El izaje hidráulico de minerales (HOH) existe desde la década de 1970, utilizándose principalmente en aplicaciones de carbón debido a la naturaleza friable del mineral, donde la degradación del tamaño de partícula no representa un problema significativo como en la roca dura. Sin embargo, la tecnología todavía se considera novedosa y mucho menos común que el izaje tradicional basado en cabrestantes y el transporte con camiones.
El principal desafío técnico del HOH –y la razón de su adopción limitada– siempre ha estado relacionado con la transición de la carga a baja presión al izaje a alta presión.
Foto: Weir
Weir ha superado este obstáculo con su sistema GEHO® HOH recientemente desarrollado y validado.
En el corazón de esta solución se encuentra la cámara de intercambio de presión (PEC), donde la presión de un flujo de fluido motriz a alta presión se transfiere a un flujo de fluido bombeado a baja presión.
El diseño GEHO® PEC utiliza un sistema de intercambio de presión de orientación horizontal con válvulas accionadas.
Una PEC individual es básicamente una tubería con válvulas accionadas en ambos extremos. Las válvulas de entrada y salida de la mezcla se encuentran en el lado derecho de la cámara, mientras que las válvulas de entrada y salida del fluido motriz están en el lado izquierdo.
Una válvula de compresión y descompresión se ubica en paralelo a las válvulas de entrada y salida del fluido motriz. El sistema de intercambio de presión tiene cuatro conexiones de fluido externas: una entrada de mezcla a baja presión alimentada por una bomba centrífuga de alimentación de pulpa; una entrada de fluido motriz a alta presión conectada a una tubería vertical de suministro de fluido motriz; una salida de fluido motriz a baja presión que alimenta un tanque de suministro de fluido portador; y una salida de mezcla a alta presión que alimenta una tubería vertical de mezcla hacia la superficie.
En la etapa de preparación de la pulpa, los sólidos secos se mezclan con un fluido portador –típicamente agua– para formar una mezcla que puede ser izada hidráulicamente a la superficie.
Una bomba centrífuga de pulpa extrae la mezcla de la tolva y la alimenta a la PEC a una presión relativamente baja. La mezcla desplaza entonces el flujo de fluido motriz fuera de la PEC. El fluido motriz desplazado de la PEC se reutiliza como fluido portador en la etapa de preparación de la mezcla.
Un fluido motriz a alta presión es alimentado a la PEC por una bomba de desplazamiento positivo GEHO®, que luego desplaza la mezcla fuera de la PEC a alta presión hacia la conexión de descarga del sistema. La mezcla se transporta verticalmente a través de una tubería vertical hasta la superficie. Si es necesario, el fluido portador se puede separar del mineral izado en una etapa de deshidratación en la superficie.
Weir ha construido y validado su sistema GEHO® HOH utilizando un prototipo a escala industrial en su Centro Tecnológico de Venlo en los Países Bajos.
Explorando, Desarrollando e Implementando
Weir ahora está explorando oportunidades para implementar la tecnología HOH tanto en aplicaciones de minería de roca dura en proyectos nuevos como existentes. Su principal ventaja es que requiere una abertura significativamente más pequeña, es un proceso continuo y es básicamente escalable a cualquier capacidad.
El izaje tradicional basado en cabrestantes, por otro lado, es un proceso intermitente y está limitado por el peso de la tolva y el cable. A medida que el pozo se hace más profundo, el cable necesita ser más grueso (y más pesado) y el tiempo que tarda la tolva en ascender y descender por el pozo aumenta, lo que reduce la capacidad horaria de la mina.
De manera similar, en un entorno de producción 24/7, es extremadamente difícil escalar la capacidad de transporte con camiones.
En contraste, aumentar la capacidad del sistema HOH es relativamente sencillo; simplemente se trata de aumentar el tamaño de la PEC para el caudal requerido y operar múltiples bombas de desplazamiento positivo en paralelo para proporcionar el caudal requerido de fluido motriz. También tiene el beneficio adicional de reducir el tráfico subterráneo; la eliminación de los riesgos asociados con los camiones de gran tonelaje que circulan por rampas empinadas y resbaladizas no debe subestimarse.
Obviamente, también existen algunos desafíos; el más notable es que el HOH requiere un control estricto de la distribución del tamaño de partícula (PSD) para garantizar que el material sea bombeable.
El GEHO® PEC transfiere la presión de un flujo de fluido impulsor de alta presión a un flujo de fluido bombeado a baja presión.
Foto: Weir
Dependiendo del tipo de roca, el operador podría optar por un factor de potencia más alto para obtener una fragmentación más fina de su voladura. Además, las soluciones HOH probablemente requerirán algo de trituración subterránea, lo que, a su vez, conlleva requisitos de infraestructura adicionales. Sin embargo, existen algunos casos –por ejemplo, si la mina está ubicada en o cerca de un entorno urbano– en los que trasladar el procesamiento bajo tierra reduciría el impacto de la operación en las comunidades locales.
Además, la trituración subterránea es una solución establecida utilizada en muchas minas en todo el mundo.
A pesar de esto, las percepciones de la industria y la forma en que se suelen definir los proyectos son una barrera significativa que debe superarse para que el HOH sea más ampliamente aceptado e implementado como una alternativa al izaje basado en cabrestantes y al transporte con camiones. En pocas palabras, se requiere un enfoque más integrado.
Cuando el HOH se considera como una alternativa al izaje con tolva, por ejemplo, generalmente se evalúa como una comparación directa; sin embargo, este enfoque no considera algunos de los beneficios de costos más significativos del HOH. En cambio, debe evaluarse como parte de un sistema más amplio porque puede, por ejemplo, integrarse con el sistema de desagüe de la mina, lo que resulta en ahorros de costos significativos.
El HOH también puede permitir al operador reducir los requisitos de ventilación y el diámetro de la abertura principal, lo que podría generar ahorros significativos en los costos de desarrollo. Estos factores tienen un enorme impacto en la viabilidad de un proyecto y, sin embargo, actualmente no se consideran.
Desde la perspectiva de Weir, el HOH debe considerarse en la etapa de prefactibilidad de un proyecto. Es una solución que requiere una estrecha colaboración entre los fabricantes de equipos originales (OEM), las empresas de ingeniería, procura y construcción (EPC) y las mineras, porque los beneficios de costos reales se encontrarán en los costos de excavación y diseño. Cada parte debe aportar su respectivo conocimiento a cada componente del proyecto –por ejemplo, el diseño de la mina subterránea, el acceso subterráneo, los requisitos de procesamiento, los requisitos de PSD, etc.– y determinar dónde se encuentra el equilibrio entre los diferentes elementos de costo.
Flexibilidad
El HOH no es una solución única para todos y, cuanto más habla Weir con sus clientes sobre la posibilidad de implementar esta tecnología, más claro se vuelve que necesita ser flexible en la forma en que entrega la solución.
Por ejemplo, el HOH también podría utilizarse junto con otros métodos de izaje; algunos clientes están explorando la opción de transportar el material valioso a través de HOH, mientras que el material no valioso todavía se transporta mediante, por ejemplo, el izaje con tolva.
El sistema HOH debe poder adaptarse a una multitud de factores –por ejemplo, cuál es el proceso, cuál es el método de minería subterránea, cuál es el diseño actual o previsto de la mina, etc.– si va a ser aceptado por la industria como una alternativa viable al izaje basado en cabrestantes y al transporte con camiones.
Weir también se encuentra en una posición única para ofrecer esta solución porque tiene la capacidad de desarrollar, diseñar y entregar los aspectos de entrada y salida del mineral de la solución. Casi con certeza se requerirá trituración subterránea, mientras que la deshidratación en superficie permitirá que el fluido portador se reutilice como fluido motriz. El mineral puede transportarse mediante cintas transportadoras, camiones o ferrocarril, o puede alimentarse directamente al circuito de molienda.
Tener el equipo, los recursos y la experiencia para proporcionar estos aspectos de la solución es, después de todo, lo que significa adoptar un enfoque integrado. Pero estos son requisitos de procesamiento sencillos –el tipo de cosas que Weir desarrolla, diseña, entrega y opera todos los días.
Ahora que Weir ha diseñado una solución para permitir la transición de la carga a baja presión al izaje a alta presión con su PEC, la compañía cree que el HOH tiene el potencial de revolucionar el izaje de minerales.
FUENTE: Weir
