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Espesamiento

Administración hídrica con innovación: pioneros en tecnología para espesadores

El espesamiento ha sido fundamental para los diagramas de flujo de procesamiento de minerales por mucho tiempo. Hoy, se vuelven más importantes dentro de las iniciativas enfocadas en mejorar la administración hídrica y el manejo de relaves para permitir a las minas recircular más agua, reducir la huella de los relaves y mejorar la eficiencia de los procesos.

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Espesadores y el desafío del agua 

El acceso al agua es un factor de riesgo cada vez mayor para las operaciones mineras, y muchas se encuentran en zonas con estrés hídrico. Se espera que el cambio climático aumente el riesgo, ya que causará sequías e inundaciones más frecuentes, lo que alterará el suministro de agua de las faenas mineras. Por lo tanto, el desafío del agua puede interrumpir las operaciones, aumentar los costos y el riesgo de conflictos por agua entre las minas y las comunidades locales. En este contexto, la recuperación de agua y la recirculación se convierten en preocupaciones críticas. 

Los espesadores son una de las tecnologías que permiten a las minas enfrentar este desafío del agua. Su trabajo es sencillo: separar sólidos de líquidos. Al hacerlo, concentran los sólidos y producen un flujo superior de agua limpia que se puede recircular de vuelta en el proceso. Se usan ampliamente para el desaguado de relaves, lo que los hace fáciles de manejar, pero también pueden concentrar las pulpas de minerales antes del procesamiento. 

 


La evolución de la tecnología de los espesadores 

Los primeros espesadores eran simples estanques con sedimentación por gravedad. El proceso de sedimentación era lento y se necesitaba una unidad de gran tamaño para producir una baja densidad de flujo inferior. Las mejoras en los diseños de los espesadores de mediados del siglo XX y la introducción de floculantes químicos para promover la agrupación de partículas aumentó la velocidad de separación sólido-líquido. Aunque, no fue hasta la década de los 80 que el desarrollo de los espesadores avanzó drásticamente hacia los espesadores de alta velocidad. 

Los espesadores de alta velocidad de FLS tienen un diseño que ofrece a las mineras una solución más compacta y rentable, capaz de procesar grandes volúmenes de pulpa produciendo a la vez un flujo superior más limpio. Incorporan el pozo de alimentación mejorado E-Volute™ para optimizar la disipación de energía y distribución de sólidos, mientras que los sistemas avanzados para dilución de alimentación E-DUC® y P-DUC maximizan la eficiencia de la floculación y la velocidad de sedimentación. Otro de los beneficios es una mejor gestión de limos. 

En los últimos años, se ha cambiado el enfoque hacia maximizar la concentración de sólidos en el flujo inferior, lo que llevó a la introducción de los espesadores de alta densidad. El diseño de estos sistemas genera relaves más densos y con un menor contenido de agua para un manejo más sencillo –con sistemas de flujo inferior de diseño adecuado– mientras se reduce el espacio que se necesita para almacenar los relaves. 

Los espesadores Deep Cone® de FLS tienen paredes laterales profundas, ángulos de cono agudos y un diseño patentado de rastrillo espiral interior. Estas características crean y permiten una operación efectiva con lechos de lodo más profundos, lo que extiende el tiempo de estadía del lodo y aumenta la compactación de sólidos. Los espesadores Deep Cone pueden alcanzar densidades de lecho inferior que llegan a superar el 70% en peso. Esto los hace idóneos para aplicaciones donde la conservación del agua y el manejo de relaves son críticos. 

Un último desarrollo importante es el espesador E-CAT™ de FLS, una solución para espesamiento que combina la alta velocidad y la clarificación de agua en una sola unidad. Las unidades E-CAT pueden manejar altos rendimientos y lograr una separación sólido-líquido de alta eficiencia para generar un flujo superior de alta claridad y maximizar la recuperación de agua, minimizando los costos de tratamiento de agua. 

 

Los beneficios de las tecnologías modernas para espesamiento

  • Maximización de la recuperación de agua

    Los espesadores modernos, especialmente los espesadores de pasta, pueden recuperar una gran cantidad de agua de proceso, lo que reduce la demanda de agua dulce. Esto es de gran importancia en las regiones donde el agua es un recurso escaso o donde existen leyes estrictas para el consumo de agua.

  • Menor huella de los relaves

    Los relaves más densos y con menos contenido de humedad permiten a las operaciones mineras minimizar el tamaño de sus instalaciones para almacenar relaves. Esto disminuye el impacto medioambiental, el riesgo y las responsabilidades a largo plazo.

  • Mayor eficiencia operacional

    Las innovaciones en el diseño de los espesadores han mejorado el rendimiento y la eficiencia de las plantas que procesan minerales. Eso resulta en un menor consumo energético, menos uso de químicos y ahorros generales en costos.

  • Mejor cumplimiento con regulaciones medioambientales

    Mientras los organismos reguladores de todo el mundo endurecen los estándares medioambientales, las empresas mineras deben demostrar una gestión responsable del agua y de los relaves. Las tecnologías de espesado ayudan a los operadores a cumplir con estas regulaciones a la vez que mejoran sus acreditaciones en sustentabilidad.

  • Mayor seguridad

    En particular, los espesadores de pasta mejoran la seguridad del manejo de relaves porque generan un material de relave más estable y menos fluido. Esto disminuye el riesgo de fallas en el tranque de los relaves, lo que podría tener consecuencias catastróficas para el medioambiente y la sociedad.

Líderes en el diseño innovador de espesadores

Sistemas de dilución de alimentación E-DUC

El sistema E-DUC usa el impulso de la alimentación para diluir la pulpa de esta antes de que entre en el pozo del espesador. Esto crea perfiles de mezcla más controlados y efectivos, además de un mejor tiempo de estadía. Hacerlo maximiza el contacto entre el floculante y los sólidos en la pulpa, lo que genera una mejor aglomeración y características de sedimentación. Esto reduce la cantidad de químicos que se necesita y, por consiguiente, de floculante. 

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Espesadores en la era digital 

La digitalización también está desempeñando un papel en la optimización de espesadores. Las tecnologías avanzadas de control de procesos, como la solución AutoFloc™ de FLS, monitorean de forma continua variables críticas, tales como el nivel de la cama y la presión, el par de arrastre del rastrillo, la claridad del desbordamiento, la densidad del underflow, la velocidad de sedimentación y las perturbaciones en la alimentación, realizando ajustes operativos dinámicos en tiempo real en la dosificación de floculante y la velocidad de la bomba de underflow.

 

Estas tecnologías tienen como objetivo cumplir con lo siguiente:

  • Mantener la densidad del flujo inferior dentro de un rango específico. Esto garantiza obtener una calidad de producto consistente y alcanzar los requerimientos de procesamiento. 
  • Maximizar la cantidad de agua limpia que se recircula a la planta. 
  • Usar el mínimo floculante necesario para un proceso efectivo, lo que minimiza los costos en químicos y el impacto medioambiental. 
  • Mantener el inventario del espesador dentro de parámetros definidos para garantizar una operación estable y evitar condiciones de inestabilidad. 
  • Continuamente monitorear y regular parámetros críticos como el torque del rastrillo, la corriente de la bomba y la presión del lecho. Esto evita la sobrecarga de los equipos y extiende la vida útil de los componentes. 

Mejoras para impulsar el rendimiento de los espesadores existentes

  • Estudio de desempeño

    Reducir el agua hacia los relaves en una mina de oro canadiense

    Una mina de oro en Canadá deseaba aumentar la recirculación de agua desde su espesador de relaves para reducir el consumo de agua fresca y aumentar la vida de sus tranques de relaves. Actualizaron su espesador de terceros existente con un sistema de dilución E-DUC® y un pozo de alimentación E-Volute™, transmisión y un mecanismo de rastrillo con arrastre bajo. Todo esto generó los siguientes resultados: 

    • Un aumento en la densidad del flujo inferior desde un 61 % de sólidos (p/p) hasta un 65 % de sólidos (p/p). 
    • Una reducción del 12 % en la cantidad de agua que llega a los relaves. 
    • Una mejora en la claridad del flujo superior desde 400 NTU a menos de 100 NTU. 
    • Una reducción en el consumo de floculante. 

    Esto hizo que la mina alcanzara sus metas a la vez que redujo el OPEX relacionado con agua, cianuro y consumo de floculantes. El menor volumen de agua que se enviaba a los relaves también disminuyó los costos de bombeo y extendió la vida operativa de los TSF. 

     

  • Estudio de desempeño

    Aumentar la recuperación de oro y ahorrar agua en una mina australiana


    En una mina de oro en Australia, la instalación de mecanismos de dilución P-DUC en la alimentación de lixiviación y espesadores de relaves generó los siguientes resultados: 

    • La producción del espesador aumentó desde 1.060 tph hasta 1.160 tph, sin aumentar el consumo de floculante en base a gramos/tonelada. 
    • La densidad del flujo inferior del espesador de la alimentación de lixiviación aumentó desde 54% hasta 56% de sólidos (p/p). Esto aumentó el tiempo de estadía en el circuito CIL y mejoró la recuperación sin aumentar la cantidad de mineral extraído. 
    • La densidad del flujo inferior del espesador de relaves aumentó desde 54% hasta un 57% (p/p), lo que redujo el volumen de agua que llegaba al tranque de relaves en 11%. Esto resultó en un menor consumo de agua fresca, mientras que el agua se perdía por evaporación y filtración. 

    En general, la mejora entregó 9% de aumento en la producción de la planta. Esto permitió un menor costo fijo por onza producida, a la vez que apoya un proceso más sustentable con el agua. 

     

  • Estudio de desempeño

    Aumentar la estabilidad de los tranques de relave y la recuperación de agua en Kazajistán


    Los relaves con un desaguado insuficiente impactaban la estabilidad del tranque de relaves en una mina de cobre en Kazajistán. Esto aumentaba la cantidad de agua que se perdía en los relaves y requería una expansión prematura de la instalación para almacenamiento de relaves (TSF). 

    FLS pudo generar densidades de flujo inferior entre 66% y 70% de sólidos (p/p). La mejora alcanzó: 

    • 15% de recuperación de agua en la planta. 
    • 15% de reducción en el volumen de los relaves. 
    • Menor formación de ratholes y un tiempo de estadía del lecho de lodo más consistente. 
    • Maximizó la densidad de los relaves depositados y mejoró la utilización del espacio disponible en el TSF. 

    El resultado general es una instalación de relaves más segura, sencilla y económica de operar y controlar. 

     

  • Alcanzar una reducción considerable en el agua de los relaves en Chile


    Una mina de cobre-molibdeno en Chile ubicada a 1.700 m sobre el nivel del mar en un área con escasez hídrica recibía agua de mar desde el sistema de refrigeración por agua de una planta de energía termoeléctrica costera, a través de una tubería de 143 km. El costo era alto y lo más seguro era que solo aumentaría. Por lo tanto, la mina quería garantizar que se recirculara la mayor cantidad de agua posible de los relaves. 

    Para hacerlo, la mina implementó la solución de control avanzado de procesos AutoFloc con los siguientes resultados: 

    • 14% de reducción en el agua que llega a los relaves con un ahorro potencial de 18 millones de dólares al año (según un costo de agua promedio de USD 3,50/m3). 
    • 15% de reducción en el consumo de floculante con un ahorro de OPEX de 350.000 dólares al año (según un costo de floculante de USD 4/kg). 
    • Un aumento en la densidad del flujo inferior de 3% de sólidos (p/p). 
    • Menores costos de bombeo y el ahorro de consumo relacionado 

     

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El futuro de los espesadores

El rol de los espesadores en la administración hídrica sólo se volverá más crítico en la medida que la industria minera priorice la sustentabilidad. Con más de 100 años de experiencia y 10.000 espesadores instalados, FLS está en un lugar perfecto para seguir innovando en las soluciones avanzadas de espesamiento que mejoren la recuperación de agua, reduzcan los riesgos de almacenamiento y mejoren la eficiencia operacional.