Filtrando el Fluido

Los últimos adelantos en material de filtración a presión ayudan a las mineras a extraer el agua de lodos en forma más rápida, económica, exhaustiva y en volumen cada vez mayor

Por Russell A. Carter, Editor Colaborador

En casi cualquier faena minera, la electricidad es el músculo que mueve la maquinaria y el agua es el medio que transporta el material a través de los procesos que convierten la roca en bruto en un producto vendible. La disponibilidad de ambos generalmente determina si un proyecto se hunde o nada.

Por ejemplo, el depósito de pórfido de cobre/oro Reko Diq en Pakistán se considera el ejemplo supremo de su tipo desde el descubrimiento del pórfido Oyu Tolgoi en Mongolia, con cálculos históricas que estiman sus recursos en 6 mil millones de toneladas métricas ™ o más de contenido de cobre El avance en el desarrollo de Reko Diq ha estado en suspenso durante aproximadamente una década luego de un fallo judicial de Pakistán con respecto a su proceso de licencia original. Sin embargo, Barrick Gold — que ha estado involucrada en el prospecto desde principios de la década de 2000 a través de Tethyan Copper Co., su empresa conjunta con Antofagasta plc que posee la licencia de exploración — anunció recientemente un acuerdo marco para la explotación del depósito que le daría un 50% de participación y su designación como operador. El 50% restante se dividiría entre el gobierno provincial y un consorcio de empresas estatales. Si se pueden completar los acuerdos definitivos con todos los accionistas del proyecto, la compañía prevé el cierre del acuerdo durante la segunda mitad de 2022, seguido de una actualización de un estudio de factibilidad de 2010 durante 2023-2024.

Mark Bristow, presidente y CEO de Barrick Gold, declaró en una entrevista reciente que “no hay nada como esta [propiedad] disponible en el mundo hoy en día,” refiriéndose a su potencial para respaldar una operación de cobre de larga duración de 80.000 tm/año que la empresa tiene la intención de explotar en dos o posiblemente tres fases. Y contrariamente al viejo proverbio “lo importante está en los detalles,” Bristow no prevé grandes problemas en las tareas normalmente complejas, referidas a la organización, el financiamiento, y la construcción de la mina.

“[Es] lo que hacemos todos los días.” cuando se trata de desarrollar activos de alto nivel, explicó. “El desafío tiene que ver con la energía y el agua.”

El agua es una materia prima crítica que puede ser un beneficio o un riesgo; por ejemplo, pueden surgir problemas y costos no deseados de balances hídricos positivos o negativos, así como un recordatorio constante de que las minas son solo un elemento en un marco ambiental y social más amplio. Sin suficiente agua, la producción de la mina puede verse afectada y los planes de expansión se desvanecen. Toma demasiado tiempo, y la licencia social para operar de una mina puede restringirse o revocarse, los problemas correctivos o regulatorios pueden aumentar y los inversionistas pueden alejarse.

Ahora y en el futuro, las empresas mineras deben competir enérgicamente con otros usuarios industriales y comprometerse con las crecientes demandas públicas de regulación y asignación de suministros de agua. Con los costos relacionados con el agua aumentando y la disponibilidad futura en cuestionamiento, la industria debe desarrollar estrategias que justifiquen sus exigencias operativas y cumplan con sus compromisos ESG relacionados con el agua, mientras se mantienen dentro de niveles tolerables de gastos de capital y gastos operacionales (Capex y Opex respectivamente). En este artículo, Equipo Minero analiza algunos de los productos y tecnologías de extracción de agua que pueden ayudar a optimizar su recuperación desde los procesos normales de la planta.

Más Gestión, Más Conocimiento

El conjunto de elementos de ayuda para la extracción de agua que está disponible para la industria incluye todo, desde análisis de datos de evaporación asistida por aluminio hasta plantas de tratamiento de agua sin descarga, pero las soluciones tradicionales, como filtros de deshidratación, sedimentadores, espesadores, reactivos químicos especiales y filtros mecánicos, son la respuesta estándar para la necesidad de recuperar agua de proceso, y su papel no muestra signos de disminución. Sin embargo, lo que está emergiendo es una tendencia hacia capacidades de rendimiento mucho mayores, particularmente en filtros de prensa, y una visión más profunda del rendimiento real de los equipos de desecación a través de mayores capacidades en sensores, automatización y digitalización general.

Recientemente, Diemme Filtration brindó un vistazo de lo que viene con respecto a las capacidades de los filtros de prensa al presentar el GHT5000F Domino, una unidad masiva de 40 x 9 x 7 m con una capacidad de producción de más de 12.000 toneladas métricas por día (tm/d) de sólidos, o aproximadamente tres veces la capacidad de los filtros prensa más grandes actualmente en operación. Según Diemme, el GHT500OF tiene todas las características de diseño de su modelo GHT-F, que en sí mismo fue diseñado para un alto rendimiento/filtración rápida y se ofrece en tamaños de placa de 1.500 x 1.500 mm y 2.500 x 2.500 mm. Junto con un tamaño de placa de 5.000 x 5.000 mm, la GHT5000F Domino también ofrece:

• Control remoto, manejo y optimización via IIoT;

• Una plataforma de trabajo integrada para mantención;

• Sistema de enjuague de seis puntos para un enjuague complete del medio filtrante después de cada ciclo;

• Sistema automático de lavado de telas a alta presión con doble barra de lavado para limpiar simultáneamente las telas de dos cámaras y reducir a la mitad el tiempo de inactividad para lavar las telas;

• Reemplazo de la tela desde cualquier lado del filtro, con capacidad de reemplazo simultáneo de múltiples telas; y

• Piezas de la estructura compuestas por módulos pre-ensamblados en fábrica para reducir el tiempo de ensamblaje en faena, junto con conexiones de cables de conexión rápida entre módulos para minimizar el cableado y permitir un ensamblaje rápido.

Hablando en el podcast de la industria minera Behind the Scenes, Andrea Pezzi, director de marketing de los sistemas de filtración y espesamiento de Diemme, le dijo al presentador Bryan Ulrich que el desarrollo del GHT5000F fue impulsado por una combinación de curiosidad de ingeniería interna de la empresa sobre el enfoque óptimo para diseñar un ultra -máquina de filtración grande, la tendencia obvia dentro de la industria hacia plantas de mayor rendimiento y el creciente interés de los clientes en soluciones de filtración que ofrecen mayor capacidad, menores costos operativos y mantenimiento más fácil.

Pezzi dijo que el primer GHT5000F se envió a una faena en Perú, donde filtrará relaves de cobre a una velocidad estimada de 8.000 toneladas de sólidos por día. A la espera de los resultados de rendimiento de la instalación inicial, existe una clara posibilidad de que a la primera unidad se le sumen otras nueve para una producción total de 80.000 t/d.

La más reciente incorporación de FLSmidth al mercado de filtros prensa de alta capacidad es el AFP2525, que según la compañía utiliza alta presión y tiempos de ciclo bajos para lograr capacidades significativamente mayores en una sola máquina. Capaz de recuperar más de 200 m³ de agua por hora, el filtro está diseñado específicamente para optimizar la extracción de agua de relaves filtrados a gran escala. Esto, según Kenneth Rahal, director de soluciones de relaves en FLSmidth, significa que para una mina típica que opera a una tasa de más de 21.000 tm/d, una instalación de filtro recuperará suficiente agua de proceso para llenar seis piscinas olímpicas cada 24 horas. Con una tasa de recuperación de agua de hasta el 95%, la entrada de agua dulce se reduce drásticamente y un sitio de almacenamiento de relaves puede tener un tamaño inferior al 50% de una instalación convencional. Esto también da como resultado una reducción en los costos de cierre al final de la vida útil de la mina y permite un cierre progresivo, al tiempo que hay más posibilidades de recuperar y revegetar el lugar.

FLSmidth también está trabajando en un modelo de filtro prensa aún más grande, el MD5030, que ofrecería un tamaño de placa de 5 x 3 m, destinado a mejorar la economía de filtración para minas de gran rendimiento. La empresa demostró un prototipo de una sola celda a las partes interesadas en 2019 y estimó que las dimensiones finales de un filtro de prensa de 5 m x 3 m a escala comercial con 160 placas medirían 47 m de largo por 9 m de ancho y 8,5 m de alto, con masa total de 1.100 tm. Solo el accionamiento de riel “seguidor” del filtro pesaría más de 150 tm, casi lo mismo que una locomotora de ferrocarril GE 4500. La compañía dijo que actualmente está trabajando con múltiples clientes que están investigando relaves filtrados a través de estudios piloto y estudios PFS, y cuyo resultado es apropiado para la capacidad del MD5030.

Otra reciente incorporación es el ME2500 de Andritz, que según la empresa representa la propuesta de valor más adecuada para el procesamiento rápido de concentrados y relaves típicos o con alto contenido de arcilla. La ME2500, disponible en tamaños de placa de 1500 mm a 2500 mm, ofrece una capacidad de hasta 450 kg/m² por hora, un área de filtración de hasta 840 m² y placas encadenadas para una descarga rápida de la torta de filtración. Su innovador sistema de cierre, según la empresa, utiliza en gran medida componentes eléctricos en lugar de hidráulicos, lo que mejora la seguridad a través de un control más preciso y una menor dependencia de las líneas de alta presión que son susceptibles a las fugas.

Andritz señaló que las operaciones que ejecutan unidades individuales o múltiples filtros prensa pueden beneficiarse de la operación “inteligente” del filtro prensa a través de su sistema de control digital Metris addIQ, que está disponible en varias configuraciones de paquetes según el tipo de máquina con la que se usa y puede ser aumentado con complementos opcionales.

Identificando la Opción Correcta

Antes de que una mina llegue a la conclusión de que solo un tipo o tamaño de equipo de desecación es la respuesta a las necesidades de extracción de agua de su proceso, es importante observar el panorama general, según los expertos de la industria.

Kenneth Rahal explicó que “Como cada faena es única, es importante encontrar la solución que mejor se adapte a sus necesidades. En términos de extracción de agua, existen múltiples opciones que logran diferentes recuperaciones de agua a diferentes niveles de costo. La selección de la solución más adecuada a menudo se basa en los requisitos del balance de agua que garantizan que se recicle suficiente agua para el procesamiento del mineral. Las diferentes soluciones de desecación pueden reducir el agua dulce necesaria para el procesamiento de 0,5 a 0,7 m² de agua dulce por tonelada de mineral utilizada en embalses húmedos tradicionales hasta un mínimo de 0,15 a 0,2 m³ para relaves filtrados.

“Incluso dentro de los relaves filtrados, existen opciones que pueden afectar el costo de la solución, como el uso de filtros de vacío en lugar de filtros de presión,” dijo Rahal. “La tecnología de filtración exacta utilizada depende de una variedad de factores, incluyendo la distribución del tamaño de las partículas de los relaves y el objetivo de hidratación.” Mezclar relaves filtrados con roca estéril, un enfoque que FLS ha demostrado con su sistema EcoTails, puede brindar beneficios tales como estabilidad geotécnica adicional a la pila y reducir lolas exigencias de uso de la tierra y el costo en comparación con la filtración únicamente, señaló Rahal.

Continuó: “La pasta de relaves es un paso intermedio que reduce tanto el agua dulce necesaria como el Capex y Opex posteriores. “Hay varias opciones que incluyen espesadores de pasta de cono profundo (DCT), filtros de vacío y/o filtros de presión. Los filtros de vacío y presión se utilizan para filtrar una parte de los relaves que luego se mezclan con los relaves restantes para producir un material en pasta, que a menudo se ve en las operaciones de relleno de pasta. Para las operaciones que buscan la disposición superficial de pasta que tiene suficiente roca estéril, la solución de relaves EcoPaste de FLSmidth puede producir relaves mezclados estables que se pueden apilar y brindar todas las ventajas que se encuentran en los relaves filtrados mezclados.

“Una buena gestión de relaves requiere fundamentalmente un enfoque holístico de la gestión del agua en todo el diagrama de flujo del proceso. Eso significa buscar métodos, soluciones tecnológicas y oportunidades de optimización digital en todo el diagrama de flujo de procesamiento de minerales para encontrar formas de reducir el uso de agua dulce, lo que a su vez reducirá la cantidad de agua que debe administrarse en los relaves. Este enfoque holístico de las soluciones, respaldado por la optimización digital/de datos, es el futuro de la gestión de relaves,” según Rahal.

Job Kruyswijk, gerente de soluciones integradas de lodos en Weir Minerals, advirtió que el fuerte enfoque en la filtración significa que las técnicas de extracción de agua convencionales a menudo se pasan por alto. “En las operaciones existentes, revisar el circuito de deshidratación a menudo conduce a la identificación de varias formas en las que se pueden realizar mejoras significativas sin tener que revisar todo el sistema. Por ejemplo, la incorporación de la última generación de hidrociclones Cavex o una actualización del pozo de alimentación del espesador pueden mejorar notablemente las operaciones,” dijo Kruyswijk, y agregó que “utilizar tecnologías convencionales de manera innovadora puede tener efectos inmediatos en el desempeño de la sustentabilidad y reduce Costos operativos. El drenaje y el bombeo de relaves no deben considerarse como dos sistemas distintos. En muchos casos, mejorar la deshidratación de relaves permite un bombeo más eficiente desde el punto de vista energético.”