concentración de minerales de hierro, estado del arte

78
Alejandro Rodríguez H. Superintendente Planta Cerro Negro Norte CAP Minería

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Page 1: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Alejandro Rodríguez H.

Superintendente Planta Cerro Negro Norte

CAP Minería

Page 2: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Agenda

• Introducción al mercado del Hierro

• Recursos minerales ferríferos de interés y su mineralogía.

• Conceptos de Concentración Magnética y Peletización.

• Evolución de los procesos productivos.

• Descripción de Faenas de CAP Minería en Chile.

• Proyectos de CAP Minería.

Page 3: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

El Mercado del Hierro

Page 4: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

12.000

12.500

13.000

13.500

14.000

14.500

15.000

15.500

16.000

16.500

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

32%

8%

8% 7% 6%

5%

4%

4%

3%

23% Chile

China

Perú / Peru

Estados Unidos / USA

Australia

Zambia

Rusia / Russia

Canadá / Canada

Indonesia

Otros

• Chile, 32% de participación de

mercado. El principal productor

del mundo.

• Chile cuenta con el 36% de las

reservas mundiales de Cobre.

Producción de Cobre Global (kt)

Producción de Cobre nacional (kt)

Participación producción de Cobre Mundial (kt) 3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

La Industria del Cobre

Page 5: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

0

200

400

600

800

1000

1200

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

12%

20%

1%

10%

17%

25%

15%

Europa

Brazil

Chile

India

China

Australia

Resto del mundo

• La producción de mineral de hierro a nivel mundial alcanzó las 1.923 Mt el año 2011.

• Chile representa un 0,9% de la producción mundial de mineral de hierro.

• El comercio mundial de mineral de hierro transado por vía marítima alcanzó a 1.155 millones el año 2011

• Australia, Brasil e India concentran el 75% del mineral de hierro comercializado en el mundo vía marítima.

• Mercado con alta concentración, 3 productores: Vale, BHP Billiton y Rio Tinto dominan el mercado.

Mineral de Hierro (Seatrade Mt)

Participación mundial de la producción de mineral de hierro

La Industria del Hierro

Page 6: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Iron Ore Trade (Mt)

Seaborne Trade 2011 1.155 Vale 288 24,9% Rio Tinto 190 16,5% BHP Billiton 184 15,9%

CAP Minería 10 0,9% others 483 41,8%

Exporter Countries (Mt)

Australia 438,8 38,0% Brazil 348,6 30,2% India 78,8 6,8% Africa 63,3 5,5% Canada 33,9 2,9%

Other 191,6 16,6%

Mercado del Hierro - Productores

Page 7: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Industria de Hierro y Acero

Mineral de Hierro

Industria concentrada

25%

17%

16%

1%

41%

Vale Rio Tinto BHP Billiton

CAP Minería Otros

8,2%

5,3% 3,9%

3,4%

3,3%

3,1%

2,9%

2,7%

2,6%

2,2%

62,0%

Arcelor Mittal Hebei Iron and Steel

Baosteel Groupron and Steel Wisco

Posco Nippon Steel

Jiangsu Shagang Group Co Ltd Shougang Group

JFE Steel Group TATA Steel Ltd

Others

Acero

Industria atomizada

Page 8: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

El Hierro, Mercado de Volúmenes

Brasil:

330 Mt Australia

: 422 Mt

India:

90 Mt

China:

692 Mt Japón:

140 Mt

EU-27:

142 Mt

143 Mt

33 días /US$ 23 / WMT

297 Mt

10 días

US$ 9 / WMT 73 Mt

13 días

US$ 11 / WMT

Corea S.:

54 Mt

Export Import

Page 9: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

61% 1%

17%

13%

8%

China

South East Asia

Japan/ South Korea

Europe

Others

• China, motor de la economía

mundial.

• Desde un 21% de participación en el

“seatrade iron ore” el año 2002 a

un 61% en el año 2011.

Importación Mineral de Hierro (Mt)

Producción de Acero Crudo China (Mt)

Países Importadores de Mineral de Hierro

0

200

400

600

800

1000

1200

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Otros

China

0

100

200

300

400

500

600

700

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

China

Page 10: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

•El consumo

de acero en

China está

siguiendo el

mismo patrón

que siguieron

los países

desarrollados

en el pasado

El Mercado

Page 11: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Precios

US$ 146,75 / DMT

US$ 169,23 / DMT

US$ 131,72 / DMT

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

E

US$ /DMT

2010

2011

2012

F M A M J J A S O N D

Platts – Asia Iron Ore Fines 62%Fe

Page 12: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

7.613 7.437 7.312 7.580 7.674

8.377

7.251

10.145 10.212

11.467

Ventas (k)

Despachos Históricos CAP Minería

Page 13: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

63%

13%

16%

2% 6%

CHINA

JAPON

CHILE

EEUU

INDONESIA

29,60%

14,01%

56,40%

Guayacán

Totoralillo

Guacolda

• Total Ventas 2011: 11,467 Mt

• Total Ventas 2012(e): 12 Mt

• China: principal destino geográfico

de sus ventas.

• China: participación de mercado

de 63%.

Ventas por Destino 2011

Puertos de despachos 2011

CAP Minería

Page 14: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

CAP Minería y Mercado Chino

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Otros China Share China

kt

Page 15: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Mineralogía y Recursos

Ferríferos

Page 16: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Intensidad magnética para la separación (Gauss) Mineral

500 –5.000 Fuertemente magnéticos

Magnetita, franklinita, leucita, sílice, pirrotina.

5.000 –10.000 Moderadamente magnéticos

Ilmenita, biotita, granate, wolframita.

10.000 –18.000

Débilmente magnéticos

Hematita, columbita, limonita, pirolusita,

rodocrosita, siderita, manganita.

18.000 –23.000

Pobremente magnéticos Rutilo, rodonita, dolomita, tantalita, cerusita, epídota, monacita, fergusonita, zircón, ceragirita, argentita, pirita, esfalerita, molibdenita, bornita, wilimita, tetraedrita, scheelita.

Mineral %Fe Estequiométrico

Magnetita (Fe3O4) 72,4

Hematita (Fe2O3) 70,0

Goethita/Limonita (FeO(OH)) 62,9

Pirrotina (Fe1-xS) 63,5

Susceptibilidad Magnética

Page 17: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

DG

Textura Diseminada.

Magnetita sobre roca .

MACIZA Magnetita con impureza actinolita

DISEMINADA Magnetita sobre roca

BRECHOSA Entrecruzamiento magnetita con actinolita

Texturas Mineral

Page 18: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Conceptos Generales de

Concentración Magnética

Page 19: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Fuerza de atracción magnética.

Fuerza gravitacional.

Fuerza inercial horizontal.

Fuerza de roce.

Fuerzas que intervienen

en la Concentración Magnética

Page 20: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Fuerzas que intervienen

en la Concentración Magnética

B

A

Fg FT

FH

FH

FH+Fg Fg C

FT

Fmag

Fmag FH

FT Fg

FH+Fg

FH

Fg

FT Fmag

FH+Fg

Page 21: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Clasificaciones de la Concentración Magnética

De acuerdo con el propósito del sistema

• Remoción de hierro o metales, para la protección de maquinaria

costosa sujeta a daño o desgaste.

• Extracción de constituyentes magnéticos valiosos (mineral).

De acuerdo con el medio que transporta el mineral

• Seco.

• Húmedo.

De acuerdo con la forma en que es generado el campo magnético

• Imanes permanentes.

• Electroimán.

• Solenoide.

• Imanes superconductores.

De acuerdo con la magnitud del campo magnético

• Concentración magnética de baja intensidad (L.I.M.S.).

• Concentración magnética de alta intensidad (H.I.M.S).

Page 22: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Imanes de elevación

a) Imán de elevación en línea. b) Imán de elevación con

banda transversal.

Page 23: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Tambores magnéticos en seco (HSD/DFA)

Alimentación

Tambor con

imanes

permanentes

Baffles

Concentrado Colas Medios

Gabinete

Motor

Reductor

Variador de

Velocidad

Page 24: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Tambores magnéticos en seco (HSD/DFA)

Líneas de fuerza

Alimentación

Envolvente

Perfil tambor de

19 polos

Arco magnético

Imanes

permanentes

Page 25: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Tambores magnéticos en seco (Los Colorados)

Page 26: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Poleas magnéticas

C M T

Page 27: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Alimentación

Concentrado

Colas Colas

Agua Agua

Tambores magnéticos en húmedo - concurrente

Page 28: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Tambores magnéticos en húmedo - contra-rotación

Alimentación

Concentrado Colas

Page 29: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Tambores magnéticos en húmedo - contra-corriente

Alimentación

Colas Concentrado

Page 30: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Concentrador alta intensidad (w.h.i.m.s.)

BOBINA

ALIMENTACION

CIRCUITO CABEZA DEL

PULVERIZADOR DE

LIMPIEZA

COMPARTIMIENTOS

DEL ANILLO

ROTATORIO

CUBIERTA

REMOVIBLE EN

CADA

COMPARTIMIENTO

PLATOS DE

ACERO

ACANALADO

BOLAS DE

ACERO

LAMINAS DE

ACERO

EXPANDIDO

BANDEJA

COLECTORA

ESTACIONARIA

CONTROLADOR

DE LIMPIEZA

Page 31: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Davis Tube Test (DTT)

Page 32: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Concepto de Fe DTT

Page 33: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Conceptos Generales de

Pelletización

Page 34: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Formación de Núcleos o Semillas.

En esta etapa los materiales sólidos y el agua agregada entran en

contacto produciéndose el fenómeno de coalescencia, luego del

cual se forman núcleos estables de forma esférica.

Partícula

Agua

Figura 2.16 Efecto de la adición de aditivos (7).

Descripción del Proceso

Page 35: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Transición

En esta etapa, los núcleos formados se compactan y agregan entre

si debido al movimiento rotatorio del disco peletizador.

Descripción del Proceso

Page 36: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Crecimiento

» Por asimilación.

» Por recubrimiento

Núcleo Alimentación

Fresca

Núcleo Fragmentos

de Núcleos

Descripción del Proceso

Page 37: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Caliza (CaCO3)

Cal Hidratada (Ca(OH)2)

Bentonita

Dolomita

Alcotac

Peridur

Aditivos orgánicos.

Aditivos no metálicos.

Aditivos utilizados

Page 38: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Evolución de los Procesos

Productivos

Page 39: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Producción de granzas y finos (mineral alta ley)

Page 40: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Producción granzas y finos (mineral mediana ley)

DIAGRAMA DE FLUJOS PLANTA Nº2 "EL TOFO"

6

4

32

1

CARGADOR

BUZÓN DE

ALIMENTACIÓN

CLASIFICADOR

(Grizzly)

(+4")

(-4")

CHANCADOR PRIMARIO

(Chancador de Mandíbula)

CLASIFICADOR

(Harnero)

(+11/2")

(-11/2"+1/4")

(-1/4")

CONCENTRADOR MAGNÉTICO

(Polea Magnética)

(C)(T)CHANCADOR SECUNDARIO

(Chancador de Cono)

CONCENTRADORES MAGNÉTICOS

(HSD's)

(C)

(C)

(T)

(M)

(C)

(C)

(T)

(M)

PILA

CONCENTRADO FINO

PILA

RECHAZO MIXTOPILA

RECHAZO

PILA CONCENTRADO GRANZA

CONCENTRACIÓN FINOS

(-1/4")

CONCENTRACIÓN GRANZAS

(-11/2"+1/4)

5

Page 41: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

DIAGRAMA DE FLUJOS PLANTA "CRISTALES"

7

6

4

2

3

1

BUZÓN DE

ALIMENTACIÓN

(+3 1/2")

(-3 1/2")

CHANCADOR PRIMARIO

(Chancador de Mandíbula)

CLASIFICADOR

(Harnero)

(+1 1/2")

(-1 1/2"+1/4")

(-1/4")CHANCADOR

SECUNDARIO

(Chancador de Cono)

CONCENTRADOR

MAGNÉTICO

(HSD)

CONCENTRACIÓN

FINOS

CHANCADOS

(-1/4")

CLASIFICADOR

(Harnero)

CONCENTRADO

GRANZAS NATURALES

(-1/4")

( -1 1/2"+1/4")

(+1 1/2")

CONCENTRACIÓN

GRANZAS

CHANCADAS

(-1 1/2"+1/4")

CONCENTRADO

GRANZAS

CHANCADAS

FINOS NATURALES

(T)

(T)

(C)

(C)CONCENTRADOR

MAGNÉTICO

(TAI)

CONCENTRADOR

MAGNÉTICO

(HSD)

(C)(T)

CONCENTRADO

FINOS CHANCADOS

RECHAZOS

FINOS CHANCADOS

(C)(T)

(T) (C)

CONCENTRADOR

MAGNÉTICO

(HSD)

CONCENTRADOR

MAGNÉTICO

(TAI)

RECHAZOS

GRANZAS

CHANCADASRECHAZOS

GRANZAS NATURALES

5

Producción granzas y finos (mineral baja ley)

Page 42: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Ley de Fe Granulometría

Pellet Feed 66% a 69% 75 % a 85%

bajo 45 micrones

Pellet básico 65% 9 a 16 mm

Pellet RD 67% 9 a 16 mm

Granzas 61% a 63% 10 a 30 mm

Finos 61% a 63% Bajo 7 mm

Pellet chips 65% a 67% Bajo 9 mm

Productos comercializables

Page 43: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Descripción de las faenas de

CAP Minería

Page 44: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

CAP

CAP Minería

CAP Acero

Novacero

Cintac

Intasa

Grupo CAP

Page 45: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Negocios grupo CAP

Page 46: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Áreas de operación CAP Minería

Page 47: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

2x4

x2 x2

Conc.Finisher

x2

Stock Pile

Estanque

Gravimétrico

Conc. Magnética

Rougher

Repulpeo

Clasificación

Primaria

Molienda y

Clasificación

Desaguado

A Desaguado

Espesador de Colas

Recuperación agua

Hidroseparador

Lamas

Flotación SiO2

Esp. Concentrado

Concentrado a Puerto

Totoralillo

A repulpeo

Valle del Copiapó – Planta Magnetita

Page 48: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Copiapó – Planta Magnetita

Page 49: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

A EMBARQUE

PILAS DE PELLET FEED

Del Lavado

de Filtros

Bomba

de Piso

A EMISARIO

SUBMARINO

LAVADO DE

FILTROS

SELLO Y LAVADO

DE BOMBAS

RED DE INCENDIO

RIEGO DE

CAMINOS

AREAS VERDES,

WC, ETC.

PILAS DE

PELLET FEED

FILTRO DE AGUA

AG

UA

PA

RA

RE

TR

OL

AV

AD

O

ESTANQUE DE

ALMACENAMIENTO

DE AGUAS

CAJÓN

DISTRIBUIDOR

FILTROS

ESPESADOR

AGITADOR

PISCINA DE

EMERGENCIA

A PILAS DE

PELLET FEED

CONCENTRADUCTO

CAJÓN

DISTRIBUIDOR

HARNERO

PISCINA DE

OPERACION

Valle del Copiapó – Puerto Punta Totoralillo

Page 50: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Copiapó – Puerto Punta Totoralillo

Page 51: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco

Page 52: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

TRANSPORTE

CHANCADO

PRIMARIO STOCK DE

GRUESOS

HARNEROS (2) CHANCADO

SECUNDARIO

MOLINO DE RODILLOS

DESAGLOMERADORES (2)

HARNEROS

TERCIARIOS (5)

RECHAZOS

TAMBORES

MAGNÉTICOS

(24)

PRECONCENTRADO

A PLANTA DE PELLETS

FERROCARRIL

Valle del Huasco – Los Colorados

Page 53: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Los Colorados

Page 54: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Los Colorados

Page 55: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Planta de Pellets

Page 56: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Planta de Pellets

Page 57: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Planta de Pellets

Page 58: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Planta de Pellets

Page 59: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Planta de Pellets

Page 60: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Huasco – Planta de Pellets

Page 61: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Mina

Planta de Chancado

Planta de

Concentración

Planta Molienda

Concentración

Embarque

Recepción y

Almacenamiento

Pto. Guayacán

Transporte por

Ferrocarril

Stock de Granzas

Stock de

Preconcentrado

Stock de Pellet Feed

Stock de Granzas

Valle del Elqui – Minas El Romeral

Page 62: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Elqui – Minas El Romeral

Page 63: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Elqui – Minas El Romeral

Page 64: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Valle del Elqui – Puerto Guayacán

Page 65: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Proyectos de CAP Minería

Page 66: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Inicio Construcción : 2011

Dotación Construcción : 1.300 – 1.500 personas (peak).

Inicio Puesta en Marcha : Segundo Trimestre 2013

Inversión : 342 MUS$

Aumento Producción : 2,0 Mton Pellet Feed al año

Vida del Proyecto : 17 años

Dotación Operación : ~ 180 personas adicionales(propio)

Aumento de Producción Valle del Huasco

Page 67: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Inicio Construcción : 2012

Dotación Construcción : 3.500 – 4.000 personas (peak).

Inicio Puesta en Marcha : Tercer Trimestre 2013

Inversión : 876 MUS$

Recursos Geológicos : 456 Mton

Reservas Mineras : 176 Mton

Ley Mineral : 31,5 % Fe Magnético

Producción anual : 4,0 Mton Pellet Feed

Vida del Proyecto : 20 años

Dotación Operación : ~ 400 personas (propio)

~ 400 personas (colaboradores)

Valle del Copiapó – Cerro Negro Norte

Page 68: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Depósito de

Relaves

Cerro

Negro

Norte

Planta Magnetita

Planta

Desaladora

Puerto

Punta

Totoralillo

Ducto

5 km

Valle del Copiapó

Page 69: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Cerro Negro Norte – Planta de Beneficio

Page 70: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Cerro Negro Norte – Planta de Beneficio

Page 71: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Cerro Negro Norte – Planta Concentradora

Page 72: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Cerro Negro Norte – Planta Concentradora

Page 73: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Cerro Negro Norte – Espesamiento de relaves

Page 74: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Cerro Negro Norte – Ampliación Puerto

Page 75: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

El Tofo

Inicio Puesta en Marcha : Tercer Trimestre 2017

Inversión : 2.000 MUS$

Reservas Mineras : 1.400 Mton

Ley Mineral : 25 % Fe Magnético

Alimentación anual : 36,5 Mton Pellet Feed

Producción anual : 12,0 Mton Pellet Feed

Vida del Proyecto : 20 años

Dotación Operación : ~ 600 personas (propio)

Page 76: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

El Tofo

Page 77: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

El Tofo

Page 78: Concentración de Minerales de hierro, estado del arte

Gracias