Balance de materia y simulación de procesos para la gestión del agua en el procesamiento de minerales

El agua está presente en todas partes de una planta de procesamiento. Transporta sólidos, alberga reacciones químicas y abandona el sitio en productos, relaves y efluentes. Gestionarla bien requiere una cosa primero: cifras en las que se pueda confiar. USIM PAC construye un balance de materia del agua de la planta consistente a partir de datos medidos, y luego lo utiliza para simular escenarios de uso y reciclaje del agua. Un artículo presentado en el Congreso SIM 2026 de la Sociedad Francesa de la Industria Minera, en Châlons-en-Champagne (Francia).

Por qué la gestión del agua es importante en el procesamiento de minerales

Los procesos no pueden funcionar sin agua. El agua transporta el mineral de una etapa a la siguiente y es el medio donde tienen lugar la flotación, la lixiviación y las reacciones de reactivos.

La demanda de agua sigue una cadena sencilla. A medida que bajan las leyes del mineral, las plantas tratan más toneladas de mineral para producir el mismo metal. Más toneladas significa más agua. Para limitar la captación de agua dulce, las plantas reciclan su agua de proceso. El reciclaje tiene un efecto en el rendimiento del proceso. Se acumulan especies disueltas y reactivos residuales, y los resultados de la flotación pueden cambiar.

Tres tipos de limitaciones pesan sobre la planta:

Marcos de balance de agua

Se requiere un balance de agua a varios niveles, cada uno con su propio marco de trabajo. El alcance, el nivel de detalle y la frecuencia difieren de un nivel a otro. Todos estos marcos comparten una cosa: se basan en un balance de materia.

Del balance de materia al balance hídrico

La contabilidad del agua es el seguimiento sistemático de toda el agua que entra, circula y sale de un sitio. Abarca cantidad y calidad. Es la base para la presentación de informes, la optimización y el diálogo con las partes interesadas.

A mass balance is what makes water accounting reliable. It is used for reporting, but above all for running the plant, since it gives a consistent view of all flows. At each node of the flowsheet, inputs equal outputs plus any change in stock. This is true for solids, for each mineral, for each element, and for water.

Los datos brutos de la planta nunca cuadran el balance. La conciliación de datos corrige cada medición dentro de su incertidumbre, y las mediciones menos fiables son las que más se corrigen. También estima los flujos que no se miden. Se obtiene un conjunto consistente de flujos.

A tener en cuenta: el algoritmo de conciliación de CASPEO está disponible en el software BILCO y USIM PAC.

El mismo proceso se aplica al agua. Sin embargo, los balances de agua plantean dificultades que los balances de sólidos rara vez encuentran. El documento explora el porqué con un caso real de planta.

No obstante, para un informe de agua a nivel de sitio, un balance cuantitativo en un diagrama de flujo simplificado es suficiente. Un balance en un diagrama de flujo detallado necesita más suposiciones, aquí es donde la simulación toma el relevo.

Software de simulación de procesos USIM PAC
Diagrama de flujo de gestión del agua proyecto ITERAMS

Modelado del agua en un software de simulación de procesos

Un simulador gestiona el agua en cuatro frentes:

• Los modelos de separación sólido/líquido controlan las cantidades de agua
• Los modelos de tratamiento de agua controlan la calidad del agua
• El circuito rastrea cómo cambia la calidad del agua de una etapa a otra
• Los modelos de proceso vinculan la calidad del agua con el rendimiento del proceso.

El último punto es el más difícil. Responde a la pregunta que más se hacen las plantas: ¿qué sucede con la recuperación si reciclamos más agua? Este punto se presentará a través de dos estudios de simulación: el primero con un circuito largo donde el agua de proceso se trata antes de regresar a la planta, el segundo, un circuito corto, donde el agua regresa directamente después de la separación sólido/líquido.

Balance de materia y simulación de procesos; lo que aportan las herramientas

El balance de materia proporciona el estado observado. La simulación explora nuevas configuraciones.

Utilizados conjuntamente, permiten:

• Recopilar datos de la planta y hacerlos utilizables
• Proporcionar una base sólida para monitorear las operaciones
• Abrir oportunidades de optimización
• Mejorar la gestión de riesgos, para existencias y para cambios planificados en las condiciones de operación

CASPEO en el congreso SIM 2026

Etienne Braak presentará los métodos y herramientas de CASPEO para la contabilidad y simulación del agua en el SIM 2026. El congreso SIM 2026, el congreso-exposición anual de la Société de l’Industrie Minérale, la sociedad francesa de la industria minera, está dedicado al agua: «Agua: recurso esencial y cuestiones estratégicas». Tiene lugar del 6 al 9 de octubre de 2026 en Le Capitole, Châlons-en-Champagne.

El artículo de Etienne se titula «Evaluación y simulación: herramientas para la gestión integrada del agua en la industria minera». La presentación mostrará cómo un balance de materia construye una contabilidad del agua robusta y hace fiables las cifras de consumo publicadas, y cómo también calibra simuladores para probar escenarios de reciclaje y tratamiento de efluentes, en lugar de costosas pruebas de planta. La conferencia presentará desafíos de implementación y resultados de estudios de caso de investigación.