Al suroeste de Birmingham, en las proximidades de la ciudad de Bromsgrove, condado de Worcestershire, se encuentran las instalaciones de Wildmoor Quarry Products Ltd., en la que además de una planta de preparación de mortero se ubica la nueva planta de clasificación, lavado, eliminación de carbón y recuperación de arenas ultrafinas, diseñada y fabricada por Advanced Mineral Processing, S.L. (AMP), para la producción de áridos para la preparación de mortero. Artículo sobre la Planta de Producción de Áridos AMP para la empresa Salop Wildmoor.
Francisco Rojas Benjumea, director de procesos de Advanced Mineral Processing, S.L
Artículo publicado en la Revista Rocas y Minerales +Acceder
Planta de Producción de Áridos AMP para la empresa Salop Wildmoor
La nueva planta viene a sustituir a una antigua instalación, permitiendo triplicar la producción y modernizar el control del proceso y mejorar significativamente la calidad del producto final.
INGENIERÍA DE PROCESO
Para la definición de las etapas del proceso se llevó a cabo un exhaustivo estudio, realizado por el equipo de técnicos del departamento de procesos de AMP, de nueve muestras de material todo-uno procedente de diversos yacimientos, y que serían la alimentación a la planta.
Pruebas de hidrociclonado
Para el caso de las pruebas de hidrociclonado se empleó la Unidad Piloto de Hidrociclonado (UPH) , que permite la simulación del proceso con diferentes tamaños de hidrociclones y diversos parámetros de operación, tales como presión de trabajo y concentración de pulpa, además de las diversas configuraciones del propio hidrociclón.
Los ensayos de hidroclasificación para la eliminación del carbón se realizaron con el el TAK-Piloto de AMP. La evaluación de los resultados obtenidos en las pruebas realizadas permitió definir las etapas del proceso más adecuado para alcanzar los objetivos deseados y llevar a cabo el dimensionamiento de los equipos que constituirían la instalación.
Curvas de distribución granulométrica
En el Gráfico 1 de la Planta de Producción de Áridos AMP para la empresa Salop Wildmoorse se representa, a título de ejemplo, las curvas de distribución granulométrica de diferentes materiales correspondientes al yacimiento “Morville”. Se puede apreciar la heterogeneidad del material procedente de un mismo yacimiento, debiendo la planta de tratamiento tener un diseño lo suficientemente flexible como para procesar estos materiales sin detrimento de la calidad del producto final.
INGENIERÍA DEL PROYECTO
Tras la definición de las etapas de proceso y selección de los equipos implicados, se iniciaron los trabajos específicos para el desarrollo de la ingeniería, tanto básica como de detalle.
Los hitos principales de ambas ingenierías se relacionan a continuación:
Ingeniería Básica
- Elaboración de un diagrama de procesos.
- Balance másico y volumétrico del circuito.
- Planos generales de implantación.
- Esquemas eléctricos y de control.
- Dimensionamiento de equipos principales y auxiliares.
- Planos de huellas y cargas.
Ingeniería de Detalle
- Planos de detalle de la instalación.
- Planos para la fabricación de equipos y estructuras.
- Planos específicos para el montaje.
- Isométricos de tuberías y especificación de dimensiones y materiales.
- Ingeniería eléctrica, incluyendo el diseño del programa de control.
- Estudio de prevención y control de riesgos.
- Análisis Hazop.
- Diseño del protocolo de puesta en marcha, ejecución de ajuste y optimización, así como el adiestramiento para los operadores de planta y personal de mantenimiento.
PROCESO
Las etapas de tratamiento definidas permiten el procesamiento de tres materiales diferentes (“Morville + Lignite”, “Wildmoor”, “Wilden Lane”) para la obtención de arena a emplear en la preparación de mortero. Y a partir del denominado “Wilden Lane”, dada su distribución granulométrica, es posible también la producción de dos arenas con granulometrías diferentes y otras aplicaciones en construcción.
Todos los materiales que son alimentados a la planta contienen partículas, de amplio espectro granulométrico, de carbón (“Lignite”), especialmente en la muestra denominada “Morville-Lignite”, y debe ser retirado en todos los casos.
El árido procedente de los yacimientos es acopiado en las proximidades de la planta de tratamiento en diferentes zonas según del tipo de que se trate.
La capacidad de tratamiento de la planta para el árido de granulometría 0-4 mm es de 240 t/h para la producción de un tipo de arena y de 140 t/h en el caso de producir dos arenas (Arena Gruesa “Coarse Sand” y Arena Fina “Fine Sand”).
Alimentación sobre tolva
La alimentación sobre la tolva (EX.01), que cuenta con dos parrillas de precribado eliminando partículas de tamaño superior a 300 mm, se lleva a cabo mediante una cargadora. Un alimentador de banda de accionamiento hidráulico, situado bajo la tolva y con velocidad regulable, lleva el árido a la cinta transportadora (EX.02), que cuenta con una báscula, y que a su vez lo conduce hasta la criba (EX.03) con riego y dos paños para la clasificación, permitiendo retirar el árido con granulometría de tamaño superior a 4 mm. Esta fracción es acopiada mediante una cinta transportadora (EX.04) y, según necesidades de producción, es alimentada a una planta de trituración y clasificación anexa a la planta de lavado.
La fracción de tamaño inferior a 4 mm, en forma de pulpa, llega por gravedad al grupo de bombeo (00.01). Esta unidad de bombeo está dividida en dos partes, contando cada una de ellas con su propia bomba centrífuga. Dos válvulas neumáticas, situadas entre la criba y el grupo de bombeo permiten direccionar el flujo a un lado u otro de la cuba dependiendo si se requiere o no el tratamiento de atrición.
Desde el grupo de bombeo (00.01), situado tras la criba (EX.03), se bombea la pulpa hasta un distribuidor (00.03) que dispone de tres salidas con sendas válvulas de accionamiento neumático que en función del tipo de producto final requerido son actuadas.
Cuando se requiere producir un solo tipo de arena, desde el distribuidor (00.03) se conduce la pulpa hasta los grupos de bombeo 10.01 y 10.05, que alimentan dos líneas de tratamiento idénticas. Dichas líneas de tratamiento consisten en etapa de hidrociclonado (10.02 y 10.06), hidroclasificador (10.03 y 10.07) y escurridor vibrante (10.04 y 10.08).
Hidrociclonado e Hidroclasificador
La etapa de hidrociclonado, constituida en cada línea por dos hidrociclones de 500 mm de diámetro (SR050102), permite la eliminación de la fracción fina de naturaleza arcillosa. La corriente de hundido del hidrociclón se alimenta a un hidroclasificador TAK-222, que permite eliminar las partículas de carbón presentes en el árido de alimentación a la planta. La arena exenta de carbón, en la descarga inferior del hidroclasificador, se trata en un escurridor vibrante para su deshidratación antes de pasar a la correspondiente cinta transportadora para su acopio.
La pulpa procedente de los reboses de los cuatro hidrociclones se conduce a una planta de recuperación de arenas ultrafinas (10.11) , formada por un grupo de bombeo (cuba + bomba centrífuga) FL200.90, distribuidor esférico de cinco (5) hidrociclones de 400 mm de diámetro DEO 5/6-G-CM-102 y escurridor vibrante VF-34. La arena ultrafina recuperada en el escurridor vibrante es acopiada mediante una cinta transportadora giratoria (EX.08). La corriente de rebose de los hidrociclones de la batería, conteniendo las arcillas, es enviada mediante una bomba vertical (EX.09) a un tanque espesador para la clarificación de las aguas de proceso y su recirculación al circuito de tratamiento.
Wilden Lane
La producción de dos arenas, cuando la planta es alimentada con el todo-uno denominado “Wilden Lane”, requiere del ajuste correspondiente en las válvulas del distribuidor 00.03. De tal forma que el caudal procedente del hundido de la criba (EX.03) es dividido, a partes iguales, al grupo de bombeo 10.01 (“Coarse Sand Line”) y a la rejilla curva VS-2000 (00.02). El rechazo también alimentará al grupo de bombeo 10.01 (“Coarse Sand Line”) y la corriente de hundido se dirige al grupo de bombeo 10.05 (“Fine Sand Line”).
Además, la planta de proceso se completa con dos bombas de agua (EX.11a y EX.11b) y un compresor para el suministro de aire a las válvulas de accionamiento neumático.
MONTAJE
La planta, incluyendo los cinco acopios de los diferentes productos, ocupa una superficie de unos 5400 m2.
A excepción de las cintas transportadoras, la tolva de recepción y la criba de clasificación, el resto de los equipos y estructuras se fabricaron en el taller de AMP en Madrid y transportados en camiones hasta las instalaciones del cliente en UK.
El montaje se llevó a cabo bajo la supervisión de AMP, con técnicos trasladados desde España y con el apoyo de personal local. El cableado eléctrico se realizó por personal local y con la supervisión de AMP. El suministro eléctrico a la planta es mediante un grupo electrógeno.
El diseño modular de las estructuras soporte de los equipos permitió llevar a cabo un montaje previo y su posterior colocación formando los diferentes niveles de la planta.
A medida que los equipos principales iban quedando instalados se fueron iniciando los trabajos de montaje de cintas transportadoras, tuberías, cableado eléctrico de los motores, así como de elementos auxiliares como válvulas y ejecución del circuito neumático.
PUESTA EN MARCHA. OPERACIÓN Y CONTROL DE LA PLANTA
Tras la finalización del montaje mecánico y eléctrico se iniciaron las pruebas en vacío, para pasar seguidamente con las pruebas con agua y posteriormente con alimentación de material.
La alimentación a planta de cada uno de los materiales previstos en el diseño de la planta durante la fase de puesta en marcha permitió llevar a cabo los necesarios ajustes de los parámetros de operación para alcanzar los objetivos de calidad, granulometría y eliminación de carbón en el árido para la fabricación de morteros.
Desde el inicio de los trabajos propios de la puesta en marcha se realizó la tarea de formación de los futuros operadores locales de la planta, haciendo especial incidencia en los aspectos fundamentales del mantenimiento, así como de los criterios de operación para garantizar la calidad del producto final.
SISTEMA DE CONTROL
El sistema de control implementado permite desde el HMI el establecimiento de los parámetros de operación adecuados según las características del material que se esté alimentando a la planta. Además, se cuenta con un PC desde el que también se puede llevar el control de la instalación y con una Tablet que permite la modificación de parámetros en campo.
La pantalla inicial permite la selección del modo de operación de la planta, manual o automático. Asimismo, se puede llevar a cabo, estando en modo automático, la elección del material que se procesará en la planta. Esto a su vez implica la selección automática de los parámetros de operación apropiados (valores de consigna) para el tratamiento de dicho material, mediante la elaboración previa de una “receta” con dichos parámetros específicos, previamente definidos en la fase de puesta en marcha y ajuste.
Pantallas y Control Remoto
Además, los principales parámetros de operación, así como información general del funcionamiento de los equipos de la planta, se pueden visualizar desde la pantalla que muestra todo el circuito.
Un aspecto muy valorado por el cliente es la implementación de un sistema de control remoto, que permite, desde las oficinas de AMP, acceder al PLC y a la operación de la planta e incluso intervenir en el ajuste de parámetros si fuera necesario.
La nueva planta de producción de arena para la fabricación de morteros ha permitido mejorar aspectos tales como:
- Aumento de la producción que permite atender la creciente demanda de mortero en la zona de influencia.
- Mejora de la calidad del producto final, con especial significación en lo referente a la eliminación del carbón.
- Flexibilidad de operación en función del material de alimentación a la planta mediante la programación de parámetros específicos de trabajo.
- Reducción de sólidos enviados a balsa mediante la implementación de la planta de hidro-escurrido que permite la recuperación de arenas ultrafinas y que son de uso en aplicaciones para el cliente.
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