Tecsup ha instalado una planta concentradora automatizada de flotación de minerales a nivel piloto, la primera en el país y una de las más avanzadas en tecnología a nivel internacional. La planta permite procesar alrededor de 100 a 150 lb/hora de mineral triturado.

La planta piloto tiene tres unidades operativas principales enlazadas que son:

Circuito molienda – clasificación. Circuito de flotación. Circuito de separación sólido – líquido.

El control de las variables de proceso metalúrgico que influyen en la buena calidad del producto (concentrado) se realiza mediante un sistema integrado por una red, permite que desde una sala de control se monitorea y reproduzcan las operaciones de la planta y se puedan simular procesos metalúrgicos mediante software.

Como característica adicional se debe mencionar que cualquier etapa de la planta puede ser operada independientemente otorgando esto la flexibilidad requerida para fines de capacitación. A continuación una breve descripción de la planta:

Circuito Molienda – Clasificación

La etapa de molienda – clasificación prepara el mineral hasta tamaños de partículas de decenas de micrones, que permitan su posterior concentración en las celdas de flotación. El mineral se acopia en una tolva de finos que proveerá de mineral triturado al molino mediante una faja transportadora. La tolva de finos dispone de un sensor ultrasónico que indica el nivel de llenado de mineral. El molino trabaja en circuito cerrado con 2 hidrociclones. La adición de agua al molino se realiza desde dos tanques situados en el exterior.

El flujo de agua suministrado y la dosificación de mineral así como la velocidad de operación son gobernados por medio de Controlador Lógico Programable (PLC) y de un Panel de Operador con pantalla táctil (touch screen) a través del cual se pueden monitorear algunos parámetros fundamentales del proceso, tales como peso del mineral y flujo de agua y realizar algunas acciones de operación necesarias. Otras datos de variables operativas, tales como densidad y presión están disponibles para ser enviadas por el PLC a la sala de control, en la que será posible instalar un Estimador de Tamaño de Partícula (PSE), basado en un Sistema Experto, con el fin de optimizar el proceso de clasificación.

Circuito de flotación

El circuito de flotación consta de dos bancos, con 4 y 6 celdas, respectivamente, con agitación mecánica y suministro de aire mediante un soplador. La distribución de celdas está diseñada para modificar los circuitos de acuerdo al tipo de flotación que se requiera. La etapa de limpieza de concentrados obtenidos en los bancos de celdas se realiza en la celda columna, que es una unidad flotación vertical y fabricado con acrílico transparente; la agitación en esta celda no es mecánica sino neumática, y el aire es inyectado por su parte

inferior.

Se dispone de un conjunto de 8 estanques pequeños de preparación de reactivos que se dosifican a las diferentes celdas de flotación e inclusive el molino, por medio de una red de tuberías de acero galvanizado. La dosificación se realiza mediante bombas peristálticas.

La Figura 1 ilustra parte del circuito de flotación.

Figura 1: Circuito de Celdas de Flotación

La automatización en ésta sección incluye sistemas de control de nivel de pulpa en las celdas cuyos dispositivos de medición son transmisores ultrasónicos, control de flujo de pulpa a través de válvulas proporcionales y densidad de pulpa. Esta etapa es gobernada por medio de dos controladores de procesos. Además se tiene el control sobre la dosificación de reactivos y monitoreo del pH.

La celda columna es totalmente automatizada, destacándose control de flujos de pulpa, aire, agua de lavado y reactivos, control de la altura de nivel de pulpa y colas de la celda, todo esto también a través de controladores de procesos.

Circuito de Separación sólido/líquido

La etapa de separación sólido-liquido tiene como objetivo el desaguado de los concentrados y consta de dos equipos principales: El espesador y el filtro de discos. Es importante destacar que este circuito puede ser utilizado por alguno de los circuitos de flotación.

La automatización en este circuito incluye un control de flujo de pulpa y flujos de descarga, el monitoreo del nivel de llenado del espesador, el nivel de vacío en el filtro y la velocidad de rotación del disco de vacío.

Tratamiento de relaves

La planta piloto dispone de una bomba central de sumidero activada por la acción de un medidor de nivel, cuya función principal es la de transportar todos los productos de deshecho que genere la planta hacia uno depósito de concreto situado en la parte exterior de la planta. Los relaves son productos de descarte que serán desaguados y ensacados para su posterior gestión y eliminación sin afectar el entorno.

Sistema de control

El corazón de la automatización de la planta es el Sistema de Control Distribuido (DCS) utilizado por importantes empresas de producción de nuestro país. Está basado en un controlador que reúne en un solo equipo las bondades de un PLC de alta capacidad de procesamiento y las de un controlador de procesos.

El DCS colecta la información de las diversas variables de la planta tales como densidad, temperatura, nivel, flujo, temperatura, pH, presión, peso y velocidad y realiza las acciones de control necesarias en función a las estrategias establecidas para cada una de las etapas de la planta.

Esta importante labor es ejecutada directamente ó indirectamente a través de la interacción con los controladores de procesos de las celdas de flotación, el PLC de la unidad de molienda-clasificación y el PLC del Centro de Control de Motores (CCM), responsable del manejo de los variadores de velocidad, importantes para la regulación fina de algunos motores AC.

La interacción del DCS con la instrumentación de campo se realiza a través de una red industrial que incluye la presencia de protocolos de comunicación tales como Profibus, Modbus y Hart, además de la clásica señal analógica de 4-20 mA y señales discretas. Adicionalmente, permite la comunicación inalámbrica con computadoras portátiles que se emplea para configurar equipos de campo del tipo transmisores, controladores o PLC, estando previsto la posibilidad de efectuar el monitoreo y control por Internet.

La Figura 2 ilustra el sistema de control de la planta piloto.

Figura 2: Sistema de Control

Sistema parada de emergencia (ESD)

Tal como se aplica en todo proceso industrial, la planta piloto dispone de un ESD (Emergency Shutdown System), responsable de la seguridad de personal y equipos de procesos. Éste sistema es homologable a un PLC configurado únicamente para esta labor e independiente de las funciones del DCS, como es de esperar. En caso de recibir una señal proveniente de algún sensor de seguridad que indique una situación crítica o insegura, ejecutará las acciones necesarias para evitar un daño a algún equipo u operador.

Sala de Control

La sala de control cuenta con 2 computadoras principales en donde reside el software de configuración del DCS y ESD y el software de supervisión y control de procesos. Este último permite mostrar en pantalla las distintas etapas de la planta y monitorear las tendencias de las diferentes variables de las mismas, además de generar reportes y hacer las modificaciones necesarias de los parámetros de control para el funcionamiento óptimo de toda la planta.

Se dispone, adicionalmente, con otras 8 computadoras para fines de capacitación y perfeccionamiento en este software y que pueden interactuar en mayor o menor grado con los procesos de planta dependiendo de los niveles de seguridad otorgados; estas computadoras están conectadas en una red inalámbrica.

Un aspecto importante, tal como se ha señalado, es la posibilidad de simular procesos de otras industrias gracias al software especialmente dirigido a este fin. Con este es posible probar y validar diversas estrategias sin la necesidad de aplicarlas inicialmente en los procesos reales, lo que indudablemente será de beneficio para cualquier empresa de producción interesada en un medio que les permite hacer diversas pruebas en sus procesos, sin riesgo para posteriormente implementarlo, si lo consideran conveniente.