A planta piloto subterrânea de classificação por transmissão de raios X (XRT) na mina de Zielitz, desenvolvida pela TOMRA em colaboração com a K+S, estabelece um novo padrão de referência para a mineração eficiente e sustentável de potássio. O projeto piloto, em andamento desde 2022, atingiu com sucesso seu principal objetivo de remover resíduos estéreis no subsolo, com o potencial de reduzir o armazenamento e melhorar a qualidade do minério extraído através do poço, ao mesmo tempo em que aumenta a eficiência operacional geral. O projeto está em andamento, explorando maneiras de otimizar o desempenho da separação, aumentar a produtividade e implementar a nova tecnologia no processo de planejamento da mina.
A TOMRA Mining e a K+S Minerals and Agriculture alcançaram um marco importante em sua colaboração tecnológica contínua na mina de Zielitz, na Alemanha, com o sucesso da planta piloto subterrânea de classificação para pré-separação de sal-gema. O projeto visa minimizar o armazenamento, reduzir o gargalo no poço da mina e acomodar uma maior expansão da mina. A planta piloto subterrânea está equipada com um separador TOMRA XRT especialmente adaptado para atingir os objetivos da K+S – uma solução única desenvolvida especificamente para as condições e requisitos da mina.
Este projeto piloto é o mais recente desenvolvimento na longa colaboração entre a TOMRA e a K+S, líder europeia na produção de sal e fornecedora global de minerais de potássio. A colaboração entre as duas empresas começou em 1998, quando o primeiro separador de cores da TOMRA foi instalado nas instalações de Braunschweig-Lüneburg, em Grasleben. Ao longo dos anos, as duas empresas trabalharam juntas em vários projetos e realizaram testes extensivos para várias plantas.
O desafio da mineração subterrânea em Zielitz
A K+S iniciou o projeto como parte de seu foco em identificar soluções práticas e de longo prazo para melhorar a sustentabilidade e aumentar a produtividade em suas cadeias de produção e fornecimento. A empresa fez uma parceria com a TOMRA para explorar maneiras de remover resíduos estéreis do subsolo, reduzindo significativamente o armazenamento – e, consequentemente, o impacto ambiental da mina – e melhorando a qualidade através do poço.
“O manuseio do aterro tem sido uma questão importante na mineração há décadas. As demandas cada vez maiores por depósitos mais profundos e complexos, a necessidade econômica de economias de escala e as crescentes regulamentações ambientais devem ser atendidas. A abordagem de manufatura enxuta de remover minerais sem valor do fluxo de materiais o mais cedo possível e processar os minerais valiosos de forma concentrada promete inúmeras vantagens”, afirmaram a Dra. Isabell Pfaffe e coautores em um artigo técnico recente sobre o projeto.
A planta de triagem foi instalada no subsolo e comissionada em 2022. Ela conta com a tecnologia XRT da TOMRA para identificar e remover resíduos – predominantemente halita (NaCl) – com teor de potássio (K2O) inferior a 2%.
Ao classificar o material extraído no subsolo para remover resíduos e redirecionar parte deles para aterro, a planta piloto aborda com sucesso os três principais desafios do local de Zielitz. O primeiro é a redução do estoque: uma vez que a grande quantidade de material armazenado implica um grande esforço de proteção ambiental. Por meio deste projeto, a K+S visa encontrar uma solução para reduzir ao máximo a quantidade de material estéril que vai para o estoque. O segundo é o gargalo no poço da mina: o poço principal eleva até 45.000 toneladas métricas por dia, não deixando capacidade para expansão futura ou retorno de resíduos processados para o subsolo. Por fim, o projeto visa resolver as restrições de infraestrutura em vista de uma futura extensão da mina planejada para mais de 40 km, uma vez que não há capacidade de transporte ou instalações para retornar os resíduos processados como aterro nas áreas mineradas.
Abordagem inovadora e colaboração para uma solução personalizada
Para o projeto piloto de Zielitz, a TOMRA desenvolveu uma solução exclusiva baseada em uma classificadora TOMRA COM XRT 1200 2.0  com um sistema de sensoriamento adaptado com configuração e algoritmos especialmente projetados para atingir as metas estabelecidas pela K+S. O processo começa com um sistema de alimentação equipado com um divisor de fluxo ajustável na correia principal, que direciona a alimentação de sal bruto para uma peneira vibratória de dois andares. O material é separado em frações de tamanho definido, e as frações acima e abaixo do tamanho são devolvidas à correia principal. As esteiras da peneira são intercambiáveis, permitindo que os operadores testem diferentes faixas de tamanho. Depois de peneirado, o material é transportado para o classificador XRT, que identifica rochas de potássio e remove o sal de sódio indesejado, que tem uma densidade atômica menor. O material identificado como resíduo, com teor de potássio abaixo de 2,0%, é desviado para uma esteira para aterro, enquanto o concentrado é realimentado para a correia principal e, de lá, para o poço.
A instalação do sistema piloto de classificação subterrânea trouxe seus próprios desafios logísticos, principalmente o transporte do classificador XRT de 18 toneladas pelo poço. A máquina teve que ser cuidadosamente desmontada, baixada em componentes e remontada no local. A experiência da TOMRA na instalação subterrânea de equipamentos de classificação foi extremamente valiosa para enfrentar com sucesso esse desafio, juntamente com o pessoal da K+S no local.
Resultados impressionantes e uma visão para a próxima fase
O projeto piloto alcançou com sucesso todos os objetivos e demonstrou que o classificador XRT da TOMRA pode remover com sucesso a halita liberada. A planta piloto processa atualmente 50 toneladas por hora. Ela remove até 50% da alimentação como rochas estéreis subterrâneas, reduzindo a carga no poço e permitindo um aumento na capacidade de mineração. Parte dos resíduos estéreis, que têm um teor de potássio abaixo de 2,0%, é usada como aterro, reduzindo a quantidade que vai para o estoque. Os 50% restantes da alimentação, com um teor de minério quase duplicado em comparação com a configuração anterior, são misturados ao fluxo principal de material para o poço e içados para a planta de processamento.
Com os resultados bem-sucedidos alcançados pela planta piloto, as empresas estão de olho na próxima fase: explorar o aumento da capacidade e integrar a tecnologia OBTAIN da TOMRA, baseada em IA. Essa tecnologia inovadora utiliza Deep Learning para identificar com precisão as propriedades de cada partícula individual, mesmo quando elas estão em contato com na correia – consequentemente, independentemente da capacidade do separador – alcançando precisão e confiabilidade incomparáveis. O resultado é precisão de partícula única na classificação de minério de alto rendimento.
“Nossa visão do que pode ser alcançado em uma fase posterior, introduzindo mais separadores com OBTAIN, é classificar o máximo possível de toneladas de ROM. Os resíduos classificados, que representam cerca de metade da alimentação do classificador, são usados para aterro e a quantidade restante de produto de alta qualidade é transportada para o poço”, explica Jens Michael Bergmann, gerente global do segmento de minerais industriais da TOMRA Mining. “O objetivo é aumentar ainda mais o teor de K2O no poço, o que significará içar a mesma tonelagem, mas com um teor mais alto no futuro. Isso reduzirá automaticamente o armazenamento, e as etapas de processamento a jusante nas instalações de superfície serão mais eficientes devido ao maior teor de potássio da matéria-prima içada. Começamos a testar o OBTAIN para ver o quanto podemos aumentar a capacidade da classificadora, mantendo o desempenho. Os testes iniciais no centro de testes da TOMRA mostraram resultados muito promissores.”
O projeto da planta piloto de Zielitz já atraiu o interesse de outras empresas de mineração com situações e desafios ambientais semelhantes. Ao combinar engenharia avançada e tecnologia de sensores, processamento de dados com inteligência artificial, a vasta experiência da TOMRA e a sólida relação de colaboração com a K+S, este projeto demonstra o potencial transformador da pré-separação subterrânea baseada em sensores.
Sobre a TOMRA Mining
A TOMRA Mining projeta e fabrica tecnologias de classificação para as indústrias globais de mineração e processamento de minerais. As soluções da empresa visam transformar a forma como os recursos naturais são processados para maximizar a recuperação e minimizar nossa pegada ecológica.
Como líder global de mercado em classificação de minério baseada em sensores, a TOMRA Mining é responsável pelo desenvolvimento e engenharia de tecnologia inteligente para oferecer eficiência de recursos e remodelar o setor para melhor.
Siga a TOMRA Mining no Facebook @TOMRA.Sorting.Mining, X @TOMRAMining, LinkedIn em TOMRA Mining e no YouTube em TOMRA Mining.