Malla de criba vibratoria para preparación de carbón: número de malla, alambre y aleación

La malla para cribas vibratorias es una tela de alambre tejido que sirve como medio de separación reemplazable en cribas vibratorias en plantas de preparación de carbón, donde clasifica por tamaño el carbón en bruto, escurre la pulpa de medio denso, clasifica el carbón limpio y recupera el carbón fino de las colas. La tela se define por tres números: el número de malla (aberturas por pulgada lineal, o 25.4 mm), el diámetro del alambre y la aleación del alambre trefilado. Los paneles para servicio de carbón suelen oscilar entre malla 3 y 100, cubriendo aberturas cuadradas desde aproximadamente 5 mm hasta 0.15 mm, con diámetros de alambre desde 6.3 mm en paneles gruesos preondulados hasta 0.10 mm en telas finas de deshidratación. Debido a que la abertura (mm) = 25.4 ÷ malla − diámetro del alambre, el número de malla por sí solo no fija el tamaño de corte: una tela de malla 20 separa a 0.87 mm con un alambre de 0.40 mm, pero a solo 0.57 mm con un alambre de 0.70 mm. El área abierta, la fracción de la superficie del panel que está abierta, suele ser del 30 al 60% para la tela tejida media y fina utilizada en el lavado de carbón, y menor para los paneles gruesos pesados.

Puntos clave

• El número de malla es la cantidad de aberturas por cada 25.4 mm; se convierte a abertura mediante la fórmula: abertura = 25.4 ÷ malla − diámetro del alambre.
• El área abierta (del 30 al 60% para la mayoría de las telas para carbón) equilibra el rendimiento frente a la vida útil de la criba; los paneles gruesos pesados operan entre el 15 y el 35%.
• Tejido liso para cribado húmedo fino y escurrido medio; malla preondulada para desbaste grueso y clasificación; el tejido holandés (dutch weave) es un tejido de filtración, no un tejido para clasificación de carbón.
• Adapte la aleación a la química del agua: 304 para servicio general, 316L para agua ácida/con cloruros, acero de resorte de alto carbono para cribado en seco dominado por la abrasión.
• La mayoría de las fallas en los paneles se deben a la colmatación, al agrandamiento abrasivo de las aberturas o al agrietamiento por fatiga en los bordes tensados; cada una tiene una solución a nivel de especificación.

Cómo utilizan las plantas de preparación de carbón la malla para cribas vibratorias

Una planta de preparación de carbón (planta de lavado) es una secuencia de etapas de clasificación por tamaño y concentración por gravedad, y la malla tejida es la superficie de separación fundamental en varios puntos del diagrama de flujo.

• Precribado y deslamado del carbón en bruto. El carbón en bruto (run-of-mine) se criba antes del lavado para eliminar el tamaño excesivo y separar la fracción <0.5 mm que, de lo contrario, contaminaría los circuitos de medio denso. Las cribas de precribado grueso operan a 13–50 mm; las cribas de deslamado operan a 0.5 mm.
• Escurrido y enjuague en medio denso (DM). Después del ciclón DM, las cribas de escurrido y lavado separan el medio de magnetita del carbón. La malla aquí ronda los 0.5–2.0 mm y debe drenar rápidamente mientras retiene el carbón.
• Clasificación de carbón limpio. El carbón lavado se divide en fracciones de tamaño comercial — típicamente de 6, 13 y 25 mm — para los mercados térmico y metalúrgico.
• Recuperación de carbón fino. Los finos de los ciclones clasificadores y de la descarga inferior del espesador se recuperan en cribas húmedas finas de 0.15–0.5 mm.

El tipo de servicio dicta la malla: el precribado grueso requiere alambre grueso y aberturas grandes; la recuperación de finos requiere una malla fina con suficiente área abierta para deshidratar. Las reglas de selección a continuación se aplican a estos servicios y a las aplicaciones más amplias de cribado de carbón y agregados que utilizan los mismos paneles.

Número de malla vs. abertura vs. tamaño de corte de partícula

El número de malla es la cantidad de aberturas por pulgada lineal. Una tela de malla 30 tiene 30 aberturas a lo largo de 25.4 mm; una tela de malla 8 tiene 8. Debido a que cada abertura comparte sus alambres con sus vecinas, la abertura libre es:

Abertura (mm) = 25.4 ÷ número de malla − diámetro del alambre (mm)

Ejemplos prácticos:

• 8 mesh, alambre de 1.60 mm → 3.18 − 1.60 = 1.58 mm de apertura
• 20 mesh, alambre de 0.70 mm → 1.27 − 0.70 = 0.57 mm de apertura
• 30 mesh, alambre de 0.45 mm → 0.85 − 0.45 = 0.40 mm de apertura
• 100 mesh, alambre de 0.12 mm → 0.25 − 0.12 = 0.13 mm de apertura

La numeración de mesh es más útil entre aproximadamente 4 y 100 mesh (aperturas de aproximadamente 5 mm hasta 0.15 mm). Por encima de eso —cribado grueso de 13 a 50 mm— los paneles normalmente se especifican directamente por la apertura en milímetros, ya que los números de mesh equivalentes caen por debajo de 2–4 y el alambre es lo suficientemente grueso como para que la convención de mesh resulte engañosa.

El tamaño de corte —el tamaño de partícula que separa el material retenido (oversize) del pasante (undersize)— sigue la apertura pero no es idéntico a ella. Una partícula pasa por una abertura cuadrada cuando dos de sus dimensiones son más pequeñas que la abertura libre, por lo que las partículas angulares casi cuadradas pasan a aproximadamente el 85–95% de la apertura nominal, mientras que las partículas alargadas pasan solo cuando su dimensión menor se ajusta a la abertura. Para fines de especificación y QC, la apertura cuadrada nominal es la referencia de dimensionamiento, y la tela se declara frente a ese valor (consulte nuestra conversión de mesh count a clasificación en micras guía).

Cuando compare cotizaciones de tela de "30-mesh", confirme siempre el diámetro del alambre: una de 30 mesh con alambre de 0.30 mm corta a 0.55 mm; una de 30 mesh con alambre de 0.45 mm corta a 0.40 mm. Esa diferencia de 0.15 mm decide si la magnetita se pierde en los rechazos o si el medio se arrastra al producto.

Diámetro del alambre y área abierta: rendimiento frente a vida útil de la malla

El área abierta es el porcentaje de la superficie de la malla que es espacio abierto:

Área abierta % = [apertura ÷ (apertura + alambre)]² × 100

El diámetro del alambre influye en el área abierta de dos maneras. Un alambre más grueso reduce cada abertura (disminuyendo el corte) a la vez que ocupa más superficie; un alambre más delgado abre la malla pero se desgasta más rápido y soporta menos carga. La tela estándar de grado medio y fino utilizada en cribas de carbón se sitúa en el rango de 30–60% de área abierta; los paneles pesados preondulados con alambre grueso operan a un 15–35% debido a que el área del alambre domina el tejido.

• Alambre delgado, alta área abierta (40–60%): máximo rendimiento y drenaje: la elección correcta para el cribado fino en húmedo y el drenaje medio donde el tonelaje y la deshidratación son importantes. Desventaja: menor vida útil, mayor combadura, requiere un buen soporte.
• Alambre grueso, baja área abierta (15–35%): mayor vida útil frente al desgaste y mayor rigidez para trabajos pesados, abrasivos y en seco. Desventaja: menor rendimiento y un corte efectivo más grueso para un número de malla determinado.

Regla práctica: seleccione el alambre más pesado que aún proporcione el área abierta y el rendimiento requeridos. Si el rendimiento es la limitación principal, reduzca el grosor del alambre y añada soporte; si la vida útil del panel es la limitación principal, aumente el grosor del alambre y acepte un área abierta menor. Con una abertura fija, solo se puede ganar área abierta utilizando un alambre más fino que aún pueda resistir el servicio.

Tejido liso, malla ondulada o tejido holandés para aplicaciones de carbón

Tres construcciones tejidas cubren el cribado de carbón, y cada una se adapta a un servicio diferente.

• Tejido liso — cada alambre de urdimbre pasa alternativamente por encima y por debajo de cada alambre de trama, produciendo una tela plana con aberturas cuadradas uniformes. Es el estándar para el cribado fino y medio: deslamado a 0.5 mm, drenaje medio a 0.5–2.0 mm y recuperación de carbón fino. El tejido liso ofrece las aberturas más limpias y la mayor área abierta en el rango fino.
• Malla preondulada (ondulada) — los alambres de urdimbre y trama se ondulan antes del tejido para que se entrelacen en cada intersección y resistan el movimiento lateral, proporcionando un panel rígido y estable para trabajos pesados. La malla de alambre ondulada es el estándar para el cribado en minería y agregados en tamaños gruesos: precribado de carbón bruto y clasificación de 6–50 mm. La ondulación también presenta crestas superficiales redondeadas que desprenden los finos húmedos mejor que la tela plana; la doble ondulación añade un segundo plano de ondulación para una mayor rigidez.
• Tejido holandés — el alambre de urdimbre es grueso y el de trama es más fino y está densamente compactado, lo que proporciona una superficie de filtración densa y tortuosa sin aberturas cuadradas limpias. Es un tejido de filtración (típicamente clasificado entre 5 y 300 µm), no un tejido de clasificación. En una criba vibratoria de carbón se colmata casi de inmediato y no ofrece ningún beneficio de clasificación; resérvelo para la captación de polvo o la filtración de lodos fuera de línea.

Para una comparación más detallada de las construcciones lisas, de sarga y holandesas, consulte tejido liso vs. sarga vs. holandés, y para paneles de servicio pesado y grueso lea malla de alambre ondulada para cribado de servicio pesado.

Selección de la aleación: 304, 316L o acero para resortes de alto carbono

La aleación determina cómo falla el panel —por abrasión, por corrosión o por fatiga— y el costo va en consecuencia.

• acero inoxidable 304 (18% Cr, 8% Ni) es la opción predeterminada para circuitos de carbón húmedo con agua de neutra a ligeramente ácida. Resiste bien el óxido y los ácidos orgánicos, se trefila en alambre fino y es la opción de acero inoxidable más económica.
• acero inoxidable 316L añade aproximadamente un 2% de molibdeno para brindar resistencia a las picaduras y a los cloruros. Especifíquelo cuando el agua de proceso sea ácida, con alto contenido de cloruros, o cuando el carbón sea rico en azufre y genere drenaje ácido de mina. El incremento de precio es pequeño en comparación con el costo de las fallas prematuras por picaduras en un circuito DM.
• Acero para resortes de alto carbono (65Mn / 60Si2Mn / C72D) se trefila con una resistencia a la tracción mucho mayor (aproximadamente de 1,500 a 1,900 MPa) que el acero inoxidable recocido, lo que proporciona una resistencia superior a la abrasión y a la fatiga para aplicaciones secas y de trabajo pesado, como el cribado grueso. El acero para resortes galvanizado es común donde solo existe una corrosión leve. No es apto para circuitos ácidos húmedos.
• Manganeso — el verdadero acero al manganeso Hadfield de 12–14% se funde, no se trefila en alambre fino, por lo que la "malla de manganeso" suele ser un término de marketing para el alambre para resortes de alto carbono. Si un proveedor cotiza manganeso, solicite el grado del alambre.

Nuestra comparación completa de resistencia a la corrosión de la malla de alambre SS304 vs SS316 aborda la metalurgia con mayor profundidad.

Especificaciones de malla típicas para aplicaciones de carbón comunes

La tabla siguiente es un punto de partida práctico; verifique los datos con su distribución de tamaño de alimentación, tonelaje y química del agua.

Un panel de deslamado de 0.5 mm suele ser de tejido liso de 24–30 mesh con alambre de 0.35–0.50 mm en 304 o 316L; un panel de clasificación de 13 mm es una tela preondulada especificada por su abertura (aproximadamente una abertura de 13 mm con alambre de 4–6 mm). Cuando la aplicación de drenaje y enjuague requiere un perfil ranurado que no se colmate, muchas plantas lo sustituyen por paneles de rejilla de alambre en cuña (wedge wire), que se comportan de manera diferente a la tela tejida y requieren su propio proceso de selección.

Modos de fallo comunes y cómo solucionarlos

La mayoría de los fallos en los paneles de malla de cribado de carbón se deben a una de cuatro causas, y cada una tiene una solución a nivel de especificación.

Cegamiento y obstrucción. Las partículas de tamaño cercano al de la abertura se acuñan en las aberturas y los finos húmedos se apelmazan a lo largo de la malla, reduciendo el área abierta y desabasteciendo el circuito. Soluciones: aumentar la abertura un paso; cambiar de un tejido liso plano a una malla ondulada o autolimpiante; añadir una bandeja de bolas (bolas rebotantes), boquillas de pulverización de agua o calentamiento de la criba; aumentar la amplitud de vibración a una frecuencia ligeramente menor.

Desgaste abrasivo y aumento del tamaño de la abertura. El alambre se erosiona preferentemente en las intersecciones de la ondulación, las aberturas se agrandan y el material de sobretamaño contamina el producto. Este es el fallo predominante en el cribado grueso en seco de carbón y roca abrasivos. Soluciones: aumentar el diámetro del alambre, utilizar doble ondulación entrelazada, cambiar a acero para resortes de alto carbono, reducir la velocidad de alimentación y la altura de caída, y rotar los paneles para que el desgaste sea uniforme.

Agrietamiento por fatiga. La vibración cíclica fractura el alambre en los bordes tensados y en las intersecciones de la ondulación, lo que es visible como roturas capilares mucho antes de que el panel parezca desgastado. Soluciones: tensar según las especificaciones del fabricante (ni flojo ni excesivamente tenso), apoyar los bordes del panel sobre tiras de caucho o poliuretano en lugar de acero desnudo, utilizar alambre templado para resortes y evitar ganchos de bordes afilados que puedan muescar el alambre.

Corrosión y fatiga por corrosión. Las picaduras por agua ácida o salina concentran la tensión y aceleran el agrietamiento. Soluciones: cambiar de 304 a 316L, y volver a comprobar la química del agua cuando los fallos se concentren en el extremo húmedo.

El aflojamiento después de la instalación no es un fallo sino un comportamiento: la malla nueva se relaja en las primeras horas, por lo que se debe volver a tensar después del primer turno y luego según el ciclo de mantenimiento normal.

Opciones de paneles e instalación

La mayoría de las mallas tejidas de repuesto se suministran como paneles rectangulares con bordes con tiras de gancho (ganchos) — la malla se pliega y se sujeta alrededor de una varilla o pletina plana para el tensado lateral en la plataforma. El perfil del gancho debe coincidir con los rieles de tensión de la plataforma. Alternativamente, los paneles se suministran pretensados sobre un bastidor de caucho o poliuretano que se atornilla a los travesaños, lo que facilita y agiliza el cambio, aunque con un costo inicial más alto.

Para aplicaciones de servicio pesado muy grueso, los paneles se pueden solicitar con bordes plegados o enrollados, a veces con un alambre de orillo más grueso para evitar que los alambres del borde se desprendan. Al especificar un panel, indique la longitud y el ancho total, la abertura, el tipo y perfil del gancho, el diámetro del alambre, el tipo de tejido y la aleación.

Independientemente del método de tensado, tense de manera uniforme en todo el panel, trabaje desde el centro hacia afuera y vuelva a tensar después del período de rodaje. Un panel correctamente tensado queda plano, sin zonas flojas ni ondulaciones; tanto el exceso como la falta de tensión provocan fallas prematuras.

Preguntas frecuentes

¿Qué malla es la mejor para la clasificación de carbón limpio de 13 mm? Especifique malla preondulada por abertura: aproximadamente 13 mm de abertura con alambre de 4 a 6 mm. El entrelazado ondulado mantiene estable el panel grueso bajo carga; tanto el acero inoxidable 304 como el acero para resortes 65Mn funcionan bien, prefiriéndose el 65Mn para aplicaciones abrasivas en seco.

¿Cómo convierto el número de mesh a abertura en mm? Abertura (mm) = 25.4 ÷ mesh − diámetro del alambre (mm). Para 30 mesh con alambre de 0.45 mm: 25.4 ÷ 30 − 0.45 = 0.40 mm. Indique siempre el diámetro del alambre junto con el número de mesh; especificar solo "30 mesh" es insuficiente.

¿Debería usar 304 o 316L para la malla de cribado de carbón? Comience por la química del agua. El 304 soporta agua de neutra a ligeramente ácida y es la opción predeterminada por costo. Cambie a 316L cuando el agua sea ácida, rica en cloruros o el carbón sea alto en azufre; el contenido de molibdeno resiste la corrosión por picaduras que acorta la vida útil de los paneles de 304.

¿Por qué se colmata mi criba fina y cómo se soluciona? La colmatación se debe al acuñamiento de partículas de tamaño crítico y al apelmazamiento de finos húmedos. Aumente la abertura un paso, instale una plataforma de bolas rebotantes o rociadores de agua, utilice malla ondulada autolimpiante o caliente la criba. Si la colmatación es grave, considere si un perfil de rejilla de cuña ranurada se adapta mejor a la aplicación.

¿Es adecuado el tejido holandés para el cribado de carbón? No. El tejido holandés es una estructura de filtración con una trama tortuosa y densamente compactada que ofrece retención en el rango de micras, pero no una abertura de clasificación limpia. En una criba vibratoria de carbón, se colmata de inmediato. Utilice malla cuadrada lisa u ondulada para la clasificación; reserve el tejido holandés para la filtración de lodos o polvo.

Paneles de malla para cribas a medida de KAIFIL

Cada planta de carbón criba una alimentación diferente, por lo que los rollos estándar rara vez se adaptan bien. KAIFIL fabrica paneles de malla para cribas vibratorias a medida en acero inoxidable y acero para resortes, cortados según las dimensiones de su plataforma, con la abertura, el diámetro del alambre, el tejido y la aleación que especifique, incluyendo opciones de bordes con ganchos, doblados y pretensados. Envíe el tamaño de su criba y las condiciones de servicio (tamaño de corte, tonelaje, química del agua) o un plano, y nuestros ingenieros le recomendarán la estructura y le entregarán paneles cortados a medida con plazos de entrega cortos. Póngase en contacto con KAIFIL para la fabricación de malla metálica a medida o comience con nuestra gama de malla metálica tejida para adaptarse a una tela metálica estándar.

Fuentes

• ISO 9044:2016, Tejido de alambre industrial — Requisitos técnicos y ensayos, Organización Internacional de Normalización.
• ASTM E2016-06, Especificación estándar para tejido de alambre industrial, ASTM International.
• ASTM E11-22, Especificación estándar para tela de tamiz de ensayo de tejido de alambre y tamices de ensayo, ASTM International.
• ISO 3310-1:2016, Tamices de ensayo — Requisitos técnicos y ensayos — Parte 1: Tamices de ensayo de tejido de alambre metálico, Organización Internacional de Normalización.
• Leonard, J.W. (ed.), Coal Preparation, 5.ª ed., Society for Mining, Metallurgy & Exploration (SME), 1991.