{"id":7368,"date":"2023-03-22T16:02:05","date_gmt":"2023-03-22T16:02:05","guid":{"rendered":"https:\/\/gerens.pe\/blog\/?p=7368"},"modified":"2023-04-05T16:19:48","modified_gmt":"2023-04-05T16:19:48","slug":"cerrando-la-brecha-de-suministro-de-cobre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gerens.pe\/blog\/cerrando-la-brecha-de-suministro-de-cobre\/","title":{"rendered":"Cerrando la brecha de suministro de cobre"},"content":{"rendered":"

Con la demanda de metales como el cobre aumentando r\u00e1pidamente ante la transici\u00f3n energ\u00e9tica, las nuevas tecnolog\u00edas de procesamiento pueden ayudar a cubrir el d\u00e9ficit de suministro de las operaciones existentes.<\/span><\/i><\/p>\n

La descarbonizaci\u00f3n es uno de los mayores desaf\u00edos del siglo XXI. En 2015, los gobiernos de todo el mundo se comprometieron con objetivos vinculantes, a fin de limitar el calentamiento global a 2 \u00b0C. Alcanzar este objetivo depende en gran medida del despliegue r\u00e1pido de electrificaci\u00f3n generalizada, lo que ayudar\u00eda a reemplazar los hidrocarburos con fuentes de energ\u00eda renovables. Y la innovaci\u00f3n en los metales b\u00e1sicos jugar\u00e1 un papel fundamental para ayudar a las empresas mineras a responder a estos desaf\u00edos.<\/span><\/p>\n

Uno de esos metales\u00a0 b\u00e1sicos es el cobre, que es un ingrediente esencial para este proceso. De hecho, se proyecta que la electrificaci\u00f3n aumente la demanda anual de cobre a 36,6 millones de toneladas m\u00e9tricas para 2031. Aunque las proyecciones de suministro actuales basadas en reinicios, proyectos ciertos o probables y producci\u00f3n reciclada ofrecen un camino a 30,1 millones de toneladas m\u00e9tricas, otros 6,5 millones de toneladas m\u00e9tricas est\u00e1n faltantes (20 por ciento adicional).<\/span><\/p>\n

Sin embargo, la adopci\u00f3n de nuevas tecnolog\u00edas emergentes, incluida la recuperaci\u00f3n de part\u00edculas gruesas, la lixiviaci\u00f3n de sulfuros y la optimizaci\u00f3n de procesos con aprendizaje autom\u00e1tico, tiene el potencial de cerrar una parte significativa de esa brecha <\/span>(Gr\u00e1fico 1<\/span>). Los obst\u00e1culos para la comercializaci\u00f3n y la adopci\u00f3n generalizada no son triviales, y las cifras presentadas en este art\u00edculo son una estimaci\u00f3n del potencial total, no un pron\u00f3stico. Pero las palancas tecnol\u00f3gicas deben reconocerse junto con el desarrollo de nuevas minas como parte de la soluci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

La tendencia de disminuci\u00f3n de las leyes de cabeza de cobre est\u00e1 bien establecida y es poco probable que se revierta. De manera similar, los yacimientos de \u00f3xidos, que no requieren concentradores y pueden procesarse a trav\u00e9s de rutas menos intensivas en capital, se est\u00e1n agotando. La industria minera ha respondido a estos desaf\u00edos mediante el procesamiento de vol\u00famenes cada vez mayores de minerales de sulfuro. De hecho, durante los \u00faltimos diez a\u00f1os, el volumen de mineral enviado a las concentradoras ha aumentado en 1.100 millones de toneladas m\u00e9tricas, lo que representa un crecimiento del 44 por ciento.<\/span><\/p>\n

Sin embargo, para suministrar\u00a0 el cobre necesario para la transici\u00f3n energ\u00e9tica a trav\u00e9s de m\u00e9todos tradicionales, la miner\u00eda\u00a0 tendr\u00e1 que repetir esta haza\u00f1a nuevamente, aumentando el volumen de mineral procesado en otro 44 por ciento para 2031. De los 1.600 millones de toneladas m\u00e9tricas adicionales de mineral requeridas, 0.600 millones de toneladas m\u00e9tricas pueden ser proporcionadas por minas o expansiones recientemente anunciadas. Sin embargo, se mantiene una brecha de mil millones de toneladas por a\u00f1o. Es imperativo extraer m\u00e1s metal del mineral que se extrae.<\/span><\/p>\n

Desarrollar y escalar nuevas tecnolog\u00edas de procesamiento de minerales<\/span><\/p>\n

Tres desarrollos tecnol\u00f3gicos est\u00e1n ganando aceptaci\u00f3n y escalando en toda la industria y pueden contribuir significativamente a cerrar la brecha de suministro: recuperaci\u00f3n de part\u00edculas gruesas, lixiviaci\u00f3n de sulfuro y optimizaci\u00f3n de procesos con aprendizaje autom\u00e1tico.<\/span><\/p>\n

Recuperaci\u00f3n de part\u00edculas gruesas<\/b><\/h3>\n

Los circuitos de flotaci\u00f3n de sulfuro convencionales son m\u00e1s efectivos para recuperar part\u00edculas que contienen metales de la lechada cuando esas part\u00edculas tienen un tama\u00f1o de entre 50 y 150 micrones. Por encima o por debajo de este rango, las recuperaciones disminuyen significativamente, con la tasa de disminuci\u00f3n m\u00e1s pronunciada para la recuperaci\u00f3n de part\u00edculas gruesa<\/span>s (Grafico 2)<\/span>.<\/span><\/p>\n

Existen tecnolog\u00edas destinadas a ampliar el rango de tama\u00f1o de part\u00edcula aceptable para part\u00edculas finas y gruesas. Los desarrollos recientes m\u00e1s interesantes se han centrado en la fracci\u00f3n gruesa.<\/span><\/p>\n

La recuperaci\u00f3n de los metales en la fracci\u00f3n gruesa ha sido un objetivo para los metal\u00fargicos de flotaci\u00f3n desde la primera aplicaci\u00f3n comercial de la separaci\u00f3n por flotaci\u00f3n a principios del siglo XX. La mayor\u00eda de los desarrollos se centraron en mejorar el control del proceso de molienda para garantizar que una mayor parte del metal recuperable se encuentre dentro del rango cr\u00edtico. Sin embargo, este enfoque est\u00e1 llegando a sus l\u00edmites naturales y, con frecuencia, tiene el costo de un rendimiento reducido o mayores gastos de capital para construir sistemas de trituraci\u00f3n cada vez m\u00e1s complejos.<\/span><\/p>\n

Dos l\u00edneas de desarrollo ofrecen la posibilidad de llevarnos m\u00e1s all\u00e1 de esta din\u00e1mica: desbaste en circuito de molienda y barrido de part\u00edculas gruesas.<\/span><\/p>\n

El desbaste del circuito de molienda, como el sistema CiDRA P29,2 aborda el desaf\u00edo mediante la recuperaci\u00f3n de part\u00edculas directamente del circuito de molienda. El sistema se basa en el desarrollo de un nuevo material innovador que act\u00faa como una esponja de cobre, atrayendo y reteniendo part\u00edculas mineralizadas con base en las mismas propiedades hidrof\u00f3bicas que las hacen flotar durante la flotaci\u00f3n. A diferencia de los sistemas que tienen efecto aguas abajo, el desbaste del circuito de molienda ofrece la posibilidad de reducir directamente la carga de recirculaci\u00f3n en los molinos de bolas, aumentando el rendimiento del molino de bolas hasta en un 20 por ciento con un tama\u00f1o de molienda constante.<\/span><\/p>\n

Los operadores deber\u00e1n decidir c\u00f3mo tomar el dividendo de una mayor eficiencia del molino de bolas, lo que podr\u00eda verse como una oportunidad para impulsar el rendimiento o para reducir el tama\u00f1o de la molienda y aumentar las recuperaciones a un rendimiento constante. La elecci\u00f3n \u00f3ptima depender\u00e1 de las propiedades del yacimiento y de la configuraci\u00f3n existente de la planta de procesamiento. Sin embargo, incluso con asignaciones para limpieza adicional del concentrado extra\u00eddo por P29 y la consideraci\u00f3n de otros cuellos de botella del sistema com\u00fan, el desbaste del circuito de molienda podr\u00eda agregar entre 1,2 millones y 4,6 millones de toneladas m\u00e9tricas de producci\u00f3n anual de cobre para 2032. Adem\u00e1s de estas ganancias de producci\u00f3n, proporcionalmente reducir el consumo de energ\u00eda por tonelada m\u00e9trica de metal probablemente tendr\u00e1 importantes beneficios ambientales.<\/span><\/p>\n

La producci\u00f3n adicional de cobre probablemente tambi\u00e9n tendr\u00eda una huella ambiental incremental limitada y podr\u00eda representar una creaci\u00f3n de valor econ\u00f3mico significativa. Si el aumento potencial de la producci\u00f3n se extiende a todos los metales producidos a partir de minerales de sulfuro utilizando un proceso de producci\u00f3n similar, mientras se valora a los precios de mercado previstos (menos los costos de procesamiento adicionales), surge un valor acumulado anual de $20 mil millones a $85 mil millones.<\/span><\/p>\n

La eliminaci\u00f3n de part\u00edculas gruesas se enfoca en extender el rango de tama\u00f1os de part\u00edculas durante la flotaci\u00f3n agregando equipos al final del circuito. Un ejemplo es el sistema HydroFloat de Eriez,\u00a0 que combina los principios de dos tecnolog\u00edas de separaci\u00f3n convencionales: separaci\u00f3n por densidad y flotaci\u00f3n. Durante la flotaci\u00f3n convencional, se introducen burbujas de aire en la lechada de mineral, momento en el que las burbujas se adhieren a las part\u00edculas que contienen minerales, las elevan hasta la parte superior del tanque y crean una espuma rica en metales que se puede desnatar. Sin embargo, cuanto m\u00e1s gruesas sean las part\u00edculas de mineral, mayor ser\u00e1 la posibilidad de que se desprendan de las burbujas de aire y se hundan de nuevo en la lechada antes de que puedan eliminarse. HydroFloat aborda este problema introduciendo capas dentro de las celdas que evitan que las part\u00edculas m\u00e1s gruesas se hundan, mejorando as\u00ed sus posibilidades de recuperaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

En cuanto al impacto de esta tecnolog\u00eda, se emple\u00f3 como eliminador al final de una planta de procesamiento, donde fue posible mejorar la recuperaci\u00f3n entre un 2 y un 6 por ciento, suponiendo un tama\u00f1o de molienda constante y dependiendo de factores espec\u00edficos del sitio. Aplicada en toda la industria, la flotaci\u00f3n mejorada de part\u00edculas gruesas puede dar como resultado entre 0,5 y 1,5 millones de toneladas m\u00e9tricas adicionales de producci\u00f3n anual de cobre para 2032. Si se aplica en todos los metales que se encuentran en los dep\u00f3sitos de sulfuro, la tecnolog\u00eda representa una creaci\u00f3n de valor potencial de $9 mil millones a $26 mil millones por a\u00f1o.<\/span><\/p>\n

Los beneficios del desbaste del circuito de molienda y la flotaci\u00f3n de part\u00edculas gruesas se extienden m\u00e1s all\u00e1 de sus roles principales en el aumento de los concentradores operativos para mejorar las recuperaciones y el rendimiento. En primer lugar, las part\u00edculas gruesas de mayor tolerancia que crean esas tecnolog\u00edas implican una oportunidad para reducir el consumo de agua y energ\u00eda sin dejar de alcanzar los mismos objetivos de producci\u00f3n.\u00a0<\/span><\/p>\n

En segundo lugar, el desbaste del circuito de molienda y la flotaci\u00f3n de part\u00edculas gruesas tambi\u00e9n abren la posibilidad de reprocesar viejas instalaciones de relaves y hacer que otras expansiones brownfield para operaciones mineras cercanas al final de su vida sean econ\u00f3micas, extendiendo la producci\u00f3n a un bajo costo ambiental y de capital y con una incertidumbre regulatoria reducida. Finalmente, estas tecnolog\u00edas brindan la oportunidad de repensar el dise\u00f1o de la mina greenfield, reduciendo los requisitos del circuito de molienda para la misma producci\u00f3n y, por lo tanto, ofreciendo ahorros en los requisitos de capital y el uso de agua y energ\u00eda.<\/span><\/p>\n

Lixiviaci\u00f3n de sulfuro<\/b><\/h3>\n

Las tecnolog\u00edas basadas en la lixiviaci\u00f3n se han aplicado tradicionalmente a cuerpos minerales de \u00f3xidos o sulfuros secundarios. Sin embargo, los desarrollos recientes pueden ayudar a extender esta v\u00eda de procesamiento a los yacimientos de sulfuro primario.<\/span><\/p>\n

Los sulfuros primarios generalmente se procesan en plantas que utilizan sistemas basados \u200b\u200ben flotaci\u00f3n. La flotaci\u00f3n es generalmente econ\u00f3mica para minerales con niveles de cobre superiores al 0,25 por ciento, de los cuales la flotaci\u00f3n puede recuperar del 85 al 90 por ciento. Los minerales inferiores a este grado normalmente se descartan como desechos. Sin embargo, la lixiviaci\u00f3n de sulfuro primario ofrece una v\u00eda para recuperar cobre del material que actualmente se encuentra por debajo del grado de cabeza de molienda y se considera desecho.<\/span><\/p>\n

Varias tecnolog\u00edas distintas est\u00e1n abriendo el espacio de lixiviaci\u00f3n de sulfuro primario. Algunos se han centrado en soluciones a base de cloruro, mientras que otros, como el sistema Nuton de Rio Tinto, se han centrado en la biolixiviaci\u00f3n. Seg\u00fan se informa, los resultados t\u00e9cnicos de las pruebas en Kennecott y otros sitios son alentadores, pero Nuton tambi\u00e9n se destaca por la innovaci\u00f3n en el modelo comercial que ha adoptado.\u00a0 Aprovechando los beneficios ambientales y el menor requisito de capital para el desarrollo de la mina en comparaci\u00f3n con la flotaci\u00f3n de sulfuro convencional, Rio Tinto celebr\u00f3 acuerdos con juniors como McEwen Mining y Arizona Sonoran para utilizar la tecnolog\u00eda de Nuton para el desarrollo de minas en terrenos nuevos.<\/span><\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de los desarrollos dentro de las principales empresas mineras, Jetti Resources, un proveedor de servicios independiente, est\u00e1 trabajando con propietarios de minas para usar un sistema basado en catalizadores para lixiviar sulfuros primarios en sus sitios. En diciembre de 2022, Jetti report\u00f3 23 proyectos activos, trabajando con una variedad de casas mineras importantes. Una ronda de financiamiento de la serie D de $ 100 millones en octubre de 2022 valor\u00f3 a la compa\u00f1\u00eda en $ 2.5 mil millones y atrajo la participaci\u00f3n de las principales empresas mineras y manufactureras.<\/span><\/p>\n

Las limitaciones pr\u00e1cticas relacionadas con la construcci\u00f3n y operaci\u00f3n de pilas de lixiviaci\u00f3n pueden limitar la aplicaci\u00f3n de esta tecnolog\u00eda en primera instancia a desechos mineralizados fuera de la mina en lugar de relaves o pilas de desechos mineralizados existentes. Todav\u00eda queda terreno por recorrer para llegar a la comercializaci\u00f3n. Sin embargo, si se superan las barreras actuales para fines de la d\u00e9cada, podr\u00eda haber una producci\u00f3n adicional de 2,4 millones de toneladas m\u00e9tricas de cobre refinado por a\u00f1o para 2032, con un uso de agua y un perfil de riesgo de relaves m\u00e1s bajos que los asociados con la producci\u00f3n por flotaci\u00f3n actual.\u00a0 Esto podr\u00eda representar una oportunidad de $ 45 mil millones por a\u00f1o en todos los metales a base de sulfuro.<\/span><\/p>\n

Optimizaci\u00f3n de procesos con aprendizaje autom\u00e1tico<\/b><\/h3>\n

Uno de los desaf\u00edos clave del procesamiento de minerales es que, hasta cierto punto, cada cuerpo de mineral es variable. D\u00eda a d\u00eda, y a veces hora a hora, las caracter\u00edsticas de los minerales que ingresan a la planta de procesamiento variar\u00e1n, respondiendo a la configuraci\u00f3n del proceso de diferentes maneras. Por lo tanto, mantener la configuraci\u00f3n \u00f3ptima de la planta para recuperar la mayor cantidad de metal y al mismo tiempo garantizar la pureza requerida del concentrado producido sigue siendo un desaf\u00edo perpetuo.<\/span><\/p>\n

Tradicionalmente, el ajuste de la configuraci\u00f3n de la planta era competencia de los metal\u00fargicos de la planta, quienes se basaban en una combinaci\u00f3n de estudios acad\u00e9micos, experiencia profesional y conocimiento del cuerpo mineral espec\u00edfico. Al igual que con cualquier proceso controlado por humanos, los factores humanos ejercen una influencia significativa en los resultados, lo que a veces result\u00f3 no solo en la excelencia sino tambi\u00e9n en la p\u00e9rdida de producci\u00f3n debido a una toma de decisiones sub\u00f3ptima.<\/span><\/p>\n

El desarrollo del aprendizaje autom\u00e1tico y su aplicaci\u00f3n al control del procesamiento de minerales durante los \u00faltimos cinco a\u00f1os ha agregado un nivel de rigor y consistencia.\u00a0 Las mejores aplicaciones en su clase tienden a conservar el papel central de un operador de planta experimentado, pero tambi\u00e9n brindan indicaciones y datos para que el operador act\u00fae. Mantener a un ser humano informado garantiza que las decisiones permanezcan enfocadas en el panorama general y no se vuelvan puramente algor\u00edtmicas, al tiempo que captura la velocidad y la consistencia que el aprendizaje autom\u00e1tico y la IA pueden proporcionar.<\/span><\/p>\n

Al garantizar que las plantas de procesamiento trabajen constantemente en el rango superior de sus capacidades, el aprendizaje autom\u00e1tico puede agregar entre un 2 y un 4 por ciento a las recuperaciones de metal y entre un 5 y un 15 por ciento al rendimiento. Tales mejoras ofrecen un aumento en la producci\u00f3n global de las minas existentes y planificadas de medio mill\u00f3n a un mill\u00f3n de toneladas m\u00e9tricas de cobre refinado para 2032, creando un valor de US$ 9 mil millones a US$ 18 mil millones por a\u00f1o en todos los concentradores de sulfuro.<\/span><\/p>\n

El camino a seguir<\/b><\/h3>\n

Hay una serie de acciones que las partes interesadas pueden tomar para aprovechar todo el potencial de estas oportunidades.<\/span><\/p>\n