TOMRA Mining y K+S Minerals and Agriculture han alcanzado un importante hito en su colaboración tecnológica en curso en la mina Zielitz (Alemania), con la exitosa implantación de una planta piloto subterránea para la preclasificación de sal gema o sal mineral.
El objetivo del proyecto es minimizar los acopios de material en la superficie, aliviar el cuello de botella del pozo minero principal, así como facilitar la futura expansión de la mina.
La planta piloto subterránea está equipada con un equipo XRT de TOMRA, una solución única diseñada a medida para las condiciones específicas de la mina que cumple con los requerimientos de K+S.
Este proyecto piloto representa la última etapa de una larga colaboración entre TOMRA y K+S, el principal productor de sal de Europa y proveedor global de minerales potásicos. Esta colaboración comenzó en 1998, cuando se instaló el primer clasificador óptico de TOMRA en el yacimiento de Braunschweig-Lüneburg, en Grasleben. A lo largo de los años, ambas compañías han trabajado juntas en numerosos proyectos, realizando pruebas exhaustivas en distintas plantas.
El desafío de la minería subterránea en Zielitz
K+S puso en marcha este proyecto como parte de su compromiso con la sostenibilidad y la mejora de la productividad en sus operaciones y cadena de suministro. En colaboración con TOMRA, buscaban soluciones prácticas a largo plazo para eliminar el estéril bajo tierra, reducir drásticamente el volumen de acopios —y con ello el impacto ambiental de la mina—, y mejorar la ley del mineral extraído por el pozo.
“El uso del relleno subterráneo ha sido un tema importante en minería durante décadas. Las crecientes exigencias de yacimientos más profundos y complejos, la necesidad económica de operar a gran escala y las normativas medioambientales cada vez más estrictas exigen nuevas soluciones. Se busca un enfoque de producción eficiente, que consiste en eliminar los minerales sin valor lo antes posible para procesar solo los valiosos en forma concentrada. Este approach ofrece múltiples ventajas”, señaló la Dra. Isabell Pfaffe y sus coautores en una publicación técnica reciente sobre el proyecto.
La planta de clasificación subterránea fue instalada y puesta en marcha en 2022. Utiliza tecnología XRT de TOMRA para identificar y eliminar el material de desecho —principalmente halita (NaCl)— con contenidos de potasio (K2O) inferiores al 2%.
Al clasificar el material directamente en la mina y desviar parte del estéril para su uso como relleno, la planta piloto aborda 3 retos clave en Zielitz.
El primero es la reducción de acopios, ya que el gran volumen de material acumulado en superficie supone un enorme esfuerzo en términos de protección ambiental. A través de este proyecto, K+S pretende encontrar una solución para reducir al máximo la cantidad de material estéril que se envía a las pilas de acopio. El segundo es el cuello de botella en el pozo de la mina: el pozo principal extrae hasta 45 000 toneladas métricas al día, lo que no deja capacidad para una futura expansión ni para el retorno de los residuos procesados al interior de la mina.
Por último, el proyecto busca solventar las limitaciones de infraestructura de cara a una futura ampliación de 40 km, ya que actualmente la planta no tiene capacidad de transporte ni para albergar las instalaciones necesarias para devolver el material estéril tratado a las zonas ya explotadas.
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Un enfoque innovador y una solución hecha a medida
Para este piloto en Zielitz, TOMRA diseñó una solución exclusiva basada en el modelo TOMRA COM XRT 2.0 1200, equipado con un sistema de detección y algoritmos ajustados a los objetivos definidos por K+S.
El proceso comienza con un sistema de alimentación equipado con un divisor de flujo regulable sobre la cinta principal, que dirige la sal bruta hacia una criba vibratoria de doble piso. Allí, el material se separa en fracciones de tamaño definido, mientras que las partículas demasiado grandes o pequeñas se devuelven a la cinta principal. Las mallas de cribado son intercambiables, lo que permite a los operarios probar distintas granulometrías.
Una vez clasificado por tamaño, el material se transporta al equipo de clasificación XRT, que identifica las rocas potásicas y separa la sal sódica no deseada, de menor densidad atómica. El material considerado estéril —con un contenido de potasio inferior al 2.0 %— se envía a una cinta transportadora para su uso como relleno subterráneo, mientras que el concentrado se reincorpora a la cinta principal y, desde allí, se envía al pozo principal.
La instalación de esta planta piloto subterránea implicó importantes retos logísticos, sobre todo el traslado del clasificador XRT de 18 toneladas a través del pozo. Fue necesario desmontarlo completamente, bajarlo por partes y volver a montarlo in situ. La experiencia previa de TOMRA en instalaciones subterráneas fue clave para superar este desafío junto con el equipo técnico de K+S.
Resultados destacables y visión de futuro
El proyecto piloto ha cumplido con éxito todos sus objetivos, demostrando que el clasificador XRT de TOMRA es capaz de eliminar halita liberada de forma eficaz.
Actualmente, la planta procesa 50 toneladas por hora, eliminando hasta el 50% del material como estéril bajo tierra, lo que reduce significativamente la carga del pozo y permite aumentar la capacidad de producción minera. Parte del material estéril, con un contenido de potasio inferior al 2%, se utiliza como relleno, disminuyendo el volumen destinado a acopios.
El 50% restante —con una ley de potasio casi duplicada respecto a la configuración anterior— se mezcla con el material principal que se transporta por el pozo hasta la planta de procesamiento.
A raíz de estos resultados, ambas compañías estudian ahora una nueva fase de ampliación de capacidad y la integración de la tecnología de inteligencia artificial OBTAINTM de TOMRA. Esta innovadora solución basada en Deep Learning permite identificar con precisión las propiedades de cada partícula individual, incluso cuando están en contacto sobre la cinta transportadora, lo que garantiza una precisión sin precedentes con altos caudales. El resultado es una clasificación con precisión a nivel de partícula individual en procesos de gran capacidad.
“Nuestra visión para la siguiente etapa es instalar más clasificadores con OBTAINTM, con el objetivo de procesar el mayor volumen posible de mineral bruto. El material de desecho, que representa aproximadamente la mitad de la alimentación del clasificador, se utilizaría como relleno, mientras que la cantidad restante de producto de alta ley se transportaría al pozo”, explicó Jens Michael Bergmann, global segment manager Industrial Minerals en TOMRA Mining. “El objetivo es seguir aumentando la ley de K2O en el pozo, de forma que, en el futuro, se trate el mismo tonelaje de material, pero con una mayor concentración. Esto reducirá automáticamente los acopios, y las etapas de procesamiento posteriores en las instalaciones de superficie serán más eficientes gracias al mayor contenido de potasio del material extraído. Ya hemos comenzado las pruebas con OBTAIN para ver hasta qué punto podemos aumentar la capacidad de los clasificadores manteniendo el mismo rendimiento. Los ensayos iniciales en el centro de pruebas de TOMRA han mostrado resultados muy prometedores.”
El proyecto piloto de Zielitz ya ha despertado el interés de otras compañías mineras que enfrentan desafíos similares, tanto operativos como medioambientales. La combinación de ingeniería avanzada, tecnología de sensores, procesamiento de datos con inteligencia artificial, y la sólida colaboración entre TOMRA y K+S, demuestra el enorme potencial transformador de la preclasificación subterránea basada en sensores.
