El atractivo económico de las monofracciones para las plantas de reciclaje

Pasar de fracciones mixtas a monofracciones se ha convertido en un paso absolutamente necesario para que las plantas de recuperación de metales puedan aumentar sus beneficios.

Los estándares de calidad del metal reciclado son cada vez más altos y la normativa gubernamental sobre la pureza del material es cada vez más exigente. Además, resulta cada vez más difícil de acceder a los mercados de metal reciclado “fiables”.

Actualmente las plantas de reciclaje de metal afrontan múltiples desafíos para lograr ser rentables. Los estándares de pureza cada vez más exigentes están cerrando mercados y las infraestructuras poco desarrolladas de reciclaje provocan que existan abundantes residuos y fracciones de metal a disposición de los procesadores.

El excedente de material ha hundido el precio del metal reciclado. «En los últimos 18 meses, desde que se implantó la National Sword (Espada Nacional) en China, el precio de productos generales de mezcla de metal, como la zorba, ha caído» afirma Eric Thurston, jefe de ventas de metales para TOMRA Sorting. Por su parte Brian Gist, director de ventas globales de TOMRA Sorting añade: «A raíz de ello, estamos observando una tendencia en las plantas de reciclaje hacia el uso de técnicas de clasificación avanzada con sistemas basados en sensores que permiten separar la mezcla de material en monofracciones».

Si bien los desafíos son importantes, algunas empresas de reciclaje ven los nuevos y exigentes estándares de calidad como una forma de diferenciarse de la competencia. No obstante, para lograr ese objetivo es necesario mejorar los equipos de procesamiento. «Algunos clientes nos están diciendo que la situación del mercado es la idónea para mejorar sus plantas y poder así procesar la abundancia de residuos de metal disponible en Norteamérica y así adaptarla a estándares de pureza más altos», afirma Carlos Manchado Atienza, director regional de TOMRA Sorting.

En lo relativo a clasificación de fracciones de metal, las empresas tienen varias opciones y tomar la decisión equivocada entre clasificación húmeda o seca puede tener costosas consecuencias.

Separación por flotación o plantas de medios densos

La industria de chatarra lleva décadas empleando el sistema de separación por flotación en las plantas de medios densos que logra separar las fracciones de metales pesados como el cobre, el zinc y el acero inoxidable de las fracciones ligeras, como el aluminio. El proceso es el contrario al que emplea la industria minera, que lo utiliza para recuperar metales preciosos y fracciones de carbón de los residuos.

Emplear agua y floculante para hacer que los materiales floten/se hundan parece bastante sencillo. Además de ser una materia prima conocida, el desembolso inicial de capital para construir una planta de clasificación húmeda es atractivo para las empresas que se dediquen a la recuperación de metales. Es más barato poner en marcha una planta de este tipo que una de clasificación seca.

Sin embargo, este ahorro inicial pasa factura a largo plazo. «Los costes del ferrosilicio pueden variar entre 1.500 y 1.700 € por tonelada en cualquier momento», comenta Thurston.

Gist, con varios años de experiencia al frente de una planta de medios densos, explica cómo las plantas bien dirigidas consumen ferrosilicio a un ritmo aproximado de unas 2,5 a 3 kg por tonelada de metal clasificado. «No obstante, una planta media consume aproximadamente de 8 a 9 kg por tonelada de fracción clasificada de metales nobles«, afirma.

El ferrosilicio crea el rango de gravedad específica para clasificar las fracciones de metal en producto pesado o producto ligero. El objetivo es mantener una gravedad específica de entre 1,8 y 2,2 para que flote el material ligero, y de entre el 2,8 y el 3,4 para el producto pesado.

Aunque parezca sencillo, son muchos los factores que influyen en los valores objetivo de la gravedad específica, incluido el tipo de material procesado, así como la calidad del agua. Gist explica: «La estabilidad es una batalla constante a la hora de dirigir una planta de medios densos. Resulta difícil lograr una clasificación estable y constante en el tiempo. Cuando el material flota, el material noble se deposita en el agua, pero cuanto más sucia esté el agua, más ferrosilicio hace falta para lograr la gravedad específica adecuada para separar el producto -ya sea ligero o pesado».

Tanto Thurston como Gist advierten a aquellas plantas de reciclaje de metal que se están planteando invertir en una planta de clasificación húmeda que tengan además en cuenta las limitaciones de clasificación, especialmente en el mercado actual:

• Clasificación limitada. La flotación solo producirá producto ligero (aluminio) y producto pesado. A menos que se combinen con un circuito de clasificación seca, las plantas de clasificación húmeda no pueden reclasificar los metales pesados en monofracciones como cobre, zinc, acero inoxidable o plomo, hecho que limita su flexibilidad para adaptarse a la demanda actual del mercado.
• Capacidad de producción fija. Una planta media de medios densos está configurada para procesar hasta un máximo de 20 toneladas cada hora (TPH) de fracciones de metal. La estabilidad de la gravedad específica y el tamaño de las partículas recicladas influirá en esta velocidad. Al producirse inestabilidad en la gravedad específica y reducirse el tamaño de las partículas, la producción puede descender hasta 7 TPH.
• Generación de residuos peligrosos y caros. La suciedad atrapada en los poros de los residuos de metal se mezcla con el ferrosilicio y se deposita en piscinas, pantallas, conductos y bombas. Este producto de filtración debe eliminarse del sistema y, según la zona, puede estar clasificado como un residuo peligroso, lo que hace que sea más difícil y más caro deshacerse de él.
• Costes de mantenimiento altos. La necesidad de evitar que tanques y conductos se congelen durante el invierno en muchos mercados, hace que una planta de medios densos requiera cuidados permanentes y tenga unos importantes costes de explotación a largo plazo.

Conclusión: Las empresas deben tener en cuenta todos estos costes cuando se planteen el tipo de proceso de clasificación que van a emplear para separar fracciones de metal.

Clasificación avanzada basada en sensores

Aunque no lleva tanto tiempo en el mercado como la clasificación húmeda, existen plantas de reciclaje de metal que llevan casi treinta años utilizando clasificación seca basada en sensores. «Empezamos vendiendo equipos de clasificación óptica en Norteamérica a principios de los 90, explica Manchado Atienza.

Además de las clasificadoras ópticas, la industria del metal también usa tecnologías de rayos X, electromagnetismo y láser para clasificar fracciones de metales no férricos y eliminar de ellas cualquier impureza. ´

En lugar de usar agua, se emplean pequeñas ráfagas de aire para expulsar las impurezas del flujo de material y lanzar el producto deseado, en una clasificación negativa, o expulsar el producto y lanzar las impurezas, en una clasificación positiva.

Mientras la clasificación húmeda ofrece un producto ligero o pesado, los sistemas de clasificación seca llevan el proceso de clasificación un paso más allá hasta las monofracciones. Según explica Manchado Atienza: «La clasificación óptica avanzada separa el cobre, níquel, acero inoxidable, plomo y otros metales de mezclas de metales, como la zorba. Ofrece así una amplia variedad de subproductos como aluminio y otros productos monofraccionales de mayor calidad».

En un mercado en el que la mezcla de metal como materia prima se vende a bajo precio, la clasificación basada en sensores ofrece a las empresas la flexibilidad de adaptarse a las condiciones del mercado en cada momento. «La zorba se vende actualmente a poco más de 1 € el kilo en muchos mercados, mientras que el cobre se vende a cerca de 4,5 € el kilo», afirma Thurston. Las clasificadoras ópticas les brindan a las empresas la posibilidad de cambiar los procesos de clasificación y separar la fracción más valiosa para responder a la situación del mercado”.

Los cambios del circuito de clasificación se realizan con rapidez mediante el software de control del equipo. TOMRA acaba de lanzar su sistema operativo ACT, que permite que los operarios puedan realizar ajustes sencillos de la clasificación del producto mediante una pantalla táctil. «En menos de dos semanas un operario puede aprender a llevar una planta de clasificación basada en sensores», afirma Thurston, «pero las plantas de medios densos son todo un arte y pueden requerirse una preparación de hasta 18 meses para que un operario la logre llevar al máximo rendimiento».

Gist explica la clave para lograr la máxima recuperación de producto con un bajo uso de floculante en las plantas de clasificación húmeda es aprender a optimizar la gravedad específica. «Si tienes un buen operario en una planta de medios densos tienes que lograr que no se vaya de la empresa porque permitirá reducir enormemente los costes de explotación de la compañía», afirma. «Por el contrario, con las clasificadoras ópticas, el software asegura resultados uniformes y constantes con solo tocar una pantalla; por eso es más fácil que el operario aprenda a usarla”.

Gist ahonda en que los operarios de plantas de clasificación húmeda deben estar presentes constantemente para controlar en todo momento el proceso de flotación. La nueva tecnología disponible en el mercado, como la TOMRA Insight, usa la nube para remitir a las compañías que usan clasificadoras ópticas datos de funcionamiento fundamentales en tiempo real de forma que, si así se desea, el proceso pueda operarse y controlarse de forma remota,

Algunas plantas de reciclaje de metal apuntan como desventaja de los equipos de clasificación basados en sensores, la mayor inversión de capital inicial requerida. No obstante, Thurston sostiene que esto se compensa con que los costes de explotación de las clasificadoras ópticas son sustancialmente menores a largo plazo. «Los costes de explotación son hasta un 90 % menores con la clasificación seca», afirma, «y es uno de los motivos principales por los que una gran empresa de reciclaje de metales del Midwest estadounidense retiró su planta de medios densos en favor de un proceso de clasificación seca. Además, las clasificadoras ópticas tienen un índice de disponibilidad de alrededor del 95 % frente al 75 %, aproximadamente, que tienen las plantas de medios densos».

Históricamente, la clasificación de fracciones de metales nobles de tamaño inferior a los 10 mm era donde la clasificación de medios densos lideraba el mercado. Esto se debía a que, debido a la resolución de los equipos de clasificación óptica, su eficacia era máxima con fracciones mayores a 10mm.  Sin embargo, los últimos avances tecnológicos han propiciado la presentación de la X-TRACT X6 FINES de TOMRA con tecnología de clasificación mediante rayos X, que ha sido lanzada en la feria Aluminum USA de Nashville (EE.UU.) el pasado mes de septiembre. «Esta máquina permite por fin detectar y clasificar de forma eficaz fracciones de metales nobles un 50% más pequeñas de lo que era posible hasta ahora en el mercado, y ofrece tasas de recuperación del 95 % o más», afirma Thurston.

La mezcla perfecta

Thurston da un consejo a aquellas que cuenten actualmente con plantas de medios densos y quieran disfrutar de la flexibilidad de separar las mezclas de metales en monofracciones: incorporar la clasificación basada en sensores, que pueden añadirse al proceso, ya sea antes o después.

«Al contrario de lo que ocurre con las plantas de medios densos, la tecnología de TOMRA es escalable para satisfacer mejor las necesidades de la empresa», afirma. «Al final del proceso de clasificación de monofracciones puede añadirse, con una inversión ajustada, una línea de clasificación óptica que permitirá que la compañía aproveche las demandas y precios mercado».

Independientemente del tipo de clasificación por la que se opte, Gist recuerda a las empresas que la pureza del producto final debe ser lo más importante, dada la normativa actual, cada vez más exigente. «La adopción en China de la Espada Nacional y los numerosos mercados del sudeste asiático que han seguido sus pasos son un indicador de que los estándares de pureza no harán más que endurecerse. Por ello, las empresas de reciclaje deben elegir la tecnología adecuada que les ofrezca no solo el producto que necesitan vender al mercado, sino que asegure los niveles de pureza adecuados».

En el caso concreto de España y Portugal, TOMRA Sorting Recycling cuenta a nivel local con un equipo comercial y servicio técnico propio para dar respuesta a las cada vez más exigente demanda de soluciones de separación dentro del mercado de recuperación de metales.

Para afrontar con garantías esta nueva situación, TOMRA Sorting Recycling ha incorporado recientemente a Eduardo Morán como responsable de ventas, quién cuenta con una dilatada experiencia en el sector de recuperación de metales férricos dentro de la industria siderometalúrgica.