Mejoras de eficiencia con mínimo tiempo de inactividad: Mejoras en el sistema de descarga para el molino SAG de 28´ pies de diámetro de la mina Martabe

Este artículo fue presentado en IPMC ITB, Bandung, Indonesia.

Agincourt Resources (PTAR) es una destacada empresa minera indonesia, especializada en exploración y extracción de metales preciosos, en particular oro y plata. Su principal operación es la mina de oro Martabe, situada en el poblado de Batangtoru, en el norte de Sumatra, Indonesia. Al 30 de septiembre de 2023, la mina Martabe contaba con importantes recursos minerales que incluían 6,2 millones de onzas de oro y 59 millones de onzas de plata. Con una capacidad inicial de entre 3 millones y 4 millones de toneladas en 2011, la mina de oro Martabe se sometió a una optimización estratégica e introdujo mejoras a la planta. Estas optimizaciones han llevado la capacidad actual de la planta a más de 7 millones de toneladas anuales de mineral. En consecuencia, ahora la mina puede producir anualmente más de 200 000 onzas de oro y 1-2 millones de onzas de plata.

PTAR ha impulsado numerosas iniciativas para mejorar continuamente sus operaciones, centrándose en aumentar el rendimiento y obtener un tamaño óptimo del producto de molienda. Entre los proyectos clave figuran mejoras al sistema de descarga, la adición de un circuito de chancado secundario en 2017 y la instalación de un molino Vertimill® VTM 4500 en 2021. PTAR sigue dedicada a explorar nuevas estrategias para optimizar la eficiencia del sitio y maximizar los resultados de producción. La modernización de descarga de pulpa encargada a Metso pone de relieve el compromiso de PTAR con mejorar continuamente sus operaciones y mantener altos estándares en prácticas mineras.

Desde la primera prueba del descargador de caucho del molino SAG en 2015, PTAR y Metso han colaborado estrechamente para mejorar el diseño. En los últimos ocho años se han implementado en total cuatro modificaciones importantes en el diseño, como se ilustra en la Figura 1. Cada una de estas ha tenido un impacto positivo en la operación.

Conversión del descargador de acero a caucho

Los cambios iniciales propuestos en 2015 en la primera generación buscaban minimizar el número de componentes del revestimiento y reducir su peso. El objetivo principal de la prueba era mejorar los revestimientos de la tapa y cilindro, que experimentaban un rápido desgaste, sin añadir peso adicional al molino. Metso lo consiguió diseñando un nuevo descargador de pulpa fabricado en caucho, que aprovechaba la menor densidad del caucho en comparación con el acero.

Para acortar significativamente el tiempo de cambio de revestimientos, el nuevo descargador de pulpa se diseñó con piezas más grandes que permitían reducir el número de componentes del revestimiento. Sin embargo, por las limitaciones de tamaño en la abertura del trunnion de alimentación, la pieza más grande del descargador de caucho Metso pesa solo 756 kg, por debajo de la capacidad de 1,5 toneladas de los medios de izaje de revestimientos presentes en el sitio. La disminución de los componentes del descargador de 64 a 42 piezas redujo el tiempo de cambio del revestimiento en aproximadamente nueve horas.

El cambio del descargador de acero a caucho redujo el peso en 56 toneladas, lo que se aprovechó para mejorar el revestimiento de la tapa y cilindro, que se desgastan muy rápidamente. Esta mejora redujo la frecuencia de cambio de revestimientos de cinco a tres veces al año, lo que supuso un ahorro de 96 horas en tiempo de inactividad para esta tarea y un potencial de ingresos anuales adicionales de 5 millones de dólares.

Conversión del descargador de pulpa exterior de diseño radial a curvo

La función central del sistema de descarga en el molino es permitir un flujo sin restricciones de pulpa y sólidos de molienda desde el molino. El sistema consta de parrillas, sistema de descarga y un cono de descarga. Todos los tamaños seleccionados para estos componentes deben diseñarse para que trabajen juntos de manera óptima y garanticen que se descargue todo el material del molino. La capacidad se ve limitada por un flujo insuficiente de material debido al diseño de los sistemas de descarga y la profundidad de los cajones, los pasos estrechos o un área abierta inadecuada de la parrilla. Esto suele causar problemas como menor rendimiento, contraflujo y recirculación, que a su vez se traducen en un mayor desgaste, acumulación de pulpa, y un aumento de la frecuencia de mantenimiento y el tiempo de inactividad.

Cuanto mayor es el diámetro del molino, mayor es también la distancia que debe recorrer el material antes de que se descargue por el muñón. El diseño curvo del sistema de descarga, que dirige antes el material hacia el centro del molino, facilita un vaciado más rápido del sistema de descarga y su llenado antes de la siguiente pasada. Esta rápida eliminación del material reduce el contraflujo, lo que optimiza la energía necesaria para la molienda de mineral nuevo, extiende la vida útil y aumenta potencialmente el rendimiento, mientras reduce el consumo de energía. Cuando se utilizaba el sistema de descarga radial, el área de alto desgaste en el descargador interior se concentraba únicamente en la superficie delantera del cono descargador. Sin embargo, después de la conversión al sistema de descarga curvo, se observó una nueva área de alto desgaste en el lado trasero del Cono descargador. Este cambio en el comportamiento del desgaste es un indicio de que el molino SAG está descargando el material con mayor rapidez.

Revestimiento cerámico para mejorar la vida útil

El primer sistema de descarga de pulpa de caucho instalado en el molino SAG de Martabe en 2016 tenía todas las superficies de desgaste revestidas con caucho. Desde que se eliminó el contraflujo, que extendió la vida útil del sistema de descarga curvo, el desgaste en el descargador interior se convirtió en el factor determinante para reemplazar el conjunto del descargador. Después de cotejar suficientes datos de desgaste de las dos primeras instalaciones, se incorporó una mejora de diseño en la tercera instalación en 2017 al agregar una superficie de insertos cerámicos donde se producía el desgaste más intenso.

Se agregó cerámicos como material duro de alta resistencia, donde el desgaste se atribuía principalmente a la abrasión. El resultado de la aplicación de cerámica fue un aumento de la vida útil de todo el conjunto del descargador de 13,5 a ~22 meses. Como resultado, aumentó el tonelaje total procesado. La tabla 1 abajo muestra el registro histórico de tonelaje y vida útil alcanzados por los juegos individuales del sistema de descargador de pulpa instalado en el molino SAG de Martabe.

Mejora de cerámica a HD64

La superficie de insertos cerámicos utilizado en la tercera generación del descargador de caucho es el clásico panel ligero de resistencia media, que ha demostrado ser eficaz para extender la vida útil del descargador interior. Sin embargo, una vez que los insertos cerámicos perdían más del 50% de su espesor debido al desgaste, tendían a desprenderse. Como solución a este problema, los cerámicos clásicos se reemplazaron por un panel cerámico HD64 más resistente, que brindaba una superficie de desgaste más gruesa y menos propensa al desprendimiento de cerámica, gracias a un perfil en forma de “T” que favorecía un efecto de interbloqueo.

Resumen

Gracias a la estrecha colaboración entre PTAR y Metso en la mejora continua del diseño del sistema de descarga del molino SAG, se alcanzaron los objetivos de operación, con impactos positivos como:

• En los últimos ocho años se han llevado a cabo en total cuatro grandes modificaciones y cada una ha contribuido a mejorar el diseño.
• La disponibilidad anual de la planta ha aumentado de 92 % a 93 %.
• La reducción del número de componentes del descargador de 64 a 42 ha dado lugar a una disminución aproximada de nueve horas en el tiempo de cambio el revestimiento del descargador de pulpa.
• La conversión del descargador de acero a caucho supuso una reducción de peso de 56 toneladas, que se aprovechó para mejorar el revestimiento en las tapas y cilindro.
• El resultado de esta mejora es una reducción de cinco a tres veces al año en la frecuencia de cambio de revestimientos, que aporta a la operación un ahorro total de 96 horas de tiempo de inactividad por cambio de revestimiento, el equivalente a ingresos adicionales de 5 millones de dólares al año.
• El aumento de la vida útil de todo el conjunto del descargador de 13,5 meses a ~22 meses trajo consigo un aumento en el tonelaje total procesado.

Datos operativos

La conversión del descargador radial de acero a caucho permitió reducir el peso. La conversión del diseño de caucho radial a curvo optimizó y mejoró aún más la eficiencia del molino SAG. Según los datos recopilados durante el período de instalación del descargador del molino SAG, el circuito SAG de Martabe mantuvo un rendimiento que osciló normalmente entre 425 y 600 tph en ambos periodos. En la figura 2 se muestra la distribución de frecuencia para consumo de energía, peso del molino y velocidad de molienda. Con una velocidad de molienda similar en ambos periodos, el consumo de energía del molino SAG en el periodo con el diseño radial de acero varió en general entre 5 500 kW y 6 250 kW, mientras que en el periodo con el diseño curvo de caucho fue inferior y estuvo normalmente entre 5 000 kW y 5 750 kW. El peso del molino también se redujo a partir del periodo con diseño radial de acero, con una variación de entre 250 y 300 toneladas, mientras que en el periodo con diseño curvo de caucho varió entre 225 y 275 toneladas. Esto demuestra que el molino SAG ha sido más eficaz en cuanto a energía específica para molienda de minerales, con una velocidad de molienda similar y menor consumo energético.