Noticias 2008

Múnich 9 de enero de 2008

Aire comprimido bajo un sol ardiente

Aplicación novedosa de la alta presión en la explotaciones de níquel.

Los compresores de alta presión comprimen aire de 90 a 500 bar. En el sector minero de Nueva Caledonia se está utilizando aire comprimido a alta presión en autoclaves de ácido. La planta especial con estructura de contenedor diseñada para el tratamiento del níquel, opera eficazmente bajo las condiciones climáticas más extremas.

En la isla oceánica de Nueva Caledonia, uno de los mayores yacimientos lateríticos de níquel de todo el mundo, se ha construido un inmenso complejo industrial para la extracción del metal, que cuenta con instalaciones completas de producción, suministro eléctrico, puertos, carreteras y ha creado 800 puestos de trabajo. Más de 50 millones de toneladas de roca se almacenan allí, fruto de años de explotación a cielo abierto.

La compañía responsable de este proyecto en la región de Goro es la empresa brasileña Companhia Vale do Rio Doce, empresa con gran influencia en el campo de la extracción de níquel a nivel mundial. La estimación media anual es de unas 60.000 toneladas de níquel extraído, y de hasta 5000 toneladas de cobalto como material secundario.  La adquisición de las minas, la construcción de las instalaciones, la consecución de los requisitos de protección del medio ambiente, etc, han significado una significativa inversión económica.

La mena de níquel extraída de estas minas lateríticas pasa por un proceso metalúrgico en un autoclave con ácido, agua y aire comprimido. Desde el autoclave se forma una solución de sulfato de níquel, en la que el sulfuro de níquel precipita y se disuelve bajo presión en ácido sulfúrico. De esta manera, y tras varios procesos posteriores, se obtiene el níquel puro.

Métodos modernos

Este procedimiento, lixiviación del ácido a alta presión, no está todavía popularizado en el sector, pero es especialmente interesante en cuanto a ahorro energético, en comparación con el tradicional procedimiento con horno rotatorio. El material básico mezclado con agua (la mena de níquel concentrada= la mezcla) pasa, por medio de bombas de diafragma, al autoclave de ácido con una temperatura que puede estar entre 200 - 250 °C, y es presurizado con ácido sulfúrico y aire comprimido entre 60 - 80 bar. Un agitador neumático se encarga de mezclar la mezcla vigorosamente. El autoclave tiene un diámetro de unos 5 m y una longitud de 30 m.

El aire inyectado, comprimido a 60-80 bar, sirve en primer lugar como soporte del proceso en el autoclave. Además, debe mantenerse la presión interna a un nivel constante en caso de una caida de potencia, para evitar un desgaste prematuro de las juntas. Por otro lado, el aire comprimido tiene que estar disponible para el autoclave cuando se desactiva para las operaciones de limpieza.

Elección de la estación de aire comprimido

Para proteger losequipos del polvo y de la intensa radiación solar, los orificios de ventilación de entrada y salida están situados en grandes contenedores protectores. Por otra parte, para minimizar el ruido, los contenedores están también insonorizados y alcanzan un nivel de presión sonora de 73 db(A) a 1 m de distancia, según DIN 45635.

Para el abastecimiento con aire comprimido de tres autoclaves se diseñaron tres estaciones operativas (compresor-contenedor) con funcionamiento independiente. Gracias a un buen control de flujo de aire de refrigeración en el interior del contenedor y a una extraordinaria técnica de compresión, estos compresores de alta presión operan eficazmente bajo las condiciones climáticas más duras.

Para cubrir el suministro total de aire de 300m3/h, aproximadamente, de los tres autoclaves, la compañía optó por tres equipos compresores BAUER de serie del modelo I 25.0-45, con un suministro de 114m3/h cada uno y una presión final ajustable de 90-350 bar. Este modelo es un compresor de cuatro etapas con refrigeración por aire y lubricación por aceite a presión, ideal para operar de forma continua las 24 h del día en aquellos lugares de la tierra donde las temperaturas elevadas y las tormentas de arena son comunes. 

Un concepto sofisticado

Los contenedores protegen los equipos del polvo y la radiación solar extrema

Cada equipo se controla individualmente e incluye un mando de control B-CONTROL de BAUER, totalmente automático, que supervisa todos los datos operativos del compresor y el motor. En el caso de que se surja alguna anomalía, el compresor se desconecta automáticamente y el mensaje de error se muestra en una estación de control superior para su supervisión. 

El aire comprimido tiene que estar disponible para ser usado en diferentes tareas en el autoclave. Para evitar tiempos muertos de varios minutos, es más lógico comprimir el aire a unos 300 bar y almacenarlo en series de botellas de almacenamiento, de 12 x 80 l de volumen de agua cada una. Así se asegura que el compresor no se conecte y desconecte más de 4 ó 5 veces por hora. Cuando se extrae el aire comprimido de la estación de almacenamiento, este pasa entonces a la fase de reducción de presión.

Después de su almacenamiento, el aire comprimido a 300 bar tiene que ser reajustado para conseguir la sobrepresión requerida para el autoclave, en una estación de reducción de presión. Los principales procesos necesitan una presión de entre 60 y 80 bar. Para evitar que el paso de sobrepesión de 300 a 60 bar conlleve la formación de hielo en el regulador, el aire tiene que secarse después de la última etapa en el compresor. La manera de hacerlo es a través de un secador frigorífico de alta presión con una presión máxima de trabajo de más de 300 bar y el ajustando el punto de rocío del aire a unos 3ºC. Adicionalmente, un filtro coalescente se encargará de eliminar los aerosoles generados durante la compresión.

Autor:
Ludwig Kühlwein
Ingeniero de Proyectos, Ingeniería Industrial