Beneficios de los decantadores en Minería

Siempre en la cima, a pesar de su carácter “subterráneo”. Nils Engelke y Robert Klug.

La minería es parte de la llamada industria de la montaña. Esto se refiere a la prospección, aprovechamiento y extracción de recursos naturales de la corteza terrestre superior mediante el uso de ayudas técnicas. Al procesar minerales se producen los llamados relaves durante la extracción, que son residuos de grano fino en forma de lodos. En muchos casos, estos relaves todavía se depositan en cuencas gigantes o estanques de lodo donde representan una gran carga para el medio ambiente y unen el agua de proceso utilizada para que no se pueda usar. Sin embargo, con las soluciones modernas de tecnología de separación, es posible procesar este lodo y recuperar el agua del proceso, ahorrando así enormes cantidades de espacio y costos al tiempo que se alivia el medio ambiente.

¿Qué son los relaves?

Para llegar a minerales valiosos, las compañías mineras mueven grandes cantidades de roca. Primero se debe moler y luego se trata, generalmente con la adición de soluciones químicas y grandes cantidades de agua. Cuanto menor es la concentración de los recursos, mayor es la proporción de lodo de material excavado acumulado. Estos llamados relaves, que en parte todavía están contaminados con productos químicos, se bombean a grandes cuencas de lodos. Estas cuencas generalmente están aseguradas por movimientos de tierra.

Durante la extracción, deben ser lo suficientemente estables como para soportar la presión del material excavado almacenado. Desafortunadamente, este no es siempre el caso. La presa de Baia Mara en Rumania se rompió en 2000 y una presa cerca de Belo Horizonte en Brasil se quebró en enero de 2015, lo que costó la vida a 270 personas.

Esta opción de almacenamiento todavía se usa ampliamente, pero tiene inmensos riesgos para el medio ambiente y une el agua de proceso no utilizada. Además, existen enormes costos para monitorear la estabilidad de la presa y examinar la contaminación del agua subterránea.

El llamado almacenamiento en seco es una alternativa a este almacenamiento. Durante el almacenamiento en seco, el lodo de material excavado seco se almacena en la superficie de la tierra. Este método de eliminación recuerda particularmente a los terraplenes modernos y sellados.

Este método requiere mucho menos espacio, es significativamente más seguro e introduce el agua de proceso utilizada directamente en el ciclo. Este método es claramente preferido, especialmente en lugares difíciles de alcanzar o restringidos con un alto riesgo de terremotos. Además, muchos operadores enfrentan el desafío de que no hay suficientes cantidades de agua dulce disponibles en las regiones mineras, lo que tiene efectos masivos en los costos operativos.

Almacenamiento en seco de relaves

El almacenamiento en seco se está volviendo cada vez más popular debido a los cálculos económicos y la presión de muchos gobiernos. Existen diferentes métodos para lograr este secado. Además de la prensa de filtro de cámara y la prensa de correa, la centrífuga ha ganado importancia en los últimos años.

La prensa de banda es una opción para secar los trazados. El lodo de baja concentración tratado con floculantes poliméricos se bombea al recipiente del producto y se extiende uniformemente sobre una cinta de poros estrechos. El lodo en la correa se expone a un vacío desde abajo para eliminar el líquido del lodo.

Otra opción para deshidratar el lodo de material excavado es la prensa de filtro de cámara. Las prensas de filtro son filtros de presión de trabajo discontinuo para la separación sólido-líquido de suspensiones. Los filtros prensa como aparatos para la filtración de tortas tienen un paquete de filtro formado por placas de filtro en un marco, que está dispuesto entre una tapa fija y una tapa móvil. Los medios de filtro (tela o membrana) se encuentran entre las placas de filtro individuales. La tapa fija está conectada al puente a través de la conexión y la barra de tracción. El paquete del filtro se presiona a través de un dispositivo de prensado hidráulico, que está integrado en el puente y actúa sobre la tapa móvil. Las presiones de prensado están entre 250 y 600 bar. La densidad del paquete de filtro está asegurada por estas altas presiones. El líquido pasa a través del medio filtrante y sale de la prensa a través de canales de drenaje. Las partículas sólidas de la suspensión permanecen de nuevo en el medio filtrante y forman la torta del filtro. Una vez que se completa el ciclo de filtración, se abre la prensa y se retira la torta. Si esta prensa no lo hace automáticamente (filtro prensa de cámara autolimpiante), la presión se libera lentamente, el filtro prensa se abre y la torta se retira manualmente de las telas de filtro. Las telas de filtro deben limpiarse con líquido de lavado regularmente, ya que pueden obstruirse con el tiempo.

Sin embargo, los sistemas continuos, como el decantador, también pueden permitir el secado del lodo de material excavado. Con la centrífuga decantadora, una fase líquida y una sólida se separan entre sí mediante aceleración centrífuga. Las partículas sólidas se acumulan en el proceso debido a la mayor densidad en la pared del recipiente y se transportan a las aberturas de descarga con la ayuda de un transportador de tornillo. Al mismo tiempo, el líquido clarificado fluye a lo largo del tornillo hacia la zona de descarga de líquido. El decantador es un sistema completamente automatizado y cerrado. Se pueden procesar grandes cantidades de producto con alta selectividad. Las garantías especiales de protección contra el desgaste, por ejemplo, para decantadores de la compañía Flottweg, garantizan bajos costos de mantenimiento y bajos tiempos de inactividad. Veamos una matriz ilustra las diferencias de los sistemas:

Requisitos de espacio y peso

El trabajo de minería se ubica con frecuencia en lugares remotos de difícil acceso. Por lo tanto, es bueno cuando se puede ahorrar espacio. El siguiente gráfico utiliza una comparación de tamaño para ilustrar los diferentes sistemas de deshidratación con una capacidad hidráulica de 100 m³/h y una carga total de 20.000 kg. Sin embargo, los pesos de las unidades individuales también juegan un papel crucial en la decisión de compra.

Capacidades de desagüe

Las capacidades de la prensa de filtro de cámara y la centrífuga son generalmente más o menos las mismas. La centrífuga separa todas las partículas de más de 5 micrómetros. Los floculantes poliméricos deben usarse para poder separar partículas aún más pequeñas. Estos medios deben usarse con la prensa de filtro de cámara y la prensa de correa de todos modos.

La centrífuga también es el único sistema de desagüe que garantiza un proceso constante. Los depósitos se producen en las telas filtrantes y en la correa del filtro después de un tiempo, tanto con la prensa de la correa como con la prensa del filtro de la cámara. Esto significa que la capacidad de drenaje se reduce y el sistema debe limpiarse.

Caso de estudio en el fin del mundo

La mina de níquel Tiebaghi en Nueva Caledonia está ubicada en terreno montañoso con muy poca agua. Estas condiciones, así como el frágil ecosistema en la región, llevaron a los operadores de la mina a dar un alto valor a la recuperación del agua del proceso. El primer contacto entre Flottweg, un especialista en tecnología de separación de la Baja Baviera (en Alemania), y los operadores de la mina se produjo en 2006. Hasta la fecha, la mina ha consumido 650.000 m³ de agua dulce por año. Entonces, el desafío era reciclar el agua usada para que pudiera volver a usarse inmediatamente.

Luego de extensas pruebas y de comparar las diferentes unidades de desagüe, los operadores de la mina [la compañía Eramet] decidieron decantar las centrifugadoras de Flottweg. En solo unos meses, Flottweg instaló ocho decantadoras Z92-4. El modelo Z92 es una de las centrífugas decantadoras más grandes del mundo con un diámetro de recipiente de 920 mm. Cada máquina procesa un volumen de producción de 130 m³ por hora. El lodo de colas tratadas tiene una proporción de sólidos de alrededor del 10%.

Los operadores están entusiasmados con los resultados. El 98% del agua de proceso se puede recuperar cada año de esta manera.

Además, la compañía operadora pudo deshacerse de las presas costosas, descartando simultáneamente el riesgo de falla de una presa y el riesgo asociado para las personas y la naturaleza.

Resumen

El uso de centrifugadoras es una excelente manera de secar lodos o relaves de material excavado. El costoso agua de proceso puede devolverse al proceso en un período de tiempo muy corto. El suministro de agua dulce se puede reducir al mínimo.

Al mismo tiempo, se descarta la posibilidad de una falla en la presa, lo que reduce significativamente el riesgo para las personas y el medio ambiente.

Las centrifugadoras requieren menos agua dulce y mantenimiento para el desagüe y también son menos costosas. Las centrífugas también son significativamente más pequeñas, lo que facilita su uso en áreas de difícil acceso.

Los resultados de Nueva Caledonia y otros proyectos han demostrado que los relaves de desagüe pueden ser útiles y rentables cuando se elige el sistema de desagüe adecuado.