micra. Pero para el funcionamiento de la instalación se requiere un suministro constante de una gran cantidad de aire comprimido y un suministro uniforme de material triturado, lo que hace que la técnica no siempre sea económicamente viable. La eficiencia alcanza el 58%.

Este tipo de molino para moler arena muestra resultados satisfactorios y el producto resultante es apto para la construcción, no siempre permiten alcanzar el grado de actividad deseado de la sustancia, y en el marco del proceso tecnológico consumen una cantidad irrazonablemente grande de energía. La mayoría de las instalaciones son ruidosas y engorrosas, requieren un mantenimiento constante y el reemplazo regular de componentes.

Aparato de la capa vórtex como una forma de optimizar el proceso de trituración de arena

El aparato de la capa vórtex (AVS) o molino para arena electromagnético de vórtex es un equipo universal innovador, incluidos los utilizados para la producción de materiales finamente dispersos. GlobeCore diseña y fabrica aparatos de la capa vórtex AVS-100 y AVS-150. Estos modelos de molinos de vórtex resuelven los problemas de los métodos tradicionales de molienda de arena.

El diseño AVS contiene una cámara de trabajo con un campo electromagnético giratorio generado por un inductor. Aquí se añaden agujas ferromagnéticas como sustancia de trabajo. Las partículas ferromagnéticas que giran en un campo electromagnético golpean las paredes de la cámara, entre sí y el material triturado. Como resultado, se crea un entorno favorable para una rápida molienda y activación de la arena.

Debido a la capacidad de cambiar el período de procesamiento del material en la cámara, es posible lograr diferentes grados de molienda. Cuanto más tiempo se tritura la arena, más fina se vuelve. Por tanto, AVS puede producir material de distintas fracciones para determinadas tareas en construcción, en producción. Con el procesamiento más fino posible, se obtienen partículas de solo 1 micra.

La molienda de arena se produce bajo la influencia de varios procesos, que incluyen:

• dispersión;
• mezcla;
• tratamiento electromagnético;
• electrólisis (en el caso de la molienda húmeda de arena);
• vibraciones acústicas;
• alta presión local, etc.

Juntos, estos procesos proporcionan una molienda y activación eficientes de las partículas finas. A la salida, obtenemos arena de alta calidad, adecuada para la preparación de mezclas, la producción de materiales. Luego, servirán como base para crear superficies, estructuras, paredes, pisos, techos y fachadas duraderas y confiables. Tenga en cuenta que todos los procesos ocurren simultáneamente y en una cámara de trabajo, lo que aumenta significativamente la eficiencia del molino de vórtex electromagnético.

Al mismo tiempo, debido a la acción mecánica, la partición de los granos de arena, el material se vuelve más activo. Los centros activos, los radicales libres se forman en la superficie recién formada. Esto se debe a la rotura del enlace Si-O. En la arena, la suma de la energía superficial e interna cambia y se forma un exceso de energía en la superficie, lo que es útil cuando la arena interactúa con otros componentes. La función de formación de estructuras del material aumenta significativamente.

Resultados del experimento de molienda de arena en un aparato de la capa vórtex AVS-100

GlobeCore ha llevado a cabo experimentos sobre la molienda de arena de cuarzo en un aparato de la capa vórtex AVS-100. En este caso, se utilizó el principio de trituración «en seco»: se colocó una porción de arena en la cámara de trabajo del aparato y se procesó en una capa de vórtex de partículas ferromagnéticas durante tres minutos. 

Después de la extracción, las muestras de la arena tratada se examinaron bajo un microscopio y se compararon con muestras de la arena original que no se procesó en la capa de vórtex. Las fotografías de la vista del microscopio se muestran en la Figura 1.

Antes	Después

Figura 1 – Comparación de la arena original y la arena triturada en el aparato de la capa vórtex

Se puede ver en la figura que antes de moler, las partículas con un tamaño de más de 300 micrones predominaban en la arena, y después de moler en un aparato de la capa vórtex, el tamaño de la mayoría de las partículas no excede de 3-5 micrones.

Beneficios de usar AVS para trituración de arena

• Alta finura de molienda de arena
  En el marco de la investigación práctica, en tan solo 3 minutos, fue posible lograr la molienda de arena de cuarzo hasta un tamaño de 3-5 micrones.
• Buen rendimiento de activación de arena
  Casi todos los granos de arena se vuelven varias veces más activos para una mayor interacción con otros productos y agua al crear soluciones, producir materiales de acabado.
• Rentabilidad
  AVS en 2-3 minutos de funcionamiento muestra los mismos resultados, que con los métodos tradicionales de molienda deben lograrse en varias horas de funcionamiento de la instalación. Al mismo tiempo, consume varias veces menos electricidad que los equipos clásicos. Y en algunos casos, los indicadores de eficiencia energética se multiplican por diez.
• Facilidad de uso
  Antes de moler, la arena no necesita preparación preliminar, secado, trituración y otros procesos.

Debido a estas ventajas, el uso de un molino electromagnético para moler arena en la fabricación y construcción le permite optimizar los procesos al reducir el consumo de energía y el tiempo de preparación de material finamente disperso. Además, obtiene un producto mejor y más activo que los métodos tradicionales de procesamiento de arena.