Las tecnologías que recuperan valor más allá de la ventana de tamaño de flotación tradicional están obligando a los operadores a repensar la estrategia de molienda, la economía de reservas e incluso qué se cuenta como mineral recuperable.

por Jonathan Rowland

Las tecnologías que extienden la ventana de recuperación están avanzando más allá de proyectos de demostración hacia operación a escala completa. Se muestra: Instalación a escala comercial de una celda de flotación de partículas gruesas Eriez HydroFloat.

Grafica la recuperación frente al tamaño de molienda para un mineral de sulfuro, y el resultado se parece, en silueta, a un elefante: la recuperación sube a medida que las partículas se muelen más finamente, se estabiliza en una amplia meseta y luego cae bruscamente (Figura 1). Si mueles demasiado grueso, las partículas compuestas nunca se liberan lo suficientemente bien para que una burbuja se adhiera, sin importar cuán buenos sean los reactivos; si mueles demasiado fino, las partículas finas que se mueven más lentamente se pierden en lodos antes de encontrar una burbuja.

El profesor Alban Lynch, quien primero graficó la curva en 1981, llamó a la meseta entre esos dos puntos de fallo la ventana de recuperación económica. Su impacto se ha extendido mucho más allá de la celda de flotación. "Los modelos de reservas, las estrategias de conminución y los diseños de plantas de procesos se han construido sobre una suposición implícita", dijo Jose Concha, director de Gestión de Productos Mineros en Eriez. "Si una partícula no puede recuperarse económicamente por la planta concentradora, aporta poco o ningún valor a la reserva".

Sin embargo, los desarrollos tecnológicos están ampliando la ventana y recordándole a la industria que el tamaño de partícula recuperable nunca ha sido una propiedad inherente del yacimiento (para descripciones de tecnología más detalladas, ver la barra lateral "Tecnologías que extienden la ventana de recuperación"). A medida que se mueven los límites, los operadores están comenzando a hacer una pregunta diferente: ¿cuánto valor existe fuera de la envolvente de recuperación actual y qué cambiaría si pudiera recuperarse económicamente?

Figura 1. Recuperación de flotación convencional versus tamaño de partícula para circuitos de flotación de sulfuro industrial (Lynch et al., 1981). Foto: Ausenco/Campbell Haines.

EL VERDADERO PREMIO

Es tentador tratar el número de mejora de recuperación como el titular en discusiones sobre recuperación gruesa y fina. Pero Campbell Haines, consultor técnico en Ausenco, argumentó que este es el número incorrecto a leer. En su lugar, señaló el circuito de conminución, donde se siente más la penalización energética de la molienda a una ventana de recuperación fina y estrecha. Recuperar partículas más gruesas evita parte de ese esfuerzo. "Si puedes flotación gruesa, puedes moler más grueso", explicó Lance Christodoulou, gerente global de línea de productos, REFLUX Technologies, en FLS, resumiendo el argumento. En el modelado de FLS, elevar el tamaño de molienda para capturar partículas gruesas es "a menudo donde se encuentran la mayoría del valor y la mayoría de los ahorros de carbono".

Pero la energía ahorrada es solo la mitad de la historia. La mayoría de las operaciones de metales base ya alcanzan recuperaciones del 85% o más, por lo que la mejora de recuperación es típicamente solo del 6% al 7% en términos absolutos: agradable de tener, pero no es un cambio radical. Según Haines, el caso se fortalece sustancialmente cuando la recuperación de partículas gruesas se combina con una evaluación del circuito de conminución y una evaluación hidráulica del resto del circuito, engrosando el tamaño de molienda e incrementando el caudal de tratamiento juntos en lugar de instalar la flotación de partículas gruesas como un complemento.

Bajo esas condiciones, el caudal de tratamiento y, por lo tanto, los ingresos, pueden aumentar hasta un 30% con recuperaciones totales similares o ligeramente superiores, con costos operativos unitarios que disminuyen a medida que aumenta el tonelaje. La eficiencia energética también mejora hasta un 30% por tonelada, según Haines, ya que la capacidad de molienda liberada se redirige a procesar más mineral en lugar de simplemente consumir menos energía.

Las tecnologías más nuevas que eliminan los requisitos de preclasificación podrían impulsar las ganancias de caudal hasta un 70%, agregó Marly de Avila Carvalho, gerente de producto Sampo Cell en Metso.

Debra Switzer, directora de Procesos de Clasificación en Weir, y Mark Holdsworth, COO de CiDRA, argumentaron que recuperar partículas mucho más gruesas requiere que los operadores piensen diferente sobre el transporte de pulpa, los requisitos de bombeo, las tasas de desgaste, la recuperación de agua, el procesamiento posterior y el manejo de relaves. En su opinión, la verdadera oportunidad radica en los diseños alternativos de flujo de proceso que se hacen posibles cuando comienzan a relajarse las restricciones de larga data sobre el tamaño de partícula.

O como lo enmarca efectivamente Concha, la flotación de partículas gruesas puede ser una forma más eficiente en capital y ambientalmente sostenible de agregar capacidad que expandir los circuitos convencionales de molienda y flotación.

Eriez HydroFloat combina separación por gravedad con flotación convencional para recuperar partículas mucho más gruesas de lo que las celdas convencionales pueden manejar

StackCell apunta a partículas finas y de flotación lenta a través del contacto de alta cizalla burbuja-partícula.

REDEFINIENDO LA CLASIFICACIÓN DE RESERVAS

Los circuitos de flotación se diseñaron históricamente en torno a lo que el equipo podía recuperar eficientemente, no a lo que el mineral realmente contenía. Según Christodoulou, esa envolvente de recuperación a menudo se trataba como una propiedad fija de la planta, con compuestos gruesos reportando a relaves y finos a lodos, ambos aceptados como el costo de hacer negocios. Como resultado, muchas operaciones caracterizan el material de alimentación solo hasta donde el circuito existente puede actuar sobre él.

La ventana de recuperación está integrada en cómo se clasifica el yacimiento, continuó Christodoulou. "Si una fracción de tamaño siempre ha sido irrecuperable, simplemente no está en la reserva, por lo que no hay una razón obvia para medirla. La pregunta solo se vuelve relevante una vez que la ventana puede realmente moverse, y conectar la capacidad de flotación nuevamente a la clasificación de reservas es algo que nuestra industria apenas está comenzando a hacer".

Las leyes decrecientes y los costos energéticos más altos están forzando el tema, agregó, ya que el valor una vez considerado marginal se vuelve digno de recuperar. Pero la brecha es "tanto sobre disciplina de medición como equipo". Switzer y Holdsworth hicieron una observación similar, argumentando que los límites de la flotación convencional moldean los estudios tradicionales de liberación y mineralógicos, que pueden por lo tanto pasar por alto partículas más grandes que las tecnologías de recuperación más nuevas pueden recuperar económicamente.

Para cerrar esa brecha de medición, las pruebas a escala de laboratorio y piloto se utilizan cada vez más para evaluar estrategias alternativas de recuperación y cuantificar cuánto valor actualmente se encuentra fuera de la envolvente de recuperación de una planta antes de tomar decisiones de capital importante, según Raghav Dube, gerente de tecnología para Flotación en Metso. Los fabricantes de equipos original incluyendo Eriez, FLS y Metso mantienen infraestructura de prueba dedicada, mientras que las unidades piloto en sitio se pueden utilizar donde la evaluación de laboratorio no es práctica.

Concha ofreció una cuenta más filosófica del mismo cambio. "El yacimiento no ha cambiado", dijo. "Más bien, la definición de la industria de recuperabilidad ha evolucionado". El verdadero descubrimiento es que la recuperabilidad nunca fue una propiedad fija sino (en parte) una función de la tecnología de procesamiento disponible en un momento dado.

Su experiencia lo confirma. Los metalurgistas convencidos de que ya habían alcanzado el techo en la recuperación de flotación, dijo, casi siempre están trabajando a partir de trabajo de prueba a escala de banco y estudios de liberación que asumen que una partícula bloqueada tiene menos del 20% de liberación, una definición heredada de los propios límites de la flotación convencional, no del mineral. La primera pregunta de Concha es simple: ¿Cómo estás definiendo una partícula bloqueada?

Esa pregunta puede plantear una más grande: ¿Estás moliendo porque el mineral lo requiere o porque el proceso actual lo requiere?

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