A concentração é um processamento mineral que consiste basicamente na separação entre os minerais de interesse econômico daqueles que não têm um apelo comercial. Para produzir ferro, ouro e lítio, entre outros, é preciso concentrá-los. No processo, é preciso movimentar o minério, misturado a algum tipo de fluído, geralmente água. E para isso usa-se um sistema de bombeamento. Agora, considere que a polpa por ser uma mistura de água e minério exige bombas e tubulações resistentes e diferenciadas. Estamos falando de materiais abrasivos em contato direto com metais e revestimentos. Complicado? Usemos outro parâmetro: quanto custa um sistema de bombeamento.
Dados internacionais indicam que as bombas, tubulações e acessórios representam cerca de 15% de todos os custos de uma planta de concentração. É interessante observar que uma bomba de polpa mal dimensionada pode ter uma eficiência operacional de 10%, o que amplia significativamente o papel do sistema de bombeamento. Pode parecer teórico demais, mas na prática a experiência de três plantas mundiais mostra que a tecnologia adequada realmente faz a diferença. Foi o que aconteceu na Rússia, na Suécia e na Macedônia. E atenção: todos os três envolvem personalização, ou seja, a atenção aos detalhes.
Comecemos pela mina de carvão da KTK, na Sibéria. A pressão ambiental para otimizar o uso da água na planta levou a companhia russa à meta de ter um sistema de bombeamento com revestimentos de alta durabilidade, principalmente para a movimentação da polpa. O escopo incluiu ainda bombas de água e de meio denso. Para essas últimas, por exemplo, o diferencial foi a fabricação dos equipamentos em ligas de cromo de alta tecnologia. A personalização do sistema como um todo – ativado em 2012 – envolveu ainda o dimensionamento usando um software específico.
A combinação de materiais com a simulação de condições operacionais antes da fabricação influiu na maior vida útil das peças do processamento a via úmida. Outro detalhe de engenharia que encurtou o cronograma foi a entrega dos equipamentos pré-montados, para facilitar a instalação. As áreas críticas foram equipadas com bombas montadas numa base corrediça, o que simplifica a manutenção e reduz o tempo de parada. Como? Os equipamentos são movimentados inteligentemente, permitindo o acesso às peças a serem trocadas. Na prática, funciona como um jogo de lego.
Bombeamento otimizado viabilizou aumento de produção de 25% na Suécia
Na Suécia, o ponto de partida foi justamente o final do processo, a barragem de rejeitos. Explicando: o Boliden Group estabeleceu que sua mina de cobre, ouro e prata de Boliden Aitik deveria chegar ter um incremento de produção de 25% em 2016. Para isso, o projeto deveria superar o gargalo da concentração e, principalmente, não deveria comprometer as barragens de rejeito. Mais do que isso, o novo sistema de bombeamento teria que ser ainda mais resistente e com manutenção facilitada. E ativado rapidamente após a aprovação do contrato. A tradução dos requisitos foi um pacote tecnológico personalizado para o salto de produção de 36 milhões de toneladas/ano para o patamar de 45 milhões.
A customização exigiu um projeto baseado em dois componentes: um sistema com bombas de polpa para aplicações severas e uma tubulação de aço, revestida de borracha e especialmente desenhada para enfrentar o poder abrasivo e erosivo da polpa processada em Boliden Aitik. Nota especial para o revestimento de borracha, cuja vida útil é cinco vezes maior do que a dos revestimentos tradicionais em polietileno. O revestimento em borracha também viabilizou uma tubulação que pode operar em ambientes extremos, entre 40 C negativos a 30 C positivos. Com isso, a planta ganhou maior estabilidade.
E como o diabo está nos detalhes, a personalização envolveu ainda a colocação de mangueiras e cotovelos equipados com borrachas de alta resistência, mas com superfície super macia. A combinação permitiu uma resistência a baixo fluxo, o que aumentou a capacidade da barragem de rejeitos. Outro benefício da tecnologia de revestimento das tubulações é o maior tempo de vida útil também do próprio sistema da barragem. Isso aconteceu porque os dutos foram projetados para durarem 20 anos sem precisar ser trocados.
Peixes vivos na barragem de rejeitos na Macedônia mostram círculo virtuoso
No terceiro exemplo, o sistema de bombeamento adequado encerrou um ciclo de problemas na mina de Bucim, na Macedônia. Operada pela companhia russa Soleway, a planta enfrentava vários problemas com suas bombas de hidrocliclone em 2014. Os desafios incluíam o funcionamento a seco, a alimentação inconsistente e a baixa produção. A meta da mineradora era estabilizar o processo de flotação, com a qual poderia aumentar a recuperação de cobre, ou seja, melhorar a concentração. Além disso, era necessário reduzir o consumo de energia e aumentar a vida útil das peças de desgaste das bombas.
O ataque aos problemas aconteceu com a escolha de uma bomba de descarga de moinho cujo design limitou a velocidade de entrada da polpa (minério de cobre + água) permitindo que a operação trabalhasse no ponto de melhor eficiência, o famoso BEP, da sigla em inglês para best efficiency point. Ao mesmo tempo, a metalurgia do equipamento aumentou a resistência ao poder abrasivo, corrosivo e erosivo da polpa. Empacotado com um conversor de frequência variável, o equipamento foi instalado em 2015, permitindo que a mineradora regulasse a velocidade rotacional e o controle do nível do tanque de entrada da polpa, estabilizando o processo e evitando o funcionamento a seco.
A tomada de controle influiu diretamente no desempenho da planta de concentração. A eficientização energética, ganho direto da otimização, foi de 20%. Ao mesmo tempo, a recuperação metálica alcançou 0,5%, ou seja, mais cobre com menos gasto de energia. O aumento de vida útil das peças de desgaste em 10% selou a decisão da empresa em comprar uma segunda bomba de descarga de moinho similar à primeira, em um pacote de equipamento mais serviços. Detalhe importante: a barragem de rejeito da mineradora não só fornece a água de reuso como ainda tem um controle tão preciso que mantém o pH entre 9.5 e 10, com a presença de peixes vivos.