Tecnología de Procesamiento de Carbón y Procesamiento Mineral: Optimización de la Recuperación de Recursos

Abarcando materiales de construcción, minerales industriales, combustibles y minerales, las compañías Alemanas proporcionan la tecnología para enriquecer, concentrar y recuperar valiosas commodities, no sólo a partir de materias primas recientemente extraídas, sino que también a través del reciclaje. Hoy en día, la tecnología para procesamiento de mineral suministrada desde Alemania se puede encontrar en todo el mundo, con innovación Alemana en la primera línea de nuevos conceptos y nuevas creaciones.

Como es de esperar, el crecimiento de la industria del carbón en Alemania en los siglos XVIII y XIX proporcionó un temprano estímulo para el desarrollo de sistemas de procesamiento a mucha mayor escala que lo antes visto. Sin embargo, también es importante recordar que Europa Central tiene una historia aún más larga de extracción de minerales, con procesos de separación y fundición de minerales formando parte esencial de esta. Y, abastecidas a partir de recursos masivos de depósitos estratificados como sal de roca y potasa, como también de carbón, las empresas químicas de Alemania estaban entre los líderes mundiales en el desarrollo de reactivos que hoy son esenciales en el proceso de recuperación mineral.

Este capítulo de ‘Lo Mejor de Alemania 2011’ analiza una muestra representativa de las compañías Alemanas que actualmente ofrecen su conocimiento técnico en el tratamiento y procesamiento de minerales en todo el mundo. La profundidad de este conocimiento es sustancial, como lo muestran claramente cada una de las secciones a continuación. Pero aparte de las empresas que se presentan acá, existen muchísimas más para las cuales el mundo también es su mercado.

Tómese como ejemplo al experto en aglomeración, Maschinenfabrik Köppern GmbH & Co KG, que suministró su primera unidad de prensa de rodillo a una mina de carbón en Alemania en 1902. Hoy, dice la compañía, sus máquinas aglomeradoras son usadas en todo el mundo en productos minerales tales como carbón, concentrados de cobre, mineral de hierro, hierro esponja, cromo y magnesita, como también en materiales secundarios que incluyen escoria de molino, yeso a partir de desulfurización de los gases de combustión, polvos de acería y cal viva. La presión de aglomeración varía de acuerdo al material que está siendo procesado, por supuesto, con Köppern suministrando la gama completa, incluyendo prensa de rodillo para productos a alta temperatura tales como hierro esponja y hierro briquetado en caliente.

Los sistemas de rodillos abrasivos de alta presión (HPGR) son también un área de la experticia de Köppern, especialmente para materiales frágiles tales como la materia prima del cemento. Aquí, informa la compañía, el uso de HPGR puede dar aumentos de capacidad de hasta un 300%, con el potencial para nada más y nada menos que un 40% de ahorro en uso de energía.

Mezcla, granulación, molienda fina y secado, todas estas tecnologías caen dentro de la experticia del grupo Maschinenfabrik Gustav Eirich. Las áreas específicas donde se pueden encontrar los equipos de la compañía incluyen la producción de alto horno o gránulos de mineral de hierro esponja, sinterización, aglomeración usando aglutinantes, y el reciclaje de residuos de planta, ya sea húmedo o seco.

Entre los productos de molienda fina de la compañía, su concepto de molino vertical tiene aplicaciones en una amplia variedad de materiales, que incluyen minerales y concentrados de cobre y de zinc, mineral de hierro, escorias y petcoke. Las principales ventajas, afirma Eirich, son su menor uso de energía comparado con la molienda de bolas convencional, y menor superficie ocupada por una planta para cada máquina, mientras el desgaste carcasa-molino también se reduce. Esto, agrega la compañía, es de especial valor al moler con humedad mineral abrasivo, ya que los costos operacionales se pueden reducir considerablemente.

Procesamiento de Mineral Desde el Principio Hasta el Fin
Con oficinas centrales en Colonia, MBE Coal & Minerals Technology GmbH (MBE-CMT), es uno de los proveedores líderes en el mundo de plantas y equipos para preparación de carbón y mineral. La antigua Humboldt Wedag Coal & Minerals Technology GmbH fue adquirida por la compañía India, McNally Bharat Engineering Ltd, en Octubre del 2009.

La historia de MBE-CMT se remonta a hace más de 150 años, con la empresa ofreciendo ingeniería básica y detallada, componentes para plantas completas y secciones de la planta que incluyen modernización y medidas de aumento de capacidad, como también equipos de control de procesos. El alcance de los servicios también incluye estudios de factibilidad, testeo de materias primas, conceptos de financiamiento, armado y puesta en servicio, capacitación de personal, y servicio pre y post venta.

La compañía indica que sus mercados principales para proyectos de carbón y minerales están en Asia, África, Sudamérica y Rusia. Tiene filiales en China, India, Rusia, Sudáfrica y Brasil, y agentes en Indonesia, Vietnam, Malasia, Corea del Sur, Australia, Venezuela, Columbia, Chile, Perú y Mongolia.

MBE-CMT dice que las plantas y los sistemas que diseña siempre son hechos a la medida para las materias primas a manipular, y también para los requerimientos de calidad de producto del cliente. Tiene equipos de procesamiento y tecnologías para plantas de beneficio de carbón completas, incluyendo tecnologías para desulfurización de carbón, así como también plantas de beneficio para diferentes minerales.

La gama de productos de la compañía comienza con el Calibrator® para aplicaciones complejas en el chancado de roca mediana a muy dura; máquinas de cribado de movimiento circular y lineal para clasificación y extracción de agua; diferentes tipos de lavadores de sacudida, tales como el Romjig® para la eliminación de roca del carbón sin lavar o los lavadores de sacudida para grano grueso y fino Batac® para manipulación de carbón y de minerales; y Pneuflot® para la flotación de carbón fino y fangos minerales. También puede suministrar diferentes separadores magnéticos, tales como el Jones® WHIMS para procesar minerales con baja susceptibilidad magnética y el Permos® MIMS para la separación húmeda y seca de minerales ferromagnéticos y paramagnéticos. Su molino vibrador Palla® se usa para molienda inerte o criogénica, húmeda o seca, de diferentes materiales, y la compañía también puede suministrar equipos de laboratorio para plantas de procesamiento.

Este alcance ahora ha sido aumentado por los productos y servicios de McNally Bharat Engineering, incluyendo el suministro de equipos para zonas de almacenamiento (apiladores de recuperadores), equipos de carguío de material suelto (cargadores de naves y barcazas), carguío automático en tren y estaciones de descarga, y sistemas de correas transportadoras para plantas de procesamiento y extracción a cielo abierto.

Uno de los proyectos más recientes de MBE-CMT ha implicado el suministro de un lavador de sacudida Batac de 8 metros de ancho a una planta lavadora de carbón en Siberia. El lavador de sacudida Batac más ancho en uso en el mundo es una unidad que puede procesar hasta 1.000 t/h de carbón sin lavar de menos-25 mm, produciendo carbón limpio separado, productos intermedios y  flujos de desechos.

La compañía declara que el uso de tecnología moderna significa que la alta tasa de producción requerida puede hacerse sólo en una línea, y como el lavado de sacudida es un proceso relativamente sencillo, la planta necesita menos líneas de tubería e instrumentación, lo que reduce la inversión requerida. Además el lavado de sacudida solamente necesita agua, tiene un muy bajo consumo de energía específica, y funciona en forma totalmente automática con bajo requerimientos de personal a cargo, todo lo cual también ayuda a reducir los costos operacionales, agrega MBE-CMT.

La compañía también está poniendo dando relevancia a su sistema Pneuflot que, según indica, brinda flotación sin rotación. Con la flotación como la ruta de procesamiento escogida para muchas operaciones con metales no-ferrosos y minerales industriales, Pneuflot ofrece una alternativa a la tecnología convencional, afirma. El sistema puede concentrar minerales con sulfuro y óxido, minerales industriales, minerales con sal tales como el carbonato de potasio y la sal de roca, carbón, papel reciclado y desechos plásticos, y ceniza volante y yeso a partir de la desulfurización de los gases de combustión.

En una celda Pneuflot, el aire es tirado o atraído hacia la pulpa en forma de burbujas mediante un nuevo aireador auto-aspirante, así que no se necesita aire comprimido, explica la compañía. La aireación es optimizada, afirma, llevando a una mayor recuperación, mayor selectibilidad y más rendimiento, mientras reduce el consumo de reactivo. La ausencia de partes giratorias y la aplicación de materiales modernos como cerámicas duras minimizan el desgaste, agrega, entregando ahorros sustanciales en costos de energía, a la vez que se requieren menos celdas para las mismas tasas de producción comparado con un sistema de flotación convencional.

Molienda de Eficiencia Energética
Ya bien establecido como un proveedor de procesos y equipos grandes para la industria dl cemento, Polysius AG, integrante del grupo ThyssenKrupp, se está involucrando cada vez más en el sector minero. Así dice Norbert Veit del departamento de marketing de la compañía, quien agrega que ahora la minería representa un quinto de su negocio en todo el mundo, con especial éxito en América Latina y África austral.

Los rodillos abrasivos a alta presión de Polysius han encontrado un mercado listo en la industria de los diamantes desde su introducción hace unos 15 años, de acuerdo al Sr. Veit, con entre 30 y 40 máquinas trabajando solamente en Sudáfrica. La compañía también ha suministrado molinos de molienda autógena a la industria de los diamantes en Angola, con una instalación consistente en cuatro máquinas, cada una con una capacidad de 400 t/h.

Polysius comenzó a apuntar a la industria del oro y el cobre con su tecnología HPGR hace sólo cinco o seis años, pero ya ha hecho importantes avances en cuanto a poner equipos en terreno, dice él. Australia y Perú han sido importantes mercados, como también las industrias del cobre y el hierro en Brasil, no sólo para los HPGR sino también para los molinos convencionales de molienda autógena, SAG, y de bolas.

Un importante ventaja del HPGR, afirma Polysius, es que el chancado inicia la micro-fracturación en el producto, haciéndolo fácil de moler en las etapas posteriores del procesamiento mineral. Dado que la molienda usa grandes cantidades de energía, hacer la molienda más fácil tiene ventajas evidentes.

El Sr. Veit indica que Polysius ya está trabajando con otras compañías del grupo ThyssenKrupp, tales como ThyssenKrupp Fördertechnik, para ampliar su línea de productos. Posee una red mundial de centros de servicio que puede restaurar rodillos HPGR, y a principios de este año abrió un nuevo centro en Shanghai para dar servicio a las máquinas usadas para chancar hierro que se usa para alimentar plantas de pellets.

La experiencia de la compañía en la industria del cemento la ha llevado a desarrollar nuevos mercados para sus equipos de procesamiento térmico en el sector minero. Los ejemplos incluyen una planta calcinadora de fosfato de 450,000 t/año, y hornos para materiales tales como el mineral de níquel. Acá, por ejemplo, la compañía ha suministrado hornos giratorios y secadores a una operación de 180 t/h de níquel en Venezuela, y un secador giratorio de 100 t/h para una mina de níquel en Brasil. Otros procesos térmicos incluyen la recuperación de concentrados de zinc a partir del polvo generado en plantas de acero con hornos eléctricos, y la calcinación de minerales industriales tales como la magnesita.

Desarrollando el Procesamiento en Seco
Fundada en 1988, allmineral Aufbereitungstechnik GmbH & Co. KG se ha proyectado desde entonces en la base de conocimientos que ha adquirido desde aquel entonces, habiendo ampliado su experticia posteriormente desde el carbón y los minerales hasta incluir los mercados de la grava, arena y el reciclaje. Dos acontecimientos en particular los ayudaron a ganar la confianza de los productores de mineral del mundo: sus máquina lavadoras de grava alljig® para separar los contaminantes de la grava y la arena, y el separador de lecho fluidizado allflux® que hizo posible por primera vez clasificar grandes volúmenes de pulpa de arena/agua y eliminar impurezas orgánicas en una sola pasada.

Sin embargo, su penetración en la industria de la arena y la grava no ha desviado a la compañía de sus mercados tradicionales, con la tecnología alljig siendo usada en aplicaciones tales como el lavado de carbón y beneficio de mineral de hierro. Allmineral informa haber vendido más de 360 unidades alljig en todo el mundo, posicionándola entre los líderes en tecnología de lavado por sacudida.

Alljig también tiene aplicaciones en el reciclaje y recuperación de materiales valiosos a partir de desechos de proceso y reflejando lo que la compañía ve como una creciente tendencia hacia el procesamiento económico de escoria subproducto a partir de la producción de ferrocromo, ferromanganeso y acero inoxidable. En Septiembre del año pasado, Outokumpu puso en servicio una nueva planta de re-tratamiento de escoria en fábrica de acero inoxidable de Tornio en Finlandia. En el centro de la planta hay dos unidades alljig, que se usan para separar el metal retenido en la escoria de la acería del desecho desmetalizado; el metal es reciclado en la planta, mientras que la escoria de desecho es usada para áridos.

Las dos máquinas tienen capacidades de 50-100t/h, informa allmineral, y pueden clasificar partículas dentro del rango de tamaña de 1-32 mm. De acuerdo a allmineral, ahora ha suministrado 12 alljigs para procesamiento de escoria: dos en Bélgica, cuatro en Sudáfrica, cuatro en Rusia y las dos últimas en Finlandia. También ha entregado cuatro máquinas para beneficio de mineral de cromita a clientes en Rusia y Kazakstán.

Con un ojo puesto en la creciente necesidad de sustentabilidad en la producción mineral, el 2002 allmineral presentó su lavador con aire allair® para limpiar y mejorar la calidad del carbón y lignito. El director gerente de la compañía, Dr. Heribert Breuer, indica que los lavadores con aire ofrecen algunas ventajas significativas por sobre los lavadores con agua tradicionales en áreas del mundo donde el suministro de agua es escaso. “El lavado por aire no sólo ahorra agua,” dice él, “sino que elimina la necesidad de construir costosas áreas de contención para guardar los desechos sólidos que genera el lavado húmedo.

“Usted puede lavar carbones con bajo CV usando técnicas húmedas y reducir el contenido de ceniza,” continuó, “pero hacer el carbón más húmedo sólo agrega agua al producto, así que el mejoramiento en su CV es mínimo.”  La compañía ahora informa que ha entregado más de 60 unidades allair a minas de carbón, centrales eléctricas y plantas de hierro esponja en los EUU, India, Colombia, Ucrania y España.

Avances más recientes incluyen el separador magnético húmedo de alta intensidad gaustec®, usado para limpiar minerales paramagnéticos de grano fino como la hematita y para eliminar contaminantes de hierro de las arenas industriales. Desde el lanzamiento de la máquina el 2005, la compañía ha vendido más de 50 unidades, siendo la más reciente un gaustec GX 3600 con capacidad para 700 t/h que entró en servicio en la mina de hierro Itaminas en Brasil el año pasado. Allmineral afirma que el concepto gaustec ha superado el estándar industrial Jones WHIMS, con una más fácil mantención y menor consumo de energía siendo dos áreas claves, como también adaptándose a un esquema de procesamiento y a una disposición de planta simplificados.

En la India, entre tanto, Jindal Steel & Power Ltd (JSPL) encomendó a allmineral suministrar equipos alljig y gaustec para formar el corazón de una nueva planta de mejoramiento de hierro con una capacidad de 1.500 t/h  – la unidad de beneficio de hierro integrada más grande del país. La producción de la unidad de lavado proporciona alimentación total para una planta DRI como también sínter, mientras que las unidades WHIMS producen material de alimentación tanto para sinterización como para peletización.

Allmineral diseñó el esquema de flujo con posterioridad a una prueba sobre separación magnética en una planta piloto en Brasil, y también una prueba de lavado y separación WHIMS en el Instituto de Tecnología de Minerales y Materiales en la India. El pedido por parte de JSPL fue recibido a fines del 2008, con las máquinas gaustec instaladas para fines del 2009 y el primer banco de alljigs emplazados en su sitio unos pocos meses después, informa la compañía.

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