Tareas de la tecnología de cribado en la industria del vidrio

21.04.2020, Remscheid, Alemania

El vidrio se puede encontrar en casi todas las áreas de la vida diaria. Empezando por la industria de la construcción, pasando por las telecomunicaciones, el hogar, la comida, la automoción y la construcción de aviones hasta llegar a la óptica. Las crecientes demandas de vidrio técnico sólo pueden satisfacerse utilizando materiales básicos cada vez más precisos como la arena de cuarzo y la sosa. Un gran número de productos de vidrio como la lana de vidrio, las bolas de vidrio o el vidrio de desecho sólo se convierten en un producto vendible a través de la clasificación. Las tecnologías de cribado de RHEWUM pueden ser de enorme ventaja aquí.

La producción de vidrio

La técnica de producción de vidrio se conoce desde hace más de 6.000 años. Ha sido continuamente refinada hasta hoy. Desde entonces, el vidrio se ha utilizado en una amplia gama de aplicaciones y se ha convertido en un material versátil. En general, cada vaso contiene uno o más óxidos formadores de vidrio. Los más utilizados son el dióxido de silicio (SiO2), es decir, la arena de cuarzo, pero también el trióxido de boro y el pentóxido de fósforo.

La clasificación en la industria básica

Los materiales básicos necesarios para la producción de vidrio, como la arena de cuarzo, la ceniza de soda y el carbonato de potasio, deben estar disponibles en forma suficientemente fina antes de su elaboración para lograr un producto final homogéneo. Se han establecido máquinas especiales para la clasificación en seco o en húmedo.

La preparación de la arena de vidrio

Las reservas mundiales de arena de cuarzo se declaran "prácticamente ilimitadas", aunque no todas las calidades son adecuadas como arena de vidrio. En grandes partes de Europa se encuentran depósitos de cuarzo muy grandes. La producción mundial en 2013 fue de 142 millones de toneladas. En 2014, Alemania exportó 10,4 millones de toneladas de arena de cuarzo al extranjero, con un consumo interno de 3,74 millones de toneladas. La arena de sílice se extrae tanto húmeda como seca y luego se transporta a la planta de procesamiento apropiada. A continuación, se siguen otros pasos de procesos físicos y químicos, dependiendo de la composición de la materia prima. Si se van a producir grandes cantidades de arenas de alta calidad, se presta especial atención a la ausencia de salpicaduras (granos gruesos en el material fino) con un alto grado de separación del material fino.

Cribado húmedo

Si la arena se extrae húmeda, la clasificación húmeda es un paso de proceso posterior adecuado. El objetivo es lograr un cribado húmedo sin salpicaduras en separaciones de menos de 1,0 mm con grandes cantidades de alimento y un rendimiento óptimo de material fino. Durante mucho tiempo, esto sólo se pudo lograr mediante un filtro protector seco. Con la pantalla de doble frecuencia con irrigación adicional, esto ahora también puede lograrse en la zona húmeda. Hoy en día, es muy importante trabajar de forma que se ahorren recursos, es decir, mantener el consumo de agua fresca lo más bajo posible. La tecnología RHEduoN hace una contribución esencial aquí, ya que puede funcionar principalmente con agua en circulación. El problema del clásico cribado en húmedo es que después de que la suspensión golpea el tejido de separación el líquido fluye muy rápido. Esto resulta en la formación de una dura torta de pantalla que es difícil de transmitir. Apenas se separan los finos sin la adición de más líquido. Especialmente con tamaños de grano < 1 mm, sin embargo, se requieren grandes cantidades de agua para que el cribado se lleve a cabo. Además, el transporte de la torta de pantalla deshidratada ejerce una fuerte presión sobre la malla de la pantalla o la desgasta.

Con el cribado húmedo convencional, el problema de la deshidratación rápida se resuelve con una pulverización adicional. El agua del chorro fluye en gran parte sin usar. Para la pulverización con presiones de hasta 6 bar, se debe utilizar agua dulce costosa, de lo contrario las boquillas se obstruyen o se desgastan rápidamente. Con la tecnología de RHEduoN, varias alfombras de pantalla tensadas longitudinalmente están dispuestas una detrás de la otra. En medio hay zonas donde el desbordamiento de agua se mezcla de nuevo con el agua. En relación con el probado accionamiento de doble frecuencia se consigue un buen tamizado con un bajo consumo de agua, un bajo desgaste y al mismo tiempo una buena deshumidificación del desbordamiento.

La producción de soda

La ceniza de soda es necesaria para bajar el punto de fusión del vidrio. En la clasificación de la sosa pesada, un corte grueso se fija normalmente en 1,0 o 1,18 mm y un corte fino en 106 o 150 μm. Las altas temperaturas de los productos, de hasta 160 °C, a menudo suponen una gran carga para los componentes de las máquinas. Esta tarea se maneja con dos conceptos diferentes. En el primer enfoque, la separación gruesa tiene lugar en las cribas vibratorias convencionales; el polvo se elimina luego en el enfriador de lecho fluidizado mediante una mayor capacidad de extracción. Este enfoque, sin embargo, significa una pérdida considerable de producto en el material fino, por lo que el material extraído tiene que volver a ser examinado después. Además, se requieren superficies de filtrado relativamente grandes y se producen pérdidas de energía nada despreciables.

El otro enfoque es implementar esta tarea de clasificación con dos cubiertas de pantalla en un paso del proceso. Ya sea con una pantalla de dos pisos o dos pisos conectados en serie. La segunda solución da los mejores resultados de la prueba. Las cubiertas de alivio permiten unidades de cribado más compactas, ya que la carga de la cubierta fina puede reducirse considerablemente. Las máquinas de cribado de excitación directa de tipo RHEsono^® y WAU han demostrado ser muy exitosas en muchos aspectos, ya que la carcasa de cribado estática permite una instalación incluso en edificios altos. Los requisitos habituales de un 1 % de material grueso y un máximo de un 10 % de material fino en el producto y más de un 85 % de salida de grano nominal pueden lograrse sin dificultades. Y esto con un consumo específico de energía de 0,14 kWh/t.

Reciclaje de vidrio usado

El vidrio de desecho reciclado puede utilizarse como aditivo para la producción de vidrio, así como para ser procesado en otros productos de alta calidad. Estos incluyen, por ejemplo, materiales aislantes y de aislamiento o incluso microbios.

Extracción de microburbujas de vidrio de desecho

Un área del reciclaje de vidrio usado son los microbios. Para ello, el vidrio monocromo se rompe primero y luego se clasifica en diferentes fracciones. Aquí, se utilizan cribas vibratorias de varios pisos o máquinas de cribado de excitación directa. Las fracciones producidas pasan luego por un horno y así obtienen su forma esférica.

Mientras que las exigencias que se imponen al cascarón clasificado con respecto a los valores de los granos defectuosos son relativamente bajas, las que se imponen a las microesferas son muy altas. Se debe producir un gran número de fracciones muy estrechas con los valores más bajos de granos defectuosos y la máxima producción nominal de granos. En este campo, la máquina de cribado multi-capa MDS de RHEWUM ofrece los mejores resultados. Se pueden producir hasta 12 fracciones en una máquina. Debido a la baja velocidad de transporte y a la efectiva limpieza de la tela de la criba por el principio de micro-lanzamiento, las cubiertas de la criba horizontal permiten rendimientos nominales de grano del 95 % y más. Los tamaños modulares de 0,7 a 5,6 m2 por cubierta de pantalla y hasta 23 cubiertas de pantalla permiten que esta máquina se adapte rápidamente a las necesidades cambiantes. Se pueden montar máquinas de cribado con una superficie de cribado de hasta 123 m2. A escala industrial, se han utilizado cuentas de vidrio para lograr cortes de separación de hasta 56 μm. Técnicamente son posibles incluso separaciones de hasta 25 μm, sin ningún cambio en la máquina de cribado. Las microesferas de vidrio se utilizan para la señalización vial, los agentes de acero para la ingeniería mecánica, en la aviación o incluso en la industria automovilística.

La producción de vidrio expandido

Otra área es la producción de granulados de vidrio expandido a partir de desechos de vidrio. El producto de desecho original es limpiado, clasificado y procesado. Tras un nuevo proceso de molienda, el polvo de vidrio es provisto de aditivos, granulado, expandido y cocido. Gracias a la baja densidad aparente de 0,33 a 0,15 t/m3, el origen mineral y las propiedades positivas resultantes como la transpirabilidad, la resistencia a la humedad, el aislamiento térmico y la ausencia de contaminantes/alérgenos, es posible una amplia gama de aplicaciones. Debido a la calidad de cribado continuo requerida para los siguientes pasos del proceso, para el cribado de la materia prima (grano verde) se suelen utilizar máquinas de cribado de excitación directa del tipo RHEsono^® o WAU con carcasa de cribado estático. Garantizan un funcionamiento sin bloqueos a un costo mínimo de operación. Los cortes de separación aquí van desde 5 mm hasta unos 100 μm.  El material soplado se clasifica entonces en una variedad de bandas de grano muy limpias por máquinas de cribado de varios pisos. Debido a las propiedades abrasivas del granulado de vidrio expandido, se recomienda una máquina de cribado por proyección.

El diseño de la máquina

Debido a las crecientes demandas de clasificación, las pruebas son de gran importancia para obtener información significativa sobre los valores incorrectos de los granos y el rendimiento del producto. Para ello, RHEWUM dispone de una planta piloto en la que se pueden llevar a cabo todos los pasos importantes del proceso para determinar el método de clasificación apropiado. Como puede verse por el gran número de tareas de clasificación, es esencial que se disponga de diferentes tecnologías de clasificación adecuadas. La aplicación de una sola tecnología no puede hacer justicia a esto y no entrega productos de suficiente calidad.

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