Tipos de rocas: ígneas, sedimentarias y metamórficas en la trituración

Lo que aprenderá en esta guía

Las rocas se clasifican en ígneas, sedimentarias y metamórficas según su origen, pero el costo de trituración depende de su resistencia, su abrasividad y su humedad. Esta guía explica los tres grupos, compara el basalto, la andesita, el tezontle, la caliza y el granito, y muestra qué equipo conviene para cada uno, con apoyo en los tipos de trituradora de quijada. Está pensada para ingenieros, jefes de planta y compradores que evalúan un banco de material o una planta nueva. Al terminar, usted podrá pasar de la descripción de una roca a una lista de pruebas y equipos, y puede seguir con los equipos más usados para triturar basalto en Latinoamérica.

Clasificación de las rocas: ígneas, sedimentarias y metamórficas

Toda roca de banco pertenece a uno de tres grupos. El grupo da la primera pista sobre la textura y el desgaste. La guía de la trituradora de quijada PE muestra cómo esto afecta la trituración primaria.

Rocas ígneas. Se forman cuando el magma o la lava se enfría.

• Las rocas intrusivas se enfrían lento y en profundidad. Tienen cristales grandes. Ejemplos: granito, diorita y gabro.
• Las rocas extrusivas o volcánicas se enfrían rápido en la superficie. Tienen grano fino o vidrio. Ejemplos: basalto, andesita y riolita.
• Algunas rocas volcánicas tienen muchas burbujas de gas, como el tezontle. Por eso pesan poco y resisten menos.

Rocas sedimentarias. Se forman por la acumulación y la cementación de partículas, restos orgánicos o precipitados químicos.

• La caliza y la dolomía son carbonatos.
• La arenisca y el conglomerado son rocas detríticas.
• La lutita tiene mucha arcilla.
• Estas rocas suelen estar en capas, y las capas de arcilla complican la voladura y la alimentación.

Rocas metamórficas. Se forman cuando el calor y la presión cambian una roca previa sin fundirla.

• La caliza pasa a mármol.
• La arenisca de cuarzo pasa a cuarcita.
• El granito o los sedimentos pasan a gneis.
• La lutita pasa a pizarra.
• Las rocas foliadas (gneis, esquisto y pizarra) rompen en planos y dan más partículas lajeadas.

El grupo no basta para elegir equipo. Un basalto sano y uno alterado son del mismo grupo, pero su resistencia puede ser muy diferente. Para comparar las dos quijadas más comunes, consulte la trituradora de quijada PEW tipo europeo.

Rocas volcánicas de México: basalto, andesita y tezontle

Gran parte del centro de México está cubierto por rocas volcánicas, y muchos bancos de grava trabajan basalto, andesita o tezontle. El artículo sobre equipos para triturar basalto amplía el caso del basalto.

Estas rocas tienen mucho peso en la minería mexicana. En 2019, los agregados pétreos aportaron 40.4% del valor de la producción minera nacional, el basalto 5.5%, la caliza 5.4% y la andesita 2.1%. sgm

Basalto.

• Es una roca densa, de grano fino y color oscuro. Su gravedad específica ronda 2.8.
• Su resistencia a la compresión suele estar entre 100 y 300 MPa.
• Se usa para grava de concreto, base de caminos y carpeta asfáltica.
• Exige alta fuerza de trituración.
• Con juntas columnares tiende a dar partículas lajeadas, por eso la forma se controla en la etapa secundaria.

Andesita.

• Es una roca volcánica intermedia. Abunda en los cinturones volcánicos.
• Suele estar fracturada. Su dureza va de media a alta.
• Conviene medir su resistencia en cada banco, porque varía mucho.

Tezontle.

• Es una escoria basáltica con muchas cavidades. Puede ser rojo o negro.
• Es ligero, poroso y de baja resistencia.
• Se usa como agregado ligero, relleno y material de jardín. Muchos bancos solo lo criban.
• Su porosidad hace que absorba agua, así que su humedad cambia con la temporada.

Un caso real de este tipo de roca es la planta de trituración de basalto de 200 t/h.

Caliza y dolomía: grava caliza, cemento y cal

La caliza es la roca sedimentaria más trabajada en México. Abastece la grava caliza, el cemento, la cal y el carbonato de calcio. El perfil de la caliza como materia prima describe sus usos.

Por qué se tritura fácil.

• El mineral principal es la calcita, de dureza 3 en la escala de Mohs.
• Tiene poco sílice libre, por eso desgasta poco las piezas.
• Su resistencia a la compresión va de 30 a 250 MPa, según su pureza y sus capas.

Qué la complica.

• Las capas de arcilla tapan las cribas y las cámaras de trituración.
• La caliza con pedernal (sílex) es mucho más abrasiva.
• La humedad de la época de lluvias baja la capacidad.

La dolomía se comporta de forma parecida. Es un poco más dura (3.5 a 4 en la escala de Mohs). Para hacer polvo de carbonato de calcio, revise qué molino puede moler piedra de calcio pesado.

Propiedades que definen el costo de trituración

Cuatro propiedades deciden casi todo el costo: la resistencia, la energía, la abrasividad y la humedad. La comparación entre trituradora de impacto y de quijada muestra por qué hay que separarlas.

Resistencia a la compresión simple (UCS). Es el esfuerzo que aguanta una probeta antes de romperse. Indica la fuerza que necesita una trituradora de compresión. Los rangos publicados son amplios, por eso conviene probar muestras del propio banco.

Índice de trabajo de Bond (Wi). Es la energía, en kWh/t, para moler un material hasta 80% pasando 100 µm. Sirve para dimensionar motores y molinos. Valores promedio de tablas:

• granito: 15.13 kWh/t
• caliza: 12.74 kWh/t
• dolomía: 11.27 kWh/t
• cuarcita: 9.58 kWh/t

Abrasividad. Decide la vida de las piezas de desgaste. Depende sobre todo del cuarzo (dureza 7 en la escala de Mohs). Resistencia y abrasividad no son lo mismo. La cuarcita pide menos energía que el granito en la tabla, pero desgasta mucho más.

Humedad, arcilla y forma de fractura. La arcilla tapa las cámaras. El agua baja la capacidad de los molinos en seco. Las rocas foliadas y el basalto columnar dan más lajas.

Para la decisión entre cono y quijada, vea qué es mejor: trituradora de cono o de quijada.

Tabla comparativa de rocas

La tabla compara las rocas más comunes en los bancos de México. Úsela para una primera revisión, no como dato de diseño. La guía de tipos de trituradora de quijada cubre la etapa primaria.

Nota de la tabla: los rangos de UCS provienen de la recopilación de Attewell y Farmer (1976). Los valores de Mohs se refieren a los minerales principales. La abrasividad y las rutas son estimaciones de ingeniería y práctica típica de mercado, no valores normalizados. “Requiere prueba” significa que no se verificó un rango confiable para esta tabla.

Los casos de granito en planta se ven en la trituradora hidráulica MR en una cantera de granito.

Qué trituradora o molino conviene para cada roca

El equipo se elige según la posición de la roca entre resistencia y abrasividad. La guía de qué hace una trituradora de cono completa este punto.

Trituración primaria.

• La C Trituradora de Mandíbulas acepta roca con resistencia a la compresión de hasta 320 MPa. Sirve para piedra de río, granito, basalto, caliza, cuarzo y residuos de construcción. Su bastidor no es soldado. El ajuste de descarga es de doble cuña, mecánico o hidráulico a elección del cliente.
• La PE Trituradora de Mandíbulas usa ajuste mecánico con calzas.
• La PEW Trituradora de Mandíbulas tiene ajuste hidráulico, cámara en V y lubricación centralizada.

Etapa secundaria en basalto, andesita, granito y grava de río.

• La CS Trituradora Cónica Symons es híbrida. Tiene seguridad por resortes y ajuste hidráulico de la descarga.
• La HST Trituradora Cónica Hidráulica Monocilíndrica cubre los mismos materiales que la CS.
• La HP Trituradora Cónica Hidráulica Multicilíndrica conserva un componente de resortes junto al sistema hidráulico. Tritura por capas y da grava cúbica. Esto ayuda con el basalto, que tiende a dar lajas.

Caliza, dolomía y mármol.

• La PF Trituradora de Impacto es para materiales blandos y semiduros. Sus placas de impacto son de acero al alto manganeso. Sus martillos son de hierro fundido al alto cromo.
• La PFW Trituradora de Impacto Hidráulica tiene dos configuraciones. La II es para trituración gruesa, con boca de 1,100 a 1,450 mm. La III es para trituración media, con tercera cámara y boca de 570 a 800 mm, y da agregado fino para arena triturada.

Arena triturada y forma. La VSI Trituradora de Impacto de Eje Vertical, la VSI5X Trituradora de Impacto de Eje Vertical y la VSI6X Trituradora de Impacto de Eje Vertical trabajan en modo “piedra contra piedra” o “piedra contra hierro”. El modo piedra contra piedra reduce el desgaste con roca abrasiva.

Cribado. La S5X Criba Vibratória y la Y Criba Vibratória separan los tamaños de grava.

Polvo de caliza, calcita y dolomía.

• El MGW Molino Raymond Inteligente muele materiales de dureza Mohs menor a 9, con humedad menor a 6% y alimentación menor a 20 mm.
• El MSF Molino Ultrafino llega hasta 3000 mallas.
• El MQ Molino de Bolas sirve cuando sigue un circuito de molienda.

Nota de la tabla: Fuente: fichas técnicas de Mr Crusher Mill. La selección final depende de las pruebas del banco.

Para el funcionamiento del molino, consulte cómo funciona un molino Raymond.

Normas mexicanas para agregados pétreos

La roca define qué productos puede vender un banco, y la norma define cómo se deben triturar. El perfil de la calcita como materia prima muestra los productos industriales de los carbonatos.

NMX-C-111-ONNCCE-2018. Fija las especificaciones y métodos de ensayo de los agregados para concreto hidráulico de masa normal. Cubre la granulometría, las sustancias nocivas, la reactividad álcali-agregado, la sanidad y la abrasión. Su declaratoria de vigencia salió en el DOF el 12 de noviembre de 2018.

N·CMT·4·04/17 (SCT). Fija la calidad de los materiales pétreos para mezclas asfálticas. Para mezclas densas con tránsito de 1 a 30 millones de ejes equivalentes, pide un desgaste de Los Ángeles máximo de 30%. Este límite deja fuera a muchas calizas blandas y a la roca alterada para la carpeta, aunque sirvan para base.

Qué hacer en la práctica:

1. Mida el desgaste de Los Ángeles y la sanidad de su roca antes de definir productos.
2. Revise la forma (coeficiente volumétrico) si va a vender grava para concreto.
3. Ajuste las etapas de trituración y el cribado al producto más exigente.

Para la etapa primaria, revise la trituradora de quijada PE.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los tres tipos de rocas? Son las ígneas (basalto, andesita, granito), las sedimentarias (caliza, arenisca) y las metamórficas (mármol, cuarcita, gneis). Para el equipo primario, vea los tipos de trituradora de quijada.

¿Qué es el tezontle y se puede triturar? Es una escoria basáltica, ligera y porosa. Muchos bancos solo la criban. Si se tritura, conviene una prueba previa. La PF Trituradora de Impacto sirve para materiales blandos y semiduros.

¿Qué es más duro de triturar: basalto o granito? El basalto suele ser más resistente. El granito suele ser más abrasivo por su cuarzo. Para ambos, la C Trituradora de Mandíbulas acepta roca de hasta 320 MPa.

¿Qué roca sirve para hacer polvo de carbonato de calcio? La caliza, la calcita y la dolomía son las más usadas. El MGW Molino Raymond Inteligente muele materiales de Mohs menor a 9 y humedad menor a 6%.

Referencias y fuentes

Para más lectura sobre molienda, vea la guía completa de los medios de molienda.

1. Servicio Geológico Mexicano — Anuario Estadístico de la Minería Mexicana 2019, edición 2020
2. Servicio Geológico Mexicano — Inventario minero con escoria basáltica (tezontle) y caliza
3. Servicio Geológico Mexicano — Inventario minero municipal con usos del basalto y el tezontle
4. Diario Oficial de la Federación — Declaratoria de vigencia NMX-C-111-ONNCCE-2018
5. ONNCCE — NMX-C-111-ONNCCE-2018, Agregados para concreto hidráulico
6. SCT / IMT — N·CMT·4·04/17 Materiales pétreos para mezclas asfálticas
7. Universidad de Granada — Rocas metamórficas
8. GeoEngineer.org — Unconfined Compression Test (rangos según Attewell y Farmer, 1976)
9. ScienceDirect Topics — Bond Work Index

Lectura relacionada: qué puede hacer un molino de bolas.