Hace exactamente 50 años, en 1972, fundé, junto con otros socios, mi primera empresa, hito que podría considerarse como el comienzo de mi andadura profesional. Esta casualidad me sugirió la idea de realizar un pequeño ejercicio de cómo ha sido la evolución de los equipos de tratamiento en este medio siglo. Si bien, he considerado conveniente excluir del trabajo los equipos de concentración, ya que ello, por su extensión, precisaría un estudio independiente.

Artículo de Juan Luis Bouso Aragonés

La producción de áridos ha cambiado bastante en estos diez últimos lustros. En la actualidad, en este siglo XXI, la mayor producción de áridos procede de canteras, mayormente de rocas calizas, granitos, pórfidos y basaltos, principalmente por los requerimientos de mayores infraestructuras y edificación mientras que la aportación de las graveras a la producción total queda hoy en segundo lugar. Hace 50 años la producción de áridos era prioritariamente de materiales sedimentarios extraídos en graveras, quedando los áridos procedentes de canteras en un segundo lugar.

La legislación ambiental, regulando y limitando la extracción de áridos de lechos de ríos y de terrazas en sus márgenes, ha provocado el cierre de multitud de explotaciones de este tipo de yacimientos. Por otro lado, la implementación y desarrollo del ferrocarril de alta velocidad, necesitado de importantes volúmenes de áridos para balasto, ha provocado un notable aumento de la apertura de nuevas canteras, lo cual ha significado que la proporción graveras/canteras se haya modificado, siendo en la actualidad mayor el número de explotaciones de canteras que de graveras.

En lo referente a la minería, cabría diferenciar la producción de minerales metálicos y minerales industriales, también conocidos como no-metálicos. La producción de minerales metálicos ha sufrido en estos últimos 50 años un cambio brutal en cuanto a la capacidad de las plantas. Mientras que durante los años 70 del pasado siglo una planta con una capacidad de tratamiento de 100.000 t/día se consideraba una gran planta, hoy día existen plantas, en casi todo el mundo, con capacidades por encima de las 200.000 t/día, Posiblemente la mayor planta en nuestros días sea la de la empresa peruana Cerro Verde con una capacidad superior a las 400.000 t/día. Obviamente estas enormes capacidades han precisado de equipos de tratamiento de nuevo diseño y de grandes dimensiones, que pretende recoger este trabajo.

Es justo recoger en este trabajo sobre la evolución de los equipos de tratamiento de áridos y minerales la existencia en España de las revistas que recopilan en sus páginas noticias y temas relativos a los mismos. De entre las varias publicaciones existentes mencionaré, por ser las más antiguas, Canteras y Explotaciones, creada en marzo del año 1967, y Rocas y Minerales, constituida en enero de 1972. El primer número de la revista Canteras recogía un emotivo prólogo de su primer director, Laureano Fueyo Cuesta, quien años después fundó la segunda revista mencionada, que casualmente ha cumplido en este año sus Bodas de Oro, al frente de la cual se encuentra hoy día Luis Fueyo Casado, hijo de su fundador. Tan celebrada efeméride es el motivo que trae este trabajo al número 600 de Rocas y Minerales.

1.- Equipos de tratamiento

El tratamiento de los áridos y los minerales no ha sufrido cambios drásticos en estos últimos 50 años, excepto en la introducción de nuevos equipos y procesos, con el objetivo de poder cumplir con las exigencias medioambientales y poder alcanzar las capacidades demandadas por el mercado, especialmente en el caso de la minería metálica.

Una parte importante de los cambios está relacionada con el cumplimiento de la normativa vigente. En concreto, mencionaríamos las exigencias de la granulometría y la forma de los áridos, directamente relacionadas con los equipos de trituración y con los mismos circuitos de trituración, diseñados para minimizar la producción de finos inferiores a 63 micras que indefectiblemente serán eliminados como residuos, complicando el cumplimiento de la nueva filosofía «Economía Circular».

Otros cambios de mayor importancia han surgido a partir de la introducción de nuevos equipos de lavado más eficientes no solo en la calidad del lavado sino en la recuperación de partículas sólidas evitando la pérdida de partículas útiles que además de disminuir el rendimiento del proceso complican el tratamiento de los efluentes y consiguientemente el alcance de la “Economía Circular”, objetivo fundamental de cualquier actividad industrial, hoy día.

2.1. Trituración y molienda

Antes de entrar en el detalle de los equipos de conminución es conveniente mencionar una diferencia fundamental entre el fraccionamiento de los áridos y el de los minerales metálicos. Mientras que en los primeros el objetivo básico es reducir su tamaño para obtener productos comerciales inferiores a 25 mm con el menor contenido posible de partículas inferiores a 0,063 mm, con la excepción de los áridos para escolleras que no precisan reducción de tamaño y de los áridos para balasto de ferrocarril, en el caso de la minería metálica el objetivo es reducir su tamaño hasta alcanzar lo que se conoce como el tamaño de liberación, que suele ser inferior a 200 micras, 0,2 mm, para poder separar y recuperar las especies de interés económico (mena) de la roca encajante (ganga).

Este detalle es fundamental porque mientras que en la trituración de áridos no existen etapas de molienda fina, en el tratamiento de minerales metálicos prácticamente todo el esfuerzo de reducción se emplea en las etapas de molienda. Los minerales industriales, dependiendo de su naturaleza, en ocasiones pueden requerir etapas de molienda pero en general es suficiente con una trituración fina o una molienda suave, generalmente por encima de 1-2 mm.

Los equipos de trituración han sufrido cambios, sobre todo en referencia a su tamaño por la mayor capacidad de las plantas productoras a lo largo de estos 50 años, También se han modificado ligeramente los métodos de triturar para poder adecuar la granulometría de los productos triturados a las nuevas aplicaciones y mejorar el coeficiente de forma de sus partículas, en el caso de los áridos. El evitar la producción de finos y polvo también ha sido un objetivo a alcanzar.

A continuación daremos algunos detalles sobre los diferentes trituradores, clasificándolos en base a su principio operativo.

2.1.1. Mandíbulas

Hace 50 años todavía podían encontrarse trituradoras de mandíbulas de doble efecto, conocidas como tipo Blake por su autor (Eli Whitney Blake in 1858), aconsejables en la trituración de rocas muy tenaces y de ferroaleaciones. El desarrollo de nuevas aleaciones de acero, más resistentes, aplicadas a la construcción de machacadoras de mandíbulas supuso el desplazamiento de las de «doble efecto» a las de «simple efecto», de mayor capacidad, más ligeras y consiguientemente mucho más económicas. Hoy prácticamente las primeras han desaparecido. Una curiosidad es que en el continente americano las machacadoras que aquí conocemos como de simple efecto allí se denominan de doble efecto, habiendo razones en los dos continentes para ambas denominaciones, pero esa es otra historia. Maquinaria Turbo de Bilbao fabricaba este tipo de machacadoras (figura 1).

Hay trituradoras de mandíbulas de grandes dimensiones con tamaños de hasta 2.200 mm x 1.700 mm de boca, empleadas en las grandes instalaciones que llegan a competir con los trituradores de cono primarios de gran capacidad (Giratorio Superior).

En España, las trituradoras de mandíbulas eran construidas por casi todos los fabricantes de equipos de trituración, destacando Babbitless, Grasset, Granier, Neyrpic, Rover (bajo licencia de la firma francesa Bergaud) y Maquinaria Turbo. En Francia los mayores fabricantes, eran Babbitless, Neyrpic, Dragón y Fives Cail Babcook. En Alemania Klockner Humboldt Deutz, KHD-Wedag y Esch Werke y en Italia la firma Loro Parisini fue un referente. En Inglaterra también existían varios fabricantes algunos de los cuales como Goodwin Barsby tuvieron una gran difusión.

En los países de América del sur lo equipos de trituración también son denominados como chancadores y en el caso concreto de Perú, hace años, a las trituradoras de mandíbulas se las conocía como Quebrantadoras de Quijadas.

Una curiosidad que viene bien al caso es que el famoso inventor de la bombilla, Thomas Alba Edison, también diseñó una trituradora de mandíbulas.

Un tipo de machacadora de mandíbulas, que por desgracia hoy día prácticamente ha desaparecido, eran las conocidas como gravilladoras, de boca con anchura extendida para aumentar su capacidad, que se empleaban como segunda etapa de trituración en instalaciones donde no se precisaba producir materiales finos. La firma Roher y otras fabricaban este tipo de machacadoras de mandíbulas secundarias (figura 2).

Si bien estas trituradoras no han sufrido cambios significativos, a excepción de ligeras mejoras en su diseño, en las últimas décadas se han incorporado sistemas automáticos de regulación y control digital del tamaño del producto de salida, al igual que se había hecho anteriormente con los trituradores giratorios de cono. Estos nuevos dispositivos permiten mantener un producto uniforme de salida, al ir ajustando la apertura de descarga para compensar el desgaste de las mandíbulas. Estos sistemas también actúan como elementos de seguridad ante la entrada de un elemento intriturable, provocando la apertura brusca de la boca de salida, evitando así graves daños al sistema de accionamiento de la trituradora. Una vez que el elemento sale de la trituradora, el sistema de control automático vuelve al punto de ajuste original, continuando la operación.

2.1.2. Giratorios

En Europa los trituradores giratorios o de cono empleados en el sector de áridos eran del tipo de eje suspendido (figura 3), mientras que en las instalaciones mineras, en etapas secundarias y terciarias se prefería el uso de trituradores giratorios de eje apoyado, representados por la marca Symons, dominante a nivel mundial (figura 4). La mayor eficiencia de estos últimos tanto en capacidad como en la mejor cubicidad del producto obtenido, característica exigida por la normativa de áridos, fueron la razón para que hoy día una mayoría de los giratorios en operación en las plantas productoras de áridos sean de este tipo. Los trituradores Symons fueron comercializados por la firma norteamericana Nordberg, que actualmente pertenece a la firma finlandesa Metso-Outotec. En España durante los años 60 y 70 los molinos Symons fueron fabricados bajo licencia por la firma valenciana Material y Construcciones, S.A., Macosa. La mayoría de los giratorios que se instalaban en España provenían de la fábrica francesa Bergaud-Macon que producía bajo licencia de la firma americana Norberg.

Otro de los grandes fabricantes a nivel mundial de aquellos años, que incluía trituradores giratorios suspendidos, era la firma norteamericana Allis Chalmers, con Fred Chester Bond, ingeniero jefe de su departamento de ingeniería de maquinaria y considerado hoy como uno de los «profetas » de la trituración y molienda en el mundo. Hoy día los trituradores derivados de Allis Chalmers, licenciados un tiempo por la firma sueca Svedala, son fabricados por la firma sueca Sandvik.

Una revolución en los trituradores de cono, aunque llegaron pocos a España, fue el Rollercone (figura 4), desarrollado por la firma americana El- Jay y que en Europa fabricaba bajo licencia la empresa francesa Societé des Appareils Dragón, cuyo Director Técnico, Edmond C. Blanc, Ingeniero de Art e Metiers, fue autor de varios libros fundamentales sobre trituración y cribado que forman parte de la biblioteca de la mayoría de técnicos de habla hispana, gracias a la publicación en nuestro idioma por la editorial Fueyo Editores, que también publica la revista Rocas y Minerales.

Al igual que sucedió con las machacadoras de mandíbulas, la incorporación de nuevos aceros permitió un considerable aumento de la potencia aplicada a estos trituradores, lo que significó un aumento proporcional de la capacidad de producción de equipos de un tamaño fijo.

Hace 50 años los trituradores giratorios más extendidos en España eran de origen francés, Babbitless y Neyrpic, pues ambos se fabricaban localmente. Hoy día estas firmas, junto con otras de renombre como Dragón, Bergaud, KHD, Esch Werke, Loro Parisini, etc., han desaparecido del mercado, o han sido absorbidas, aunque siguen existiendo fabricantes en Austria, Reino Unido y otros países europeos.

Una firma de gran importancia en los años 70 fue Granier, en Madrid, que años después de iniciar su andadura con equipos de diseño propio comenzó la fabricación bajo licencia de equipos de la firma norteamericana Telsmith, principalmente giratorios y cribas de gran calidad. Una compañía catalana, Metalúrgica San Martín, en Villanueva y la Geltrú, también fabricaba, a pequeña escala, trituradores giratorios de hasta 4 ft.

De la firma Granier, que finalmente quebró, surgieron los conocimientos para desarrollar los equipos de una nueva empresa, la compañía Triman, que podría decirse reemplazó a la anterior como suministradora de plantas completas. Esta desapareció hace unos años. Recientemente ha aparecido en el mercado la firma Miningland con equipos aparentemente derivados de la casa anteriormente mencionada.

También existían otros fabricantes, como el ya mencionado Granier. La firma Luis Grasset, en sus talleres de «La Bombilla» en Madrid, fabricaba en España bajo la licencia de la francesa Richier-Weitz y en aquepos de trituración, cribado y lavado, muy introducido especialmente en la región gallega. Más adelante surgió la empresa Roher de Madrid, con diseños derivados de la firma Grasset que, a similitud de Granier, empezó a fabricar todo tipo de equipos, excepto trituradores giratorios.

Sin duda los trituradores giratorios más difundidos en el mercado hoy día son los fabricados por las firmas nórdicas Sandvik y Metso-Outotec que en las últimas décadas han sufrido un gran desarrollo para adaptarse a las grandes capacidades demandas por la gran minería metálica del cobre. Hoy día existen trituradores giratorios, secundarios y terciarios, con potencias de hasta 700 kW y capacidades de hasta 2.000 t/h.

Como mencionábamos para las trituradoras de mandíbulas, los trituradores giratorios fabricados hoy día van equipados con un sofisticado sistema de control digital que permite, además de controlar la uniformidad del producto de salida, dotar al equipo de un sistema efectivo de protección frente a intriturables. Este sistema digital suministra información continua de la potencia aplicada en cada momento, presión del sistema, estado del desgaste de las piezas de desgaste, nuez y cóncavo, y demás parámetros de importancia para la operación del triturador.

Ambas empresas, Metso y Sandvik, junto con la danesa FLSmidth y la alemana Thyssen Krupp fabrican trituradores giratorios primarios, también conocidos como «Superiores», con capacidades de hasta 8.000 t/h, que admiten productos de alimentación de hasta 1,5 m y son accionados por motores con potencias superiores a 1,5 MW.

 Triturador giratorio primario - Triturador giratorio primario Metso, sección.

2.1.3. Impacto y martillos

Las canteras de caliza generalmente trituraban mediante Molinos de Impacto y de Martillos y en raras ocasiones, en plantas de mediana o pequeña producción, se empleaban machacadoras de mandíbulas de grandes bocas, en las primeras etapas. La mayoría de las plantas cementeras trituran por impacto, pues eso permite grandes capacidades de producción con una sola unidad, sin importar la generación de finos para la fabricación de cemento. En España las firmas locales Larón y Rover copaban la mayoría de este tipo de trituradores aplicados a la trituración de calizas, y también la firma Granier, que producía este tipo de equipos con licencia de la firma francesa Blaw-Knox. Las firmas alemanas Hazemag y Klöckner Humboldt Deutz (KHD), muy introducidas en las plantas de cemento, también diseñaron impactores secundarios para materiales abrasivos y tenaces (figura 7).

La exigencia de la cubicidad de los áridos, que recogían las normas vigentes de áridos, condujo a la utilización de equipos de trituración por impacto en rocas abrasivas como el granito, basalto, ofita, etc., lo que obligó al diseño de impactores construidos con aceros de alta resistencia al desgaste para obtener arenas de alta cubicidad, principalmente para mezclas asfálticas.

La empresa italiana Pozzato fue pionera en el desarrollo de molinos impactores para rocas abrasivas y sigue siendo uno de los mejores fabricantes en este tipo de equipos (figura 8). La empresa española Arja, con sede actual en Lérida, surgió en los años 80 con diseños originalmente derivados de los equipos italianos anteriormente mencionados y hoy es una empresa muy activa en España e Iberoamérica.

En la producción de áridos gruesos para balasto, mediante rocas de alta tenacidad y muy abrasivas, que también debían tener una alta cubicidad, se desarrollaron instalaciones con varias etapas de trituración mediante trituradores giratorios como alternativa al alto costo de la trituración por impacto.

La empresa Maquinaria Turbo de Bilbao podría considerarse, fuera de las ya mencionadas, como el principal fabricante español de una extensa gama de molinos de martillos convencionales (figura 9), aunque también fabrica otros equipos de trituración. Existían otras pequeñas empresas, como Industrias Segui, Talleres Justé y Gruber Hermanos, esta última todavía activa.

2.1.4. Rodillos

Los molinos de rodillos no eran un equipo muy común, salvo en la minería de carbón. En la trituración de áridos se empleaban rara vez, tan solo en plantas de pequeña capacidad cuando se quería obtener productos de tamaño fino en materiales muy friables, porque por su principio de funcionamiento producen pocas partículas finas. No obstante, sigue siendo un molino muy interesante en ocasiones especiales como podría ser en el caso de la trituración de minerales industriales donde se pretende evitar al máximo la producción de finos sin requerirse un gran factor de reducción (figura 10).

Lamentablemente este tipo de trituradores ha caído en desuso a pesar de haber aplicaciones específicas donde un molino de rodillos puede aportar soluciones interesantes La empresa franco/española Babbitless fabricaba este tipo de equipos, pero al ser absorbida por la empresa finlandesa Metso, esta línea dejó de fabricarse. La firma sueca Sandvik adquirió la firma alemana Aubema que fabricaba una línea completísima de molinos de rodillos, pero aparentemente no la prestan mucha atención (figura 10).

En Estados Unidos los molinos de rodillos todavía son bastante populares, especialmente en la industria de los áridos, encontrándose firmas que fabrican estos equipos en versión de simple, doble y triple rodillo. La firma española Maquinaria Turbo los sigue fabricando.

2.1.5. Rodillos HPGR (High Pressure Grindng Roll)

Con un principio de funcionamiento similar al de los molinos de rodillos surgió al comienzo de este siglo XXI un nuevo tipo de molino, los conocidos como HPGR, que han supuesto una auténtica revelación en la trituración de los minerales metálicos, reemplazando en algunos casos a etapas secundarias y terciarias de trituración convencional y reduciendo considerablemente el tamaño de los molinos de bolas empleados posteriormente como etapas de molienda final, y sobre todo reemplazando en muchos casos a molinos de bolas tipo SAG con un costo operativo más alto (figura 11). La gran diferencia entre un molino de rodillos convencional y uno de tipo HPGR es que los rodillos se mantienen en su posición de ajuste (tamaño de salida) mediante un sistema hidráulico de alta presión, de forma que se alcanza un gran factor de reducción que permite obtener un gran porcentaje de producto terminado que en ocasiones no precisa una molienda de bolas posterior (figura 12).

2.1.6. Centrífugos VSI

A finales del siglo pasado surge un nuevo tipo de molino, conocido internacionalmente como VSI (Vertical Shaft Impactor), Impactor de Eje Vertical. Este equipo nacido en Nueva Zelanda con el nombre de Barmac, rápidamente fue adquirido por la firma Metso. Puede considerarse realmente un triturador terciario cuya finalidad principal es producir arenas y mejorar la cubicidad de los áridos de tamaño medio, aunque hay modelos que pueden operar como trituradores secundarios (figura 13).

Por su principio de funcionamiento también se los conoce como molinos centrífugos. Consiste en un eje vertical provisto de un rotor central que gira a gran velocidad. El material de alimentación entra por el centro de rotor, el cual lo lanza a gran velocidad contra una carcasa exterior, protegida por una capa de árido donde se produce el impacto contra el árido allí depositado y correspondientemente la fractura del mismo. Por este principio, este molino también se conoce como «Rock on Rock». Un molino similar se desarrolló en Canadá por la firma Canica, pero en este caso la carcasa es muy robusta y está protegida por un blindaje de acero, por lo que el equipo se conoce como «Rock on Metal » (figura 14). Esta firma fue absorbida por Terex.

Hay muchas opiniones sobre este equipo, pero una generalizada es que su capacidad de trituración neta no es muy alta pero es excelente para mejorar el coeficiente de forma del producto obtenido y con bajo desgaste en el caso de los «Rock on Rock». Su gran desventaja es las altas potencias que demandan y las altas cargas circulantes que generan, lo que hace que los equipos de cribado para controlar el tamaño final sean muy grandes.

Su fabricación es relativamente sencilla y por esa razón surgieron multitud de fabricantes de este tipo de triturador. Es un aparato muy delicado que puede producir accidentes si no va provisto de sensores de vibración para impedir que en un desbalanceo del rotor se pueda producir el lanzamiento de partes metálicas del rotor que se suelten por la vibración. Fuera de su sencillez, son equipos delicados por lo que es muy importante la calidad de fabricación y que vayan provistos de elementos de seguridad.

En España lo fabrican principalmente las empresas Metso, Sandvik y Turbo, entre otras. Hoy día podría ser el equipo más fabricado por todas las compañías del ramo.

2.1.7. Doble rodillo

Este tipo de triturador, conocido internacionalmente como «Twin Roll Crusher» no fue muy común en nuestro país. Es un equipo diseñado principalmente para trituración de materiales friables y no muy abrasivos, como carbón, yeso, calizas blandas, etc. Los principales fabricantes mundiales son de procedencia británica y la firma MMD quizás es el mayor a nivel mundial. La gran ventaja de este equipo es su alta capacidad, por ejemplo un triturador con rodillos de 1,5 m de diámetro puede alcanzar capacidades de más de 2.000 t/h, con tamaños de alimentación de hasta 750 mm y factores de reducción de hasta 3. Generalmente suelen emplearse como secundarios, si bien los equipos grandes, con rodillos de gran diámetro, pueden ser empleados también como primarios (figura 15).

2.1.8. Barras/bolas

Durante algunos años se emplearon bastantes Molinos de Barras y algunos de Bolas, pero estos últimos solo en las industrias de arenas especiales y minerales industriales.

Los molinos de barras tenían la ventaja de producir 100% arenas de la granulometría final desea da sin rechazo y en casos concretos sin un cribado posterior. Con la introducción de los molinos centrífugos y de los impactores areneros para materiales abrasivos estos equipos dejaron de emplearse en la industria del árido (figura 16). Obviamente se empleaban en la molienda de materiales abrasivos. Fueron muy utilizados en la elaboración de arenas para hormigones de obras hidráulicas pues permitían corregir la distribución de las arenas requeridas para las distintas clases de hormigones que demandaban estas obras. También se emplearon en la producción de arenas calizas para elaboración de vidrio.

Los principales fabricantes fueron las firmas Neyrpic (posteriormente Neyrtec, luego absorbida por Metso) y Rover (bajo licencia de Bergaud). Las firmas Etisa y Granier también construyeron este tipo de molinos. Estos molinos especialmente diseñados para el sector de áridos iban apoyados sobre neumáticos que además les transmitían el movimiento a la virola o carcasa.

En la minería metálica el empleo de molinos de barras y bolas no paró de desarrollarse y así llegamos al día de hoy con molinos de bolas de gran tamaño con elevadísimas potencias de accionamiento ligeramente inferiores a los 10 MW. Los molinos de barras no pudieron seguir la escalada de los molinos de bolas, pues tienen la limitación de su longitud máxima, unos 6 m, a partir de la cual las barras que producen la molienda se comienzan a doblar dificultando e imposibilitando la molienda.

2.1.9 Molinos SAG y AG

A principios de los años 80 aparece en escena la molienda semi-autógena, SAG, y la autógena, AG, buscando principalmente reducir los costos operativos al reducirse o eliminarse el consumo de los medios de molienda, e igualmente reducirse la potencia absorbida por los molinos. La trituración queda reducida a una sola etapa, en general con un triturador primario de cono con admisión de hasta 1.500 mm, que entrega a la molienda un producto <250 mm. Una vez solventados los problemas mecánicos y operativos de estos nuevos molinos, como la estabilidad de operación y la rotura de blindajes, entre otros, da comienzo de nuevo una escalada en los tamaños de molinos que no ha parado hasta la fecha, habiéndose alcanzado diámetros de hasta 14 m y potencias de accionamiento superiores a los 20 MW.

En la actualidad los molinos SAG que en un principio contenían un porcentaje de bolas en torno al 5%, fueron subiendo el contenido hasta llegar a valores, hoy día, de hasta el 20%, con lo que realmente se han convertido en un molino de bolas con un bajo contenido de carga molturante. La principal diferencia con una molienda de bolas convencional es que el tamaño de las bolas ha ido subiendo y actualmente se emplean bolas de hasta 6”, 150 mm, de diámetro, necesarias para fracturar las grandes rocas con que se alimentan estos molinos, que generalmente suelen ser de tamaños inferiores a 250 mm.

En general los circuitos de molienda SAG suelen estar compuestos por un molino SAG de gran diámetro que descarga en una pareja de molinos de bolas de gran diámetro y potencia (figura 19). El desarrollo de la molienda autógena ha sido menos impetuoso, debido quizás al requerir estos molinos características específicas del mineral a moler, que limitan su aplicación. Mientras que los molinos SAG pueden operar prácticamente con cualquier tipo de mineral al contar con una cierta carga de bolas y trabajan en circuito con un molino secundario de bolas, la molienda autógena total opera con dos molinos autógenos, un primario de terrones, «lumps», y un secundario de guijarros, «pebbles», y está condicionada por la molturabilidad del mineral.

2.2. Cribado

En las cribas de clasificación se empezaron a introducir las mallas de goma, reemplazando a las mallas de alambre de acero convencionales. Este movimiento se acentuó en las mallas de luces pequeñas, reemplazando la goma por el poliuretano. Estos nuevos materiales elastómeros, además de aportar una mayor duración y más seguridad en la clasificación (mayor duración), tenían la gran ventaja de disminuir notablemente el ruido de la instalación, por lo que poco a poco las mallas de tejido de alambre de acero van siendo reemplazadas por este tipo de malla. Esto representa un avance más en la disminución del impacto ambiental de las instalaciones.

Curiosamente los mayores fabricantes de cribas en esos años, Talleres Unidos, S.A. (Tusa), en Zaragoza, actualmente Transportadores Universales, S.A., e Ibertecnic, en Madrid, fabricaban bajo licencia de la firma francesa Chauvin, el primero cribas suspendidas y el segundo cribas apoyadas, lo que da una idea de la influencia francesa en los equipos de áridos en aquellos tiempos. El tamaño máximo de las cribas, en los 70, solía ser de unos 9 m2 de superficie, muy lejos de los enormes tamaños que vemos hoy día con superficies de más de 30 m2. Posteriormente surgieron otros fabricantes nacionales, como las firmas establecidas en Zaragoza Talleres Leblán y Talleres Alquézar, y muchos otros fabricantes.

Un gran fabricante ya mencionado con anterioridad, quizás el mayor de aquellos años, fue la empresa Granier de Madrid que, bajo licencia Telsmith, fabricaba cribas de excelente diseño, con superficies de hasta 18 m2 (8 ft x 20 ft). También la empresa Babbitless (absorbida por la empresa Metso) fabricaba cribas vibrantes de excelente calidad, muy robustas y eficientes.

Para el cribado fino, en Suecia surgió una criba especial desarrollada por Frederick Mogensen que dio su apellido al tipo de criba. Esta criba, llamada también de probabilidades en nuestro país, no sé bien el porqué, va provista de varias mallas en disposición vertical, normalmente en número de 3 o 5, en la que realmente la que hace la clasificación es la última. Los técnicos chilenos, apropiadamente llaman a las cribas superiores «mallas de alivio» pues realmente esa es su misión, aliviar o descargar a la malla fina final, de las partículas gruesas para que de este modo tenga poca carga y pueda ser más eficiente y aumentar su capacidad. En España, la empresa Gosag, hoy absorbida por la firma Allgaier, de Alemania, fabricaba bajo licencia de la firma sueca. En los últimos años, antes de la crisis, surgieron varias empresas en España, todas ellas fabricando con diseños de la criba original Mogensen (figura 20). En bastantes aplicaciones, erróneamente este tipo de cribas fueron empleadas para realizar un número de cortes en base a su número de mallas, olvidando su fundamento.

Aparte de esta criba mencionada en último lugar, para clasificaciones muy finas, inclusive de hasta 0,15 mm, existen un gran variedad de cribas, sobresaliendo las firmas Allgaier, Rotex, Sweco y otros fabricantes de cribas especiales para vía seca (figura 21).

Hoy día los grandes fabricantes de cribas, llamemos convencionales, son Metso-Outotec y F L Smidth (FLS absorbió a Ludowici, Australia). Ambas hace pocos años introdujeron las cribas tipo Banana, hoy usuales en las grandes instalaciones por su mejor eficiencia y mayor capacidad (figura 22). Con este tipo de cribas se pueden alcanzar superficies de hasta 50 m2 lo que permite desarrollar plantas de gran capacidad sin necesidad de instalar un gran número de cribas. Hay que tener en cuenta que con la incorporación de los molinos SAG se pueden diseñar líneas de producción de hasta 40.000/50.000 t/día con un solo molino.

Otras cribas muy empleadas hoy día por su alta capacidad y eficiencia, especialmente en los cribados finos son las conocidas como cribas de vibración lineal (figura 23).

2.3. Cintas transportadoras

Estos equipos, complementos indispensables en cualquier instalación de tratamiento, diferían de los que hoy día empleamos, sobre todo en lo referente a seguridad. En aquellos años eran pocas las cintas que se dotaban de pasillos de inspección y con protecciones de las partes en movimiento, lo que hoy día es absolutamente imprescindible.

Ahora el accionamiento de estas máquinas se realiza normalmente mediante reductores, a diferencia de las cintas antiguas en las que se utilizaban accionamientos mediante un pequeño reductor y una transmisión de poleas, mucho más frágiles.

Los grandes fabricantes españoles de aquellos años fueron Talleres Unidos (Tusa), con sede en Zaragoza, que fabricaba principalmente cintas modulares con bastidor en chapa plegada, y otras dos empresas, sitas en la misma ciudad, Industrias Moreo y Cintasa (figura 24). Otro gran fabricante, también de Zaragoza, era Taim, pero más dedicado a las instalaciones mineras. En Madrid existía un fabricante de cintas modulares de tamaño medio y pequeño, Industrias Verona, desaparecido hace mucho tiempo. Actualmente existe un buen fabricante exclusivo de cintas, localizado en Oropesa (Toledo), Maquiaridos, muy introducido en el sector de áridos, que junto con la empresa Cintasa sean probablemente los mejores y mayores fabricantes en la actualidad.

Y hablando de cintas transportadoras me viene a la mente una instalación española de excelencia, Fosfatos de Bucraa, diseñada y construida por la firma alemana KHD, donde el material se transportaba desde la mina en Bucraa a la planta de procesamiento que se ubicaba en la ciudad de Villa Cisneros, en aquellos años Sahara español. La distancia de 100 km era salvada por 10 cintas de 10 km cada una, accionada cada una por 3 motores de 500 kW. Durante los conflictos entre España y Marruecos por el nacimiento de la República Saharaui, debido a un atentado, una de las cintas quedó fuera de servicio y para parar la operación el menor tiempo posible se recurrió a empalmar dos cintas, aunque reduciendo la producción por falta de capacidad, lo que supuso que esta cinta, de 20 km de longitud, ostentó el récord durante unos años de la cinta más larga del mundo.

2.4. Lavado

El lavado de los áridos gruesos se realizaba en sus comienzos con simples riegos de agua sobre las cribas de clasificación. A medida que comenzó a complicarse la extracción de áridos, la calidad de estos disminuía y hubo que recurrir a procesos de lavado más enérgicos, incorporándose los cilindros lavadores (scrubber) y los lavadores de paletas (log-washer). De estos equipos los principales fabricantes fueron Etisa, Ibertecnic, Eral Equipos y Procesos. Otros fabricantes fueron Rover, Roher, Talleres Leblán y Talleres Alquézar, aunque había otro gran número de fabricantes locales de pequeño tamaño. Actualmente, los principales suministradores de cilindros lavadores son Advanced Mineral Processing, AMP, de Madrid, y Talleres Alquézar, de Zaragoza (figura 25).

Las empresas: Linatex, representada en España por Plásticos de Sondica, de Bilbao, Etisa, Eral Equipos y Procesos e Ibertecnic, las tres últimas de Madrid, fueron los líderes en procesos vía húmeda. Las firmas mencionadas, menos la última, estaban muy especializadas en la tecnología de lavado de arenas mediante hidrociclones, e Ibertecnic lo hacía en base a norias lavadoras.

Generalmente los áridos finos o arenas se lavaban con tornillos lavadores y con norias lavadoras. En los años 70, es decir hace ya 50 años, en España se empieza a introducir una nueva tecnología, los hidrociclones, equipos ya empleados en las instalaciones mineras. Menciono este punto porque nuestro país fue el pionero en aplicar estos equipos al lavado de arenas para áridos, primeramente como complemento de tornillos y norias, para recuperar las arenas finas perdidas por estos y seguidamente para reemplazarlos totalmente.

Una sociedad, Rheax española, filial de la homónima austriaca, instaló buen número de plantas para la producción de las arenas especiales requeridas para los hormigones de las obras de presas que en los años 60/70 se construyeron en España. Como una confirmación de la influencia francesa en el procesamiento de arenas, aparecieron posteriormente en nuestro país otras empresas como Hispano Lamex y Minobra, muy dedicadas al tratamiento de arenas especiales mediante hidrociclones y equipos de clasificación.

Mucho más tarde surgieron otros fabricantes de plantas de hidrociclonado, como la firma Gosag, que fabricaba bajo licencia de la firma francesa MS, y la firma Aritema con diseños derivados de Gosag.

El principal fabricante de tornillos en España era la empresa Talleres Obregón, que fabricaba en Torrelavega bajo licencia de la firma americana Wemco, actualmente propiedad de la multinacional danesa FLSmidth, uno de los mayores fabricantes de plantas de cemento.

Los mayores fabricantes de norias fueron Ibertecnic, Roher y Tusa, las dos primeras desaparecidas y la tercera, hoy fabricante de hidrociclones, pero más dedicada a otros rubros.

Estos nuevos métodos de lavado mediante hidrociclones aumentaron el aprovechamiento de las arenas procesadas y facilitaron el cumplimiento del objetivo futuro de la economía circular, al recuperar la mayor cantidad de sólidos económicos (figura 26).

Actualmente, los principales suministradores de plantas de hidrociclonado son AMP, Talleres Alquézar, Técnicas Hidráulicas, de Bilbao, y Gosag (con diseños derivados de la firma francesa MS), de Madrid.

2.5. Clarificación de efluentes y filtración de lodos

La introducción de los hidrociclones en el tratamiento de arenas facilitó el siguiente paso de la clarificación de las aguas residuales de lavado, efluentes, necesario para disminuir el impacto ambiental. La introducción de etapas de clarificación de los efluentes de lavado fue muy lenta y costosa pues invertir en procesos que no producían beneficios era difícil de asumir para los productores de áridos. Finalmente, la legislación para el control ambiental fue obligando a aceptar esta nueva etapa del proceso. A esta decisión contribuyeron también los controles y limitación sobre los consumos de agua fresca.

La clarificación de los efluentes se realiza mediante tanques clarificadores. En un comienzo los clarificadores eran del tipo conocido como convencionales y los únicos fabricantes dedicados a la industria de los áridos eran la ya mencionada Talleres Obregón, que fabricaba bajo licencia de la firma americana Eimco, y la firma La Promotora Industrial, de Barcelona, fabricando bajo licencia de la también americana Dorr Oliver.

La firma Eral introdujo los clarificadores de alto rendimiento o de alta capacidad, EAR, que en Estados Unidos desarrolló la empresa Enviro-Clear, principalmente para las industrias químicas, de alimentación y del papel. Con este tipo de clarificadores se reducía muchísimo el tamaño de los tanques, lo que facilitaba su instalación en las plantas de tratamiento de áridos (figura 27). Hoy los principales suministradores de este tipo de equipos para la industria de los áridos son la firma AMP, TH y Talleres Alquézar.

Si lenta fue la aceptación de las etapas de clarificación de los efluentes, más lento fue y sigue siendo la adopción de las etapas de filtración de los residuos sólidos (arenas ultrafinas, arcillas y limos) evacuados con los efluentes. La introducción de filtros automáticos para poder recuperar todos los sólidos y reducir al mínimo el consumo de agua de las instalaciones es cada día más frecuente y podría decirse que empieza a ser considerada como una etapa más a tener en cuenta en el tratamiento de áridos vía húmeda (figura 28). El principal fabricante español de filtros era la empresa Tefsa de Barcelona, sucesora en cierto modo de la anteriormente mencionada, La Promotora Industrial. Esta empresa fabricaba bajo licencia de la compañía alemana Rittershaus und Blecher, R & B, probablemente primer fabricante mundial de filtros prensa. También siguió fabricando clarificadores con los mismos diseños tipo Dorr Oliver, procedentes de La Promotora Industrial.

Actualmente, las firmas AMP, TH y Tefsa, que anteriormente mencionábamos como fabricantes de clarificadores, son las más introducidas como suministradores de filtros prensa, añadiendo la firma de Gerona, Clever Filtración.

2.6. Captación/eliminación de polvo

Quedaría por mencionar la eliminación del polvo en las instalaciones de tratamiento de áridos y minerales, generado principalmente en las etapas de trituración. La eliminación puede ser mediante captación o supresión, dos técnicas diferentes pero que, además de solucionar un problema higiénico y ambiental, pensando siempre en el objetivo final de una «economía circular», permiten confinar las partículas sólidas que indudablemente proceden de la materia prima mineral con que se alimenta la planta de tratamiento.

Había varios fabricantes de este tipo de equipos, ciclones de polvo, clasificadores dinámicos y filtros de mangas, pero el más introducido en España era la empresa Maquinaria Anivi, de Bilbao, muy reputada en la molienda en vía seca, que permanece activa.

Los principales fabricantes de estos procesos en vía seca son Anivi, Fivemasa, de Bilbao, Miningland, de Pamplona, y Metso.

Cuando no se dispone de agua para el lavado de los áridos puede recurrirse al proceso vía seca de Defillerización, mediante clasificadores neumáticos y filtros de mangas (figura 29).

En el caso de la minería metálica, el polvo producido en las plantas de tratamiento es captado mediante sistemas neumáticos y en general el producto captado es conducido a las etapas finales de concentración, por ejemplo flotación, pues normalmente contiene valores importantes de mineral. El gran problema en la minería metálica es que los estériles (colas o relaves) representan un elevado tonelaje que es enviado a balsas de decantación, creando un pasivo ambiental importante, y que lamentablemente se genera en otro lugar distinto de la propia mina. Las grandes empresas mineras están investigando posibilidades de aplicación de estos estériles, pero el problema es que aunque se encontrara una aplicación el volumen producido a nivel mundial es tan elevado que no habría ninguna industria que pudiese absorber el tremendo tonelaje existente.

3. Economía Circular

En las plantas de producción de áridos el objetivo a alcanzar para lograr lo que podríamos denominar como «economía circular» sería el aprovechamiento integral de todo el producto que se extrae de la naturaleza para procesar en las instalaciones.

En las plantas de tratamiento de graveras el único material que se pierde son los lodos procedentes del lavado, que suelen ser arcillas y limos acompañados de algunas fracciones de arenas muy finas, inferiores a 63 micras, límite fijado por la normativa, que se obtienen mediante los procesos de clarificación y filtración de los efluentes del lavado. En la producción de áridos procedentes de canteras, generalmente suele haber dos productos sin aprovechamiento: un material fino, también inferior a dicho tamaño, obtenido bien en vía húmeda como en las graveras, cuando la naturaleza del material requiere de alimentación requiere el lavado, o bien en vía seca, procedente de la captación de polvo, y un material granulado de tamaño variable, pero generalmente inferior a 100-150 mm, procedente de la etapa de pre-cribado previa a la trituración primaria, denominado como «tierras».

En el caso de las tierras, dependiendo de su calidad y del momento, una gran cantidad de este rechazo generado en las plantas es utilizado como «zahorra» para rellenos y sub-bases, pero en general siempre suele haber excedentes del mismo, en cuyo caso y buscando un aprovechamiento integral, estas tierras pueden someterse a procesos de lavado para recuperar las fracciones gruesas y arenas limpias, al mismo tiempo que los finos, partículas finas inferiores a 63 micras, indeseables, serían recuperadas en los procesos de clarificación de efluentes.

Así pues, el problema para alcanzar el anhelado aprovechamiento total sería buscar y encontrar una aplicación a estos finos que inevitablemente se producen en las plantas de tratamiento. Hay que tener en cuenta que el volumen de este material, en principio considerado como residuo, puede oscilar entre un 5% y 15% en la generalidad de los casos, salvo excepciones poco frecuentes. En definitiva el problema, aparentemente, no sería de colocación del producto, si se encontrase una aplicación a este residuo.

En la gran minería del cobre con plantas tratando hasta 400.000 toneladas diarias, el contenido de mineral útil, mena, en el mejor de los casos, es del 0,5% al 1,5%, lo que significa que el residuo producido es prácticamente el mismo tonelaje de la alimentación, lo que complica su tratamiento dado el gran tonelaje a tratar.

En estos años la gran minería está investigando la producción de nuevos materiales o productos empleando estos finos para poder dar una solución al gran problema ambiental de sus enormes vertidos y de reducción al mínimo del consumo de agua de las plantas.

Empresas mineras multinacionales están promoviendo licitaciones internacionales, con financiación propia, llamando a empresas tecnológicas capaces de estudiar y desarrollar alternativas de utilización de sus residuos.

Las directrices que está tomando en estos momentos la gran minería a nivel mundial, muestran un camino a seguir en la producción de áridos, máxime cuando el volumen de residuos en nuestro sector es ínfimo comparado con el sector minero. Como ejemplo, una planta minera de tamaño medio debe dar solución a unas 150.000 t/día de residuo, mientras que una gran planta de áridos de 5 000-10.000 t/día, 500-1.000 t/h de capacidad, produciría tan solo un residuo medio de unas 1.000 t/día, un volumen no tan problemático para no poder manejarlo.

Una gran ventaja adicional en el sector de los áridos es que los residuos producidos por estas plantas son generalmente inertes, y por tanto pueden ser tratados sin grandes complicaciones. Hace años, en Argentina se desarrolló, a título privado, la producción de materiales de construcción empleando residuos del lavado, pero lamentablemente la idea no progresó (figura 30). Parece lógico pensar que las mayores aplicaciones podrían encontrarse en el sector de la construcción.

Las administraciones de los diferentes países desarrollados, así como los centros de investigación públicos y privados, deberían trabajar en esa dirección, buscando aplicaciones a los productos, considerados como rechazos, generados en el tratamiento de áridos y minerales, para conseguir alcanzar ese objetivo tan deseado de la anhelada «Economía Circular».

NOTA: Para acceder a todas las Imágenes y Figuras puede visitar la Revista Online: Rocas y Minerales 600