Plan de ensayos y ventajas técnicas de la planta piloto de minerales de oro sulfurados: servicios especializados de ensayos de beneficio de minerales

Los minerales de oro sulfurado constituyen el tipo más abundante entre los minerales de oro en roca; el oro se encuentra en sulfuros como la pirita, el arseniopirita y la calcopirita, y se transporta junto con los minerales portadores, por lo que la flotación es el método principal —esto es algo que todo el mundo sabe—. Sin embargo, lo que realmente preocupa a los propietarios de las minas es que, aunque los informes de las pruebas a pequeña escala parecen prometedores, al ampliarlas a escala industrial, el proceso «no se adapta al entorno».La tasa de recuperación obtenida en el laboratorio con unas pocas decenas de gramos de muestra de mineral puede variar considerablemente en la planta piloto debido a diferencias en el método de molienda, la adición de reactivos, la circulación de la pulpa y el tiempo de residencia. La decisión de realizar o no pruebas a escala piloto antes de construir una planta de mineral de oro sulfurado, así como el diseño del plan de pruebas, determinan directamente si la selección de equipos y el presupuesto de inversión son fiables.Este artículo se centra en el diseño del plan de pruebas y las ventajas técnicas de una planta piloto de mineral de oro sulfurado, y aclara «por qué realizar pruebas a escala piloto, qué se hace en ellas, cómo se llevan a cabo y qué se obtiene al finalizar».

I. ¿Por qué es imprescindible realizar pruebas piloto en los yacimientos de oro sulfurado?

Las dificultades en la tratamiento de minerales de oro sulfurado se centran en dos conceptos: «disociación» y «selectividad»: si el grado de molienda no es suficiente, la disociación entre los sulfuros que contienen oro y la ganga no es completa, por lo que ni la ley del concentrado de flotación ni la tasa de recuperación alcanzan los niveles deseados;si la molienda es demasiado fina, los sulfuros se convierten en lodo, aumenta el consumo de reactivos y se deteriora la espuma de flotación. Estos problemas suelen quedar ocultos por las «condiciones ideales» en las pruebas a pequeña escala con muestras de mineral del orden de los gramos, y solo se ponen de manifiesto en las pruebas a escala piloto, que se realizan de forma continua y a una escala que va desde los kilogramos hasta las toneladas.

En concreto, el valor de las pruebas a escala intermedia se manifiesta en cuatro aspectos:

En primer lugar, la verificación de la escalabilidad del proceso. Las pruebas a pequeña escala son operaciones intermitentes, mientras que las pruebas a escala intermedia implican una alimentación y descarga continuas; solo estas últimas pueden reflejar fielmente la distribución del tiempo de residencia de la pulpa mineral, el recorrido de los reactivos a lo largo del proceso y el impacto de la carga de recirculación. En cuanto al volumen de recirculación y la estabilidad de la ley del concentrado en las pruebas de flotación en circuito cerrado, los datos de las pruebas a escala intermedia son mucho más fiables que los de las pruebas a pequeña escala.

En segundo lugar, establece una base real para la selección de equipos. La relación entre el volumen de aireación de la flotadora, la intensidad de agitación, el volumen de la cuba y el tiempo de residencia, así como los parámetros del circuito cerrado del molino de bolas y el clasificador, influyen directamente en las especificaciones y el número de equipos. Los datos de la prueba a escala intermedia constituyen una base sólida para la selección de equipos y la estimación de la inversión, y no se basan en valores empíricos.

En tercer lugar, revelan las «variables ocultas» del mineral. Los minerales de oro sulfurados suelen contener elementos interferentes como arsénico, carbono, antimonio y cobre, que no siempre se detectan en los ensayos a pequeña escala; sin embargo, durante el funcionamiento continuo de los ensayos a escala intermedia, pueden surgir problemas como un consumo anómalo de reactivos, una caída brusca de la tasa de lixiviación o la intoxicación del carbón activo. Su detección temprana permite diseñar medidas correctivas con antelación.

En cuarto lugar, proporcionan una referencia para los indicadores de aceptación del contrato. Las tasas de recuperación, la ley del concentrado y el consumo unitario de reactivos obtenidos en la prueba a escala piloto constituyen la base científica para los contratos de equipamiento posteriores y los criterios de aceptación del proyecto EPC. Sin datos de la prueba a escala piloto que respalden los compromisos sobre estos indicadores, ninguna de las partes tiene la seguridad necesaria.

II. ¿Cómo se diseña el plan de pruebas de la planta piloto para minerales de oro sulfurados?

El plan de pruebas piloto de GoldProcessingPlant para minerales de oro sulfurados se desarrolla en cuatro fases: «preparación de muestras minerales — pruebas unitarias — pruebas piloto continuas — elaboración del informe»:

Fase 1: Preparación de muestras minerales y análisis de las propiedades del mineral. Se toman muestras representativas (teniendo en cuenta la proporción de la mezcla de minerales de diferentes partes del yacimiento y con distintos grados de oxidación) y se llevan a cabo análisis químicos multielementales, análisis de la fase del oro (proporción de oro libre, oro encapsulado en sulfuros y oro encapsulado en ganga), así como análisis de la composición mineral y la granulometría de la distribución.Este paso determina la orientación de los ensayos posteriores: ¿el oro se encuentra principalmente en la pirita o en la arseniita? ¿Cuál es el grado de encapsulación? ¿Qué elementos asociados hay? Sin estos datos, la prueba a escala piloto sería una prueba a ciegas.

Fase II: Ensayos de condiciones unitarias. Antes de pasar a la prueba piloto continua, se realizan primero ensayos unitarios para determinar los parámetros clave:

• Pruebas de finura de molienda: se realizan comparativas de flotación con diferentes grados de finura de molienda (por ejemplo, con un porcentaje de -200 mesh del 65 %, 75 % y 85 %, entre otros), para determinar la finura óptima que concilie el grado de disociación con el control de la formación de lodos.
• Pruebas de condiciones de flotación: Optimización sistemática del régimen de reactivos (tipo y dosis de reguladores de pH, activadores, captadores y espumantes), la concentración de flotación, el volumen de aire y el tiempo de flotación; en el caso de minerales que contienen arsénico, es necesario verificar la inhibición del arseniuro de plomo o el esquema de flotación por separado del concentrado de oro-arsénico; en el caso de minerales que contienen carbono, es necesario verificar la eficacia de la inhibición de la materia carbonosa.
• Pruebas de flotación en circuito abierto/cerrado: Determinación del número de etapas de selección burda, de barrido y de selección fina (por ejemplo, una etapa de selección burda, dos de selección fina y dos de barrido, o una de selección burda, tres de selección fina y tres de barrido); en las pruebas de circuito cerrado, se evalúa el efecto del recirculado del producto intermedio sobre la ley y la tasa de recuperación del concentrado.
• Ensayos comparativos de lixiviación con cianuro: se llevarán a cabo ensayos de lixiviación con cianuro sobre concentrados de flotación y/o residuos de flotación, así como ensayos comparativos de CIL/CIP con lixiviación de cianuro de material sin clasificar, para determinar parámetros como el tiempo de lixiviación, la concentración de cianuro, el pH y la dosis de carbón activo;En el caso de minerales difíciles de tratar que contengan arsénico y carbono, es necesario añadir ensayos de pretratamiento (comparación de diferentes vías: reactivos exclusivos, calcinación, oxidación biológica, oxidación a presión, etc.).

Fase tres: funcionamiento continuo en escala piloto. Sobre la base de los parámetros determinados en los ensayos unitarios, se lleva a cabo un funcionamiento continuo en la instalación piloto para evaluar:

• Estabilidad del proceso: si los indicadores operativos se mantienen estables en condiciones de alimentación y descarga continuas, y si el ciclo del concentrado intermedio está equilibrado;
• Distribución de los reactivos y consumo unitario: distribución de los reactivos en los distintos puntos del proceso, consumo unitario real y cálculo de costes;
• Adaptabilidad de los equipos: rendimiento real en cada etapa (agitación y aireación de las flotadoras, circuito cerrado de molienda y clasificación, concentrado, densificación y lavado, lixiviación y adsorción);
• Parámetros del producto: ley del concentrado de oro, tasa de recuperación, ley de los residuos, así como el contenido de elementos nocivos en el concentrado (que influye en la fijación del precio de venta).

Fase IV: Informe de pruebas y presentación del plan. El informe no solo ofrece el proceso recomendado y la tasa de recuperación prevista, sino que también incluye directamente una lista de selección de equipos y un presupuesto preliminar: análisis de las propiedades del mineral de oro, proceso de separación de oro recomendado, parámetros clave, tasa de recuperación, ley del producto final, lista de equipos y presupuesto de inversión, todo ello listo para pasar directamente al diseño del proyecto y a la toma de decisiones de inversión.

III. ¿En qué se reflejan las ventajas técnicas de la planta piloto?

Ventaja 1: Integración del centro de pruebas con las bases de fabricación. GoldProcessingPlant cuenta con un centro de pruebas de tratamiento de minerales y, al mismo tiempo, posee dos grandes bases de fabricación propias en Shandong y Jiangxi.Los equipos utilizados en los ensayos —como flotadores, molinos de bolas y tanques de lixiviación— proceden de la misma fuente y siguen los mismos procesos que los equipos de producción industrial, por lo que la desviación al ampliar los datos de los ensayos a escala industrial es mínima; los parámetros de los equipos determinados en los ensayos pueden traducirse directamente en planos de fabricación, sin que exista la desconexión que supone tener «dos lógicas distintas» entre los equipos de ensayo y los de producción.

Ventaja 2: El equipo técnico y de procesos forma un único equipo. Los ingenieros de tratamiento de minerales, los expertos en metalurgia y los diseñadores mecánicos trabajan de forma coordinada en un mismo equipo. Los problemas de adaptación de los equipos detectados durante las pruebas a escala piloto (como el volumen insuficiente de aireación en las flotadoras o las zonas muertas de agitación en los tanques de lixiviación) pueden transmitirse directamente a las fases de diseño y selección de equipos, en lugar de tener que repetir el proceso tras finalizar las pruebas y buscar otro fabricante para volver a cometer los mismos errores.

Ventaja tres: capacidad especializada en minerales difíciles de tratar. En el caso de minerales de oro sulfurados que contienen arsénico, carbono, antimonio yrecubiertos de partículas ultrafinas, contamos con capacidad para realizar ensayos comparativos de rutas de pretratamiento —verificación de la viabilidad y comparación de costes de rutas como el pretratamiento con reactivos exclusivos, la calcinación, la oxidación biológica y la oxidación a presión—, lo que ayuda al cliente a responder, más allá de la simple pregunta de «¿se puede procesar?», a la pregunta de «¿qué ruta es más económica?».

Ventaja 4: datos directamente vinculados a la toma de decisiones de inversión. El informe de la prueba a escala piloto incluye una lista de selección de equipos y un presupuesto preliminar, de modo que el cliente puede evaluar la magnitud de la inversión nada más recibir el informe; los gastos de pruebas iniciales y de diseño se pueden deducir íntegramente al firmar posteriormente el contrato de equipos o el contrato EPC, lo que reduce las barreras para la toma de decisiones.

Ventaja 5: Experiencia con minerales de todo el mundo. Los proyectos abarcan las principales zonas productoras de oro de África, Sudamérica, Asia Central y el Sudeste Asiático, con una capacidad de procesamiento de entre 30 y 5.000 toneladas al día, y abarcan el oro en roca, el oro en arena, los minerales difíciles de procesar y la reprocesación de residuos mineros. La acumulación de datos de ensayos sobre minerales de oro sulfurados de diferentes regiones y orígenes permite diseñar planes de pruebas a escala piloto sin dar rodeos.

IV. Tras la prueba piloto: la transición de la fase experimental a la construcción de la planta

La prueba piloto no es el punto final, sino el punto de partida para la construcción de la planta. Una vez que el informe de la prueba piloto confirma la ruta tecnológica, los pasos siguientes son:

Diseño del proceso y planos de ingeniería: a partir de los datos de la prueba piloto, se elaboran diagramas de flujo del proceso, listas de configuración de equipos, planos de distribución del recinto de la planta, planos de cimientos de los equipos y planos de condiciones de obra civil.

Fabricación y suministro de equipos: Se fabrican los equipos principales (trituración, molienda, flotación, lixiviación y adsorción, concentración y deshidratación) según los planos; se coordina el suministro de los materiales auxiliares necesarios y, tras el control de calidad en fábrica, se procede al envío.

Asesoramiento en la instalación y puesta en marcha integrada: Se envía a un ingeniero para que supervise la colocación de los equipos, la conexión de las tuberías y la instalación eléctrica; dirige la puesta a punto de cada equipo y las pruebas de funcionamiento integradas con material real; optimiza el grado de molienda, el régimen de reactivos de flotación y los parámetros de lixiviación hasta obtener un concentrado de oro que cumpla los requisitos; y forma al equipo del cliente.

Asistencia técnica a largo plazo: sustitución gratuita de piezas de recambio en caso de problemas de calidad del equipo durante el periodo de garantía; una vez finalizado este, suministro continuado de piezas de recambio y asesoramiento para la optimización del proceso —ante cambios en las propiedades del mineral, fluctuaciones en el coste de los reactivos o variaciones en la tasa de recuperación—, acompañando continuamente al cliente en los ajustes necesarios.

GoldProcessingPlant no impone paquetes obligatorios: se pueden realizar únicamente ensayos de tratamiento de minerales y validación a escala piloto; adquirir solo el diseño del proceso o los planos de ingeniería; comprar únicamente el equipo; contratar solo a ingenieros para la puesta a punto in situ; o bien optar por un proyecto EPC «llave en mano» completo.

V. Garantía de calidad: los datos hablan por sí mismos, los indicadores se ajustan a lo estipulado en el contrato

La tasa de recuperación del oro en los yacimientos de oro sulfurado viene determinada por las características intrínsecas del mineral: el tipo de minerales que contienen oro, el grado de encapsulación, el tamaño de las partículas en las que se encuentra incrustado y los elementos asociados; cada uno de estos factores influye en los indicadores finales.GoldProcessingPlant no promete cifras absolutas al margen de los datos de los ensayos, sino que se compromete a lo siguiente: mediante una rigurosa validación en escala piloto y un diseño de proceso específico, diseñar para su mineral el proceso que permita alcanzar la máxima tasa de recuperación posible en esas condiciones; los objetivos de puesta a punto se incluyen en el contrato, y se acuerdan criterios de aceptación razonables basados en la misma fuente de mineral y las mismas condiciones de operación;La selección de equipos y el presupuesto que figuran en el informe de la prueba a escala piloto constituyen una base sólida para la decisión de inversión, y no meros valores de referencia.

A la hora de construir una planta de procesamiento de mineral de oro sulfurado, lo más caro no es el equipo, sino el trabajo adicional que supone corregir un proceso mal elegido. La fase de pruebas supone un gasto reducido, pero permite ahorrar mucho dinero. Primero se realizan las pruebas, luego se define el proceso y, por último, se selecciona el equipo: GoldProcessingPlant le acompañará a lo largo de todo este proceso. GoldProcessingPlant: primero comprendemos el mineral, luego seleccionamos el equipo.