Minería limpia

V Varias proyecciones muestran que la demanda de minerales críticos como cobre, níquel y litio aumentará significativamente en los próximos cinco a diez años. En el caso del cobre, esto se debe no sólo al crecimiento futuro de la demanda de electricidad debido al desarrollo de las economías globales, sino también al mayor uso de este metal en proyectos y tecnologías que se están desarrollando para tener acceso a fuentes de energía más limpias. energías y reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2).

Según la consultora Wood Mackenzie, se estima que bajo el escenario de transición energética acelerada (AET) 1,5, el volumen adicional de cobre primario que se requerirá es de 9,7 millones de toneladas. Esta demanda adicional equivale a casi un tercio del consumo actual de cobre refinado. Satisfacer esta demanda será un desafío porque incluso si se mantuviera la tasa actual de producción primaria y se mejoraran las tasas de reciclaje, no sería posible satisfacer la demanda esperada. Sin embargo, el escenario es aún más preocupante, ya que cada vez es más complicado y requiere más tiempo desarrollar proyectos mineros.

Según otra consultora CRU, el desarrollo de un nuevo proyecto de cobre a cielo abierto puede tardar más de una década. Por otro lado, muchos de estos proyectos están ubicados en lugares con complejidades sociales o políticas o acceso limitado a agua, energía, personal técnico calificado e infraestructura para operarlos. La combinación de estos factores podría poner en peligro el desarrollo de proyectos greenfield que podrían ayudar a mitigar la potencial crisis de suministro de este metal.

Además, también hay desafíos técnicos por resolver, por ejemplo se sabe que a medida que pasan los años los yacimientos se empobrecen; Hace un tiempo la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco) publicó que entre 2000 y 2016 las leyes promedio de cobre de las principales mineras de Chile cayeron más de un 50%. Esto significa que para producir la misma cantidad de cobre hoy es necesario procesar más del doble de mineral que hace 20 años. Esto trae consigo otras complicaciones, como mayor consumo de energía, mayor consumo de agua, mayor generación de relaves, que además de complejizar los procesos, también podrían significar mayores riesgos y posibles impactos ambientales que deben ser evaluados y mitigados durante su ejecución. También es ampliamente conocido que a medida que se profundiza la explotación del yacimiento, el mineral tiende a endurecerse con mineralogías más complejas, lo que suele terminar impactando negativamente la capacidad de procesamiento y afectando la recuperación, lo que al final disminuye la producción de elementos valiosos.

Actualmente, tener un proyecto minero rentable no es suficiente para tener éxito. Los proyectos mineros también deben ser respetuosos con las comunidades circundantes y el medio ambiente. Para ello, es necesario implementar nuevas políticas, prácticas y tecnologías durante el desarrollo de estos proyectos, de modo que se puedan desarrollar proyectos más rentables y ambientalmente sostenibles.

Los autores de este artículo creen que esto es factible y que si bien implicará tomar riesgos para implementar nuevas prácticas y tecnologías, que pueden ser una herejía en la industria minera, industria que históricamente se ha caracterizado por ser conservadora, se cree que la La implementación de la innovación, más que una opción o una moda pasajera, será una necesidad para que las operaciones sean viables a largo plazo.

Recientemente, ha habido avances alentadores en el desarrollo e implementación de tecnologías nuevas y más eficientes para ser utilizadas en el procesamiento de minerales, como tecnologías de preconcentración como clasificación de minerales a granel, tecnologías hidrometalúrgicas que permiten recuperar cobre de minerales de sulfuro de baja ley como Jetti, y la flotación de partículas gruesas desarrollada por Eriez, que permite recuperar eficientemente partículas entre dos y tres veces más gruesas que las tecnologías de flotación convencionales.

La flotación de partículas gruesas (CPF) es una tecnología moderna en comparación con las tecnologías de flotación convencionales. La tecnología HydroFloat CPF funciona industrialmente desde hace 20 años. Recientemente el interés en la industria minera ha ido creciendo, pues además de los beneficios metalúrgico-económicos, se ha visto que esta tecnología puede impactar positivamente en toda la cadena de valor y brindar beneficios para el desarrollo de una minería más limpia y sustentable. El HydroFloat CPF es una máquina de flotación de partículas gruesas en lecho fluidizado que ha resuelto las restricciones de flotabilidad y recuperación de espuma utilizando un lecho fluidizado, un flujo ascendente de agua fluidizante y operación a contracorriente en condiciones como un reactor de flujo pistón.

Tener la posibilidad de recuperar eficientemente las partículas más gruesas mediante flotación permite una molienda más gruesa, permitiendo así reducir el consumo de energía por tonelada de mineral procesado. Varios estudios independientes realizados por Anglo American, Ausenco, Capstone, Fluor y otros, han encontrado que mediante la implementación de procesos CPF sería posible reducir el consumo de energía en las concentradoras entre un 10% y un 20%, alcanzando, en algunos casos, valores aún mayores. Además, se espera que disminuya el consumo de medios de molienda por tonelada de mineral procesado, lo que, además de reducir los costos operativos, también tendrá un impacto positivo en la reducción de las emisiones de CO2.

La posibilidad de poder hacer flotar de manera eficiente partículas más gruesas será especialmente importante para las operaciones que esperan tener que lidiar con minerales más duros y de menor ley en los próximos años.

Por otro lado, tener la posibilidad de hacer flotar partículas más gruesas también brindará la oportunidad de generar relaves más gruesos. Varios estudios han encontrado que dependiendo de la mineralogía y liberación del mineral procesado, la implementación de proyectos de preconcentración de HydroFloat CPF podría permitir el rechazo de entre el 30% al 45% de la masa total procesada como ganga en fracciones gruesas, con P80 por encima. 400 µm a 500 µm, lo que mejora la conductividad hidráulica de estos relaves y facilita la recuperación del agua y su eliminación es más segura.

Sobre este tema, Anglo American ha publicado recientemente los resultados de su tecnología patentada de apilamiento hidráulico en seco (HDS) implementada a escala piloto en El Soldado. Esta tecnología intercala arena gruesa (por ejemplo, relaves de la planta CPF) entre capas de relaves finos. Según Anglo American, esta novedosa forma de eliminación de relaves ha mejorado la recuperación de agua en más de un 80% y elimina los relaves de una manera más estable y segura.

Pero además de esto, diferentes estudios, por ejemplo el realizado por el profesor Jan Miller de la Universidad de Utah, han encontrado que la tecnología HydroFloat CPF permite la recuperación de partículas gruesas con muy baja liberación; Se estima que del 1,5% al ​​5% de la superficie hidrófoba expuesta es suficiente para que HydroFloat recupere eficientemente una partícula. Es decir, las partículas contenidas en los relaves de la celda HydroFloat CPF, además de ser gruesas, tienen muy pocos sulfuros expuestos, en la mayoría de los casos los sulfuros se encuentran totalmente encapsulados, lo que limitaría su reactividad y reduciría la generación de ácido en el agua de drenaje del relave. represas.

Por otro lado, estos relaves gruesos (generalmente 100% sobre 150 µm) generados en el HydroFloat CPF tienen una alta concentración de sólidos, generalmente superior al 60%, y una estrecha distribución del tamaño de las partículas (relación 5:1 entre las más gruesas y las más finas). partícula), permitiendo su fácil deshidratación. Las nuevas tecnologías de eliminación de relaves (por ejemplo, HDS y mezcla) podrían aprovechar la producción de relaves gruesos generados en el proceso CPF y proporcionar una solución más económica y respetuosa con el medio ambiente al generar relaves con propiedades geotécnicas y geoquímicas más favorables para su eliminación segura, en comparación con a las técnicas convencionales.

Si bien estas nuevas tecnologías innovadoras son un gran avance en la eliminación segura de relaves, el objetivo es tener operaciones mineras donde no se generen relaves. Aunque esto pueda parecer un desafío poco realista, ya existen estudios en este campo, como uno realizado por la Universidad de Queensland y la Universidad de Ginebra, que ha estado investigando la generación de un coproducto llamado “arenas minerales” que podría ser Utilizado como materia prima en la industria de la construcción. En otro estudio reciente realizado por la Universidad de Queensland en conjunto con Newcrest, se llevó a cabo una caracterización integral de los relaves de las celdas HydroFloat CPF instaladas en Cadia, en la que se encontró que la muestra analizada parece ser adecuada para su uso como materia prima en la industria de la construcción.

Otro campo relacionado con el desarrollo de una minería más limpia y eficiente tiene que ver con el mejor uso de nuestros recursos naturales, ya sea mediante el procesamiento económico de acopios históricos de baja ley, o mediante la mayor recuperación de elementos valiosos en el proceso de flotación. Es ampliamente conocido que las células convencionales son muy eficientes a la hora de recuperar los elementos de interés contenidos en una estrecha gama de tamaños de partículas, en la mayoría de los casos en el rango de 20 µm a 150 µm. Sin embargo, en el proceso de molienda se genera una amplia gama de partículas, lo que significa que en la mayoría de concentradores que utilizan celdas convencionales, las mayores pérdidas de elementos valiosos se producen en las fracciones de –20 µm y +150 µm. En el caso de las plantas de cobre, esto puede representar pérdidas que oscilan entre el 10% y el 20% del cobre total procesado.

Mediante el uso de celdas de alta intensidad como la Eriez StackCell es posible recuperar más del 50% del cobre que se pierde en las fracciones ultrafinas (por ejemplo, partículas contenidas en los relaves del limpiador), y con el uso del HydroFloat CPF. En general, es posible recuperar más del 70% del cobre que se pierde en las fracciones gruesas (relaves más rugosos a +150 µm).

Mediante la aplicación de estas tecnologías, es posible aumentar la producción de elementos valiosos sin necesidad de extraer más mineral. Según un estudio realizado por McKinsey la aplicación del proceso CPF en toda la industria podría resultar en una producción anual de cobre de 500.000 a 1,5 millones de toneladas adicionales para 2032, sin necesidad de extraer más mineral del que ya están extrayendo las minas evaluadas. CMJ

José Concha es gerente global de productos HydroFloat en Eriez, y Eric Wasmund es vicepresidente de negocios de flotación global, división de flotación de Eriez.

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