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May 21, 2024

La bomba lobular rotativa extrae con éxito lodo con alto contenido de sólidos

Una empresa minera peruana reutiliza el agua de proceso como parte de su procesamiento de mineral de hierro. Sin embargo, hasta noviembre de 2019 esto se vio dificultado por el hecho de que el medio, que se recoge en un tanque en

Una empresa minera peruana reutiliza el agua de proceso como parte de su procesamiento de mineral de hierro. Sin embargo, hasta noviembre de 2019 esto resultaba difícil porque el medio, que se recoge en un tanque in situ, tiene un contenido de sólidos muy alto, del 60 al 70 por ciento. Después de que un intento de drenar el agua y eliminar los sedimentos del tanque con palas fracasara después de cuatro días, el propietario decidió comprar una bomba sumergible con agitador. Los expertos de NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH recomendaron en cambio una bomba lobular rotativa NETZSCH TORNADO ® T1 para bombear el lodo del tanque. Esta bomba autocebante utiliza el principio de desplazamiento positivo: dos rotores entrelazados transportan continuamente el medio desde el lado de aspiración hasta el de impulsión. La fuerte capacidad de succión permite que la bomba funcione con un alto caudal y maneje un alto contenido de sólidos, mientras que un motorreductor de baja velocidad reduce el nivel de desgaste. Un doble sello mecánico y un lóbulo giratorio de caucho de nitrilo minimizan el riesgo de daños por abrasión. El TORNADO ® T1 de tamaño XLB-3/2 se instaló en un carro móvil y se colocó cerca del tanque en marzo de 2021. El personal pudo mover la manguera libremente dentro del tanque y los sedimentos se pudieron eliminar sin problemas.

En los yacimientos de la costa sur del Perú, a unos 530 kilómetros de la capital, Lima, la empresa minera Shougang Hierro Perú SA extrae mineral de hierro y lo transforma en diferentes productos. Además de un tajo a cielo abierto de unos 150 km², el complejo comprende una zona de procesamiento en la localidad de San Nicolás con una planta de trituración que reduce el mineral en un 95 por ciento, así como una planta de separación magnética, una planta de filtrado y una planta de granulación. . La planta separadora tritura y concentra aún más el mineral con ciclones, separación magnética y flotación. Este proceso separa el mineral estéril del mineral de hierro, que luego se divide en dos tipos de producto diferentes: un concentrado de hierro de alta calidad para sinterización y otro que se envía a la planta de granulación después de un proceso de filtración.

Reutilización de aguas de proceso afectadas por alto contenido de lodos

Se requiere agua para muchas de las etapas de trabajo de la mina. Proviene de un tanque de proceso de 70 x 18 x 8,35 m (l × a × h) que se alimenta con el medio procedente de espesadores de concentrado y relaves. Además del agua, en el depósito también se acumulan lodos con depósitos de magnesio y hierro. El líquido rico en sólidos es bombeado al tanque para luego ser utilizado en diferentes procesos y ubicaciones, como por ejemplo en la planta de imanes. "Se utiliza un floculante para recuperar el lodo del flujo inferior", explica Monica Mitterstein, directora global de Minería y Desarrollo. Explosivos en NETZSCH. "El agua que sale del rebosadero arrastra los sólidos que se han acumulado en el depósito a lo largo de muchos años". Sin embargo, el agua tiene que estar lo más limpia posible para poder reutilizarla en otros procesos. Debido a años de acumulación de sólidos, hay demasiadas partículas gruesas en el agua que impiden su uso en los procesos posteriores. Esto dificultaba mucho el bombeo del líquido”, continúa Mitterstein.

Inicialmente, el propietario de la mina decidió resolver el problema con una parada de la planta. Se vació el agua del depósito y los empleados intentaron retirar con palas la capa de lodo, que ya tenía un espesor de hasta 5 m. "Sin embargo, este procedimiento resultó muy insatisfactorio, porque la lechada se había comprimido mucho y tuvimos que volver a introducir agua para despegarla de la superficie", explica Mitterstein. “Al cabo de cuatro días los depósitos no habían sido retirados, los encargados decidieron aplicar un método diferente”. Ahora estaban considerando la opción de utilizar una bomba sumergible con agitador para eliminar el purín durante el funcionamiento sin tener que detener las plantas y drenar el agua nuevamente.

La bomba sumergible no es una solución óptima

Para conseguir la bomba necesaria, el propietario de la mina se puso en contacto con NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH, pero los expertos desaconsejaron una bomba sumergible: “Los clientes a menudo consideran que una bomba sumergible es la solución adecuada para ellos. Sin embargo, en este caso una unidad de este tipo tendría que ser muy grande para alcanzar el caudal requerido”, explica Mitterstein. Además, las bombas centrífugas suelen funcionar a 3500, 1800 o 1200 rpm; la alta velocidad y el mayor contenido de sólidos habrían causado daños a las partes internas de la bomba muy rápidamente. “Si es necesario reducir aún más la velocidad, por ejemplo a un motor de 8 polos con 950 rpm, entonces estas bombas deben ser aún más grandes para mantener el caudal. Y el motor también gana en tamaño”, continúa Mitterstein. Dado que las bombas sumergibles deben ser de acero inoxidable, la empresa minera peruana habría tenido que afrontar costes de compra muy elevados para esta bomba.

Además de todo esto, este tipo de bomba agitadora solicitada por el propietario de la mina normalmente solo está diseñada para un contenido de sólidos de hasta el 50 por ciento. Sin embargo, el contenido de sólidos en la aplicación en Perú es del 60 al 70 por ciento, lo que habría dificultado la operación incluyendo fallas frecuentes.

TORNADO ® T1 es mucho más adecuado para agua con un alto contenido de sólidos

Después de un análisis detallado del problema y del líquido a bombear, NETZSCH sugirió utilizar una bomba TORNADO ® T1 del tamaño XLB-3/2, que ofrece una serie de ventajas sobre la bomba sumergible seleccionada originalmente. El beneficio clave es que este modelo es una bomba de desplazamiento autocebante que puede garantizar un bombeo continuo debido a su diseño: dos rotores sincronizados dentro de la bomba se entrelazan, generando una presión negativa en el lado de entrada que tira continuamente el medio hacia los lóbulos giratorios, lo que luego transpórtelo al lado de entrega. Esta potente succión negativa permite al TORNADO ® T1 bombear casi cualquier tipo de medio. Esto se aplica a sustancias de baja y alta viscosidad, así como a sustancias tixotrópicas o dilatantes, medios lubricantes, no lubricantes, sensibles al cizallamiento o abrasivos. "Por lo tanto, es ideal para el agua de proceso en la mina de Perú y puede bombear el medio con un alto caudal a pesar del alto contenido de sólidos de hasta el 70 por ciento", afirma Mitterstein.

El material y el diseño del T1 siempre se adaptan a los requisitos especiales del medio designado. Para materiales viscosos, abrasivos y que contienen sólidos, NETZSCH ofrece diferentes lóbulos giratorios con geometrías adecuadas en cada caso. Los materiales adaptados al medio aumentan además la durabilidad de los lóbulos giratorios y su vida útil. Los rotores helicoidales de tres lóbulos hechos de nitrilo se utilizan para aplicaciones en Perú para minimizar el riesgo de daños por abrasión. Además, se instalan sellos mecánicos de doble cartucho que no son sensibles a los sólidos del medio. El motorreductor de la bomba funciona a menor velocidad, lo que también provoca un menor desgaste. En general, esto reduce significativamente los costes de mantenimiento de la bomba.

TORNADO ® T1 bombea con éxito lodo

Para facilitar el manejo al personal de la empresa minera, la bomba lobular se instaló sobre un carro móvil y se equipó con mangueras flexibles. Esto facilita la extracción del purín del tanque a través de las diez aberturas de ventilación en la parte superior del tanque, así como a través de las esquinas. El funcionamiento y la capacidad de la bomba se comprobaron in situ en abril de 2021: “Para esta primera prueba, el cliente utilizó una manguera de seis pulgadas para la entrada y la salida. Sin embargo, colocaron una lanza metálica de 1,5 m de largo en el extremo de la manguera de entrada, lo que hizo que la manguera fuera más difícil de manejar”, ​​explica Mitterstein. "La bomba se puso en marcha y tardó unos 7 minutos en transportar el agua a los agitadores".

Mientras bombeaba el agua con los sólidos, la bomba mantuvo el caudal requerido. El contenido de sólidos fue del 20 por ciento en promedio, con picos del 30 por ciento.

Para la segunda prueba, se reemplazó la manguera de entrada por un modelo de 4 pulgadas y se utilizó una lanza más pequeña. Otra manguera suministró agua con una presión de 6 bares para aflojar completamente el lodo que se había sedimentado. Con la nueva manguera y el manejo mejorado de la lanza más pequeña, fue posible eliminar el volumen mínimo requerido de sólidos. "Después de la segunda prueba con éxito, la bomba funciona sin problemas", afirma Mitterstein. “La manguera se puede mover a través del tanque extrayendo los sólidos fácilmente. El TORNADO XLB-3/2 proporciona continuamente el caudal requerido sin pérdida de presión”. Después de estas medidas, el agua de proceso del tanque todavía tiene la calidad requerida para ser utilizada en el procesamiento del mineral sin problemas.

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