O Que É um Crivo Vibratório? Quais São as Suas Características e Utilizações?

Todas as instalações de britagem e crivagem têm uma máquina cuja única função é separar: o crivo vibratório. Os britadores reduzem a rocha, mas é o crivo que transforma um fluxo misto de partículas em produtos calibrados e vendáveis, e são os seus ajustes que determinam qual a fração desse fluxo que acaba onde deve.

A máquina parece simples, uma caixa que vibra com pisos de malha, mas a física subjacente compensa quem a compreende. O ângulo, o tipo de movimento, a amplitude e a tela de crivagem alteram, cada um deles, o que passa e o que não passa, razão pela qual a mesma máquina básica surge em tantas formas diferentes em pedreiras, minas e centros de reciclagem.

O Que É um Crivo Vibratório?

Um crivo vibratório é uma máquina que separa material granular em diferentes granulometrias, agitando-o sobre um ou mais pisos de malha. As partículas mais pequenas do que as aberturas da malha atravessam-nas como passante, enquanto as partículas maiores percorrem a superfície e são descarregadas em separado como recusa.

A crivagem é a contraparte da britagem. Um britador altera a dimensão das partículas; um crivo não altera nada, apenas classifica o que lhe chega. Numa instalação típica, os dois alternam: o material é britado, crivado em frações e tudo o que continua demasiado grosso regressa ao britador em circuito fechado.

Uma só máquina pode produzir vários produtos em simultâneo. Cada piso tem uma abertura de malha diferente, dispostos do mais grosseiro em cima ao mais fino em baixo, pelo que um único fluxo de alimentação sai do crivo como três, quatro ou cinco produtos calibrados distintos, consoante o número de pisos.

Como Funciona um Crivo Vibratório?

Um crivo vibratório funciona convertendo rotação em agitação controlada. Massas excêntricas num veio rotativo, ou um par de motores vibratórios contrarrotativos, geram uma força centrífuga que lança o corpo do crivo e o material que ele transporta num padrão repetitivo, com milhares de pequenos impulsos por minuto.

Cada impulso faz duas coisas. Desloca o material para a frente ao longo do piso, em direção à extremidade de descarga, e solta a camada para que as partículas se possam reorganizar. Essa reorganização chama-se estratificação: as partículas mais finas descem ao fundo da camada e as mais grosseiras sobem ao topo.

A estratificação é o que torna a crivagem eficiente. Assim que as partículas finas atingem a superfície do piso, cada impulso dá-lhes mais uma oportunidade de encontrar uma abertura e passar. As partículas grosseiras viajam no topo da camada, continuam a avançar e deixam o piso como recusa. Um crivo que vibra sem estratificar limita-se a transportar rocha.

O isolamento completa a conceção. O corpo vibrante assenta sobre molas helicoidais ou apoios de borracha, pelo que o movimento violento da caixa do crivo nunca chega à estrutura de suporte nem à estrutura metálica da instalação por baixo.

Quais São as Principais Características de um Crivo Vibratório?

As características que definem um crivo vibratório são as dimensões do piso, o número de pisos, o acionamento que gera a vibração, os parâmetros de movimento ajustáveis e o sistema de isolamento por molas ou borracha. Em conjunto, determinam a capacidade, a gama de separação e a precisão que a máquina consegue atingir.

Nesta classe de máquinas, os corpos de crivagem medem normalmente cerca de 1.2 a 2.4 metros de largura e 4 a 7 metros de comprimento, o que corresponde a aproximadamente 5 a 17 m² de área de crivagem por piso. As unidades fixas processam habitualmente cerca de 70 a 340 toneladas por hora e as instalações de crivagem móveis alargam a classe até cerca de 600 t/h no limite superior.

A potência de acionamento é modesta para a tonelagem envolvida. As máquinas de acionamento simples utilizam normalmente motores de cerca de 7.5 a 22 kW, recorrendo os corpos maiores a acionamento duplo. As dimensões de separação abrangem sensivelmente 1 a 130 mm em pisos convencionais e são comuns blocos de alimentação máximos de cerca de 300 mm nas configurações de escalpagem.

Os parâmetros de trabalho são deliberadamente ajustáveis. A inclinação, a velocidade de rotação e a amplitude podem ser afinadas ao material, razão pela qual o mesmo modelo de crivo serve calcário num ano e betão reciclado no seguinte: a máquina é recalibrada, não substituída.

Quais São os Tipos de Crivos Vibratórios?

Os crivos vibratórios classificam-se pelo ângulo do piso, pelo tipo de movimento e pela função para que foram construídos. Os principais tipos são:

• Crivos inclinados (movimento circular): o tipo de uso geral mais comum, trabalhando a 15 a 30 graus com um lançamento circular.
• Crivos horizontais: pisos planos ou quase planos, a 0 a 5 graus, com movimento linear ou elíptico, escolhidos pela precisão e pela reduzida altura necessária.
• Crivos banana (multi-inclinação): um piso curvo que começa acentuado, até cerca de 45 graus, e vai ficando plano em direção à descarga, para elevado débito.
• Crivos de desidratação: crivos de movimento linear que escorrem a água do material fino em vez de o calibrar.
• Crivos de alta frequência: máquinas de separação fina que aplicam a vibração diretamente à tela de crivagem.
• Crivos grizzly: pisos de barras robustas que escalpam a alimentação grosseira antes do britador primário.

Os tambores rotativos (trommels) e os crivos de rolos realizam um trabalho de separação semelhante, mas não pertencem a esta família, porque fazem rodar ou rolar o material em vez de vibrarem um piso.

Crivos Vibratórios Inclinados

O crivo inclinado é o cavalo de batalha da produção de agregados. O seu piso tem uma inclinação de 15 a 30 graus, um único veio excêntrico imprime ao corpo um lançamento circular com uma amplitude típica de 8 a 12 mm a cerca de 700 a 1,000 rpm, e a gravidade encarrega-se de parte do transporte. A conceção é mecanicamente simples, tolerante a alimentações variadas e fácil de manter, o que explica a sua enorme difusão.

Crivos Vibratórios Horizontais

Os crivos horizontais trabalham a 0 a 5 graus e dependem inteiramente do seu movimento linear ou elíptico, com amplitudes normalmente entre 14 e 20 mm, para deslocar o material. As partículas permanecem no piso mais tempo do que num crivo inclinado, o que melhora a precisão da separação, e o perfil plano adequa-se a instalações com altura limitada, sobretudo a equipamentos móveis.

Crivos Banana (Multi-Inclinação)

Um crivo banana descreve vários segmentos de inclinação, acentuado junto à alimentação e quase plano na descarga. O início acentuado adelgaça rapidamente a camada, para que o material fino passe cedo, e a extremidade mais plana dá às partículas de dimensão próxima da abertura o tempo de que necessitam. O resultado é um débito nitidamente superior a partir da mesma área de piso, razão pela qual os circuitos mineiros de elevada tonelagem preferem esta forma.

Crivos de Desidratação

Um crivo de desidratação remove água em vez de classificar por dimensão. Motores contrarrotativos imprimem um movimento linear de cerca de 5 a 6 G e 1,000 a 1,500 rpm, o piso sobe ligeiramente em direção à descarga e um descarregador retém uma camada espessa de material que funciona como o seu próprio filtro. A areia lavada sai normalmente de um crivo de desidratação suficientemente seca para ser transportada, empilhada e vendida diretamente.

Crivos de Alta Frequência

Os crivos de alta frequência separam material fino que os pisos convencionais tratam mal. Em vez de agitar todo o corpo, a vibração, normalmente na gama de 3,600 a 5,000 rpm, é aplicada diretamente à tela de crivagem, mantendo as aberturas finas desobstruídas e produtivas em separações que descem até cerca de 100 mícrones.

Crivos Grizzly

O crivo grizzly protege o britador primário. O seu piso é um conjunto de barras paralelas resistentes ao desgaste com aberturas de 50 a 300 mm, em vez de malha, construído para receber a rocha rebentada diretamente do camião. Os finos e o material de dimensão intermédia caem através das barras e contornam o britador, pelo que a máquina só trabalha sobre a rocha que realmente precisa de ser britada.

Qual É a Diferença Entre Movimento Circular, Linear e Elíptico?

O tipo de movimento descreve a trajetória que o corpo do crivo descreve em cada ciclo de vibração: um círculo, uma reta ou uma elipse. O movimento circular resulta de um único veio excêntrico, o movimento linear de veios duplos ou de motores contrarrotativos cujas forças se anulam exceto ao longo de uma direção, e o movimento elíptico combina os dois comportamentos.

Cada trajetória adequa-se a um ângulo de piso diferente. O movimento circular exige um piso inclinado, porque o lançamento por si só não transporta o material eficazmente na horizontal. O movimento linear empurra o material para a frente por si próprio, e é isso que permite aos crivos horizontais e de desidratação trabalhar com pouca ou nenhuma inclinação.

O movimento elíptico situa-se entre os dois, conjugando o lançamento agressivo do círculo com a capacidade de transporte da reta. Nos crivos horizontais, mantém o material em movimento preservando a precisão que resulta de um tempo mais longo sobre o piso. Na prática, o tipo de movimento é fixado pela conceção do acionamento da máquina, pelo que é escolhido quando o crivo é especificado e não ajustado posteriormente.

O Que É a Tela de Crivagem e de Que É Feita?

A tela de crivagem é a superfície substituível que o material efetivamente toca: as malhas, os painéis ou as chapas que suportam as aberturas. As principais opções são malha de arame entrançado, painéis de poliuretano, painéis de borracha e chapa de aço perfurada, e a escolha afeta a vida útil, a área aberta e o ruído mais do que qualquer outro componente.

A malha de arame oferece a maior área aberta para uma dada abertura, o que a torna a escolha de precisão e débito para material seco e moderadamente abrasivo. Os painéis de poliuretano resistem à abrasão e adequam-se à crivagem por via húmida, onde duram muitas vezes mais do que o arame. A borracha absorve o impacto de alimentações grosseiras e angulosas e funciona nitidamente mais silenciosa. A chapa perfurada aguenta o serviço pesado de escalpagem, onde qualquer solução mais leve seria destruída.

Como a tela é montada em painéis normalizados ou em secções tensionadas, um crivo pode mudar de personalidade sem mudar de máquina. O mesmo piso que este ano leva chapa de escalpagem pode no ano seguinte levar poliuretano fino, acompanhando a gama de produtos da instalação.

Quantos Pisos Pode Ter um Crivo Vibratório?

Os crivos vibratórios têm normalmente 2 a 4 pisos e cada piso acrescenta um produto: um crivo com n pisos separa a alimentação em n+1 frações calibradas. Uma máquina de dois pisos faz três produtos, uma de três pisos faz quatro e uma de quatro pisos faz cinco.

A ordem dos pisos segue uma regra: a abertura mais grosseira em cima, a mais fina em baixo. O piso superior protege as malhas mais finas por baixo dos blocos pesados e suporta a maior parte do desgaste, razão pela qual é também habitualmente a primeira superfície a ser substituída.

Mais pisos não é automaticamente melhor. Cada piso adicional aumenta a altura da máquina, dificulta o acesso às telas e reparte a mesma área de crivagem por mais separações, pelo que as instalações definem o número de pisos a partir do número de produtos que realmente vendem e não daquilo que a estrutura poderia suportar.

Onde São Utilizados os Crivos Vibratórios?

Os crivos vibratórios são utilizados sempre que material granular tem de ser separado por dimensão: mineração e processamento de minério, produção de agregados e areia, instalações de britagem e crivagem, reciclagem de resíduos de construção e demolição, manuseamento de carvão e minerais industriais. As variantes mais leves servem também as indústrias química e alimentar.

Na produção de agregados, é o crivo que define a lista de produtos. As especificações de betão e de misturas betuminosas exigem granulometrias apertadas, e todas as frações que uma pedreira vende, da areia fina ao balastro ferroviário, saem por um piso de crivo dimensionado para elas.

Os circuitos mineiros apoiam-se nos crivos duas vezes: os grizzlies e os escalpadores protegem o britador primário à entrada da instalação, enquanto os crivos banana e horizontais dividem o fluxo britado e fecham o circuito, devolvendo a recusa para nova passagem. Os crivos de desidratação secam depois os produtos finos lavados para transporte.

A reciclagem tornou-se a aplicação com evolução mais rápida. O betão, o tijolo e o betuminoso britados chegam misturados e irregulares, e a crivagem separa as frações reutilizáveis das contaminações. A mesma física de estratificação que separa rocha virgem numa pedreira separa resíduos de demolição num estaleiro urbano, o que é uma boa medida de quão universal se tornou esta máquina.