Revista Nueva Minería

La tecnología de manejo de sólidos a granel emerge como un actor fundamental para el manejo eficiente de los productos y materias primas sólidas, mantener la calidad de los productos y aumentar la capacidad de producción.

Por Óscar Angulo Pinzón, Ph.D. gerente general y CEO de Partickle.
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La industria del litio en Sudamérica, vital para la economía regional, se enfrenta a desafíos con la creciente demanda y producción. Aunque Chile y Argentina lideran en reservas y producción, la volatilidad del mercado destaca la necesidad de eficiencia. Actualmente el carbonato de litio se cotiza en 20.000 US$/ton de carbonato, tras alcanzar aproximadamente 84.000 US$/ton en 2022.

El “manejo de materiales sólidos a granel” se refiere al manejo eficiente y controlado de sustancias sólidas durante su transporte y almacenamiento. Se centra en evitar problemas de flujo a los que se enfrentan las plantas productoras, como: atascos, atollos, adhesión a paredes, segregación de partículas. En esencia, es una disciplina clave para garantizar el manejo adecuado en equipos, mediante la determinación del comportamiento de flujo y sus propiedades.

Los productos finales de litio y algunas materias primas son polvos secos, finos, cohesivos, y difíciles de manejar. Un signo común de no entender el comportamiento de flujo es el daño en tolvas y estructuras por el “martilleo” de los operadores para hacer fluir o deslizar los materiales.

Los problemas de flujo son enemigos silenciosos en la producción. Generalmente no se cuantifica el impacto de estos problemas en la capacidad de producción, en el OPEX, y copian y pegan diseños en proyectos nuevos o de expansión arrastrando los mismos problemas de flujo.

Los costos adicionales pueden ser del orden de los 400.000 US$/día, según el caso, y pueden impactar en: costo por el tiempo de no producción en paradas de planta no planeadas, cuadrillas y equipos de emergencia de contratistas, consumo energético adicional de servicios (electricidad, aire o agua), ineficiencia operacional al utilizar el personal para la solución de problemas de flujo, y sobre costos de mantenimiento por el desgaste excesivo de componentes al operar sobre los valores de diseño recuperando tiempos de producción perdidos, entre otros factores.

Esto se puede minimizar o evitar aplicando la “Tecnología de Manejo de Sólidos a Granel”, desarrollada por Andrew Jenike en los años 60’s, y en ocasiones la instalación de ayudas o activadores de flujo adecuados en plantas existentes. Esta tecnología consiste en la determinación de las propiedades de fluidez de los productos en un laboratorio especializado, que proporcionan dimensiones óptimas de los equipos para evitar arcos cohesivos (atollos o atascos) en las aberturas de descarga, garantizar el deslizamiento del material en las paredes de los equipos, entre otros. Estas recomendaciones no se deben generalizar y cambian entre plantas y productos dependiendo de las condiciones de operación, de las propiedades y naturaleza de estos.

Desafíos

Retos comunes en la producción de litio que pueden lograrse con la aplicación de la tecnología del manejo de materiales sólidos a granel y que pueden mejoran la calidad de los productos, son:

• Descarga confiable de silos y tolvas para alimentar procesos de clasificación, micronización, envasado, plantas de materias primas como cal y ceniza de soda, y filtración de partículas ferrosas o metálicas.

• Alimentación y descarga confiable en sistemas de control de peso para el llenado maxisacos y sacos.

• Control de emisión de polvo en puntos de traspaso.

• Consistencia de peso en la toma de muestras representativas.

• Llenado eficiente de maxisacos por la baja permeabilidad del carbonato de litio.

• Evitar contaminación por acumulación de material histórico en silos con flujo tipo embudo que contiene propiedades de campañas antiguas.

• Degradación de partículas en transportes neumáticos.

• Segregación por percolación y elutración en procesos, que afectan la distribución granulométrica y la toma de muestras.

Impacto en la producción

Casos de éxito en una planta productora de litio por el conocimiento especializado de manejo de materiales son:

• Aumento de la producción en un 20% al tener una descarga continua y regulada (con flujo de tipo másico, el material que primero se almacena es el primero en descargarse) para alimentar del proceso de micronización. Se redujo el tiempo de la rampa para lograr operación estable en este equipo y se disminuyó la variabilidad de los parámetros de ajuste en el micronizador.

• Garantía de operación continua de proceso de envasado sin impactar los cambios de turnos.

• Disponibilidad del 100% en una tolva manejando producto húmedo, al evitar atollos y atascos.

• Ahorro en aproximadamente US$1.2 millones por quejas de calidad del producto.

• Ahorro en aproximadamente 4 US$ millones al realizar mejoras en tecnologías de activadores de flujo.

En conclusión, el conocimiento especializado en manejo eficiente de sólidos a granel es clave para mantener la calidad de los productos y aumentar la capacidad de producción, en los desafíos de fluctuaciones del mercado y demanda de producción de litio en la región.