Oportunidades para la minería y el procesamiento de minerales críticos en América del Norte

Como respuesta a las dos décadas anteriores de expansión del comercio globalizado, los gobiernos y las empresas de América del Norte ahora están comenzando a prestar más interés y preocupación a las fuentes de materias primas. Esto es especialmente cierto para los metales y minerales estratégicos que son los componentes básicos necesarios para la economía neta cero. Los materiales ecológicos como el níquel, el litio, el grafito, el cobalto y el cobre serán cada vez más necesarios para la infraestructura y las baterías recargables de gran formato en cantidades que serán difíciles de conseguir y probablemente serán un cuello de botella en la aceptación masiva de los vehículos eléctricos. Se pronostica que la demanda de cobre aumentará de alrededor de 25 millones de toneladas anuales en la actualidad a 40 millones de toneladas anuales en 2030, así como un aumento del 44 % en la demanda de níquel durante el mismo período.

Durante las últimas dos décadas, China ha desarrollado una posición dominante en la tecnología de fabricación de baterías que incluye la extracción y el procesamiento de metales precursores de baterías en todo el mundo, en lugares como la República Democrática del Congo para el cobalto e Indonesia para el níquel. Algunas de estas fuentes están siendo examinadas recientemente debido a la falta de transparencia y regulaciones gubernamentales, y porque algunas de las fuentes requieren usos de energía mucho más altos para procesar, como la extracción y el procesamiento de lateritas de níquel en comparación con los sulfuros de níquel. Tanto Ottawa como Washington están señalando una fuerte acción para "localizar" la minería y el procesamiento de metales verdes en América del Norte. Las órdenes ejecutivas del presidente Biden para apoyar proyectos de metales verdes en los EE. UU. y el reciente anuncio del gobierno federal de vender la propiedad de algunas empresas mineras canadienses en manos de empresas estatales extranjeras son parte de esta tendencia.

Como resultado, la industria minera en América del Norte ya está experimentando un resurgimiento de la actividad y la inversión. Esto es impulsado por el impulso para electrificar la infraestructura energética y aumentar la autosuficiencia energética. Junto con esto, habrá un impulso importante para extraer y procesar estos materiales de la manera más sostenible y ambientalmente eficiente. Aquí es donde empresas como Eriez entran en la historia.

El primer paso en la producción de materiales después de la minería es la concentradora, y el diagrama de flujo básico de la concentradora no ha cambiado mucho en los últimos 50 años. La operación minera identifica el mineral en o por encima de la ley de corte, luego se tritura y se muele a un tamaño adecuado para permitir la flotación de espuma a granel, seguido de un paso de mejora del limpiador para producir concentrado final para fundición y/o refinación. Durante todo este tiempo, el punto final de molienda y la energía consumida están determinados por el tamaño de partícula requerido para hacer flotar los minerales según la flotación convencional. Para un mineral de pórfido de cobre típico, la flotación convencional no es práctica para partículas de más de 200 micrones, a veces significativamente menos, por lo que el punto final de la operación de molienda debe estar en este rango, lo que resulta en una molienda excesiva y desafíos serios para la recuperación de agua, ya que la deshidratación se vuelve más difícil a medida que los sólidos se vuelven más finos. En una planta convencional, la forma habitual de abordar esto es espesar las colas y luego bombearlas a un embalse de agua para su sedimentación. En este escenario, una cantidad significativa del agua se pierde por evaporación. La pérdida de agua significa que el agua en un concentrador no puede funcionar en un circuito cerrado y siempre se requiere agua fresca. Existen otras estrategias de deshidratación, pero son intensivas en energía y capital.

Eriez ha sido pionera en la comercialización de flotación de partículas gruesas (CPF) con su celda HydroFloat, que es una tecnología disruptiva clave que tiene un gran impacto tanto en el agua como en la energía, y será una estrategia clave para conservar ambas. Al aumentar el tamaño donde las partículas de los minerales pueden flotar, generalmente 2 o 3 veces, se requiere una energía de molienda significativamente menor, potencialmente entre un 30 % y un 50 % menos. Y debido a que la cola de flotación es mucho más gruesa, es más fácil de deshidratar y tiene menos agua retenida.

Eriez presentó su equipo de flotación de partículas gruesas HydroFloat hace unos 10 años con los principales productores de metales básicos, como Rio Tinto, Newcrest y Anglo American. Las primeras aplicaciones se centraron en la recuperación de unidades de metal grueso "perdidas" de corrientes de relaves de concentradoras convencionales. Esto representó típicamente al menos el 60 % de las colas gruesas y una mejora de la recuperación global del 2 % al 6 %.

Ahora, la atención se centra en incluir el HydroFloat dentro del circuito del molino como clasificador de minerales. La primera aplicación de este tipo se demostró con éxito en El Soldado de Anglo American durante 2021 y ahora está en pleno funcionamiento. Esta configuración de CPF permite una reducción significativa en la energía de molienda, la capacidad de flotación convencional y produce una cola gruesa que se puede deshidratar fácilmente o combinar con colas convencionales. Como parte de su familia de tecnologías FutureSmartMining, Anglo American está probando una tecnología para mezclar colas gruesas y convencionales de formas únicas para producir una cola seca apilada sin agua. Eriez está entusiasmado con las tecnologías recientes, como la recuperación de agua de baja energía y los embalses sin agua, que se han vuelto comercialmente posibles gracias a la flotación de partículas gruesas.

Otra tecnología de Eriez que se ha introducido para aumentar la eficiencia de los concentradores es StackCell, una celda mecánica de alta velocidad que utiliza el principio de dos etapas. En la primera etapa, se produce una mezcla de alto cizallamiento de las burbujas y la suspensión de alimentación para optimizar la recolección de partículas de burbujas. En la segunda etapa, que está aislada de la primera, los agregados de partículas de burbujas pueden flotar por fuerzas de flotación en un entorno fluídico con baja turbulencia y un flujo convectivo de baja energía que minimiza el desprendimiento y retroceso de partículas de burbujas. La tecnología de flotación de dos etapas contrasta con las celdas de tanque mecánicas convencionales en las que el contacto entre burbujas y partículas y la separación flotante ocurren en el mismo entorno fluídico, que no se puede optimizar simultáneamente para ambos procesos. El StackCell ahora está operando en aplicaciones de flotación comercial en varios países. Se ha verificado que en muchos escenarios, StackCells puede operar con una cuarta parte o menos del tiempo de residencia requerido para la tecnología convencional y con un 40 % menos de energía del impulsor. Todo esto significa concentradores más pequeños con menos uso de energía.

Ambos productos están posicionados para tener un papel clave en el apoyo a la expansión sostenible en la minería de minerales críticos y estratégicos que está en marcha en América del Norte.

Eric Wasmund es vicepresidente de negocios globales de flotación en Eriez, Asa Weber es gerente global de productos StackCell en Eriez y Jose Concha es gerente global de productos HydroFloat en Eriez.

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