El agua es un recurso vital del que dependen muchas industrias y que se puede usar con menos moderación. Un ejemplo es el beneficio de minerales minerales. Tomando la materia prima fluorita como ejemplo, los investigadores del Instituto Helmholtz Freiberg para Tecnología de Recursos HIFahora se muestra cómo se puede optimizar el uso del agua. Han desarrollado un nuevo procedimiento que amplía la simulación del proceso de beneficio. Indica las circunstancias en las que tiene sentido reciclar el agua sin incurrir en pérdidas durante el enriquecimiento del mineral. El consumo de agua dulcepor lo tanto, puede reducirse significativamente. Esto no solo beneficia al medio ambiente sino también a las compañías mineras, ya que hace que la extracción de materias primas sea más eficiente. Los investigadores han presentado su nuevo procedimiento en el Revista de Gestión Ambiental . HIF es parte de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf y trabaja en estrecha colaboración con TU Bergakademie Freiberg.
Encontrado en teléfonos inteligentes, automóviles modernos, unidades fotovoltaicas respetuosas con el clima y utilizado en muchas otras industrias, los materiales de alta tecnología se han convertido en un componente indispensable de la vida cotidiana. Aunque el reciclaje puede cubrir parcialmente la demanda de materias primas, la mayoría aún se obtienenminería. Los impactos ambientales son bien conocidos: uso de la tierra, la generación de infraestructura de tráfico adicional y la industrialización de áreas a menudo remotas. La minería también requiere grandes cantidades de agua y produce grandes volúmenes de aguas residuales. En colaboración con colegas en Finlandia,El equipo de investigadores de HIF dirigido por el ingeniero de procesos Bruno Michaux ha desarrollado un método para hacer que el uso del agua en el procesamiento de materias primas minerales sea más sostenible.Tomando el fluorita mineral como ejemplo, han demostrado cómo el consumo de agua puede reducirse significativamenteayuda de simulación de procesos.
La fluorita, también conocida en mineralogía como fluorita y por su nombre químico de fluoruro de calcio, es una materia prima importante para la industria. Se utiliza, por ejemplo, en la fundición de hierro, en la extracción de aluminio y en el sector químicocomo materia prima para la producción de flúor y ácido fluorhídrico. Probablemente el producto más conocido de la química del flúor es el PTFE, un fluoropolímero que se vende en forma de membrana con los nombres comerciales Teflon y Gore-Tex.
Beneficio de mineral como un trago de agua
"La extracción de fluorita consume mucha agua", explica Bruno Michaux. "Dependiendo del clima local, pero aún más en el diseño de la planta de beneficio mineral, puede ser de hasta 4.000 litros por tonelada de mineral."Obviamente, no hay nada que los investigadores de HIF puedan hacer sobre el clima, pero ciertamente pueden contribuir a optimizar el procesamiento en sí. En este paso del proceso, la roca residual se separa del mineral extraído para elevar el contenido de fluorita desde abajo50 por ciento a alrededor del 98 por ciento. Para lograr esto, los ingenieros aplican el proceso de flotación. En términos simples, funciona de la siguiente manera: el mineral se muele y se mezcla con abundante agua; luego se agregan varios químicos a la mezcla para obtenerrepelente al agua de la superficie de fluorita hidrofóbico. Luego se bombea aire a dicha mezcla, creando pequeñas burbujas que transportan las partículas hidrofóbicas a la superficie. La fluorita se acumula en la espuma resultante mientras queda la roca residualdetrásAntes de que este último pueda depositarse en una presa de desechos o devolverse bajo tierra como material de relleno, se necesita un paso de desagüe.Para lograr la concentración deseada de fluorita, la flotación se repite varias veces, lo que en consecuencia requiere mucha agua.
"Las compañías mineras están tratando de reducir su consumo de agua usándola varias veces", dice Michaux. "Sin embargo, el agua usada contiene sustancias que pueden interferir con el rendimiento del proceso, y eso es algo que debe evitarse". Ejemplos de taleslas sustancias serían iones de calcio y magnesio, que dificultan la hidrofobización de la superficie de fluorita. La potencia de este efecto depende de la concentración de los iones. El nuevo método ahora tiene en cuenta la influencia de la composición química del agua en la flotación.Como resultado de extensos experimentos de laboratorio con un mineral de fluorita, los investigadores obtuvieron datos que reflejaban la interacción compleja de las sustancias disueltas y las integraron en el software de simulación HSC Sim. HSC Sim ya se utiliza en la industria minera para mapear la planta de procesamiento ypara controlar el proceso de beneficio mineral.
Monitoreo digital del consumo de agua y energía
"Con las características adicionales que desarrollamos, el software ahora puede tener en cuenta la composición del agua del proceso", explica Michaux. "Esto permite la posibilidad de reciclar el agua sin comprometer la eficiencia del proceso". La simulación también permiteoperadores para optimizar el uso de diferentes depósitos de agua en las cercanías de la mina, como lagos, ríos, acuíferos o el mar. Otros pasos del proceso, como la molienda y el desagüe del mineral, se integrarán en el futuro.escenario ideal, el consumo de agua podría caer por debajo de los 1.000 litros por tonelada de mineral.
El equipo de investigación espera someter el nuevo método a una prueba práctica en una operación minera real muy pronto ". Como esto requiere un proceso de tratamiento totalmente digitalizado en el que los sensores miden e informan continuamente las propiedades de las corrientes para procesar el control,son solo las minas más grandes las que emprenderán tal inversión en esta etapa inicial ", agrega Michaux." Sin embargo, el potencial de digitalización es enorme: el monitoreo en tiempo real y la simulación de procesos verdaderamente inteligente hacen posible extraer más materias primas mientras se usa menosenergía y menos recursos naturales ". Esto se aplica a todos los minerales y no solo al reciclaje de agua en el procesamiento de fluorita, para lo cual el equipo de HIF desarrolló el método de simulación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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