Equipos completos para el procesamiento de oro: procesos de selección de minerales y soluciones para líneas de producción
Equipos completos para el procesamiento de oro: procesos de separación y soluciones para líneas de producción
A la hora de construir una planta de tratamiento de oro, la primera reacción de muchos inversores es «comprar primero los equipos». Sin embargo, lo que realmente determina si una planta será rentable no son nunca las especificaciones técnicas de un equipo concreto, sino la sincronización entre «mineral, proceso y equipo». Un mismo flotador puede presentar una diferencia de hasta veinte puntos en la tasa de recuperación cuando se utiliza en vetas de cuarzo y en yacimientos de tipo Carlin;con la misma centrifugadora de separación mineral, si el grado de molienda no es el adecuado, el oro de grano grueso acabará igualmente en los residuos. El valor de un equipo completo de procesamiento de oro no radica en lo extensa que sea la lista de equipos, sino en si cada uno de ellos está configurado según las características de su mineral y el proceso técnico.
Este artículo analiza de forma sistemática los procesos de tratamiento y las soluciones de líneas de producción de los equipos completos para el procesamiento de minas de oro, desde la clasificación de los tipos de yacimientos, las rutas de proceso y la configuración de los equipos para todo el proceso hasta los límites de entrega y el ciclo del proyecto, con el fin de ofrecer a los inversores en minas de oro una guía de configuración práctica.
I. Primero se define el proceso, luego se configuran los equipos: la lógica de las líneas de producción para tres tipos de yacimientos auríferos
El diseño de una línea de producción para la selección de oro depende, en primer lugar, del tipo de mineral. Los diferentes tipos de minerales presentan distintos estados de yacimiento y una lógica de proceso totalmente diferente, por lo que, naturalmente, la configuración de los equipos no puede ser la misma para todos.
1. Yacimientos de oro en arena: proceso completo de lavado y separación por gravedad, sin necesidad de molienda.
En los yacimientos de oro en arena, el oro se presenta en forma de partículas libres, incrustado en sedimentos sueltos como arena, grava o arcilla, por lo que no es necesario triturarlo ni molerlo. La lógica del proceso es la siguiente: lavado y clasificación mediante criba de tambor o lavadora de mineral → selección preliminar en canaletas → enriquecimiento mediante separador centrífugo → selección fina en mesa vibratoria → fundición del oro concentrado.La roca estéril que queda sobre la criba se expulsa, mientras que la pulpa mineral que queda debajo entra en el sistema de separación por gravedad; el sistema de agua de recirculación permite recuperar la mayor parte del agua utilizada en el proceso. La solución móvil es adecuada para yacimientos dispersos y explotaciones a corto plazo, mientras que la solución fija se adapta a yacimientos concentrados y operaciones a gran escala.
2. Yacimientos de oro en roca: la trituración y molienda son un requisito previo; la separación por gravedad, la flotación y la cianuración se combinan según las características del mineral.
En los yacimientos de oro en roca, el oro se encuentra incrustado en la roca o en los sulfuros, por lo que es necesario triturarlo y molerlo primero para liberar el oro en forma de partículas individuales, antes de pasar al proceso de separación.En los yacimientos de oro de vetas de cuarzo, coexisten partículas gruesas y finas de oro, por lo que se recomienda una combinación de separación por gravedad y flotación: en el circuito de molienda se instala un separador centrífugo para recuperar previamente el oro de grano grueso, mientras que la flotación se encarga de recuperar los sulfuros auríferos; el concentrado se envía a fundición o a cianuración.En los yacimientos de oro de rocas alteradas, donde predomina el oro de grano fino y muy fino y el contenido de minerales arcillosos es elevado, se utiliza principalmente la flotación, complementada con la separación por gravedad para recuperar el oro de grano grueso; es necesario optimizar de forma específica la finura de molienda y la etapa de desarcillado. En los yacimientos de oro en minerales sulfurados, la flotación es el proceso principal.
3. Yacimientos auríferos difíciles de tratar: el tratamiento previo es la clave, y el proceso combinado es la línea principal.
En los yacimientos auríferos difíciles de tratar, que contienen arsénico, carbono o partículas ultrafinas, la tasa de lixiviación por cianuración convencional suele ser de solo el 20-50 %. Los minerales que contienen arsénico requieren una flotación previa para obtener un concentrado de oro-arsénico, seguido de un pretratamiento antes de la cianuración;los minerales que contienen carbono deben someterse a un proceso de inhibición de las sustancias carbonosas o a un pretratamiento para eliminar el efecto de secuestro del oro; el oro encapsulado en partículas finas del tipo Carlin requiere una molienda fina, seguida de la concentración de sulfuros mediante flotación → pretratamiento para abrir el encapsulado → recuperación mediante cianuración. En los diseños de líneas de producción para este tipo de minerales, la configuración de los equipos y el régimen de productos químicos de la etapa de pretratamiento suelen ser más críticos que los de la etapa de separación.
En resumen: los yacimientos de oro en arena se procesan mediante lavado y separación por gravedad; los yacimientos de oro en roca, mediante trituración, molienda y separación combinada; y los yacimientos difíciles de tratar, mediante pretratamiento y procesos combinados. Si no se define la ruta tecnológica, la lista de equipos no pasa de ser un castillo en el aire.
II. Configuración de los equipos en todo el proceso: desde la trituración primaria hasta la descarga en seco de los residuos
Una línea de producción completa de tratamiento de oro suele abarcar las siguientes secciones de equipamiento. La configuración concreta varía en función del tipo de mineral y del proceso técnico.
Sección de trituración y cribado:
La trituradora de mandíbulas se encarga de la trituración primaria, procesando grandes trozos de mineral en bruto; presenta una alta resistencia a la compresión, una estructura sencilla y una gran durabilidad; la trituradora cónica se encarga de la trituración media y fina, con una alta eficiencia en el tratamiento de roca dura y un tamaño de grano uniforme en el producto final; las cribas vibratorias circulares y lineales se utilizan para la clasificación del material.La sección de trituración sigue el principio de «triturar más, moler menos»: realizar la mayor parte del trabajo en la fase de trituración y reducir el consumo eléctrico en la fase de molienda, lo que constituye la primera línea de control del consumo energético de la planta de tratamiento.
Sección de molienda y clasificación:
El molino de bolas es el equipo fundamental de la molienda.En los yacimientos de oro en roca, se suele emplear 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. El molino de rejilla, con descarga forzada, ofrece un gran rendimiento y evita la sobremolienda, por lo que es adecuado para la molienda gruesa o la primera etapa; el molino de rebose, que funciona por flujo libre, permite obtener una finura mayor y es adecuado para la molienda fina o la segunda etapa.La segunda etapa forma un circuito cerrado junto con un clasificador de espiral o un ciclón hidráulico: el polvo fino que cumple los requisitos se envía a la siguiente fase, mientras que la arena gruesa se devuelve para volver a molerla. Los molinos de barras son adecuados para evitar la trituración excesiva de minerales frágiles, mientras que los molinos de rodillos se adaptan a yacimientos pequeños y a entornos de extracción de oro manual o semimecanizada.
Etapa de separación por gravedad:
Las centrifugadoras de mineral (como la centrífuga de Nielsen) refuerzan la separación por gravedad basándose en el principio de la centrifugación y se utilizan en el circuito de molienda para recuperar el oro monomercular de grano grueso; son un equipo clave para «una recuperación temprana y abundante»;Las mesas agitadoras (mesas 6-S o mesas agitadoras suspendidas de varias capas) se utilizan para la selección y el refinado de partículas finas; las canaletas (canaletas helicoidales, canaletas de agitación o canaletas de oro adherente) se emplean para la concentración en la selección preliminar; y las mesas de jig se utilizan para la separación de minerales de grano grueso.La separación por gravedad no suele constituir por sí sola un proceso completo para los yacimientos de oro en roca, sino que se integra en el circuito de molienda o se combina con la flotación y la cianuración.
Sección de flotación:
Ofrecemos una gama completa de modelos de tipo SF (pasta autoaspirante, adecuada para la selección preliminar y la fase inicial de la selección de barrido), de tipo XCF/KYF (con aireación, la opción preferida para la configuración de canales de flujo continuo a gran escala), de tipo BF y de tipo JJF, que pueden combinarse para formar unidades de selección preliminar, selección de barrido y selección fina.El método de flotación permite tratar yacimientos de oro de baja ley y con partículas finas, presenta una gran adaptabilidad y es una de las técnicas más utilizadas en los yacimientos de oro en roca de nuestro país. La finura de la molienda determina el grado de disociación, mientras que el régimen de agentes químicos determina la selectividad.
Etapa de lixiviación y adsorción (CIL/CIP):
Tank de lixiviación (con agitación y aireación), sistema de adsorción con carbón activo, criba de separación de carbón cargado de oro (criba separadora de carbón/elevador de aire), recuperador de carbón y equipo de desorción electrolítica (a temperatura y presión ambiente, adecuado para el tratamiento convencional; a alta temperatura y alta presión, adecuado para minas de gran tamaño o minerales de desorción difícil), horno de fundición de oro.El proceso CIL combina lixiviación y adsorción simultáneas y presenta un flujo compacto; el proceso CIP realiza primero la lixiviación y luego la adsorción, lo que permite un control más preciso; la elección depende de la velocidad de lixiviación del mineral y de la escala de tratamiento.
Etapa de sustitución con polvo de zinc (si procede):
Equipos de filtración de clarificación, torre de desoxigenación al vacío, dispositivo de adición de polvo de zinc, columna de sustitución/tanque de sustitución y filtro prensa para lodos de oro; adecuado para la recuperación de oro a partir de lodos de lixiviación en pilas y de lodos de lixiviación de lavado a contracorriente (CCD).La solución de metales preciosos debe clarificarse hasta que los sólidos en suspensión sean <10 ppm y, tras la desoxigenación, el oxígeno disuelto sea <1 mg/L; la tasa de sustitución suele ser >99 %.
Etapa de concentración y deshidratación:
El espesador se utiliza para la sedimentación y deshidratación preliminares del concentrado y los residuos; el filtro prensa comprime la pulpa concentrada para formar una torta con bajo contenido de humedad, siendo un equipo clave para la descarga en seco de los residuos; la criba de deshidratación se utiliza para la deshidratación final.
Transporte de mineral y equipos auxiliares:
alimentadores vibratorios, alimentadores de canal o oscilantes, cintas transportadoras, tanques de agitación, bombas para lodos, bombas de extracción de carbón y bombas de agua limpia.
Equipos de lavado y cribado (imprescindibles para yacimientos de oro en arena y minerales con alto contenido en lodo):
Lavadoras cilíndricas, lavadoras helicoidales, cribas de tambor (incluidas las móviles), que eliminan el lodo para evitar la obstrucción de los equipos posteriores.
III. Principios fundamentales de la configuración de los equipos: adaptarse al yacimiento, no al stock
El error más común en el suministro de equipos completos es «armar una línea de producción a base de piezas sueltas»: comprar una trituradora en la fábrica A, una flotadora en la fábrica B y un tanque de lixiviación en la fábrica C, para luego intentar formar una línea a la fuerza.Los equipos de distintos fabricantes suelen presentar incompatibilidades en cuanto a interfaces, capacidad de producción y consumo energético; cuando el sistema no funciona según lo previsto, los fabricantes de equipos y los contratistas se echan la culpa unos a otros, y el inversor se ve obligado a actuar como «árbitro».
El enfoque de GoldProcessingPlant consiste en «adaptar el equipo a la mina»: si el mineral es de tipo veta de cuarzo o de tipo Carlin, si se trata de oro en fisuras o de oro inclusivo, cuál debe ser el grado de finura de la molienda, cómo se deben dosificar los reactivos de flotación, en qué punto del circuito de molienda se debe situar la separación por gravedad... Cada decisión sobre la selección de equipos se basa en las características del mineral.Las trituradoras, los molinos de bolas, los separadores centrífugos, las flotadoras y las cubas de lixiviación CIL se fabrican íntegramente de forma propia; los ingenieros mecánicos conocen con claridad el caudal de pulpa mineral en las fases iniciales y los requisitos de separación en las fases finales, por lo que no se producen conflictos entre las interfaces ni desajustes en la capacidad de producción.
En cuanto a los detalles de la selección de equipos, hay dos cuestiones recurrentes que merece la pena analizar:
¿Se debe elegir un molino de bolas de tipo rejilla o de tipo rebosadero?
Depende de los requisitos del proceso. El tipo de rejilla realiza una descarga forzada, tiene un gran volumen de procesamiento, es adecuado para la molienda gruesa o la primera etapa de molienda y no tiende a la sobremolienda; el tipo de rebose se basa en el flujo por gravedad, ofrece una finura de molienda mayor y es adecuado para la molienda fina o la segunda etapa de molienda. La elección debe basarse en el grado de disociación del mineral de oro.
¿Cómo se elige el tipo de flotador?
Si el proceso requiere la aspiración autónoma de la pulpa mineral (como en la etapa inicial de la selección gruesa o la selección de barrido), se suelen utilizar los modelos SF o BF; para configuraciones de canales de flujo directo a gran escala, son más adecuados los modelos XCF/KYF o JJF. La elección debe ajustarse a los requisitos de capacidad de procesamiento y volumen de aireación.
Además, en condiciones de trabajo especiales es necesario realizar mejoras personalizadas en los materiales: en el caso de minerales abrasivos con alto contenido en silicio, las piezas de paso deben sustituirse por aleaciones con alto contenido en cromo o caucho resistente al desgaste; en entornos de lixiviación ácida, se debe optar por acero inoxidable anticorrosivo o revestimientos internos anticorrosivos;en condiciones de frío extremo, gran altitud o inestabilidad eléctrica en África, se realizan adaptaciones no estándar en los materiales del equipo, la potencia del motor y la estructura, y la solución de suministro eléctrico se tiene en cuenta desde la fase de selección.
IV. Alcance de la entrega: ¿qué incluye exactamente un proyecto «llave en mano» EPC?
Muchos inversores piensan que contratar a un contratista general EPC significa «yo pongo el dinero y vosotros os encargáis de todo»; sin embargo, en realidad, un proyecto de tratamiento de minerales implica múltiples fases, como la obra civil, el equipamiento, la instalación y la puesta en marcha, y la falta de claridad en los límites del contrato puede dar lugar fácilmente a situaciones de disputa, como «paralización de las obras a la espera de trabajadores» o «excusas mutuas para aumentar el presupuesto».
El principio fundamental del servicio EPC de GoldProcessingPlant es: de lo que somos responsables, nos encargamos de principio a fin; en lo que el cliente debe colaborar, se le informa con antelación.
GoldProcessingPlant se encarga de:
el diseño de procesos y la propuesta técnica (análisis de las características del mineral, determinación del proceso, régimen de productos químicos, documentación del proyecto con selección de equipos y presupuesto preliminar);diseño de ingeniería y planos (planos de planificación del emplazamiento, planos de disposición de equipos, planos de condiciones de obra civil y instrucciones técnicas); fabricación de equipos principales y suministro de accesorios (fabricación de equipos principales según los planos y coordinación del suministro de materiales auxiliares, como bombas, tuberías y controles eléctricos);Asesoramiento técnico para la instalación in situ (envío de ingenieros para supervisar la colocación de los equipos, la conexión de tuberías y la instalación de instrumentos eléctricos); Puesta en marcha y formación del personal (dirección de la puesta a punto de cada equipo y de las pruebas de funcionamiento con agua y material, optimizando los parámetros hasta alcanzar los objetivos de rendimiento y producción); Servicio posventa y suministro de repuestos.
El cliente se encargará de:
Obras de construcción civil (organizadas por el cliente según el plano de condiciones de obra civil facilitado por nosotros; los planos completos de la estructura de la edificación deberán ser emitidos por un estudio de ingeniería local acreditado);Organización de los trabajadores de instalación locales (nuestros ingenieros impartirán orientación in situ sobre cómo realizar la instalación, pero el cliente se encargará de organizar al personal para llevarla a cabo); Preparación del terreno (acceso a agua, electricidad y gas, y nivelación del terreno) en la obra, así como el suministro de agua, electricidad y materiales necesarios para la elevación y la puesta en marcha; Trámites de cumplimiento normativo locales (autorizaciones en materia de medio ambiente, seguridad, permisos de construcción, etc.).
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 la construcción, los billetes de avión, los visados, el alojamiento y la manutención, sumados a los elevados salarios diarios, encarecerían el coste de la obra;si el cliente contrata a trabajadores 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, y los trabajadores locales se adaptan con mayor flexibilidad al ritmo de las obras de obra civil in situ.Los riesgos técnicos siguen siendo responsabilidad nuestra: aunque el cliente contrate a los trabajadores, nuestros ingenieros son 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 puede encontrar un equipo de construcción en la zona, también se puede negociar una solución «llave en mano», que se estipulará por separado en el contrato.
V. Duración del proyecto: de 8 a 15 meses, a partir de la fase preliminar
Desde el inicio del diseño del proceso hasta la puesta en marcha definitiva, el ciclo total de un proyecto convencional de mina de oro suele oscilar entre 8 y 15 meses.Fases clave: diseño del proceso y presupuesto de selección de equipos: 7-15 días → diseño de planos de ingeniería: 20-30 días → fabricación de equipos: 60-120 días → logística: 30-60 días → instalación y puesta a punto: 60-150 días.Una intercalarización razonable de las distintas fases permite reducir la duración total del proyecto; en el caso de los proyectos en el extranjero, es necesario reservar un margen adicional para el despacho de aduanas (unos 30 días) y un periodo de transición flexible (unos 30 días).
Muchos proyectos sufren graves retrasos, no porque no se pueda fabricar el equipo, sino por indecisiones en las fases iniciales o por una falta de coordinación adecuada entre las distintas fases. Tres recomendaciones para la planificación: proporcionar lo antes posible muestras representativas del mineral para iniciar el diseño del proceso; la «rapidez» debe comenzar desde el principio;una vez determinados los parámetros clave del diseño de proceso (finesse de molienda, número de etapas de flotación, tiempo de lixiviación), los planos de los equipos a medida pueden enviarse a fábrica para su fabricación, de modo que el diseño y la fabricación se solapen; durante la fabricación y el envío de los equipos, el cliente puede, basándose en los planos de las obras de obra civil, llevar a cabo simultáneamente los trabajos de «tres conexiones y una nivelación» y la construcción de los cimientos de la planta, dando prioridad a la obra civil.En los proyectos en el extranjero es imprescindible dejar un margen de seguridad suficiente para la logística; no se debe fijar el plan de puesta en marcha de forma que todo encaje «a la perfección».
VI. Servicio flexible por fases: sin paquetes obligatorios
El suministro de equipos completos no equivale a un paquete obligatorio.GoldProcessingPlant admite una organización flexible por fases: se pueden realizar únicamente ensayos de tratamiento de minerales y validación de procesos; adquirir solo el diseño del proceso y el presupuesto de selección de equipos; comprar únicamente los planos de ingeniería; adquirir solo equipos individuales o completos; o contratar únicamente a ingenieros para la puesta en marcha in situ; también es posible combinar «ensayos + diseño», «equipos + orientación para la instalación» o «diseño + equipos + puesta en marcha».Los gastos de pruebas de beneficio y de diseño abonados en la fase inicial pueden deducirse íntegramente del precio del equipo al firmar posteriormente el contrato de suministro de equipos o el contrato EPC. También se suministran equipos individuales (flotadores, separadores centrífugos, trituradoras, molinos de bolas, tanques de lixiviación CIL, etc.), sin requisitos de compra combinada.
Detrás de la lista de equipos se esconde la lógica del proceso. El proceso de selección de minerales y el diseño de la línea de producción de un equipo completo para el procesamiento de oro consisten, en esencia, en traducir las características del mineral en una ruta de proceso y, a continuación, traducir dicha ruta en una configuración de equipos.Lavado y selección de oro en arena, trituración y molienda de oro en roca con separación combinada, pretratamiento de minerales difíciles de procesar y cianuración: detrás de la lista de equipos de cada línea de producción hay una lógica de proceso específica para ese mineral. Comprender primero el mineral, luego seleccionar los equipos y, por último, acompañarle hasta obtener oro: ese es el valor que debe aportar un proveedor de equipos completos.