La clasificación basada en sensores de minerales de baja ley tiene como objetivo mejorar la eficiencia y la sostenibilidad del uso de los recursos naturales. Ashima Sharma informa.
Mina Esperanza es una mina de oro en el sur de Perú, situada en las montañas de los Andes entre el cinturón de oro geológico Nazca-Ocona. En el pasado, la instalación tuvo problemas para obtener ganancias debido al alto costo de extraer metal de minerales de baja concentración. Cuando los minerales de baja ley se desecharon por carecer de viabilidad económica, surgieron preocupaciones ambientales sobre los metales que quedaban en los vertederos.
A lo largo de los años, la extracción excesiva de metales para satisfacer la demanda industrial ha provocado una escasez de minerales de alta ley. Los estudios encuentran que una disminución en el contenido de metal de un mineral es un indicador del agotamiento del recurso. Un análisis de investigación de las principales minas de cobre en todo el mundo encontró que la disminución promedio en la ley del mineral fue del 25% en solo diez años de depósitos mineros.
Sin embargo, minas como Mina Esperanza han cambiado su fortuna con el uso de una tecnología de clasificación basada en sensores, lo que hace que las minas sean rentables. La tecnología de clasificación de minerales basada en sensores implica el uso de sensores para detectar el contenido mineral de cada pieza de mineral y clasificarlo en función de su composición. Esta tecnología ha revolucionado la industria minera al permitir que las minas extraigan más metal de minerales de baja ley.
Además de la importancia funcional y financiera, el uso de tecnología de clasificación de minerales basada en sensores ha demostrado ser ambientalmente viable. La trituración y molienda de minerales consume alrededor del 60% de los costos operativos y de energía de una mina, al mismo tiempo que aumenta las emisiones de gases de efecto invernadero. La integración de sensores permite a las minas reducir los desechos producidos, reduciendo la eliminación de desechos, ahorrando agua y consumiendo menos energía para procesar el mineral.
El Teniente en Chile es la mina de cobre subterránea más grande del mundo que utiliza tecnología de clasificación de minerales basada en sensores. Antes de la implementación de esta tecnología, la mina El Teniente solo podía extraer cobre de minerales con concentraciones de 0,7% o superiores. Sin embargo, la clasificación por sensores ha permitido que la mina extraiga cobre de minerales con concentraciones tan bajas como 0,4%.
Con el aumento de los criterios de cumplimiento gubernamentales y la responsabilidad de los mineros ante los grupos ambientalistas, el uso de sensores puede ayudar a las minas a crear una economía circular de recursos naturales al mismo tiempo que abordan su impacto ambiental.
¿Cómo funciona la clasificación de minerales basada en sensores?
La clasificación de minerales basada en sensores se basa en el principio básico de que diferentes minerales tienen diferentes densidades, formas y propiedades electromagnéticas y estas diferencias se pueden usar para separarlos entre sí. Los sensores están montados en cintas transportadoras o conductos y, a medida que pasa el mineral, emiten una señal que es analizada por una computadora para determinar la composición del mineral. En base a esto, un sistema de clasificación mecánica separa el mineral en diferentes flujos.
La clasificación basada en sensores se utiliza normalmente para tamaños de partículas que oscilan entre 0,5 y 300 mm.
Al separar los minerales valiosos de la roca estéril al principio del proceso de extracción, se mejora la eficiencia general de la operación minera, ya que se requiere menos energía para procesar el mineral de baja ley. El clasificador de sensores más extendido en la industria minera utiliza transmisión de rayos X, seguido de clasificadores basados en colores y láseres.
Clasificación de densidades de minerales mediante sensores de rayos X
La transmisión de rayos X para la clasificación de minerales se utiliza cuando las rocas varían en densidad. La aplicación de los rayos X abarca desde la separación de chatarra en metales ligeros y pesados hasta la detección de la composición elemental de un material. Esto permite una extracción más eficiente y rentable de minerales valiosos del mineral, ya que solo las porciones del mineral de baja ley con concentraciones significativas de los minerales deseados se procesan más.
Steinert, un fabricante alemán de tecnologías de clasificación basadas en sensores, ha llevado la clasificación por rayos X un paso más allá con la iluminación de fluorescencia. Su sistema de clasificación por fluorescencia Steinert KSS XF-L puede distinguir el cobre del latón o el zinc en función de la presencia de elementos inherentes. Aunque las superficies muy sucias podrían confundir a los detectores, las máquinas más nuevas de Steinert están instaladas con limpiadores automáticos para el área de escaneo. Esto asegura una calidad de detección constante al tiempo que reduce el trabajo manual y el uso de agua involucrados en la limpieza.
Mientras tanto, en China, la gama de minas Fankou, que contiene las minas de plomo y zinc más grandes de Asia, agregó $9,22 millones a sus ingresos anuales con los sensores de clasificación de rayos X de bajo grado de HPY Technology. Al combinar rayos X con chorros de aire de alta velocidad para clasificar las rocas estériles, Fankou ha podido lograr un objetivo de desperdicio cero en sus operaciones. Con una producción de alrededor de 1,4 millones de toneladas de mineral al año, los operadores de la mina separan la roca estéril como agregado de construcción, lo que produce más de 1500 toneladas al año, lo que equivale a 9 millones de dólares en ingresos.
La clasificación basada en colores detecta más allá del espectro de visión humana
La clasificación por colores se ha utilizado tradicionalmente para separar residuos valiosos de las rocas estériles. Sin embargo, la detección del color suele estar asociada a la percepción del ojo humano. Si bien nuestro cerebro puede percibir colores en el espectro de luz visible, de aproximadamente 400-780 nanómetros, el espectro oscila entre el ultravioleta y el infrarrojo, ninguno de los cuales es visible a simple vista.
Los sensores de clasificación de color de Steinert pueden detectar hasta 16,8 millones de colores con tiempos de respuesta rápidos y altas intensidades de luz. Una de las aplicaciones más innovadoras de la clasificación por color basada en sensores en la minería es la clasificación de diamantes. Los diamantes se valoran por su pureza y color, e incluso una ligera variación de color puede marcar la diferencia entre una piedra preciosa valiosa y una roca sin valor. Mediante el uso de sensores de color avanzados, las empresas mineras pueden identificar y clasificar diamantes de forma rápida y precisa en función de su color, lo que les permite extraer las piedras más valiosas del mineral.
En la extracción de minerales de baja ley, el contenido mineral a menudo se distribuye en un área grande, lo que dificulta y encarece la extracción. El cobre suele estar presente en el mineral junto con otros minerales, como el cuarzo y el feldespato, que tienen poco valor. Mediante el uso de sensores basados en colores, la empresa minera puede clasificar el mineral y separar las porciones ricas en cobre de la roca sin valor, reduciendo la cantidad de material que debe procesarse y aumentando el rendimiento de minerales valiosos.
La clasificación de infrarrojo cercano separa las diferencias invisibles para el ojo humano
Los sensores de clasificación de infrarrojo cercano utilizan luz en el espectro de infrarrojo cercano (760-2500 nanómetros) para analizar la composición química de los minerales en el mineral. Esto puede permitir a las empresas mineras clasificar el mineral en función de su calidad, valor y mineralogía compleja.
Al analizar la composición química de los minerales, los sensores de infrarrojo cercano pueden distinguir entre minerales que de otro modo serían difíciles de diferenciar, lo que permite una clasificación más eficiente. Con su alta resolución espectral y óptica, los sensores de Steinert pueden observar vibraciones moleculares a resoluciones muy finas.
Debido a que los minerales de baja ley apuntan a una disminución en el depósito de recursos, la clasificación de minerales basada en sensores puede allanar el camino para una economía circular de desperdicio cero. Según el Centro Internacional de Minería para el Desarrollo, la tecnología integrada por sensores ya facilita una reducción en el uso de agua de hasta un 30%. Si bien el costo de invertir en tecnologías basadas en sensores puede ser un factor de preocupación para las pequeñas empresas, se espera que el mercado de automatización de sensores crezca a una tasa de crecimiento anual compuesto del 8,4 % hasta 2032. A medida que aumenta la presión sobre el medio ambiente y los recursos, La clasificación basada en sensores presenta un modelo procesable para utilizar los recursos de acuerdo con la sostenibilidad.
Fuente: Mining-technology
