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¿Qué equipo se utiliza para fabricar arena artificial?

# Arena Artificial: Equipo Esencial y Lógica de Configuración de Líneas de Producción

Con el agotamiento creciente de los recursos de arena natural y el endurecimiento de las políticas de protección ambiental, la arena artificial (arena manufacturada) se ha convertido en un sustituto de agregado esencial en los sectores de construcción e infraestructura. Esto se debe a su amplia gama de fuentes de materias primas (guijarros, granito, caliza, etc.), forma de partícula controlable y calidad estable. La fabricación de arena artificial no depende de un solo equipo, sino que requiere una línea de producción completa que abarque los procesos de "trituración-cribado-conformación-lavado de arena". Cada proceso necesita equipo especializado, el cual debe combinarse de forma flexible según las características de la materia prima y los requisitos del producto terminado. Este artículo ordena sistemáticamente los tipos de equipo esencial para la fabricación de arena artificial, su posición funcional y la lógica de configuración de líneas de producción, brindando una referencia para la selección de equipo en proyectos relacionados.

I. Tipos y Funciones del Equipo Esencial para la Fabricación de Arena Artificial

El proceso de fabricación de arena artificial se divide principalmente en seis eslabones: "pretratamiento de materia prima-trituración primaria-trituración secundaria/terciaria-conformación-cribado-lavado de arena (opcional)". Cada eslabón corresponde a un equipo especializado, y la colaboración de estos dispositivos garantiza que la arena terminada cumpla con la norma GB/T 14684-2022 "Arena para Construcción" (módulo de finura 2.3-3.0, contenido de barro ≤3%, contenido de partículas aciculares/laminares ≤10%).

1. Equipo de Pretratamiento de Materia Prima: Alimentador Vibratorio y Trituradora de Mandíbulas (Trituración Primaria)

Las materias primas (como guijarros y minerales) primero necesitan someterse a un pretratamiento para eliminar impurezas y triturarse a un tamaño de partícula adecuado para el equipo subsiguiente. El equipo esencial incluye:

• Alimentador Vibratorio: Responsable de transportar uniformemente las materias primas al equipo de trituración primaria, evitando el bloqueo causado por la acumulación de materiales. Algunos modelos están equipados con una función de cribado (por ejemplo, criba de barras), que puede separar el barro y el polvo fino de las materias primas de antemano, reduciendo la carga de trituración subsiguiente. Por ejemplo, al procesar guijarros, se puede usar un alimentador vibratorio para cribar el barro con tamaño de partícula ＜5mm, mejorando la eficiencia de la trituración primaria.
• Trituradora de Mandíbulas: Como equipo esencial para la trituración primaria, tritura las materias primas grandes (tamaño de partícula 50-300mm) a 50-100mm, "reducindo la presión" para el eslabón de trituración secundaria/terciaria. Sus ventajas radican en su alta resistencia a la compresión (capaz de procesar rocas duras con ≤320MPa) y su gran boca de alimentación (hasta 1200×1500mm), lo que la hace adecuada para materias primas de alta resistencia como granito y basalto. Es el equipo del "primer umbral" para la fabricación de arena artificial a partir de rocas duras.

2. Equipo de Trituración Secundaria/Terciaria: Trituradora Cónica y Trituradora de Impacto (Maquinaria Principal de Fabricación de Arena)

Las materias primas después de la trituración primaria necesitan triturarse adicionalmente a un tamaño de partícula cercano al de la arena (5-20mm). El equipo en este eslabón afecta directamente la producción y la forma básica de partícula de la arena artificial, y el equipo dominante se divide en dos categorías:

• Trituradora Cónica: Adecuada para la trituración secundaria/terciaria de materias primas de roca dura (por ejemplo, granito, cuarcita). Adopta el principio de "trituración laminada", triturando las materias a través de la extrusión del cono móvil y el cono fijo. El producto terminado tiene una forma de partícula plena y bajo contenido de partículas aciculares/laminares (≤5%). Sus ventajas son su gran capacidad de procesamiento (producción por hora por máquina 100-500 toneladas) y su larga vida útil de piezas de desgaste (las revestimientos de acero de manganeso alto pueden usarse durante 3000-5000 horas). A menudo se usa en el eslabón de trituración secundaria/terciaria de líneas de producción de arena artificial a gran escala para "alimentar" la trituradora de impacto.
• Trituradora de Impacto (Fabricante de Arena): La "maquinaria principal esencial" de la fabricación de arena artificial, que tritura y conforma directamente las materias primas de 50-100mm en partículas de arena de 0.15-5mm. Su principio de funcionamiento es lanzar las materias a través de un impulsor que gira a alta velocidad, para que colisionen con la placa de impacto en la carcasa de la máquina o entre las propias materias ("modo piedra contra piedra") y así lograr la trituración y la optimización de la forma de partícula. Según la dureza de las materias primas, la trituradora de impacto tiene dos modos de trituración:
  • Modo "piedra contra piedra": Las materias colisionan entre sí, adecuado para rocas duras (por ejemplo, granito), lo que puede reducir el desgaste de las piezas de desgaste y hacer que la forma de partícula terminada sea más redondeada;
  • Modo "piedra contra hierro": Las materias colisionan con la placa de impacto metálica, con mayor eficiencia de trituración (20%-30% más alta que el modo "piedra contra piedra"), adecuado para materias primas de dureza media y baja (por ejemplo, caliza, guijarros).
  La ventaja clave de la trituradora de impacto es que la gradación de la arena terminada es continua, y el módulo de finura se puede controlar ajustando la velocidad del impulsor (1000-1800r/min). Por ejemplo, cuando la velocidad es 1500r/min, se puede producir arena media con un módulo de finura de 2.6, satisfaciendo la demanda de arena para concreto.

3. Equipo de Conformación y Cribado: Conformador de Impacto de Eje Vertical y Criba Vibratoria

Después de la trituración secundaria/terciaria, la forma de partícula de algunas materias primas (como los guijarros) aún no cumple con los requisitos de calidad de la arena artificial (por ejemplo, el contenido de partículas aciculares excede el 10%). En este momento, se necesita un conformador para optimizar la forma de partícula, y un cribador para clasificar las partículas por tamaño. Su función específica es la siguiente:

• Conformador de Impacto de Eje Vertical: También conocido como "maquinaria de refinamiento de arena", su principio de funcionamiento es similar al de la trituradora de impacto, pero con una estructura de cámara de conformación más precisa. Al hacer que las partículas de arena colisionen repetidamente en la cámara, se elimina la arista afilada de las partículas, reduciendo el contenido de partículas aciculares a ≤5% y mejorando la esfericidad de las partículas. Es especialmente adecuado para la producción de arena de alta calidad (como arena para concreto de alto rendimiento o arena para prefabricados), donde se requiere una forma de partícula más plena.
• Criba Vibratoria: El "equipo de clasificación esencial" en la línea de producción de arena artificial, generalmente se usa en dos etapas: una después de la trituración primaria (para separar las partículas que ya cumplen con el tamaño de alimentación de la trituración secundaria) y otra después de la conformación (para clasificar la arena terminada por módulo de finura). Los modelos comunes son las cribas de 3-4 capas (como la criba YZS1860), que pueden separar simultáneamente múltiples tamaños de partícula (0.15-1mm, 1-3mm, 3-5mm), garantizando que la gradación de la arena terminada cumpla con los requisitos. Además, algunas cribas vibratorias están equipadas con una función de eliminación de barro, que puede separar el barro adherido a la superficie de las partículas de arena, reduciendo el contenido de barro de la arena terminada.

4. Equipo de Lavado de Arena (Opcional): Lavadora de Arena en Espiral y Deshidratador

Si el contenido de barro de la arena terminada excede el 3% (o se requiere arena limpia para aplicaciones como la fabricación de azulejos o piezas de cerámica), se necesita agregar un equipo de lavado de arena. El equipo principal incluye:

• Lavadora de Arena en Espiral: Usando el principio de "lavado por agua y agitación", mezcla la arena y el agua en el tanque de lavado, y a través del movimiento helicoidal del tornillo, las partículas de arena se mueven hacia arriba, mientras que el barro y el polvo fino se descargan con el agua. Puede reducir el contenido de barro de la arena a ≤1% y eliminar impurezas como la arcilla y el polvo adheridos a las partículas. Es adecuado para lavar arenas con alto contenido de barro (como arena fabricada a partir de guijarros de río o caliza con barro).
• Deshidratador: Después del lavado de arena, la humedad de la arena terminada suele ser del 15%-20%, lo que no es conveniente para el almacenamiento o el transporte. El deshidratador (generalmente un deshidratador de tamiz vibratorio) reduce la humedad de la arena a ≤10% a través de la vibración y la filtración, prolongando el tiempo de almacenamiento de la arena y evitando la aglomeración de las partículas. Es un equipo indispensable en proyectos donde se requiere arena seca (como proyectos de construcción en áreas frías, donde la arena húmeda se congela fácilmente).

II. Lógica de Configuración de Líneas de Producción de Arena Artificial (Según las Características de la Materia Prima)

La configuración de la línea de producción de arena artificial no es "uniforme", sino que debe ajustarse según la dureza de la materia prima. A continuación, se presentan tres configuraciones típicas:

1. Línea de Producción para Materias Primas de Roca Dura (Granito, Basalto)

Debido a la alta dureza de estas materias primas (dureza de Mohs 6-7), se necesita equipo con alta resistencia al desgaste. La configuración recomendada es:

Alimentador Vibratorio → Trituradora de Mandíbulas (PE900×1200) → Trituradora Cónica (HST315) → Conformador de Impacto de Eje Vertical (VSI6X1140) → Criba Vibratoria (4YZS1860) → Lavadora de Arena en Espiral (LSX920) → Deshidratador → Silo de Arena Terminada

Características clave: La trituradora cónica se usa para la trituración secundaria, lo que reduce el desgaste de la trituradora de conformación; el conformador de eje vertical garantiza la forma de partícula de la arena, adecuada para la producción de arena de alta calidad con producción por hora de 150-200 toneladas.

2. Línea de Producción para Materias Primas de Dureza Media (Guijarros, Dolomita)

Estas materias primas tienen una dureza moderada (dureza de Mohs 5-6) y una forma de partícula relativamente redondeada, por lo que se puede simplificar la etapa de conformación. La configuración recomendada es:

Alimentador Vibratorio → Trituradora de Mandíbulas (PE750×1060) → Trituradora de Impacto (PF1315) → Criba Vibratoria (3YZS1548) → Lavadora de Arena en Espiral (LSX850) → Silo de Arena Terminada

Características clave: La trituradora de impacto cumple simultáneamente las funciones de trituración secundaria y conformación, reduciendo el número de equipos y los costos de inversión; la producción por hora es de 80-120 toneladas, adecuada para plantas de arena artificial medianas.

3. Línea de Producción para Materias Primas de Baja Dureza (Caliza, Lutita)

Estas materias primas son fáciles de triturar, pero tienen un alto contenido de barro, por lo que se necesita enfatizar la etapa de eliminación de barro. La configuración recomendada es:

Alimentador Vibratorio (con criba de barras) → Trituradora de Mandíbulas (PE600×900) → Trituradora de Impacto (PF1214) → Criba Vibratoria (3YZS1236) → Lavadora de Arena en Espiral (LSX750) → Deshidratador → Silo de Arena Terminada

Características clave: El alimentador vibratorio con criba de barras realiza el pretratamiento de eliminación de barro, reduciendo la carga del lavado de arena posterior; la producción por hora es de 50-80 toneladas, adecuada para pequeñas plantas de arena artificial en áreas rurales.

En resumen, la selección de equipo para la fabricación de arena artificial debe centrarse en las características de la materia prima (dureza, contenido de barro) y los requisitos del producto terminado (módulo de finura, contenido de barro). Al combinar razonablemente cada eslabón de equipo, se puede lograr una línea de producción con alta eficiencia, baja pérdida y calidad estable. Con el desarrollo continuo de la tecnología de equipo, la arena artificial tendrá una mayor aplicación en los sectores de construcción e infraestructura, reemplazando gradualmente la arena natural.