Preguntas y respuestas sobre la tecnología de trituración

Alan Boylston (AB) director de ingeniería de procesos, ventas
Suzy Lynch-Watson (SLW) directora de consultoría global y laboratorios
Håkan Ståhlbröst (HS) gerente global de soporte de aplicaciones, Mill Linings
André Vien (AV) Dr. en ingeniería, ingeniero principal de procesos 

Q: ¿Cuál es el principal reto que afronta la minería en la actualidad?

AB: Uno de los principales desafíos que vemos en nuestros clientes de minería en los mercados en la actualidad es cómo equilibrar la necesidad de aumentar la producción para satisfacer la demanda creciente de metales, con el hecho de que el grado del mineral está decayendo en todo el mundo. Esto significa que incluso para mantener los niveles actuales de producción, las minas necesitan procesar más y más material en bruto para lo que se requiere más energía para aumentar la producción. Esto también se traduce, en muchos casos, en mayores inversiones en equipo y mayores costes operativos. Para ser rentables, las minas tienen que centrar su atención en hallar formas de mejorar su eficiencia operativa.

Q: ¿Qué tendencias se observan en el sector para afrontar estos retos?

AB: Las grandes tendencias están relacionadas con la búsqueda de muchas opciones que puedan ayudar a reducir los costes energéticos al mismo tiempo que aumentan las demanda. Es importante detectar las oportunidades de mejora a lo largo de todo el proceso para encontrar formas de reducir costes. En lo que se refiere al equipo, hay más apertura para buscar nuevas aplicaciones para la tecnología más antigua. Por ejemplo, los rodillos de trituración de alta presión (HPGR del inglés High Pressure Grinding Rolls) se han usado durante mucho tiempo en piedra caliza, cemento y kimberlita pero son relativamente nuevos en aplicaciones de minerales duros. Con su energía de mayor eficiencia, los HPGR vuelven a considerarse una alternativa para más actividades de trituración tradicionales en ciertas aplicaciones. La Metso HRC™3000, lanzada al mercado en 2015, representa un salto tecnológico significativo para el sector de la minería con diseño simple y robusto que maximiza la eficiencia energética, disponibilidad y fiabilidad. La mejora del proceso también es lo que más y más clientes nos mencionan. Las minas están buscando mejorar las prácticas de voladura en el frente de corte para reducir el tamaño de alimentación para las trituradoras primarias así como optimizar los revestimientos de los molinos para alargar su vida útil y ahorrar energía. También vemos una tendencia hacia la digitalización con muchas minas que están usando controles avanzados de procesos para hacer más eficientes sus operaciones y reducir el consumo de energía. Todos estos enfoques se centran en mejorar la eficiencia operativa y hacer un mejor uso de la energía para reducir costes.

HS: También añadiría que hay una tendencia hacia la sustitución de molinos pequeños y medianos por menos molinos pero significativamente más grande para gestionar el aumento de la producción requerido. Los molinos más grandes requieren mantenimiento rápido y seguro, algo que seguiremos mejorando. No obstante, los molinos grandes también requieren más energía para funcionar, de modo que creo que el foco en la eficiencia se incrementará. La energía es cara y en muchas áreas su coste sigue en alza.

Q: ¿Qué mejoras técnicas ha lanzado Metso en lo que respecta a la tecnología de trituración?

HS:

Los molinos horizontales tradicionales no son particularmente eficientes desde el punto de vista de la energía. Solo una pequeña parte de la energía se transforma en trituración eficiente, mientras que el resto pasa al revestimiento y provoca degradación del medio, calor y ruido. En lo que se refiere a la tecnología, no se puede hacer mucho con el molino mismo excepto para el motor y el accionamiento, pero generalmente se puede controlar mejor el proceso. Por ejemplo, los molinos con controles de velocidad variable permiten hacer funcionar el molino tan rápido como sea necesario y en combinación con un sistema de control que ajuste automáticamente la velocidad y la alimentación en base a parámetros tales como el peso y el ruido dentro del molino. De esta forma, se asegura de que el molino funciones siempre de la forma más eficiente, lo cual ayuda a reducir el consumo de energía.

Las nuevas herramientas de simulación que son más rápidas también permiten asegurarse de que la alimentación del molino contribuya a mejorar la eficiencia de la trituración. En el pasado, las simulaciones eran muy lentas pero ahora simulamos casi todos los diseños de nuestros molinos. Si la trituración es tan eficiente como sea posible, el consumo de energía por tonelada disminuye.

SLW: Metso siempre busca hacer mejoras que tengan un impacto en el proceso de trituración y ayuden a nuestros clientes a conseguir sus objetivos de disponibilidad del equipamiento y reducción de costes operativos. Un avance reciente que ha atraído mucho la atención es el revestimiento para molinos Metso Megaliner^TM fabricado con polímero y acero. Los revestimientos usan menos material que antes dado que usamos un diseño con "salto de línea" en el que los revestimientos ahora tienen solo dos tercios del número de barras elevadoras que antes. Usando este diseño, podemos conseguir la misma elevación y trayectoria de carga con menos peso del revestimiento. Gracias al peso menor se puede cargar más material en el molino y, si se le añade la optimización del diseño, podrían producirse más toneladas y, en algunos casos, aumentar la eficiencia.

SLW: Si miramos más allá de los productos, también hemos hecho mejoras técnicas combinando nuestras muchas ofertas de servicio para encontrar soluciones que ayuden a los clientes a reducir el gasto de energía y aumentar los niveles de producción. Para ello, teniendo en cuenta nuestros productos y usando nuestra experiencia en procesos, instrumentación y controles, hemos creado la mejor combinación de servicios para satisfacer los objetivos de nuestros clientes. Por ejemplo, cuando se le pide a nuestro equipo que valore la razón de que un circuito de trituración en particular tenga un rendimiento bajo, intentamos tener una visión holística. Preguntas tales como "¿están optimizadas las prácticas de taladrado e inyección de aire?" y "¿hay un gran variación en las características del mineral que llega a la planta?" también son importantes. Por supuesto, es necesario evaluar el propio molino de trituración pero los pasos del proceso anteriores y posteriores al molino, también tienen un papel en el rendimiento general de todo el circuito.

Q: ¿Existe alguna tendencia en la forma en que se diseñan y usan los equipos, especialmente debida a que las toneladas producidas continúan aumentando?

SLW: Una de las cosas que hemos visto es que las plantas están buscando opciones diferentes en lo que se refiere a la selección del equipo para mantener a raya el coste energético mientras las demandas de producción siguen aumentando.  Por ejemplo, hemos visto que hay interés en la tecnología de molinos con agitador de Metso Vertimill®, en particular para aquellos casos en que la planta necesita ampliar la capacidad del molino o quiere conseguir una trituración más fina.  En el pasado, las plantas hubieran invertido en un segundo molino de bolas para que funcionara en paralelo con su molino existente para añadir capacidad adicional, pero esta no es una manera eficiente, desde el punto de vista de gasto de energía, de resolver el problema. Las investigaciones recientes de Malcolm Powell y Sam Palandiandy del JKMRC muestran que el uso de un molino vertical terciario para aumentar la capacitad del circuito puede ser un 25 % más eficiente desde el punto de vista energético que añadir un capacidad extra de molienda a bolas con un servicio de trituración secundario. La conclusión fue que analizar el rendimiento de un solo molino o una sola pieza del equipo no siempre es el enfoque correcto. Realmente hay que ver cómo trabajan juntas todas las piezas diferentes del equipo del circuito para encontrar la combinación más eficiente desde el punto de vista energético. Se trata de encontrar el enfoque correcto para la aplicación correcta.

Q: ¿Qué ve Metso en su campo de operaciones como prácticas de trituración deficientes y cómo se puede resolver?

AV: Algo que cabe tener en cuenta es que incluso con el equipo más moderno y actualizado, el rendimiento in situ sigue dependiendo de cómo se hace funcionar el equipo. Nuestro grupo global de optimización de procesos ha visitado a cientos de plantas concentradoras, observando los circuitos de trituración, evaluando cómo se han configurado y buscando mejoras en el aspecto de eficiencia energética y producción. La mayoría de los cuellos de botella de los procesos a los que hemos tenido acceso no están provocados por las máquinas sino que son el resultado de cómo se ha configurado o se hace funcionar el equipo de trituración. Los cuatro principales problemas que hemos encontrado se refieren a los medios de trituración usados en el molino, la configuración de la velocidad del molino en combinación con los ángulos del revestimiento, confiar demasiado en reglas empíricas relacionadas con la producción y finalmente en la falta de comunicación entre la mina y la planta.

Q: ¿Podría darnos algunos ejemplos?

AV: En lo que se refiere a los medios de trituración, vemos situaciones en las que el medio es demasiado grande para la trituración esperada. El resultado es un alto porcentaje de desgaste en los revestimientos y el medio y un uso ineficiente de la energía. También encontramos medios de baja calidad que se parten o desgastan e forma que quedan con forma de disco y no ruedan como deberían en el molino. Estos medios consuman volúmenes de molino y energía pero la trituración es muy poco eficiente debido al movimiento de la carga. Todos estos factores añaden ineficiencia al uso de energía. La solución sería llevar a cabo cálculos continuados para cerciorarse de que se usa el tamaño óptimo de medios de trituración y vigilar la calidad de los medios.

En lo que se refiere a la configuración correcta de las velocidades del molino en combinación con los ángulos de los revestimientos, generalmente vemos que el medio se acumula causando daños a los revestimientos y a los medios propiamente dichos. La forma de monitorizar los problemas sería intentar obtener una mejor perspectiva de lo que está pasando exactamente dentro del molino. Este puede realizarse de varias maneras. Un método sería monitorizar los niveles de ruido dentro del molino de trituración usando tecnología acústica como Metso SmartEar^TM OCS que mide los impactos de acero sobre acero dentro del molino. Midiendo los niveles de ruido dentro del molino, puede ajustar la velocidad del molino para compensar y solucionar el problema, y así mejorar la eficiencia de la trituración y del uso de energía.

También vemos situaciones en las que la planta confía demasiado en reglas empíricas o suposiciones generales sin ir un paso más allá. Por ejemplo, generalmente pensamos que un incremento en el consumo de energía está ligado a una mayor producción. ¿Y si el problema no estuviera en la velocidad de rotación de los molinos sino en la piscina de lodo? En este caso, no se trata de un problema con la eficiencia de la rotación sino con la eficiencia de bombeo. Para corregirlo, convertir la descarga radial en una descarga curvada podría ser una solución, aumentando la producción del molino con el mismo consumo de energía debido a una capacidad de descarga mayor del sistema de descarga de la pulpa.

Finalmente, la falta de comunicación entre la mina y la planta puede clasificarse como una práctica de trituración deficiente. Una planta necesita tener buena visibilidad sobre los materiales entrantes, en particular sobre la relación entre el material grueso y fino extraído de la mina, que puede variar de forma significativa. Sin una buena visibilidad, la planta puede no tener capacidad de reaccionar con la suficiente rapidez para ajustar sus parámetros operativos y, por lo tanto, perder eficiencia y rendimiento general.

HS: Algunas veces, todo se resume en que no se está analizando el proceso completo. Muchas empresas solo intentan conseguir una cosa cada vez, bajando el precio o aumentando la longevidad del equipo, en lugar de pensar cómo mejorar la eficiencia de su proceso completo de trituración y reducir el coste por tonelada procesada. Se trata de ayudar al cliente a mejorar la eficiencia en base a las condiciones existentes. En algunos casos, las inversiones pueden ser necesarias, por ejemplo en un nuevo equipo para manipular los revestimientos, para maximizar el tamaño/peso de los revestimientos y reducir el tiempo de mantenimiento. Es posible que se requieran cambios en el proceso o el equipo para resolver los problemas o conseguir los objetivos planificados. No existe una única solución para todos y, como equipo, trabajamos para encontrar la combinación adecuada de equipo y servicios para ayudar a nuestros clientes a conseguir sus objetivos comerciales. A través de los años, nuestros clientes esperan resultados y eso es lo que tratamos de ofrecerles.

Texto: Jason Nelson y Anne Rantanen

*Metso Outotec se formó el 1 de julio de 2020 cuando Metso y Outotec se fusionaron en una sola empresa. Este caso de éxito se redactó antes de la fusión con el antiguo nombre de la empresa.