¿Plan técnico para equipos de tratamiento de mineral de oro? Planta de separación CIP con una capacidad de procesamiento de 100 toneladas diarias, proyecto EPC «llave en mano»

Una planta de tratamiento CIP de oro con una capacidad de 100 toneladas diarias es uno de los tamaños más habituales en las minas de oro de pequeña escala.Supone un requisito adicional de «integridad del proceso» respecto a las de 50 toneladas, pero no cuenta con el amplio margen de error en la inversión que tienen las plantas de varios cientos de toneladas: si se eligen equipos de mayores especificaciones, se produce un exceso de capacidad; si se eligen más pequeños, se alcanza el límite de producción y no se aprovecha al máximo; y si se elige una ruta de proceso errónea, una planta de 100 toneladas no puede soportar los costes de la reelaboración.Por lo tanto, la cuestión fundamental de una planta de tratamiento CIP de 100 toneladas al día no es «qué equipos comprar», sino «ajustar de una sola vez el proceso, los equipos y los límites del contrato EPC para un volumen de 100 toneladas».En este artículo se explica con claridad la lógica de configuración de una planta de tratamiento CIP de 100 toneladas diarias desde tres perspectivas: cómo definir el esquema de proceso, cómo seleccionar los equipos y cómo llevar a cabo la entrega «llave en mano» del proyecto EPC.

I. Definición previa del proceso: condiciones previas del esquema CIP

El proceso CIP (método de pulpa de carbón) es el siguiente: trituración → molienda y clasificación → concentración → lixiviación en serie en múltiples tanques → adición de carbón en el tanque de adsorción → separación del carbón cargado de oro → desorción y electrólisis → fundición.Es aplicable a minerales con un grado de oxidación elevado, en los que el oro se encuentra principalmente en estado libre y que no contienen elementos de interferencia graves como cobre, arsénico, antimonio o carbono. Antes de definir el proyecto CIP, una planta de 100 toneladas al día debe completar tres pasos:

En primer lugar, realizar ensayos de tratamiento. Se deben tomar muestras representativas del mineral para llevar a cabo análisis químicos multielementales, análisis de la fase del oro y ensayos de lixiviación, con el fin de determinar parámetros como el tiempo de lixiviación, la concentración de cianuro, el pH y la cantidad de carbón activo necesaria.El informe de los ensayos debe ir acompañado de una lista de selección de equipos y un presupuesto preliminar: las especificaciones de los equipos, el número de tanques y la potencia instalada para una planta de 100 toneladas al día se derivan de estos datos, no se pueden basar en valores empíricos.

En segundo lugar, la elección entre CIP y CIL. El CIP realiza primero la lixiviación en serie en varias cubas y, a continuación, pasa a la cuba de adsorción para añadir carbón; ofrece un tiempo de lixiviación más prolongado y un control por etapas más preciso, por lo que es adecuado para minerales con una velocidad de lixiviación relativamente lenta o que requieren un control por etapas; el CIL combina lixiviación y adsorción simultáneamente, cuenta con un menor número de cubas y un proceso más compacto, lo que supone un menor coste de inversión.A una escala de 100 toneladas al día, si las pruebas muestran que la velocidad de lixiviación es aceptable, el CIL también puede considerarse como alternativa; si la cinética de lixiviación del mineral es lenta, el CIP resulta más seguro. La elección debe basarse en la curva de velocidad de lixiviación, no en conjeturas.

En tercer lugar, la identificación de elementos interferentes. Los minerales que contienen arsénico, carbono o antimonio no pueden someterse directamente al proceso CIP: el arsénico consume cianuro, el carbono retiene el oro y el antimonio interfiere en la lixiviación, por lo que es necesario realizar primero ensayos de pretratamiento (pretratamiento con reactivos exclusivos, oxidación, etc.) y, una vez confirmada la viabilidad, definir el proceso.Los minerales con alto contenido en lodo deben someterse previamente a un lavado para eliminar el lodo y optimizar los parámetros de lixiviación.

II. Configuración de los equipos de una planta de CIP con una capacidad de procesamiento diaria de 100 toneladas

Según el proceso CIP, la configuración de los equipos principales de una planta de 100 toneladas al día es la siguiente:

Módulo de trituración: trituradora de mandíbulas para la trituración primaria (seleccionar el modelo según el tamaño máximo de grano del mineral en bruto) + alimentador vibratorio + transportador de cinta; cuando el mineral presenta una dureza elevada, se puede añadir una etapa de trituración secundaria con una trituradora cónica, siguiendo el principio de «triturar más y moler menos» para reducir el consumo energético de la molienda.La trituradora y el alimentador pueden integrarse en un bastidor de acero, que se colocará sobre los cimientos in situ y se conectará mediante las interfaces correspondientes.

Módulo de molienda y clasificación: molino de bolas pequeño (tipo rejilla, con descarga forzada y resistente a la sobremolienda) + clasificador helicoidal o ciclón hidráulico en circuito cerrado; la finura de molienda se determina mediante ensayos (normalmente, un porcentaje del 65 % al 80 % en el tamaño de malla -200).El módulo de molienda presenta elevados requisitos en cuanto a la carga sobre los cimientos y la alineación, por lo que se suministra de forma modular («equipo + base + tuberías locales») y los cimientos se hormigonan in situ.

Módulo de concentrado: Concentrador pequeño de alta eficiencia (o espesador de tubos inclinados), que concentra el rebosado de la molienda y clasificación hasta alcanzar la concentración adecuada para la lixiviación; el agua de rebosado se reutiliza en circuito cerrado; la pulpa mineral argilosa cuenta con un dispositivo de adición de floculantes.

Módulo de lixiviación y adsorción (núcleo del CIP): tanques de lixiviación en serie (con agitación y aireación; para 100 toneladas/día se suelen utilizar entre 4 y 6 tanques) + tanque de adsorción (con carbón activo) + tamiz separador de carbón + elevador de carbón + bomba de carbón.Una característica del CIP es que el paso a la cuba de adsorción se produce solo una vez finalizada la lixiviación, lo que permite un tiempo de lixiviación más prolongado. Este módulo cuenta con una gran densidad de tuberías y válvulas, por lo que resulta ideal para la preintegración en fábrica: las cubas de lixiviación, las cubas de adsorción, las tuberías, las válvulas y los instrumentos se preinstalan y prueban en la planta de fabricación, y una vez en la obra se colocan según su numeración y se conectan según corresponda.El sistema de agitación de la cuba de lixiviación debe garantizar que la pulpa mineral no se deposite en el fondo y que la aireación sea uniforme; en condiciones con presencia de lodo, el diseño para evitar la formación de sedimentos en el fondo debe configurarse de forma específica.

Módulo de desorción y electrólisis: El carbón cargado de oro, tras el lavado ácido, entra en la columna de desorción (para 100 toneladas/día se suele emplear desorción a temperatura y presión normales, lo que supone una inversión reducida y un funcionamiento sencillo; cuando la cantidad de carbón cargado de oro es elevada o los requisitos de desorción son exigentes, se opta por alta temperatura y alta presión). Mediante la electrólisis del líquido de desorción se obtiene lodo de oro, que se envía al horno de fundición para producir oro de calidad comercial.Este módulo puede integrarse en su totalidad en una unidad montada sobre plataforma.

Módulo de concentración y deshidratación: Concentrador de alta eficiencia, filtro prensa de placas y marcos (descarga en seco de residuos, deshidratación del concentrado) y criba de deshidratación, junto con un sistema de agua de recirculación.

Módulo de distribución eléctrica y control: configuración de arranque suave/variador de frecuencia para reducir el impacto de la corriente de arranque; sistema de control PLC; suministro integrado de instrumentos y bandejas portacables; en zonas con inestabilidad eléctrica, se puede integrar un grupo electrógeno diésel como fuente de alimentación principal o de reserva.

Partes que aún requieren obra in situ: cimientos de los equipos, estructura de la nave (o cobertizo sencillo de estructura de acero), parte de las tuberías de larga distancia, balsas de residuos mineros e instalaciones de descarga en seco de residuos mineros. Los planos de construcción completos de la estructura arquitectónica serán elaborados por un estudio de diseño local acreditado del cliente.

GoldProcessingPlant cuenta con dos grandes centros de fabricación propios en Shandong y Jiangxi, donde se fabrican de forma autónoma los equipos principales mencionados anteriormente; los ingenieros de procesos y los ingenieros mecánicos colaboran en un mismo equipo, y las interfaces de los módulos se reservan según los planos, lo que evita que «los planos de diseño no coincidan con las dimensiones de los equipos».Para una capacidad de 100 toneladas al día, las especificaciones de los equipos se ajustan con precisión al volumen de tratamiento real, sin configuraciones con exceso de rendimiento; se pueden personalizar los materiales y la estructura para condiciones de trabajo que impliquen lodo o corrosión.

III. Proyecto llave en mano EPC: alcance y plazo del proyecto de 100 toneladas al día

El principio fundamental del proyecto «llave en mano» EPC es «nosotros nos encargamos de todo lo que nos corresponde y comunicamos con antelación al cliente lo que debe aportar»:

Nos encargamos de: el diseño de procesos y la solución técnica (análisis de las características del mineral, determinación del proceso, régimen de productos químicos), el diseño de ingeniería y los planos (plano de planificación del emplazamiento, plano de disposición de equipos, plano de condiciones de obra civil), la fabricación de equipos principales y la integración de módulos, la coordinación de materiales auxiliares, la orientación técnica para la instalación in situ, la puesta en marcha y la formación del personal, así como el servicio posventa y el suministro de repuestos.

El cliente se encarga de: la obra civil (organizada según los planos de condiciones de obra civil), la organización de los trabajadores locales de instalación (nuestros ingenieros les orientarán in situ sobre cómo realizar la instalación), la preparación del terreno (acceso a agua, electricidad y gas, y nivelación del terreno) y las condiciones para la elevación y la puesta a punto, así como los trámites de cumplimiento normativo locales.

Lógica económica de esta división de tareas: en un proyecto de 100 toneladas al día, si se enviara al emplazamiento un gran número de trabajadores desde China, los billetes de avión, los visados, el alojamiento y la manutención, sumados al salario diario, elevarían considerablemente la proporción de los costes de mano de obra.Si el cliente organiza a trabajadores de instalación locales y nuestros ingenieros se desplazan para ofrecer orientación técnica, se garantizan los estándares de construcción y se reducen los costes de mano de obra. En caso de que realmente no se disponga de personal de construcción local, se puede negociar por separado un plan «llave en mano» y estipularlo en el contrato.

Plazo de referencia del proyecto: diseño de procesos y presupuesto de selección de equipos: 7-15 días → planos de ingeniería: 20-30 días → fabricación de equipos y prefabricación de módulos: 60-90 días → logística: 30-60 días → instalación y puesta en marcha: 30-60 días.Para un proyecto de 100 toneladas/día, desde el inicio del diseño de procesos hasta la puesta en marcha, el plazo habitual es de unos 6 a 10 meses (dependiendo de la logística y las condiciones in situ); en los proyectos en el extranjero, se reserva un margen de unos 30 días para el despacho de aduanas.Una combinación razonable de las distintas fases permite reducir la duración total del proyecto: una vez determinados los parámetros técnicos fundamentales, los módulos pueden fabricarse en la planta, mientras que el cliente lleva a cabo simultáneamente los trabajos de «acceso a redes de servicios públicos y nivelación del terreno» y la construcción de los cimientos.

GoldProcessingPlant no impone paquetes obligatorios: se pueden realizar únicamente ensayos de beneficiación, adquirir solo el diseño de proceso o los planos de ingeniería, comprar una sola unidad o un conjunto completo de equipos, contratar únicamente a ingenieros para la puesta en marcha in situ, o bien optar por un proyecto EPC «llave en mano» integral. Los gastos de los ensayos iniciales y de diseño se pueden deducir íntegramente al firmar posteriormente el contrato de equipos o el contrato EPC.

IV. Garantía de calidad: incluso en una pequeña planta de 100 toneladas, los indicadores se incluyen en el contrato

Aunque una planta de 100 toneladas al día sea pequeña, los indicadores de tasa de recuperación no pueden dejarse a la vaguedad. GoldProcessingPlant se compromete a lo siguiente: los indicadores de tasa de recuperación se establecen en función de las características del mineral y los datos de las pruebas; los objetivos de puesta a punto se incluyen en el contrato; se acuerdan criterios de aceptación razonables basados en la misma fuente de mineral y las mismas condiciones de operación;El periodo de garantía es de 12 meses; durante este tiempo, se sustituirán gratuitamente las piezas defectuosas; una vez finalizado el plazo, se suministrarán piezas de recambio a largo plazo y se ofrecerán recomendaciones 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.

La empresa aplica el sistema de gestión de calidad ISO 9001, sus productos cuentan con la certificación CE y su capacidad de producción anual supera las 500 unidades. Los proyectos abarcan las principales zonas auríferas de África, Sudamérica, Asia Central y el Sudeste Asiático, con una capacidad de procesamiento de entre 30 y 5.000 toneladas al día.Las plantas de separación de 100 toneladas al día y las de mayor tamaño siguen la misma lógica de diseño y los mismos estándares de proceso; la única diferencia radica en las especificaciones de los equipos.

En el proyecto «llave en mano» EPC de una planta de tratamiento de 100 toneladas al día con CIP, lo fundamental no es «comprar un conjunto de equipos baratos», sino «ajustar de una sola vez los ensayos, el proceso, los módulos, los equipos y las responsabilidades en función de un volumen de 100 toneladas». Los ensayos determinan el proceso; el proceso, los módulos; los módulos, los equipos; y el EPC, las responsabilidades. GoldProcessingPlant: primero hay que conocer el yacimiento, luego se seleccionan los equipos.