PLANTA DE TRATAMIENTO DE ARENA SILICEA Por: Juan Luis Bouso Aragonés Director General ERAL, Equipos y Procesos, S.A. Fig. 1.- La ciudad inca de Machu Picchu, con la atalaya, al fondo, de Huayna Picchu. Fig. 0.- D. Juan Luis Bouso Aragonés, Director General de “ERAL”, Equipos y Procesos, S.A. ÍNDICE 01. INTRODUCCIÓN 02. SEMBLANZA DE PERÚ 03. VIAJE A LA PLANTA, LIMA-PACHACAYO Fig. 2.- La Plaza de Armas de Lima, con la catedral y el palacio arzobispal. 04. SITUACIÓN GEOGRÁFICA 05. YACIMIENTO 06. PLANTA DE TRATAMIENTO Fig. 3.- Laureano Fueyo, Director de la revista Rocas y Minerales, frente al Huayco que había destrozado diez kilómetros de carretera. 01. INTRODUCCIÓN Resulta imposible tomar conclusiones, juzgar u opinar acerca de cualquier materia relacionada con Perú sin conocer, aunque sea superficialmente, este hermoso país tan cercano a nosotros y aI mismo tiempo tan distante. Este gran país, tan rico en tradiciones y en historia, posee un enigmático encanto que, sin percibirlo, se apodera de nosotros tan pronto abrimos nuestra mente e intentamos comprender lo que se nos ofrece. Por el contrario, puede resultar totalmente hermético a nuestros sentidos si, cerrados en nuestro modo de vivir, somos incapaces de asimilar otros modos de existencia. Los valores humanos de este gran pueblo peruano están ahí, tal y como eran hace muchos años, antes de que la revolución industrial irrumpiese atropelladamente. Nuestra idea era realizar un simple reportaje técnico de una planta más de tratamiento de minerales, pero según imaginábamos lo que queríamos comunicar al lector, nos dábamos cuenta de que era imposible valorar el esfuerzo y las ilusiones empleadas en este proyecto si no se conocía un poco del país, de su Fig. 5.- Nuestro jeep comenzando a cruzar el río Rimac. Obsérvese la pala cargadora empujando a los camiones atascados en el río. situación geográfica; simplemente, del pueblo peruano. Decidimos, así, contar también las incidencias surgidas durante el viaje a la planta objeto de este reportaje desde Lima; explicar qué es el Soreche, qué es un Huayco.... Deberíamos intentar hacer notar el enorme esfuerzo de este pueblo que lucha diariamente contra las fuerzas de la naturaleza. 02. SEMEJANZA DE PERÚ Fig. 4.- En esta ilustración pueden apreciarse las laderas altamente erosionadas de algunas zonas de la cordillera andina. Mientras las civilizaciones mexicanas, Azteca y Maya, dominaban prácticamente el territorio que hoy conocemos como América Central, la civilización peruana, Inca, dominaba la mitad occidental de América del Sur, a excepción de la zona más austral del continente, por debajo del paralelo 35° (río Maule), hoy zona sur de Chile, donde residían los Araucanos, formando el imperio del Tahuantinsuyo que traducido del Quechua significa "Las Cuatro Partes del Mundo". A diferencia de las culturas Azteca y Maya, la cultura incaica se basaba, además del debido respecto a sus dioses, en un gran respeto a su Fig. 7.- A pesar de la nevada conseguimos llegar a la cumbre de la cordillera, camino de Pachacayo. Fig. 6.- Tras no pocos temores y sustos, nuestro vehículo consigue pasar el violento propio pueblo; una especie de socialismo avanzado. No eran fanáticos de su religión y así no practicaban sacrificios humanos, a excepción de las tribus indígenas que habitaban en las zonas de selva. Podría decirse que eran monoteístas, pues su principal dios era El Sol, del cual el Inca era hijo (los hijos del sol). Los reyes incas se casaban únicamente con sus hermanas, que pasaban así de su condición de Ñusta (princesa) a Coya (reina). Atahualpa, el último rey inca, hijo bastardo, rompió las reglas vigentes de sucesión arrebatando el reinado a su hermano Huascar, que era el hijo legítimo de la Coya de Huayna Capac, su padre. Esto provocó un bipartidismo en el imperio que Pizarro supo aprovechar hábilmente, durante la conquista. Como consecuencia de esta gran civilización que logró unificar casi medio continente dominando a otras culturas más antiguas como las de Chavin, Chimu y Tiahuanaco, la herencia cultural ha sido enorme, y así nos encontramos en un país con un pueblo maravilloso, enormemente humano y cariñoso, con una filosofía elemental de la vida que a veces nos debiera servir de ejemplo; el inca tiene miedo de los vivos, no de los muertos. Aún hoy, el peruano sigue fiel al sencillo código moral inca: ama sua, ama Ilulla, ama k ella; no robes, no mientas, no seas ocioso. No cabe duda que para nuestra mentalidad, para nuestro ritmo de vida, supone un gran choque el ritmo peruano; ese "ahorita mismo" que para nosotros significa "espera sentado", esa tranquilidad, esa sensación de falta de orden o disciplina. Cuando uno trata de introducirse en ese ritmo empieza a comprender el porqué y el cómo. ¿Seremos nosotros los locos con nuestra vertiginosa y alocada forma de vida? Fig. 8.- Lugar de las cumbres andinas conocido como el punto de encuentro de los O.V.N.I.S. ¿Realidad o ficción? Fig. 9.- Laureano Fueyo (Rocas y Minerales), Honorato Zúñiga (CAMINTER, representante de ERAL y ROCAS y MINERALES en Perú) y Juan Luis Bouso (ERAL) a la puerta del hotel Huaychulo. ¿Cómo es posible que a pesar de las calamidades, la falta de medios y la falta de tantas otras cosas de primera necesidad, el peruano sea sobre todo "feliz", ¿como esa resignación al destino? Este es el hechizo, el embrujo de este pueblo encantador que vuelca su sentir y lo expresa en su rico folklore, en esas Peñas donde se mezcla el sentir de las dos razas, la inca y la española, con esas gotas de sabor negroide. Extraña pero preciosa unión de la que podemos sentirnos muy orgullosos. Turísticamente, Perú está lleno de lugares de gran interés: Madre de Dios, la selva, con el río que da nombre a la provincia, cargado de oro. Iquitos en el norte con el Amazonas y su jungla, antaño primera productora de caucho. La enigmática Cuzco, ciudad real de los incas, y las ruinas de MachuPichu (fig. 1) que nadie debe dejar de ver . Las pampas de Nazca con sus extrañas Iíneas y, como no, Lima-Perú (fig. 2) la ciudad jardín con su inigualable Plaza de Armas, la más bella muestra de arquitectura colonial en Iberoamérica, y sus bellas limeñas, tan espléndidamente cantadas por aquella singular mujer que nos dejó, Chabuca Granda. Fig. 10.- La planta de tratamiento de MINERA SILEX, a las orillas del río Mantaro. Perú queda dividido geográficamente en tres regiones bien diferenciadas: La Costa, La Sierra, y la Selva. Cada una de ellas posee un clima diferente. Un clima continental en la costa con estaciones diferenciadas de invierno a verano. Un clima andino en la sierra con temperaturas extremas; altas durante el día y bajas durante la noche, y un clima semitropical en la selva durante todo el año. Las diferencias en el clima y el paisaje no las fija la latitud, sino la altitud. Si en Chile resulta paradójico viajar de Norte a Sur pasando del desierto seco y árido a la fría zona Austral, en Perú sucede algo similar pero viajando en sentido Oeste-Este, y esto debe tenerse muy en cuenta, pues además, a los cambios de temperatura y clima se suma el efecto de la altura. La región de la sierra está situada a alturas que oscilan entre 3.000 y 5.500 metros sobre el nivel del mar. Es precisamente esta difícil orografía y este cambio de climas lo que aún hoy mantiene aisladas a las diferentes regiones, dificultando el progreso. El indio quechua que podemos encontrar en la sierra o el altiplano difiere muy poco del que encontraron los españoles durante la conquista. El territorio peruano tiene una superficie de 1.285.216 Km 2 , es decir, casi tres veces el suelo español (504.782 Km 2 ), pero la población es prácticamente la mitad de la española; tan sólo 18.280.000 habitantes. La densidad de población es únicamente de 13 habitantes por Km2 frente a 74 en España. Cualquiera de nosotros que visite Perú y vea sus condiciones de vida, en muchas ocasiones infrahumanas, podría pensar que la tasa de mortalidad debiera ser alta, sin embargo curiosamente es, incluso, inferior que la española, 7,8% en Perú frente a 8,1% en España. Por el contrario. el índice de natalidad, es, al igual que el del resto de los países iberoamericanos, muy superior al europeo; 27,5% en Perú frente a 16,1% en España. 03. VIAJE A LA PLANTA, LIMA-PACHACAYO Habíamos tenido noticias del mal estado de las carreteras debido a las lluvias torrenciales que caían en la cordillera. Conseguimos un vehículo todoterreno robusto y preparado para el duro viaje, subiendo por la cordillera hasta los 4.843 metros de altura sobre el nivel del mar (desde Lima a 150 metros sobre el nivel del mar en tan sólo 150 km.). El Jeep provisto de doble tracción y reductora fue preparado para la altura, adelantando el encendido y corrigiendo la carburación para conseguir una mezcla más rica. A pesar de que imaginábamos el estado de las carreteras, nunca pudimos pensar la cruda realidad que íbamos a encontrar . A tan sólo 80 Km. de Lima, ya sobre la cordillera, un Huayco del río Rimac había arrastrado unos 10 Km. de carretera y lo que era peor, un puente sobre el río de la citada carretera central (fig.3). Huayco es una palabra Quechua que identifica a las avalanchas de agua y piedra que se crean en la cordillera en la época, de lluvias, debido a la falta de consistencia de las laderas por la gran erosión sufrida durante siglos (fig.4). Con grandes dificultades y no sin un gran exceso de confianza o temeridad logramos cruzar el río (fig. 5). El nivel de las aguas era del orden de un metro, por lo que en el centro del vado el agua pasaba por encima del motor, entrando en el interior (fig. 6). Finalmente y gracias a Dios yo Pachacamac logramos pasar el Huayco. Una parada en la mitad de la subida (San Mateo) a 3.000 m./s.n.m., para tomar una infusión de coca y prepararse para la ascensión final hasta Abra Anticona, a 4.843 m./s.n.m. (fig. 7), punto por donde pasa el ferrocarril más alto del mundo y donde al parecer, según indica un cartel, se contacta con los "ovnis" (fig. 8). Quien haya subido a estas alturas sabrá muy bien la extraña sensación que se siente cuando el cansancio hace presa del cuerpo, cuando un simple paseo se transforma en una penosa ascensión. La baja presión del aire hace que se cree un defecto de oxigenación en la sangre. El corazón intenta corregir este fallo bombeando más sangre y surge el cansancio, el pesado dolor de cabeza; y el sueño se apodera de uno; es el Soroche. Fig. 12.- Vista parcial del Yacimiento de MINERA SILEX, donde el ingeniero de la firma, D. José Lasarte, explica a los visitantes las características del mismo. Fig. 11.- Plano de situación de la planta de MINERA SILEX, cercana a las míticas tierras de Jauja. Este conjunto de problemas que crea la altura es conocido en Perú como Soroche, palabra Quechua que no puede traducirse al castellano. Existe otro efecto de la altura todavía más pesado; cuando después de ascender se baja rápidamente y se vuelve a subir a mayor altura. A este mal lo llamaban los incas en su lengua Chucaque, que en una especie de traducción literal quiere decir "el cuerpo te hace ponches"; es decir, como si te introdujeran en una coctelera. Este mal de la altura solo puede combatirse con coca o bien con pastillas de coramina o, como no, siendo Andino. El hombre andino tiene una capacidad pulmonar casi el 30% mayor que la normal. El volumen de sangre es de casi 2 litros más y, en vez de 5 millones de glóbulos rojos, tiene aproximadamente 8, además de latirles el corazón mucho más lentamente. Todos los que hicimos este viaje conocimos bien el terrible Soroche. Después de muchas horas de viaje llegamos a un hotel precioso entre Jauja y Huancayo, Centro Vacacional Huaychulo, reducto de paz y tranquilidad situado en el valle de río Mantaro, a 3.500 m. de altura (fig. 9). A la mañana siguiente y después de un "suculento desayuno", vivimos un momento, delicioso cuando, al querer pagar con una tarjeta de crédito, el conserje-recepcionistabotones-cajero nos felicitó efusivamente por nuestras preciosas "tarjetas de visita". Era una anécdota más. Por la mañana realizamos la visita a la planta de tratamiento (fig. 10) y a la mina, y rápida- mente a regresar para poder cruzar el río de nuevo antes de las 14 horas. A partir de esta hora (en la cordillera llueve por la tarde) el nivel del río vuelve a subir y se hace totalmente imposible cruzar . Esta vez fue todavía más difícil, pues la policía había prohibido el paso, por lo que tuvimos que recurrir a la inteligencia incaica y mientras uno de nosotros, el ingeniero de Minera Silex, distraía al policía, nosotros arrancamos de improviso y cruzamos el río mientras la gente aplaudía, no nuestra temeridad, sino nuestra habilidad para burlar la vigilancia -no en vano llevamos la misma sangre y nos gusta lo prohibido-. Es imposible describir la situación y el ambiente con la gente cargada de maletas y enseres esperando una posibilidad de encontrar un transporte bien para bajar a Lima, o subir a Huancayo o Ayacucho; quizás las fotos puedan dar una ligera idea. Viajes como el que acabamos de describir son paseos de placer para el peruano, que está acostumbrado a realizarlos con frecuencia. Durante el proyecto y montaje de la planta objeto de este reportaje, los Huaycos han sido frecuentes, habiendo estado incomunicada la zona durante largos periodos de tiempo. 04. SITUACION GEOGRÁFICA La planta de tratamiento y el yacimiento de Minera Silex están situados sobre el valle central, entre La Oroya, principal centro metalúrgico de Perú, y la ciudad de Jauja sobre las orillas del río Mantaro, a una altitud de 3.500 m./s.n.m. (fig. 11 ). La distancia a Lima, prácticamente único centro de consumo, es de unos 250 Km. El ferrocarril Lima-Ayacucho pasa por las mismas instalaciones habiendo una estación, Pachacayo, con posibilidades de carga, por lo cual este es el principal medio de transporte del mineral procesado. Fig. 13.- Detalle de los fuertes taludes del yacimiento de MINERA SILEX. Fig. 15.- La tolva de recepción y el transportador de alimentación. Fig. 17.- Hidroclasificador TAK 161 a corriente ascendente, equipado de control automático. 05. YACIMIENTO Un análisis químico promedio del bruto podría ser: Si02 (93-96%), AI203 (3,5-1,5%), Fe203 (0,5-1,6%). La gran dificultad de explotación de este yacimiento existe en el gran talud de las afloraciones que obliga a explotar en bancos (fig. 13). Las cuarcitas encajadas entre calizas son sumamente compactas, por lo que debe emplearse voladura y excavadoras en combinación. La explotación convencional con palas sobre neumáticos como se realiza en España es totalmente imposible. El yacimiento de arena silícea corresponde a unas cuarcitas muy descompuestas, por lo que la granulometría de las arenas es muy fina y el rechazo grueso es insignificante (fig. 12). La calidad del bruto se ve disminuida por la gran contaminación, debida principalmente a la existencia de limonitas que llevan el contenido de hierro a límites superiores a las exigencias del mercado del vidrio. Fig. 18.- Espirales Reichert tipo Mark VI, eliminando los minerales pesados contaminantes. Se hace preciso realizar un minado selectivo retirando las Zonas más contaminadas Con limonitas que, por su alto contenido de hierro impiden, a pesar del estudiado proceso de tratamiento, alcanzar los valores mínimos de contenido de hierro exigidos por el mercado. La carga del mineral bruto se realiza mediante palas sobre ruedas y el transporte hasta la planta de tratamiento, junto a la otra margen del río Mantaro, se realiza con camiones convencionales. El ritmo de explotación, debido a la relativa baja capacidad de tratamiento de la planta, no es acuciante, por lo que se extrae mineral durante un par de días a la semana. 06. PLANTA DE TRATAMIENTO Fig. 16.- Conjunto general de la planta. Obsérvese la disposición de las bombas verticales en el nivel inferior. La planta tiene capacidad para tratar 25 Tm/h. de material bruto. El proceso seguido queda reflejado en el diagrama de la figura que se adjunta (fig. 14). El proceso de tratamiento del mineral bruto consiste en un deslamado repetitivo a 0,1 mm. mediante hidrociclones, a fin de eliminar las partículas finas indeseables, junto con una fase de clasificación hidráulica a 0,6 mm. De este modo se consigue un producto final con granulometría 0,1-0,6 mm. requerida para su empleo tanto en la fabricación de vidrio como en las fundiciones. La fracción gruesa 0,6-5,0 mm. es empleada para filtros, chorreo de arena y construcción. Debido a la contaminación de hierro del mineral bruto esta planta incorpora en su proceso una fase de eliminación de minerales pesados (hierro y titanio) , mediante equipos de concentración gravimétrica, espirales Reichert. Alimentación EI material transportado desde el yacimiento mediante camiones volquetes es descargado en una tolva de recepción de forma troncopiramidal, en cuyo vértice inferior hay instalado un alimentadorextractor de banda (fig. 15). El alimentador está provisto de un accionamiento mediante variador de velocidad que permite modificar el tonelaje de alimentación a la planta, de acuerdo a las características cambiantes del mineral bruto. El producto extraído de la tolva de recepción por el alimentador es descargado en una cinta transportadora que eleva e introduce el mineral bruto en el cilindro lavador, donde se producirá la puesta en pulpa. Fig. 19.- Escurrido del producto final, 0,1/0,6 mm. de arena para la fabricación de vidrio blanco. Homogeneización El material bruto introducido en el cilindro con la ayuda de una aportación de agua, parte fresca y parte recirculada desde etapas posteriores, es sometido a un proceso de atricción en el interior del mismo, con lo que se consigue una puesta en suspensión de las partículas finas indeseables (arcillas, etc.) al mismo tiempo que se homogeneiza la suspensión disolviendo los aglomerados. La suspensión es descargada por el extremo opuesto al de alimentación, donde el cilindro lavador lleva acoplado un trómel clasificador, con malla de 5 mm., que elimina las partículas y elementos extraños superiores a dicho tamaño, a fin de proporcionar una mayor seguridad de operación en las etapas siguientes de lavado y clasificación (fig. 16). Lavado o deslamado primario La fracción menor de 5 mm. del mineral bruto descargada por el cilindro, es recogida mediante una canaleta e introducida en un grupo de bombeo que eleva la suspensión hasta un hidrociclón, el cual efectúa un primer deslamado a 100 micras (malla 140); punto de corte el cual puede ser variado según necesidades de mercado; eliminando por su rebose superior las partículas finas indeseables y evacuando, al mismo tiempo, por su vértice inferior un producto lavado listo para ser clasificado por vía hidráulica. Clasificación El producto descargado por el hidrociclón es introducido en un hidroclasificador a corriente ascendente, el cual efectúa la clasificación al punto de corte deseado, 600 micras (malla 30), posible de variar mediante ajuste de un equipo de control automático (fig. 17). El hidroclasificador está provisto de una alimentación de agua fresca por su fondo inferior, la cual provoca unas corrientes en el interior del aparato con trayectoria ascendente, arrastrando así a las partículas más finas inferiores al tamaño de corte fijado. Las partículas gruesas continúan descendiendo hasta el fondo del hidroclasificador, siendo evacuadas al exterior a través de un conducto de descarga en forma de suspensión concentrada. Escurrido de gruesos Dicha fracción gruesa es introducida en un escurridor vibrante de alta frecuencia que efectúa el agotador final antes de su puesta en almacenamiento mediante una cinta transportadora, consiguiéndose, de este modo, un mayor aprovechamiento del agua y un mejor acabado del producto final, fracción gruesa 0,6/5 mm. Deslamado o lavado secundario La fracción fina evacuada por el rebose del hidroclasificador en forma de pulpa diluida es recogida por un segundo grupo de bombeo que eleva la pulpa y alimenta a un segundo hidrociclón el cual efectúa un trabajo combinado de deslamado y espesado de la fracción sólida, descargándola por su vértice. Enriquecimiento y eliminación de hierro La descarga del hidrociclón es introducida en un banco de espirales concentradoras. Dichas espirales efectúan una concentración gravimétrica de los minerales pesados (hierro, titanio, etc.) eliminando estas partículas perjudiciales de la fracción fina. La eliminación de estas partículas es controlada mediante insertos orientables situados a lo largo del canal helicoidad de cada una de las espirales, y con la ayuda de un cierto volumen de agua fresca inyectada también a lo largo del canal helicoidal (agua de lavado), (Fig. 18). Fig. 20.- Acopio y carga del producto final. Deslamado o lavado terciario La fracción fina enriquecida, obtenida en el fondo del banco de espirales, es recogida por un tercer grupo de bombeo que eleva la suspensión, alimentando a un tercer hidrociclón que efectúa el deslamado final a 100 micras al mismo tiempo que espesa la citada fracción antes de su introducción a una etapa de escurrido. El agua, junto con las partículas finas (lamas), obtenida en el rebose de este tercer hidrociclón, es recirculada a la cabeza de la instalación; cilindro lavador y primer grupo de bombeo, a fin de aprovechar y disminuir el consumo de agua total en la instalación. Escurrido de finos La fracción fina, tenida en la descarga del hidrociclón terciario, es introducida en un escurridor vibrante de alta capacidad, el cual efectúa el deshumectado antes del almacenamiento del producto final, 0,11 0,6 mm. (fig. 19). A fin de reducir el contenido de humedad del producto final se ha dotado a la cinta de almacenamiento de un mecanismo de translación para obtener un acopio de gran volumen que permita el escurrido natural de las arenas antes de su carga y transporte hacia el punto de consumo (fig. 20). Aportación de agua Toda el agua consumida en la instalación es aportada por una bomba centrífuga con su correspondiente red de distribución a los distintos puntos de consumo, estando dicha bomba instalada en un depósito general de gran capacidad que garantiza la operación, sin discontinuidad, de la planta durante un día de trabajo. Equipo eléctrico La energía eléctrica que se suministra a la planta está producida por un grupo electrógeno de alto rendimiento, alimentado por gas-oil ligero. Este grupo electrógeno, equipado con turbo-compresor, ha sido sumamente sobredimensionado para poder trabajar a la altitud de 3.500 m./s.n.m. El mando de todos los motores está integrado en un armario de control con pupitre y cuadro sinóptico, a fin de simplificar la operación y control de todos los equipos (fig. 21 ). Fig. 21.- Armario eléctrico de control y maniobra. Producto final Fig. 22.- Acopio de mineral bruto. Análisis químico Producto 1ª calidad Producto 2ª calidad Si 02 AI2 03 Fe2 03 Ti 02 99,5 % 0,10 % 0,022 % 0,02 % 99,3 % 0,11 % 0,035 % 0,07 % Granulometría Producto 1ª calidad Producto 2ª calidad + 1,19 mm. + 0,59 mm. + 0,42 mm. - 0,105mm. 0,00 % 0,40 % 24,00 % 5,00 % 0,08 % 0 ,60 % 26,00 % 6,00 % El circuito ha sido estudiado para poder producir dos productos; uno de segunda calidad, lavado y clasificado, pero sin pasar por el tratamiento en espirales, y otro de primera calidad con el tratamiento integral. Los análisis químicos y granulométricos dan una idea final de los procesos de eliminación de hierro, clasificación y lavado (fig. 22 y 23). Generalmente, el producto de segunda calidad se emplea para fabricación de vidrio de color, mientras que el principal se emplea para vidrio blanco así como para la fabricación de silicato sódico. Esta planta que aquí hemos descrito ha sido suministrada íntegramente desde España por la firma ERAL, Equipos y procesos, S.A. El suministro no sólo ha alcanzado a los equipos, sino también a los edificios, tuberías y cuadros eléctricos. La ingeniería, tanto básica como de detalle, ha sido realizada totalmente en España con la colaboración de las firmas a las que ERAL representa en España, Amberger Kaolinwerke GmbH y Mineral Deposits Limited. Hay que hacer resaltar la gran influencia que en la consecución de este pedido ha tenido el disponer de créditos a la exportación con bajo interés que, sin duda, constituye un gran aliciente para los industriales iberoamericanos. AGRADECIMIENTO Queremos aprovechar la oportunidad para agradecer al personal y directorio de Minera Silex la gentileza y amabilidad prestadas para facilitar la realización de este reportaje, así como las atenciones de D. Honorato Zúñiga, representante de ERAL en Perú. Igualmente, hacemos extensivo nuestro agradecimiento a todo el pueblo peruano que tanto se esfuerza a pesar de las difíciles situaciones por las que atraviesa, por colocar a su país en el puesto que, sin duda, merece.