Las plantas de trituración más eficaces para roca dura y minería: comparación de trituradora de mandíbulas y de impacto

En una cantera o en una mina no existe «la trituradora más eficaz» en abstracto: existe la trituradora adecuada y la equivocada. La misma trituradora de impacto que en caliza produce un árido cúbico y económico puede desgastar sus barras de impacto en pocos turnos en basalto. En este artículo comparamos trituradoras de mandíbulas y de impacto para roca dura y abrasiva (basalto, granito, cuarcita, mineral de hierro y de cromo) y para roca blanda a media (caliza, dolomita) según piezas de desgaste, boca de alimentación, capacidad y forma del grano, con las tablas de modelos de General Makina. Los criterios generales de selección del tipo los tratamos en el artículo ¿De impacto o de mandíbulas? Criterios de selección del tipo de trituradora; aquí el foco es emparejar la máquina con el material.

Lo «más eficaz» lo define el material, no el catálogo

La eficacia se mide por el coste de desgaste por tonelada, por el número de etapas de trituración necesarias para llegar a la fracción objetivo y por si el producto cumple la especificación. Las tres magnitudes dependen de la abrasividad de la roca. El umbral que usan las páginas de producto de General Makina marca una frontera práctica: el material con más de un 10 % de sílice o con un índice de abrasión de Bond (Ai) superior a 0,15 se considera abrasivo. Los valores de referencia que citan esas páginas lo dejan claro: caliza en torno a Ai 0,001–0,03, basalto alrededor de 0,20, granito alrededor de 0,55. El granito es muchas veces más abrasivo que la caliza, y el mismo principio de trituración no puede comportarse igual en ambos.

Por eso el primer paso es enviar una muestra del yacimiento a analizar su contenido de sílice y, si es posible, su índice de abrasión. Si la calidad varía a lo largo del frente, dimensione la planta para la zona más desfavorable: también tendrá que triturarla.

Piezas de desgaste: mandíbulas y barras de impacto no se desgastan igual

En una trituradora de mandíbulas la roca se comprime entre una mandíbula fija y una móvil accionada por un eje excéntrico. En la serie GNRK las placas de mandíbula son de acero austenítico al manganeso (Mn13/Mn18). Este acero se endurece en superficie bajo impacto y presión: la cara se vuelve más dura al triturar roca dura mientras el núcleo sigue siendo tenaz. Por eso la trituradora de mandíbulas conserva la vida útil del metal en piedra dura.

En una trituradora de impacto las barras de un rotor que gira a alta velocidad golpean la roca y la lanzan contra las placas de impacto delantera y trasera. El desgaste se concentra en los bordes y cada golpe arranca metal de la barra. Según la página de la GNR PDK, para alimentación limpia y abrasiva se usan barras de fundición blanca alta en cromo (unos 700–800 HB); en el reciclaje de hormigón se prefieren barras más tenaces de manganeso o martensíticas por el riesgo de hierros; con sílice muy alta, las barras compuestas con insertos cerámicos son una opción. La misma página dice claramente que granito, basalto, cuarcita y grava de río por encima del umbral pueden consumir las barras en cuestión de horas y que para estas rocas se prefiere la combinación mandíbulas + cono.

Consecuencia práctica: en caliza, elegir bien la aleación de las barras define el coste por tonelada de la trituradora de impacto. En basalto, la aleación no resuelve el problema: hay que cambiar de principio de trituración.

Comparación directa: tablas de modelos GNRK, GPS, GNR PDK y GNR DMK

La tabla siguiente recoge solo los rangos publicados en las páginas de producto de las cuatro series. Las cifras corresponden al modelo más pequeño y al más grande de cada serie; para los modelos intermedios, consulte la página del producto.

La primera lección de la tabla es que la capacidad por sí sola no decide. El rango de 500–900 t/h de la GNR PDK03 supera los 500–600 t/h de la GNRK 140, pero esa diferencia solo cuenta si el material de la última columna encaja. En una cantera de granito, la mayor capacidad de la PDK03 se pierde en horas de parada para cambiar barras. Segundo punto: en la serie de mandíbulas el dato de alimentación es una boca (ancho × fondo); en las series de impacto es el tamaño máximo de bloque admitido. Hay que convertir uno en otro antes de compararlos.

Boca de alimentación y capacidad: elegir hacia atrás desde el bloque más grande

Según la página de la GNRK, el bloque más grande que admite una trituradora de mandíbulas es de aproximadamente 0,8–0,9 veces el ancho de la boca. Los bloques sobredimensionados forman puentes, el alimentador se detiene y la capacidad nominal se queda en el papel.

Ejemplo hipotético: supongamos que en una cantera de granito los bloques más grandes que la excavadora vierte en la tolva miden 750 mm. La GNRK 90 tiene una boca de 900 mm de ancho; con el factor 0,8–0,9, el bloque admisible es de 720–810 mm. Un bloque de 750 mm entra en ese rango, pero cerca del límite inferior: los días de mala voladura cabe esperar puentes. La boca de 1100 mm de la GNRK 110 da, con el mismo cálculo, 880–990 mm y deja margen. La decisión depende no solo del tonelaje requerido, sino también de lo regulares que sean las voladuras.

En grandes explotaciones de roca dura y mineral, la GNRK 130 (1300×1000 mm, 160 kW, 400–500 t/h) y la GNRK 140 (1400×1100 mm, 200 kW, 500–600 t/h) admiten el todo-uno grueso en una sola etapa. En caliza, el problema de los bloques grandes se resuelve por el lado del impacto: la GNR PDK03 acepta alimentación de hasta 1300 mm y, según su página, alcanza en caliza una relación de reducción de hasta 20:1 en una sola etapa. La relación de reducción típica de una trituradora de mandíbulas es de 4:1–9:1. De ahí viene la capacidad de la trituradora de impacto primaria para ahorrar etapas en caliza.

Forma del grano: ¿en qué etapa se gana la cubicidad?

Las especificaciones de hormigón y asfalto limitan los granos lajosos y alargados. La trituradora de impacto parte la roca por sus planos naturales de fractura y por eso da producto cúbico; la página de la GNR DMK destaca la calidad de forma de la trituradora de impacto secundaria, pero también señala que puede producir un grano algo más lajoso que una trituradora de eje vertical y que una etapa VSI adicional mejora la cubicidad.

En roca dura la cubicidad se gana con la trituradora de cono, no con la de impacto. En la trituradora de cono General el material se aplasta varias veces entre la cabeza, que gira de forma excéntrica, y el cóncavo, hasta pasar por la abertura ajustada. Esta compresión multidireccional da producto cúbico con bajo coste de piezas de desgaste en roca abrasiva; el ajuste hidráulico del CSS controla el tamaño del producto y la protección por cilindros hidráulicos gestiona los atascos repentinos. La página del producto indica para la etapa secundaria un orden de magnitud de 50–250 mm de alimentación y 0–60 mm de producto; capacidad y potencia por modelo se facilitan por proyecto.

Configuración de referencia para roca dura: mandíbulas en primaria + cono en secundaria

La versión de campo de este enfoque es la planta de trituración y cribado móvil General 944: una trituradora de mandíbulas GPJ 90 en primaria y un cono GM430 en secundaria trabajan en la misma planta sobre ruedas. Admite alimentación de 800 mm y produce 120-180 t/h; una criba horizontal de tres pisos de 1600×5000 mm separa el producto en las fracciones 0-5, 5-12 y 12-19 mm, y la energía la aporta un generador de 550 kVA. La página del producto la sitúa para basalto, granito, mineral de hierro, cromo y cuarzo y subraya que el cono secundario es la diferencia principal con la General 950, que combina la misma primaria con una trituradora de impacto secundaria (DMK01). En roca de dureza media con sílice cercana al umbral puede valorarse un esquema con impacto secundario como el de la 950; claramente por encima del umbral, el cono secundario mantiene bajo control el consumo de metal.

Configuración de referencia para roca blanda a media: cadena toda de impacto

En caliza y dolomita la trituradora de impacto aporta reducción y forma a la vez. Si el objetivo de capacidad es alto, se combina una trituradora de impacto primaria GNR PDK con una GNR DMK en secundaria; la DMK01 entrega 120–180 t/h con 160 kW, la DMK05 250–500 t/h con 500 kW, y la relación de reducción típica de la trituradora de impacto secundaria ronda 10:1. En líneas medianas donde se quieren menos etapas, la serie GPS hace la primaria y la secundaria en un solo cuerpo; la GPS-1415, por ejemplo, entrega 150–400 t/h con 1000 mm de alimentación. Un solo cuerpo significa un solo juego de desgaste y un solo motor; el enfoque solo compensa en roca no abrasiva.

Lista de control para emparejar máquina y material

1. Análisis de muestra: ¿la sílice supera el 10 % o el Ai supera 0,15? Si es así, parta de una primaria de mandíbulas y una secundaria de cono.
2. Bloque más grande: ¿el bloque medido cabe en 0,8–0,9 veces el ancho de la boca de mandíbulas y queda por debajo de la alimentación máxima indicada en la página de la trituradora de impacto?
3. Arcilla y humedad: la alimentación húmeda, pegajosa y arcillosa atasca la cámara de mandíbulas; prevea precribado o lavado.
4. Riesgo de hierros: en reciclaje o mineral con metales extraños, confirme la aleación de las barras (manganeso tenaz o martensítica) y la protección contra sobrecarga del cono.
5. Especificación: si el hormigón o el asfalto exigen cubicidad, la última etapa debe ser un cono (roca dura) o un impacto/VSI (roca blanda).
6. Cadena de capacidad: primaria, secundaria y criba deben dimensionarse para el mismo tonelaje; la etapa más estrecha fija la capacidad de toda la línea.
7. Presupuesto de desgaste: compare el coste de piezas de desgaste por tonelada producida, no por máquina.

Nuestro artículo sobre la selección de planta para trituración y cribado de basalto muestra cómo se aplica esta lista en obra.

Preguntas frecuentes

¿Se puede usar una trituradora de impacto primaria en basalto o granito?

Mecánicamente los tritura, pero nuestras páginas de producto no recomiendan ese uso. El basalto tiene un Ai de aproximadamente 0,20 y el granito de aproximadamente 0,55, ambos por encima del umbral de 0,15, y el consumo de barras eleva el coste por tonelada por encima del de una combinación mandíbulas + cono.

¿Es un error una primaria de mandíbulas en caliza?

No. La trituradora de mandíbulas de la serie GNRK tritura también caliza sin problemas y, con precribado, es un inicio seguro para alimentación arcillosa y sucia. La contrapartida es que para producto cúbico hay que añadir una trituradora de impacto secundaria; en caliza limpia, una de impacto primaria hace el mismo trabajo con menos etapas.

¿Qué configuración se recomienda para triturar mineral?

Para minerales abrasivos como hierro, cromo y cuarzo, el punto de partida habitual es una primaria de mandíbulas y una trituradora de cono en secundaria. El modelo de cono se elige por proyecto según el tamaño de alimentación, el producto objetivo y el tonelaje; por eso conviene pedir cotización con los datos de la muestra y las fracciones objetivo.

¿Qué factores definen el precio en una cotización?

El modelo de trituradora y el número de etapas, el número de pisos de criba, el diseño móvil o fijo, el generador o la conexión a red y la aleación de las piezas de desgaste son los factores principales. Un precio dado antes de aclarar el análisis del material es el precio de la configuración equivocada.

Conclusión: el emparejamiento correcto es la planta más eficaz

En roca dura y abrasiva y en mineral, una primaria de mandíbulas con cono secundario mantiene bajo control el consumo de metal y entrega producto cúbico. En caliza y dolomita, una trituradora de impacto primaria o una solución de cuerpo único como la GPS ofrece alta reducción y buena forma de grano con menos etapas. General Makina fabrica plantas de trituración desde 1976; preparamos la configuración adecuada a partir de su análisis de muestra, el tamaño de su bloque más grande y sus fracciones objetivo, y todas nuestras máquinas tienen 1 año de garantía. Envíenos los datos de su material y solicite una cotización.