Una empresa de minería mexicana mejora sus operaciones con seis decanter

Una gran empresa de minería de México necesitaba mejorar la recuperación de agua para uso industrial para suministrar agua reciclada a su circuito de flotación destinada a la separación y extracción de materiales.

A lo largo de todo el mundo se explotan yacimientos de minerales para la extracción de minerales muy necesarios. El crecimiento de las poblaciones, las nuevas tecnologías y el impulso para la mejora climática están empujando a las minas a suministrar más minerales para alimentar el mundo actual. Los procesos de obtención de minerales utilizan el agua como medio de ayuda a la hora de mezclar, lixiviar, transportar o transformar los minerales de la mena. El agua es uno de nuestros recursos más valiosos en todo el mundo, y la industria de la minería se toma muy en serio la responsabilidad de reutilizar y devolver el agua a su estado natural. 

Antecedentes

Esta importante empresa minera es líder mundial en la minería de productos fluorados que desempeñan un papel fundamental en la mejora de la vida cotidiana dentro de una amplia gama de aplicaciones, como la construcción, baterías, polímeros, refrigerantes, dispositivos médicos e ingredientes farmacéuticos activos, entre otros.

La empresa ofrece soluciones para diferentes mercados a través de una amplia gama de aplicaciones de productos: metspar, acidspar, ácido fluorhídrico, anhidrita, trifluoruro de aluminio, refrigerantes, propelentes médicos, almacenamiento de energía, y propelentes técnicos. Los productos son adecuados para una serie de aplicaciones, incluidos tratamientos médicos, refrigeración comercial, automoción, construcción y servicios públicos.

Como el mayor productor de fluorita del mundo, con más del 20% del suministro mundial, y productor de alrededor del 10% del suministro mundial de ácido fluorhídrico, utiliza estos productos en sus centros de fabricación de México, Reino Unido, Estados Unidos y Japón. La estructura del proceso desde la mina al mercado garantiza una cadena de suministro segura para los clientes en una amplia gama de aplicaciones y sectores de productos.

El desafío

La empresa de minería con sede en México no pudo obtener los resultados de producción requeridos utilizando espesantes e hidrociclones convencionales. La compañía extrae un producto en una ubicación en la que se dispone de una cantidad muy limitada de agua, necesaria para su funcionamiento. La forma más inteligente de trabajar es reciclando el agua. Sin embargo, en ese proceso habían utilizado una gran superficie de estanques de sedimentación de agua. A lo largo de unos 25 años se fue acumulando un gran volumen de material muy fino en el circuito de agua que se depositó de forma poco natural. 

La empresa de minería necesitaba encontrar una solución, en parte porque tenían unos enormes gastos (1 millón de dólares al mes) en la compra de agua. Ese agua aumentó el proceso y permitió que la producción continuara, pero finalmente empezaron a quedarse sin almacenamiento para el gran volumen de agua cargada de sólidos finos que no cumplía las especificaciones. El valioso producto se procesó de varias maneras. Las velocidades de sedimentación de los sólidos eran inaceptables y erráticas en los espesadores por gravedad e hidrociclones. Generalmente, un porcentaje del material, las fracciones más grandes y densas se depositaban a velocidades aceptables, pero las velocidades de sedimentación de la fracción fina permitían que las finas salieran del sistema aún en suspensión. Con el tiempo, esta circunstancia dio lugar a enormes volúmenes de agua que no se podía reutilizar ni descargar. Necesitaban una solución que pudiera facilitar la extracción de las partículas de sedimentación rápida y capturar las partículas finas en un solo paso con un alto rendimiento de caudal, algo singular desde el punto de vista técnico y con una sofisticada capacidad de ajuste y una construcción robusta, con soluciones avanzadas con protección frente al desgaste para soportar la dura realidad de la minería. 

La solución

La empresa de minería se asoció con Flottweg para encontrar la solución. Tanto la mina como el equipo de Flottweg tomaron muestras detalladas a lo largo del proceso, que se enviaron a los laboratorios de Flottweg en Alemania para su análisis detallado. Los ingenieros de procesos estudiaron las necesidades específicas de la mina y los parámetros de la planta y del proceso, y estimaron una serie de resultados esperados bajo diferentes condiciones. 

El esfuerzo mutuo entre el equipo de ingeniería de la mina y Flottweg dio como resultado la instalación de una centrífuga decanter Z92 de tamaño completo en la explotación minera de México. Supervisada por técnicos altamente capacitados de Flottweg, tanto in situ como en comunicación directa con Alemania, la empresa de minería logró el máximo nivel de eficiencia y productividad. Flottweg suministró una centrífuga de pequeño tamaño para recuperar de forma continua y eficiente la valiosa agua para uso industrial y reducir su carga de sólidos atrapados. Desde entonces, han añadido varias máquinas para ampliar su capacidad de procesamiento de recuperación de agua. Tras un período piloto de gran éxito, el equipo de prueba de Flottweg (modelo Z92) se convirtió en una instalación permanente en 2019. 

Durante la modificación, se desarrollaron planes para adaptarse a una construcción a gran escala de seis (6) decanter, lo que facilitó el procesamiento del flujo total de relaves de la operación. Un año más tarde, se instalaron y pusieron en servicio dos máquinas adicionales y, al año siguiente, otras tres máquinas adicionales, lo que supone un total de seis decanter que actualmente funcionan y producen de forma eficaz.

Los objetivos eran tres: 

• Recuperar la mayor cantidad de agua posible para su reutilización operativa.
• Reducir el volumen total de material fino con el agua reutilizada.
• Eliminar los sólidos generados durante la operación de explotación. Esto implica la explotación subterránea de roca que aflora a la superficie y se tritura formando un material muy fino. A continuación, ese material se coloca en un tanque con un material tanino especial que permite que el valioso producto flote. Queda un residuo de otro material molido, conocido como relave.

Cómo funciona la tecnología

Las fuerzas de rotación desarrolladas dentro del decanter aceleran las fuerzas gravitacionales conferidas a los fluidos que pasan a través del dispositivo. La fuerza aplicada puede acelerar las velocidades de sedimentación multiplicándola por cientos o por miles en comparación con las condiciones estáticas. 
El diseño modular de esta centrífuga decanter permite ajustarla para optimizar todo tipo de tareas de separación. Los decanter Flottweg empleados para esta aplicación de recuperación de agua de mina permiten una multitud de ajustes que ayudan a afinar los resultados según sea necesario. Se incluye una amplia gama de ajustes de la velocidad del tambor que establece las fuerzas de separación aplicadas, variaciones de la velocidad del tornillo sinfín de transporte de sólidos para maximizar el transporte de sólidos y presas de salida de agua ajustadas mecánicamente para definir los niveles de fluido internos en la máquina. 
 

Estas tres características ayudan a ajustar a medida los resultados derivados de la operación. Las velocidades del tambor y del tornillo sinfín se pueden configurar a través de la automatización integrada de modo que se ajusten a los cambios de alimentación entrante, lo que permite que la maquinaria continúe ofreciendo un resultado estandarizado. Se pueden suministrar otros decanter especializados con un rodete centrípeta ajustable. Normalmente, el líquido clarificado sale de un decanter sin presión y fluye hasta la subsiguiente cámara de recogida. Como alternativa, es posible transportar el líquido clarificado utilizando un impulsor. El fluido sale a un sistema cerrado como flujo de baja presión.  Esta variante ofrece la capacidad de realizar ajustes del nivel de líquido en tiempo real sin restablecer las alturas de la presa, lo que ofrece una característica de optimización más para ajustar con precisión el rendimiento de la separación. Una versión mejorada incluye un dispositivo electrónico de posicionamiento del rodete centrípeta para colocar el rodete ajustable. 
 

Resultados

La mina de México cubre más de 1000 acres y es el mayor depósito subterráneo de fluorita del mundo. La mayoría del material proviene del subsuelo, de grandes depósitos minerales. Desde la instalación de los decanter, los gastos operativos y en agua han disminuido drásticamente. El uso del equipo ha reducido los costes en al menos un tercio, con soluciones Flottweg adicionales en las plantas para una reducción aún mayor de dichos costes. 

La empresa minera afirma que las máquinas funcionan exactamente como se prometió con unos resultados cada vez más positivos. Sus objetivos son mejorar continuamente la calidad del agua de retorno y el proceso para recuperar el agua fuera de especificaciones de los depósitos de almacenamiento contaminados. La empresa decidió invertir una cantidad significativa de tiempo y recursos para mejorar su gestión del agua. «Flottweg nos ofreció tecnologías que inicialmente parecían muy buenas, aunque éramos escépticos sobre los resultados que podría ofrecernos, y creo que el argumento de venta más importante es cómo nos ayudaron a lograr la optimización tanto del funcionamiento de la centrífuga como de los procesos que la rodean», afirmó un representante de la empresa. «La ventaja de aceptar la oferta de Flottweg de alquilar sus equipos para poder utilizarlos y de proporcionar servicio técnico para demostrar no solo lo fácil que es utilizar el equipo, sino también las repercusiones que tendría en nuestro sistema, fue la clave del éxito. Por lo tanto, el éxito de este trabajo estuvo en la parte técnica, pero también en la parte de servicio en especial. Un componente clave fue la propuesta de Flottweg de probar el equipo in situ. Creo que eso fue lo más importante. Y encontrar una sinergia realmente positiva que nos ayudó a obtener unos resultados que superaron con creces nuestras expectativas».

Autor:

Terry Ostrom es director de la industria de minerales y explotación minera de Flottweg Separation Technology, Inc. Tiene una amplia experiencia en equipos de procesamiento, incluidas bombas, sistemas de reactivos y centrífugas. Todo ello, junto con su experiencia en ingeniería de procesos de extracción minera, hace que sea una buena opción para dar soporte a esta industria.