Planta de Concentración y Molienda

Operaciones

Planta de concentración del mineral

Las concentraciones de zinc, plomo y plata son muy bajas en la roca mineralizada extraída de los yacimientos de Jayula y Tesorera en la mina de San Cristóbal; por lo tanto, es necesario que el material pase por un proceso diseñado para incrementar el contenido de estos elementos y obtener productos con un valor comercial. Para lograr esto, se ha diseñado la planta de concentración en la cual se obtienen dos concentrados enriquecidos.

La construcción de la planta de concentración de mineral, que usa el método de flotación, empezó en 2005 y fue inaugurada a mediados de 2007.  La planta tiene una capacidad de producción nominal de aproximadamente 52.000 toneladas de mineral seco por día.  Funciona 24 horas al día, 365 días al año, excepto en algunos días planificados para el mantenimiento rutinario.

Para optimizar el trabajo de la planta se utiliza un Sistema Experto, que es  un software en base a  lógica difusa que  permite  programar  reglas de operación en molienda, flotación, espesamiento y otros; el cual teniendo las  reglas y la fuzificación apropiada   puede tomar el control del equipo,  a través de  decisiones  continuamente las 24 horas.

Los minerales con valor comercial del yacimiento se presentan en forma de sulfuros y óxidos. En nuestra planta de flotación sólo se pueden procesar los sulfuros.  Los sulfuros son minerales cuya composición básica es azufre combinado con diferentes metales – en este caso zinc, plomo y plata.  Los óxidos están formados por oxígeno y metales. La planta produce sulfuro de zinc (esfalerita) y sulfuro de plomo (galena). El sulfuro de plata (argentita) se encuentra en los dos productos. El objetivo de la planta es separar los sulfuros de plomo y zinc entre si y de la roca caja sin valor a través de diferentes fases de trituración, molienda, flotación diferencial, filtrado y secado, a fin de obtener dos concentrados enriquecidos con una humedad menor al 10%, listos para la venta.

Para separar los sulfuros del material estéril, en primer lugar es necesario reducir el tamaño del material a ser tratado hasta que se liberen las partículas de sulfuros y se puedan separar del material restante.  Esto se logra con el proceso de chancado, seguido por el proceso de molienda.

Molienda

Al material seco proveniente de la pila de almacenamiento se le añade cal para regular el pH durante el proceso.

Esta mezcla ingresa al molino semi autógeno (SAG), donde se inicia el proceso de la molienda. Al interior del molino SAG (con un diámetro de 36 pies), el material seco se mezcla con agua durante la molienda. Esta mezcla de material molido y mezclado con agua se llama pulpa.

La pulpa que sale del molino SAG pasa a un tamiz cilíndrico denominado trommel. La carga gruesa es recirculada al molino SAG por un sistema de correas transportadoras y la pulpa fina es vertida a un cajón del cual se alimenta a los molinos de bolas para continuar con la reducción de tamaño para posterior tratamiento.

Los molinos de bolas, cada uno con un diámetro de 22 pies, están ubicados en paralelo y trabajan en circuito cerrado con dos baterías de hidrociclones, los que permiten clasificar la pulpa en dos fracciones. La fracción gruesa retorna a molienda y la fracción fina con un diámetro igual o menor a 0,1 milímetros es enviada al proceso de flotación.

Proceso de flotación, espesamiento y filtración

El proceso de flotación se inicia al cargar la pulpa, a la cual se agregan previamente  varios reactivos químicos, en recipientes especiales denominados “celdas de flotación”, donde se agita la mezcla.

Por las características propias del mineral que se procesa en esta planta, primero se realiza la flotación del plomo y luego la del zinc.

Se introduce aire a presión a la celda para permitir la formación de pequeñas burbujas en el interior de la pulpa a las que, por efecto de reactivos espumantes como el MIBC y el F150 y reactivos modificadores como el óxido de zinc, cianuro de sodio, silicato de sodio y sulfato de cobre, se promueve la adherencia de las partículas del mineral que se desea seleccionar.  De esta manera el mineral es arrastrado hasta la superficie en forma de espuma para luego ser retirado de la celda de flotación. Para flotar el plomo se utiliza Aerophine 3418A y Flotec 2200 LF. Para flotar el zinc se aplica Danafloat 468 y Flotec 2041.

Estos procesos se efectúan en circuitos de cinco celdas en serie cada uno y de cada circuito salen tres productos: concentrados, mixtos y colas. Los concentrados se envían al proceso de espesamiento y filtrado. Los mixtos, en los cuales el mineral no ha podido todavía ser extraído completamente, pasa a un proceso de remolienda y clasificación, desde donde el material fino es enviado al circuito de flotación de limpieza y re-limpieza donde el concentrado es finalmente extraído. Las colas son enviadas al espesador de colas y luego al depósito de colas.

Concluida la flotación, los productos obtenidos, que contienen un alto porcentaje de agua, pasan a la etapa de espesamiento, donde se produce la separación de sólidos (concentrado) y líquidos (agua de proceso) en estanques circulares metálicos denominados espesadores.

Los concentrados (zinc-plata y plomo-plata) que salen de los espesadores son enviados por separado al área de filtración donde se extrae el agua en dos circuitos independientes equipados con prensas horizontales para luego elevar la temperatura hasta obtener una humedad inferior al 10%; después de lo cual queda el concentrado listo para su carguío y transporte por vía férrea hacia el puerto.

El agua recuperada en este proceso es bombeada al área de flotación para su reutilización.

El proceso, desde la mina hasta el mercado toma aproximadamente 40-75 días.  Se requieren pocos días para el paso de la mina a la planta pero se necesita más tiempo para el transporte de la planta al puerto y de allí a las plantas de fundición.

El proceso entero está diseñado de una forma que se maximice el rendimiento económico para la empresa, se minimice el impacto medioambiental, se reciclen los recursos cuando sea posible, todo esto con la aplicación de tecnologías mineras de clase mundial. Minera San Cristóbal revisa el proceso regularmente, con un mantenimiento rutinario, controles de calidad.

Consumo de energía y agua

El consumo de energía en una mina moderna es extremadamente alto. Una Planta de Procesamiento del tamaño que Minera San Cristóbal utiliza, podría abastecer de energía a una pequeña ciudad. La mayor parte de esta energía se utiliza en el circuito de molienda que representa el 50% del consumo. Sin embargo, en San Cristóbal los molinos son controlados por un sistema de sonido de alta tecnología. Este sistema asegura el funcionamiento de los molinos SAG con su máxima eficiencia, escuchando a los molinos. Este sistema no es común en la industria y de hecho, es el sistema más avanzado de su tipo en el mundo actualmente.

La utilización de este sistema en MSC, aumenta la eficiencia del molino mediante el mantenimiento de los parámetros de optimización en todo momento. Esto se traduce en una reducción de potencia de 10 a 15% en molinos similares. Esta tecnología también se aplica a los molinos de bolas, reduciendo aún más el consumo de energía de forma conservadora en otro 15%. Teniendo en cuenta que se ha establecido que molinos de todo el mundo se han hecho para utilizar del 3-5 % de la energía mundial, la aplicación de esta tecnología en la industria podría aliviar una demanda significativa en el suministro de energía del mundo.

El agua, se está convirtiendo en un problema en la industria de la minería más que en cualquier momento. Por lo tanto, la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías para reducir la demanda y aumentar el reciclaje del agua de la minería se ha convertido en la atención de muchas empresas mineras.

Minera San Cristóbal S.A. ha desarrollado tecnología para reducir la demanda de agua de baja calidad desde hace muchos años. La primera vez que se encomendó la puesta en marcha de la mina, no fue posible alcanzar la capacidad total debido a la disponibilidad de agua de baja calidad para su uso en el proceso. La restricción obligó a los ingenieros a proponer diferentes maneras de recuperar y utilizar agua reciclada del proceso.

Una de las tecnologías utilizadas fue la adición de un tubo de dilución para disminuir la alimentación de residuos sólidos al espesador de colas. Esta dilución garantiza el máximo rendimiento posible del espesador y la disminución de la demanda de agua de baja calidad. Actualmente el 80 % del agua utilizada en San Cristóbal es reciclada. Este incremento en el desempeño dio como resultado que la demanda de agua de baja calidad baje al 50 %.

El desarrollo e implementación de estas dos tecnologías ha ayudado a Minera San Cristóbal S.A. para estar a la vanguardia de la tecnología de ahorro de energía y agua que permite la sostenibilidad de la mina en el futuro.

A continuación se muestra una declaración de Ivan Adair el CEO de CRC Ore, un consorcio del gobierno australiano, con la tarea de difusión de la tecnología para la industria minera. Este grupo conoce muy bien la necesidad de los avances tecnológicos en la industria minera y está en la vanguardia del conocimiento técnico en la industria.

“El acceso al agua es cada vez más problemático para las operaciones nuevas y  ya existentes en la industria minera. Sólo en Chile, la inversión en plantas de desalinización podría costar a la industria unos 13 mil millones de $us.

http://www.bloomberg.com/news/articles/2015-03-10/wines-to-mines-imperiled-as-chile-fights-california-like-drought

La tecnología de tubo de dilución desarrollada por Minera San Cristóbal S.A. representa una manera elegante y extremadamente eficaz de aumentar significativamente la recuperación del agua en las minas. La innovación se ha desarrollado y puesto a prueba en la operación de MSC en Bolivia.  

Durante los últimos dieciocho meses, esta tecnología ha permitido el cambio en la recuperación y manejo del agua en general en esta operación. Su exitosa implementación también ha evitado la necesidad de buscar una fuente y explotar recursos hídricos adicionales para el trabajo de expansión del molino.

La tecnología es simple de instalar, mantener y operar – de hecho se puede poner en marcha en un solo turno. Los beneficios adicionales incluyen el control proactivo de la densidad de la alimentación al espesador y un importante ahorro en el consumo y por lo tanto el costo de floculantes. El trabajo futuro se centrará en la instalación y la evaluación de su eficacia en otras operaciones, junto con una exploración de posibles sinergias con otras tecnologías existentes en educción en espesantes.

Es un crédito y gran logro para el equipo de Minera San Cristóbal  S.A. que ha concebido e implementado esta tecnología en un plazo de tiempo tan corto. Su impacto demostrable es un testimonio de la combinación de pensamiento y práctica creativa de ingeniería en una ubicación remota – la necesidad realmente es la madre de la invención”.