Solución EPC «llave en mano» para la línea de producción de extracción y tratamiento de oro tipo Rand: un proceso completo desde las características del mineral hasta la puesta en marcha y el cumplimiento de los objetivos
Solución EPC «llave en mano» para la línea de producción y tratamiento de minas de oro de tipo Rand: un proceso completo desde las características del mineral hasta la puesta en marcha y el cumplimiento de los objetivos
Introducción: Los yacimientos de oro de tipo Rand: el referente mundial de los yacimientos de oro en roca
Los yacimientos de oro de tipo Rand (Rand-type gold deposit), representados típicamente por la cuenca de Witwatersrand en Sudáfrica, constituyen el tipo más importante de yacimientos de oro y uranio en sedimentos de grava antigua del mundo.Este tipo de yacimientos se caracteriza por una litología principal de conglomerado de guijarros de cuarzo, en la que el oro se presenta principalmente en estado libre, acompañado de pirita y minerales de uranio, entre otros. Se caracterizan por una distribución desigual de la ley, una mezcla de granos de oro de distintos tamaños, un alto contenido de guijarros y requisitos especiales de desintegración durante la molienda.
Para los inversores que planean explotar yacimientos de oro de tipo Rand, el mayor reto no es encontrar el equipo, sino resolver el problema de la sincronización entre «mineral, proceso y equipo».Un mismo equipo de separación por gravedad, cuando se utiliza en un mineral de tipo Rand con un alto porcentaje de oro libre de grano grueso, puede presentar una diferencia en la tasa de recuperación de más de veinte puntos porcentuales en comparación con su uso en un mineral de grano fino con oro encapsulado.En este artículo, tomando como ejemplo la solución «llave en mano» EPC de GoldProcessingPlant para una línea de producción de extracción y tratamiento de un yacimiento de oro de tipo Rand, se analiza de forma sistemática el proceso completo, desde el análisis de las características del mineral, el diseño del proceso, la configuración de los equipos principales hasta los límites de entrega y el ciclo del proyecto, con el fin de proporcionar a los inversores en yacimientos de oro una referencia práctica para la toma de decisiones.
I. Características del mineral de los yacimientos de oro de tipo Rand y dificultades en su tratamiento
Las características típicas de las minas de oro de tipo Rand determinan la lógica básica de su proceso de tratamiento:
1. El oro se encuentra principalmente en estado libre, con un alto porcentaje de oro de grano grueso.
En los gravas de tipo Rand, el oro se presenta mayoritariamente en forma libre y como partículas individuales, alojadas entre los guijarros de cuarzo y el material cementado, con un tamaño que varía desde el nivel micrométrico hasta varios milímetros.La presencia de oro de grano grueso implica que se debe aplicar el principio de «recuperación temprana y máxima», es decir, recuperarlo lo antes posible en el circuito de molienda para evitar que el exceso de molienda provoque la pérdida de partículas de oro en los residuos.
2. El alto contenido de grava impone requisitos especiales para la disociación durante la molienda.
La grava de guijarros de cuarzo presenta una elevada dureza y un fuerte poder abrasivo, por lo que durante el proceso de molienda es necesario garantizar la disociación de las partículas de oro individuales y, al mismo tiempo, evitar una trituración excesiva. El grado de finura de la molienda debe determinarse mediante ensayos; si es demasiado grueso, la disociación no será suficiente, y si es demasiado fino, el oro de grano grueso, una vez triturado, resultará difícil de recuperar mediante procesos de separación.
3. Presencia de pirita y minerales de uranio asociados.
Algunos minerales de tipo Rand contienen pirita con oro y minerales de uranio, por lo que es necesario considerar un proceso combinado de separación por gravedad y flotación: la flotación se encarga de recuperar los sulfuros que contienen oro, mientras que la separación por gravedad permite recuperar previamente el oro libre de grano grueso.
4. La distribución de la ley es desigual, por lo que es necesario reforzar la adaptabilidad del proceso.
La ley de los yacimientos de tipo Rand presenta grandes fluctuaciones, por lo que el diseño del proceso debe dejar margen para ajustes y contar con un alto margen de tolerancia en la operación, a fin de evitar que los cambios locales en la ley provoquen fluctuaciones significativas en los indicadores de todo el proceso.
Estas características determinan que en los yacimientos de oro de tipo Rand no se pueda aplicar un único modelo de proceso; es imprescindible determinar, mediante ensayos de tratamiento, la combinación adecuada de separación por gravedad, flotación y cianuración, y configurar el equipo en función de ello.
II. La lógica central de la solución «llave en mano» EPC: primero conocer el yacimiento, luego seleccionar el equipo
El principio fundamental de la solución «llave en mano» EPC de GoldProcessingPlant es «primero comprender el yacimiento, luego seleccionar el equipo y, por último, acompañarle hasta que se obtenga oro». Se divide concretamente en ocho fases:
Primera etapa: comunicación de necesidades y evaluación preliminar.
Se analizan la situación de los derechos mineros, el tipo de mineral, la ley del mineral en bruto, el volumen de procesamiento previsto, los parámetros de los productos objetivo y las condiciones del emplazamiento (suministro de agua y electricidad, transporte y orografía). Un equipo de expertos lleva a cabo una evaluación preliminar de viabilidad para determinar la orientación general del proyecto y seleccionar el proceso de separación de oro adecuado. El cliente solo tiene que proporcionar la información básica de la mina o los datos analíticos de que ya disponga.
Segunda etapa: Ensayos de tratamiento de minerales y diseño del proceso.
Se realizan análisis y ensayos de seleccionabilidad con muestras representativas del mineral, que abarcan ensayos de separación por gravedad, ensayos de flotación en circuito abierto/cerrado y ensayos de lixiviación con cianuro, entre otros. A partir de los datos de los ensayos, se determina la ruta tecnológica combinada de separación por gravedad + flotación + cianuración, y se elaboran el diagrama de flujo del proceso, la lista de configuración de equipos, el plan de selección de equipos y el presupuesto.El informe de pruebas incluye directamente la lista de selección de equipos y el presupuesto preliminar, lo que permite pasar directamente al diseño del proyecto.
Tercera fase: Confirmación del proyecto y contrato comercial.
Se confirmarán punto por punto el flujo de procesos, la lista de equipos, el alcance de la entrega, el calendario de obras y el reparto de responsabilidades entre ambas partes. En el contrato se especificará claramente cuáles son las responsabilidades de GoldProcessingPlant y cuáles las del cliente, sin gastos ocultos.
Cuarta fase: Diseño de los planos de ingeniería.
Se elaboran planos de distribución del recinto, planos de planificación de la obra, planos de cimientos de los equipos, planos de disposición de los equipos, planos de trazado de tuberías, planos de condiciones de control eléctrico y planos de condiciones de obra civil, y se proporciona una memoria técnica completa para garantizar que tanto la obra civil como la instalación de los equipos cuenten con planos de referencia.
Quinta fase: Fabricación y suministro de equipos.
Se fabricarán los equipos principales (trituradoras de mandíbula, trituradoras cónicas, molinos de bolas, separadores centrífugos, flotadores, sistemas de lixiviación y adsorción CIL/CIP, espesadores, filtros de presión, etc.) según los planos; en cuanto a los equipos auxiliares estándar no fabricados por la propia empresa, se llevará a cabo un control de calidad unificado y su adquisición.
Sexta fase: logística y envío.
Coordinamos el embalaje, el envío y el transporte marítimo o terrestre de los equipos; tramitamos la documentación de exportación y los trámites de despacho de aduana; y realizamos un seguimiento de los puntos clave de la cadena logística hasta la llegada de los equipos a la obra.
Séptima fase: Asesoramiento en la obra e instalación y puesta en marcha.
Se envían ingenieros a la obra para supervisar la colocación de los equipos, la conexión de las tuberías y la instalación eléctrica; dirigen la puesta a punto de cada máquina y las pruebas de funcionamiento con agua y material; y optimizan el grado de molienda, el régimen de productos químicos y los parámetros de lixiviación, hasta obtener el primer lote de concentrado de oro apto o de oro de calidad combinada.
Octava fase: Formación del personal y asistencia posventa.
Se imparte formación teórica y práctica sistemática al personal operativo y al equipo de mantenimiento del cliente; una vez completada la recepción y el traspaso, se inicia la fase de suministro a largo plazo de piezas de recambio y asistencia técnica.
III. Configuración de los equipos principales de la línea de producción de extracción y beneficio de oro del tipo Land
En función de las características del mineral de los yacimientos de oro tipo Rand, la configuración de los equipos principales de una línea de producción típica de extracción y beneficio es la siguiente:
Sección de trituración:
La trituradora de mandíbulas se encarga de la trituración gruesa, mientras que la trituradora cónica se encarga de la trituración media y fina, siguiendo el principio de «triturar más y moler menos», de modo que la etapa de trituración realiza la mayor parte del trabajo y la etapa de molienda consume menos electricidad.
Etapa de molienda:
Se utiliza un proceso de molienda en dos etapas: un molino de bolas de rejilla en la primera etapa y un molino de bolas de rebose en la segunda; esta última etapa forma un circuito cerrado junto con un clasificador helicoidal o un hidrociclón. El molino de bolas de rejilla, con descarga forzada, gran capacidad de procesamiento y menor riesgo de sobremolienda, es adecuado para la primera etapa; el molino de bolas de rebose, que proporciona una finura mayor, es adecuado para la segunda etapa de molienda fina.
Etapa de separación por gravedad:
En el circuito de molienda se instala una centrifugadora de separación (como la centrifugadora Nelson) para recuperar anticipadamente el oro monomórfico de grano grueso; el concentrado de separación por gravedad se envía a la mesa de agitación para su selección. Este es el eslabón clave del principio de «recuperación temprana y máxima» de las minas de oro de tipo Land: el oro de grano grueso se recupera anticipadamente en el circuito de molienda, lo que evita la sobremolienda y su pérdida en los procesos posteriores.
Etapa de flotación:
Para los sulfuros auríferos, se instalan flotadores de tipo SF (de autopropulsión) o XCF/KYF (de aireación), combinados en unidades de selección gruesa, barrido y selección fina. El concentrado de flotación se envía a la fundición o a la lixiviación con cianuro.
Sección de cianuración (si procede):
Para los residuos de flotación o en casos de cianuración de lodo sin clasificar, se instalan sistemas de lixiviación y adsorción CIL/CIP, que incluyen tanques de lixiviación, sistemas de adsorción con carbón activo, cribas de separación de carbón con oro, equipos de desorción electrolítica y hornos de fundición de oro, entre otros.
Etapa de concentración y deshidratación:
Los densificadores se utilizan para la sedimentación y deshidratación preliminares del concentrado y los residuos, mientras que los filtros de presión se emplean para la descarga en seco de los residuos y la deshidratación del concentrado.
Equipos auxiliares:
alimentadores vibratorios, cintas transportadoras, bombas de pulpa de residuos, tanques de agitación, etc.
IV. Alcance de la entrega EPC: dejar claro quién se encarga de qué antes de firmar el contrato
La mayoría de los conflictos y retrasos en la construcción de plantas de tratamiento de minerales se deben a que, antes de firmar el contrato, no se ha dejado claro «quién se encarga de qué». El principio fundamental del servicio EPC de GoldProcessingPlant es: de lo que somos responsables, nos encargamos de principio a fin; en lo que debe colaborar el cliente, se le informa con antelación.
GoldProcessingPlant se encarga de:
del diseño de procesos y la solución técnica, el diseño de ingeniería y los planos, la fabricación de los equipos principales y el suministro de los componentes auxiliares, la orientación técnica para la instalación in situ, la puesta en marcha y la formación del personal, así como del servicio posventa y el suministro de repuestos.
El cliente se encarga de:
de la obra civil (que se organizará por su cuenta según los planos de condiciones de obra civil que le proporcionemos), de la contratación de personal de instalación local (nuestros ingenieros ofrecerán orientación in situ sobre cómo realizar la instalación, pero el cliente se encargará de contratar a los instaladores), de la preparación del terreno in situ («tres conexiones y una nivelación»: suministro de agua, electricidad y acceso, así como nivelación del terreno) y de los trámites de cumplimiento normativo locales.
La razón de esta división de tareas es muy práctica: si enviáramos un gran número de trabajadores chinos al extranjero o a otra localidad para realizar las obras, los costes de billetes de avión, visados, alojamiento y manutención, sumados a los elevados salarios diarios, serían astronómicos.Si el cliente contrata a operarios de instalación locales y nosotros enviamos ingenieros técnicos para supervisar el trabajo, se ahorra al menos la mitad de los costes de mano de obra. Además, la comunicación con los trabajadores locales es más fluida y la coordinación con el avance de las obras de obra civil es más flexible, lo que evita retrasos en el plazo de ejecución debidos a la espera de visados o vuelos.La responsabilidad de los riesgos técnicos sigue recayendo sobre nosotros: aunque los trabajadores los contrate el cliente, son nuestros ingenieros quienes toman las decisiones in situ sobre cómo realizar la instalación y qué estándares deben cumplirse, y GoldProcessingPlant se hace responsable del resultado final del equipo y los procesos.Si el cliente realmente no encuentra un equipo de obra en la zona, también se puede negociar una solución «llave en mano», en la que ambas partes acuerden por separado el alcance de los trabajos y calculen los costes en el contrato.
V. Estimación del ciclo del proyecto: de 8 a 15 meses desde el inicio hasta la puesta en marcha
Según la experiencia habitual en proyectos de minas de oro, el ciclo total, desde el inicio del diseño técnico hasta la puesta en marcha definitiva, suele oscilar entre 8 y 15 meses. La distribución temporal de las distintas fases es la siguiente:
| Fase | Plazo de referencia | Indicaciones clave |
|---|---|---|
| Diseño de procesos y solución técnica | 7-15 días | Cuanto antes se faciliten las muestras de mineral, mejor; en caso de minerales complejos que requieran pruebas ampliadas, el plazo se prolongará |
| Diseño de la planta de tratamiento | 20-30 días | Puede solaparse con la fabricación de equipos |
| Fabricación de equipos | 60-120 días | Se prolongará en caso de fabricación a medida o suministro eléctrico desde el extranjero |
| Transporte logístico | 30-60 días | Los proyectos en África, Sudamérica y Asia Central se ven muy afectados por las rutas aéreas y los horarios de los buques |
| Instalación y puesta en marcha | 60-150 días | El tiempo de puesta a punto de los procesos integrados es más prolongado |
| Despacho de aduanas y retrasos imprevistos | Aproximadamente 30 días (previstos) | Imprescindible en proyectos internacionales |
| (transferencia de conocimientos técnicos, recepción de obras, etc.) | Aproximadamente 30 días (previstos) | Se suele pasar por alto; se recomienda prever un margen de flexibilidad |
Muchos proyectos de minas de oro sufren graves retrasos, a menudo no porque no se pueda fabricar el equipo, sino por indecisiones en las fases iniciales o por una coordinación inadecuada entre las distintas fases. Proporcionar lo antes posible muestras representativas del mineral para iniciar el diseño de procesos es el primer paso para reducir la duración total del proyecto.Una vez determinados los parámetros clave del diseño de proceso (finura de molienda, número de etapas de flotación, tiempo de lixiviación), los planos de los equipos no estandarizados pueden enviarse a fábrica para su fabricación, sin necesidad de esperar a que el conjunto de planos esté perfecto para comenzar la obra. Las obras de construcción civil pueden llevarse a cabo simultáneamente durante la fabricación y el envío de los equipos.
VI. ¿Por qué elegir el modelo «llave en mano» (EPC)?
A la hora de construir una planta de tratamiento de oro, normalmente se plantean cuatro opciones: adquirir los equipos por cuenta propia y encargarse de la construcción; encargar los planos a un estudio de ingeniería y ocuparse de la adquisición y la construcción; adquirir los equipos de forma global o encargar a un distribuidor que se encargue del paquete completo; o confiar el proyecto a un contratista general de ingeniería (EPC) que se encargue de todo el proceso. Estos cuatro modelos difieren considerablemente en cuanto a la delimitación de responsabilidades, la duración del proyecto, los riesgos de ejecución y el flujo de fondos.
En el modelo de adquisición autónoma, es fácil que surjan incompatibilidades entre los equipos de distintos fabricantes en cuanto a interfaces, capacidad de producción y consumo energético; cuando el funcionamiento del sistema no cumple los objetivos, los fabricantes de equipos y los contratistas tienden a echarse la culpa mutuamente, por lo que el inversor debe actuar como «árbitro».En el modelo de planos elaborados por un estudio de ingeniería, este se centra en los cálculos teóricos y se involucra poco en las condiciones reales de funcionamiento de los equipos, lo que puede dar lugar a discrepancias entre los «parámetros de los planos» y el «rendimiento de los equipos». En el modelo de paquete a cargo de un distribuidor, los equipos estandarizados no siempre se adaptan a tipos de minerales complejos; la respuesta del servicio posventa internacional es lenta y resulta difícil garantizar la optimización de los procesos y el soporte técnico.
El modelo «llave en mano» (EPC) cuenta con un único responsable, lo que garantiza un alto grado de compatibilidad entre el proceso y los equipos, reduciendo así los costes ocultos derivados de la coordinación entre múltiples partes. Este modelo resulta especialmente adecuado para inversores que carecen de un equipo profesional de gestión de proyectos, o para proyectos de minas de oro de tipo «Lande», caracterizados por la complejidad de sus procesos y por los elevados requisitos en cuanto a los índices de recuperación final.
GoldProcessingPlant, como proveedor de servicios integrales que abarca el diseño de procesos, el diseño de ingeniería, la fabricación de equipos, la instalación y la puesta en marcha, cuenta con dos grandes centros de fabricación propios en Shandong y Jiangxi (China), con una superficie total de aproximadamente 50 000 metros cuadrados, de los cuales 20 000 metros cuadrados corresponden a naves industriales modernas y estandarizadas, y una capacidad de producción anual superior a 500 unidades, con exportaciones a más de 50 países y regiones.Los proyectos abarcan África (Ghana, Malí, Tanzania y Sudán), Sudamérica (Perú y Colombia),Asia Central (Rusia, Kazajistán) y el Sudeste Asiático, entre otros principales países productores de oro del mundo, con una capacidad de procesamiento que oscila entre las 30 y las 5.000 toneladas al día, y que abarca el oro en roca, el oro en arena, los minerales de difícil tratamiento y la reprocesación de residuos mineros.
VII. Servicios modulares flexibles: sin obligación de contratar el paquete completo, se eligen según las necesidades
Aunque el modelo EPC «llave en mano» es la opción estándar, GoldProcessingPlant no impone ningún paquete obligatorio. Los clientes pueden elegir solo uno o varios de los servicios, según sus propias necesidades.