Por: Hernan Elgueta. Senior Process Engineer Technical Support Chile de Metso Outotec.

El proceso de flotación es una etapa de la concentración de minerales que ocurre en tres fases: líquido, sólido y gas. Se separa el mineral valioso de aquel material no valioso, aprovechando sus características físico-químicas mediante la adición de reactivos; esto propicia la generación de espumas y su posterior colección mediante canaletas o launders, para lo cual se utilizan equipos mecánicos y/o neumáticos, denominados celdas de flotación.

El proceso de flotación de una planta concentradora es una etapa fundamental del proceso de concentración de minerales, al colectar en ella el mineral valioso que se refleja en el rendimiento metalúrgico del proceso; esto es en la recuperación del material y la calidad del producto; todo lo cual tiene un efecto directo sobre los ingresos de la empresa.

Un proceso de flotación deficiente conlleva a enviar a la etapa de beneficio siguiente (depósito de relaves) material que prácticamente nunca más podrá ser procesado, a pesar de haberse incurrido en gastos económicos importantes en las etapas de extracción mina, transporte de material y en las etapas de reducción de tamaño del mineral (chancado, molienda), todas ellas previas al proceso de flotación.

En una planta de flotación es factible observar condiciones de operación no standard, de los diferentes componentes de una celda,  y que afectan su operación, la homogenización de la pulpa, con el aire de la celda de flotación, y todo que conduce a una operación no eficiente del equipo y con el que se logra alcanzar un nivel de eficiencia inferior. Algunos casos típicos de condiciones que se pueden ver en planta son los siguientes:                     

En una celda de flotación deben coexistir partículas de mineral, agua, espuma, burbujas y un sistema adecuado de agitación y homogenzación de estos, a través de los componentes mecánicos / eléctricos existentes en la celda.

El corazón de la celda de flotación está constituido por el mecanismo de mezclado (rotor y estator). Además, algunos componentes fundamentales son: eje (lower shaft), reductor y motor; si alguno de estos componentes presenta algun desperfecto, es necesario detener la celda con la consiguiente pérdida de producción.

Basado en lo antes indicado, un diagnóstico periódico del proceso y la mantención de los equipos de flotación es parte fundamental para maximizar los ingresos del dueño y que se reflejen en la recuperación y calidad del producto.

Existen numerosos elementos que pueden afectar el rendimiento del proceso de flotación, pudiéndose identificar alguno de ellos a continuación:

• Tipo de mineral y condiciones de operación (diagnósticos de proceso, niveles de pulpa y cantidad de aire en el proceso).
• Capacitación / entrenamiento del personal.
• Mantenibilidad de los equipos de flotación (procedimientos, repuestos e inspecciones).
• Modernización de equipos y sistemas de control.

Gracias a la experiencia de Metso Outotec en el área de flotación, sus ingenieros pueden identificar rápidamente, a través de un sitema de diagnóstico del proceso, la factibilidad de mejora de este; así como las metas factibles a alcanzar, la recuperación o ley de concentrado.

El diagnóstico de un proceso de flotación incluye trabajos en oficina (análisis estadístico de antecedentes), laboratorio (pruebas) y en el sitio de las diferentes especialidades (proceso, mecánico, instrumentación / electricidad):

1. Evaluación inicial en sitio

Identificar claramente condiciones: mecánicas, automatización, procesos y cuellos de botella (análisis de data y visita a sitio).

2. Recomendaciones y próximos pasos

Recomendaciones inmediatas y una propuesta (priorizando) basada en el reporte inicial (Benchmarketing, propuesta con mejores prácticas).

3. Campaña de muestreos y pruebas de laboratorio

Una evaluación de procesos en sitio, en cooperación con Metso Outotec Finlandia (lab test)

4. Modelamiento (Si se requiere)

Software avanzado de simulación y optimización de procesos.

5. Recomendaciones a implementar 

Basado en los resultados de campaña de muestreo y  pruebas de laboratorio desarrolladas, se puede justificar la inversión para la solución a los potenciales problemas.

6. Recomendación de modernizaciones (Si se requiere)

Identificar la mejor solución precio/calidad recomendada, con indicaciones de precios y cálculo de ROI.

7. Implementación de acuerdo

Mínimo impacto a la producción, trabajando en colaboración, con soporte en sitio y para la implementación de los paquetes de modernizaciones.

8. Seguimiento

Evaluaciones para optimizar y soporte en la vida útil de la planta.

En resumen, se puede indicar que Metso Outotec puede apoyar a los clientes en maximizar el nivel de recuperación y ley de concentrado mediante la capacitación del personal, inspección, procedimientos o pautas de mantención de celdas de flotación, análisis modernización y retrofit de estas.

Casos de éxito

1. Constancia - Hudbay, Perú (2019)

Oportunidad

• Bajo nivel de rebalse de espuma, especialmente en últimas celdas de la flotación rougher.
• Aumentar nivel de recuperación de Cu y Mo.

Solución

• Realizar retrofit de las últimas 3 celdas de cada fila de flotación rougher, aprovechando oportunidad de detención planta.
• Disminuir la distancia de transporte y optimizar el área de espuma, con la instalación de Center Launder Metso Outotec.
• Mejorar el rendimiento de las celdas modificadas, mediante el desarrollo continuo de muestreos, pruebas de laboratorio y análisis de datos estadísticos.

Resultados

• Incremento en la recuperación en peso de 0.7% para Cu y 1.40% para Molibdeno.
• Aumento del Cash Flow, con un período de pay back menor a 6 meses.
• Mejora la estabilidad operacional y control del proceso del circuito rougher.

2. Yamana Gold – Brasil (2016)

Oportunidad

• Bajo nivel de recuperación de cobre y oro.
• Circuito de flotación presenta bajo nivel de disponibilidad, por un continuo embanque de celdas.
• Requerimientos de alto nivel de mantención, debido a problemas de corrosión.
• Tiempo limitado por detención de planta.

Solución

• Trabajos previos de diagnósticos del proceso identifican un alto potencial de mejora de la planta de flotación.
• Retrofit de 2 líneas de 5 celdas FLS de 160 m3 cada una por celdas 5 celdas TCe160 en 2 líneas.
• Proyecto llave en mano, desde la planificación de la detención, retiro de celdas y equipos, instalación de nuevas celdas y puesta en marcha.
• Capacitación del personal en el software Metso Outotec Virtual Experience, que permite realizar simulación y optimización de procesos.

Resultados

• Mayor estabilidad del proceso, permitiendo su optimización.
• Disminuir el consumo de energía en 40%.
• Minimizar las pérdidas durante la instalación y comisionamiento.
• Incrementar la disponibilidad de la flotación, aumentando la producción.
• Aumentar los niveles de recuperación de Cu y Au.

3. Buena Vista del Cobre (BVC) – México (2019)

Antecedentes

• Planta contacta a Metso Outotec buscando incrementar la recuperación de Cu y Mo en el circuito rougher.
• Especialistas de Finlandia y México trabajan en conjunto, en una extensiva campaña de muestreos en planta, pruebas de laboratorio y simulaciones.

Oportunidad

• Simulaciones mostraron que aumentar el tiempo de residencia en el circuito rougher impacta de manera positiva la taza de eficiencia.
• Planificación para localizar el mejor lugar para instalar nuevas celdas. Se tiene en cuenta que las operaciones brownfield siempre son desafiantes.

Solución

• Instalación de 2 primeras celdas TCe630 a nivel mundial.
• Trabajos previos de diagnósticos del proceso identifican alto potencial de mejora de la flotación planta.
• Capacitación del personal en el software Metso Outotec Virtual Experience, que permite realizar simulaciones y optimización del proceso.

Resultados

• Las celdas TCe630 han sido instaladas como primeras celdas de cada circuito rougher, operando en forma exitosa, sin problema mecánicos.
• El nivel de recuperación de Cu aumenta de 83 -84.5% a valores de 87%, para valores de ley de concentrado similar (23% CuT).
• No tener interferencia con la operación planta durante el período de implementación de las nuevas celdas.

4. BHP – Cannington – Australia (2014)                       

Oportunidad

• Reducir costo de operación.
• Alto consumo de energía.
• Celdas de flotación pequeñas y antiguas.

Solución

• Proyecto de modernización de planta basado en experiencia de Metso Outotec.
• Desarrollo del proyecto en fases, para evaluar sus beneficios.
• Celdas OK38 de circuito Zn, habilitadas para trabajar com Float Force.

Resultados

• Consumo de energía disminuye 17%.
• Mejora control y eficiencia del proceso. Recuperación de Zn incrementa sobre 4%.

Nuestro equipo de especialistas de Technical Support cuentan con amplia experiencia en aspectos de proceso, mecánica, instrumentación y electricidad del proceso de flotación. Si usted tiene alguna duda o necesita asesoría, puede contactarnos en techsupport.andes@mogroup.com