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

El agua está presente en todas partes en una planta de procesamiento de minerales. Transporta sólidos, es el medio en el que tienen lugar las reacciones químicas y sale de la planta en forma de productos, residuos y efluentes. Para gestionarla, una planta necesita, en primer lugar, un balance de agua en el que pueda confiar. La reconciliación de datos convierte las mediciones brutas en un conjunto coherente de caudales, y la simulación permite luego probar nuevos escenarios a partir de ahí. Este artículo, presentado por Etienne Braak en SIM 2026 (Congreso francés de la Sociedad de Industrias Minerales, Châlons-en-Champagne), muestra cómo se aplica esto en casos reales de plantas.

Puntos clave

• La gestión del agua requiere un balance de agua fiable.
• El balance observado refleja el funcionamiento actual de la planta. La reconciliación de datos garantiza la coherencia de las cifras de la planta.
• El balance predictivo se obtiene mediante simulación. Permite probar nuevas configuraciones, como aumentar el reciclaje, antes de hacer ningún cambio en las instalaciones.
• Juntos, estos dos balances relacionan los datos brutos de la planta con las decisiones operativas y estratégicas.

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

El sector minero y metalúrgico depende en gran medida del agua para sus operaciones. Los procesos no pueden funcionar sin agua. El agua transporta el mineral de una etapa a la siguiente y es el medio en el que tienen lugar la flotación, la lixiviación y las reacciones de los reactivos.

Las plantas también necesitan cada vez más agua. A medida que baja la ley del mineral, las plantas procesan más toneladas de mineral para producir la misma cantidad de metal. Más toneladas significan más agua.

Como no siempre hay agua dulce en cantidades suficientes, las plantas reciclan el agua que usan en sus procesos. Este reciclaje tiene una consecuencia: provoca la acumulación de sustancias disueltas y reactivos residuales, lo que puede afectar al rendimiento de los procesos.

Además de eso, hay tres tipos de limitaciones que afectan a la planta:

Marcos de balance de agua

El balance agua no se solicita de la misma forma en todas partes. El equipo de una planta lo usa para gestionar el circuito, una empresa lo utiliza para comparar sus centros de producción y los inversores lo consultan en los informes de sostenibilidad. Cada una de estas partes interesadas trabaja con su propio marco de referencia, y cada uno de ellos tiene su propio alcance, nivel de detalle y frecuencia. Todos estos modelos tienen algo en común: se basan en un balance de agua. The table shows the main ones, level by level.

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

2. Modelización del agua en un programa de simulación de procesos como USIM PAC

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 relacionan la calidad del agua con el rendimiento del proceso

Este último punto responde a la pregunta que más se hacen las plantas: ¿qué pasa con la recuperación si reciclamos más agua? Este punto se explicará a través de dos estudios de simulación: el primero, con un circuito largo en el que el agua de proceso se recircula desde el estanque de residuos; y el segundo, con un circuito corto, en el que el agua vuelve directamente tras la separación sólido-líquido.

Balance de materia y simulación de procesos: qué aportan estas herramientas a la gestión del agua informo

El balance de materia muestra el estado de la planta en un momento dado. Ese es el balance observado. La simulación de procesos va un paso más allá y prueba nuevas configuraciones. Ese es el balance predictivo.

Estas dos herramientas relacionan los datos brutos de las plantas con los objetivos de mayor nivel relacionados con la gestión del agua. Cuando se usan juntas, permiten de:

• Recopilar datos sobre las plantas y haz que sean útiles para la toma de decisiones
• 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

El artículo presenta casos prácticos de plantas reales y las conclusiones que hemos sacado de ellos. Además, analiza cómo combinar la simulación con la evaluación del ciclo de vida (ACV), como parte del proyecto Hydroshift.

Autores

• Etienne Braak, doctor. – CASPEO
• Stéphane Brochot, PhD. – CASPEO
• Marie-Véronique Durance – CASPEO

Etienne Braak ha presentado los métodos y herramientas de CASPEO para la gestión del agua en el SIM 2026. El congreso SIM 2026, el congreso anual de la Société de l’Industrie Minérale ( la sociedad francesa de la industria minera), se centró en el agua: «El agua: recurso esencial y cuestiones estratégicas». Se celebró del 6 al 9 de octubre de 2026 en Le Capitole, Châlons-en-Champagne. La ponencia se titula: «Balance y simulación: herramientas para la gestión integrada del agua en la industria minera».