CALENTADORES DE INMERSIÓN EN LA INDUSTRIA MINERA

heater minesLa minería, una industria centenaria, ha recorrido un largo camino en la definición y mejora de la eficiencia de los procesos. Aun así, las operaciones requieren procesos complejos y equipos pesados. La industria minera depende del calor para diversos procesos, como el calentamiento, la refrigeración y el remojo del mineral. 

Los primeros procesos mineros empapaban el mineral en agua y luego lo calentaban, generando una gran cantidad de agua contaminada. Esta agua se trataba para eliminar el exceso de contaminantes. Las tecnologías de proceso modernas utilizan ahora productos químicos corrosivos, lo que aumenta la eficacia de la extracción. Estos productos químicos necesitan un control preciso de la temperatura. De lo contrario, pueden volverse volátiles, inestables o incluso inflamables. 

La necesidad de mantener la temperatura sin exponer estos productos químicos corrosivos directo a una llama, se satisface con los calentadores eléctricos de inmersión que pueden mantener la temperatura del proceso dentro de +/-1 ˚C.

Calentadores de inmersión en la minería del cobre

El mineral natural que contiene cobre puede encontrarse en todo el mundo. Una vez completada la extracción de cobre, se genera uno de los metales de mayor pureza, que se utiliza ampliamente en aplicaciones eléctricas. El cobre se extrae en las minas a cielo abierto, en las minas subterráneas o en una combinación de ambas. 

El mineral extraído por la minería se tritura. La trituración reduce el tamaño, facilitando la extracción del metal en bruto a medida que pasa por las distintas etapas del proceso. El mineral triturado se concentra a través de un proceso de filtración por espuma en el que se separa la espuma, la cual es rica en metal puro. 

Tostado

El primer proceso de calentamiento es el tostado. El mineral concentrado se calienta en presencia de aire a temperaturas de entre 500 ˚C y 700 ˚C. Así, se eliminan las impurezas volátiles como el arsénico y el mercurio, mientras que el azufre se elimina en forma de dióxido de azufre. En los procesos y proyectos de desarrollo a muy pequeña escala, los calentadores de inmersión por circulación calientan el aire. Los procesos comerciales más grandes utilizan calderas y fundidores. 

El sólido restante se llama calcina y se funde al añadirse fundente. El fundente facilita la fusión de la calcina. La calcina se calienta a 1200 ˚C, donde se funde y se convierte en mata, que es una mezcla de cobre y sulfuro de hierro en forma líquida. El aire caliente se sopla a través de la mata formando así el cobre ampollado. 

El cobre resultante se purifica aún más durante el refinado electrolítico. En los procesos modernos, el mineral, durante el proceso de filtración de espuma, se calienta con calentadores de inmersión. Luego se utilizan para elevar la temperatura de los fluidos de proceso a fin de hacer flotar el cobre. Debido a la presencia de sulfuros, agua desionizada y el contenido de ácido, es importante reflexionar sobre la selección del material del revestimiento. Esto sirve para evitar la corrosión y los fallos prematuros. 

Se recomienda el Incoloy como material de recubrimiento, mientras que la aleación 800 suele ser un buen material polivalente para el elemento calentador. Para aplicaciones que contienen elementos corrosivos, es mejor utilizar la aleación 825. La opción más rentable es utilizar el tubo soldado. Aunque los elementos sin soldadura son muy recomendables en entornos de alta temperatura y alta corrosión. 

Calentadores de inmersión en la minería del oro

La minería del oro ha cambiado mucho en los últimos 170 años. Ahora es una actividad a gran escala que implica enormes máquinas y complejos procesos industriales de extracción. El principal proceso para extraer el oro es la lixiviación con cianuro. Se utiliza cuando hay depósitos de oro lo suficientemente grandes como para que el proceso sea económicamente viable. 

La roca triturada procedente de la minería a cielo abierto o subterránea se mezcla con la solución de cianuro de sodio. Así se extrae el oro de la roca triturada, acumulándolo en el depósito de filtración. A partir de ahí se añade un agente de lixiviación, el zinc, para filtrar el oro. Este proceso es muy controvertido debido a su impacto medioambiental en forma de liberación de compuestos de cianuro, que son venenosos y fácilmente inflamables. 

El proceso de lixiviación con cianuro está siendo sustituido por el proceso de bórax, que es más respetuoso con el medio ambiente. Las rocas trituradas, que contienen las partículas de oro, se funden en presencia de borato de sodio. El borato de sodio reduce el punto de fusión del mineral y disminuye la viscosidad del fluido fundido. Esto reduce las necesidades de energía para fundir el mineral y es un proceso más ecológico. 

Calentadores de inmersión: Una opción más ecológica

El proceso convencional de fundición de mineral requiere un alto consumo de energía con dificultad en el control del proceso, especialmente el control de la temperatura. Los calentadores de inmersión ofrecen las mismas especificaciones de proceso en términos de temperatura y son más precisos en términos de control de la temperatura por lo que pueden alcanzar rápidamente la temperatura objetivo sin consumir mucha energía, gracias a su diseño eficiente y compacto. 

Otra opción de calentamiento es utilizar la energía de las microondas. Los compuestos más oscuros se calientan a una temperatura de 1000 ˚C. Los compuestos de color más claro se calientan lentamente, alcanzando así temperaturas mucho más altas que los compuestos de color más oscuro. 

Diseño del sistema

Los calentadores de brida se utilizan en recipientes cerrados para evitar la exposición de los gases volátiles a la atmósfera. Los calentadores de inmersión de brida, están diseñados para calentar los líquidos y gases de los tanques y recipientes a presión, por lo que son ideales para calentar los lodos que contienen el mineral. 

Electric Water HeaterTambién hace que sean fáciles de mantener debido a la posibilidad de un cambio rápido en caso de que el calentador necesite un reemplazo. Es importante mencionar que en presencia de sulfuro de hidrógeno y gases cianurados, se debe tener cuidado al diseñar el elemento. Por lo general, se recomienda utilizar un elemento a prueba de explosiones que funcione a temperaturas inferiores al punto de inflamación de aquellos gases inflamables que sean producto o subproducto de los procesos así como se recomienda ajustar el termostato con un factor de seguridad para limitar la temperatura muy por debajo de la temperatura del punto de ignición. 

Conclusión:

Los procesos modernos de minería y extracción fomentan el uso de calentadores eléctricos de inmersión debido a su mayor eficiencia energética en comparación con los procesos convencionales que utilizan hornos y calderas de gas, petróleo o carbón para calentar los lodos. Debido a su tamaño compacto, su alta densidad energética y su facilidad de mantenimiento es beneficioso a la hora de disminuir la huella global de las operaciones mineras, pero también es un avance a medida que el mundo migra hacia una economía neutra y de reducción de carbono. 

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