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UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓNFACULTAD DE INGENIERÍA

COMPLEJO MINERO “RADOMIRO TOMIC“

DIVISIÓN CODELCO NORTE

Docente: Dr. Lautaro Salazar.Integrantes:

Adriela Osses. Gabriel Gutierrez. Carlos Muñoz. Felipe Basualto. Kristhobal Castro. Javier Rebolledo.

Concepción, 30 de Junio del 2015


Índice

Introducción N

Objetivos N

Identificación de la minera N

Identificación de procesos de producción N

Energía eléctrica N

Sistemas eléctricos de procesos N

Control de procesos N

Bibliografía N

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Objetivo

En este informe se presentarán los procesos mineros del complejo Radomiro Tomic perteneciente a la empresa nacional CODELCO, específicamente la división Codelco Norte, haciendo énfasis en el área eléctrica de dichos procesos.

Introducción

Radomiro Tomić es una mina ubicada a 1.670 km de Santiago, en la comuna de Calama, a 3.000 metros sobre el nivel del mar en la cordillera de Los Andes. Debe su nombre al político demócrata cristiano Radomiro Tomić, quien fue un férreo defensor de la "Nacionalización del Cobre". CODELCO bautizó a la mina de esta forma en 1992.

Se trata de un yacimiento donde el tipo de explotación es a rajo abierto para la obtención de minerales oxidados. Aunque fue descubierto en los años 1950, sus operaciones comenzaron en 1995, después de que Codelco actualizó los estudios sobre la factibilidad de su explotación y contó con la tecnología necesaria para explotarlo de manera económicamente rentable. A partir de abril de 1998 comenzó su operación en régimen.

Su planta está diseñada para un nivel de producción anual de más 300 mil toneladas de cátodos de cobre, siendo así unas de los complejos más importantes del país

Actualmente esta división se encuentra en un proceso de transición dado que la extracción de minerales oxidados está dejando de ser rentable económicamente, por lo cual, R.T. ha comenzado a incursionar en la extracción de minerales sulfurados.

En junio del 2010 concluyó la construcción del proyecto Explotación Sulfuros Mina Radomiro Tomic-Fase I, que se realizó bajo la modalidad fast track, en 24 meses. A fines de 2010, las instalaciones y obras de desarrollo entraron en operación comercial. Estos minerales sulfurados son extraídos, chancados y transportados hasta la minera Chuquicamata para ser completamente procesados, ayudando así a dicha mina mantener su producción de Cu mientras se ejecuta su ampliación subterránea.

Dado estas condiciones se ha planteado el proyecto fase II de Radomiro Tomic el que comenzará con la extracción y procesamiento de minerales sulfurados. Éste proyecto aún está en fase de estudios de factibilidad y permisos ambientales, se pronostica su construcción el año 2016 y comienzo de operación de planta el año 2019 siendo unos de los proyectos más importantes de Codelco en la actualidad.

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Identificación de la minera.

PropietariosGobierno de Chile

UbicaciónInstalaciones industriales de División Radomiro Tomic, comuna de Calama, provincia de El Loa, II Región de Antofagasta.

Tipo de mineral y propiedades Bornita-(digenita): Cu5FeS4 - Cu9S5 es un sulfuro de cobre y hierro, y es diluida en acidos fuertes

Bornita-calcopiritia: Cu5FeS4 – CuFeS2 la calcopirita es la mena de cobre más ampliamente distribuida, es un disulfuro de hierro y cobre metalizado

Calcopirita-pirita: CuFeS2 – FeS2 la pirita pertenece al grupo de los sulfurosy su principal uso es para obtener acido sulfurico

Covelina: CuS Mineral supérgeno en depósitos de Cu. Frágil a diferencia de la calcosina que es mas séctil.

Calcosina: Cu2S Área de explotación

Pórfido cuprífero, ubicado en el dominio estructural de la falla Oeste.Dimensiones:

-Largo: 4[km] de longitud (norte-sur)-Ancho: 1[km] de ancho (este-oeste)-Espesor: 600[m] para óxidos y sulfuros-Está sepultado bajo una cubierta de gravas de 30[m] a 150[m] de espesor.

Litología, estructura y alteración:-La roca huésped de a mineralización de cobre es el pórfido Chuqui.-Posee circulación de agua subterránea, dando como resultado sectores lixiviados.-En el yacimiento predomina la alteración potásica

Producción anual

Producción de cobre Toneladas métricas Finas [TMF]

2013 2014353.940 375.344

Costos de producción y Utilidades

Costos de producción 2013 Utilidades 2013US$ 49,1 centavos por libra de cobre producida US $824 millones al año

Costos de producción 2014 Utilidades 2014US$ 41,0 centavos por libra de cobre producida US $537 millones al año

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Cantidad de mano de obraMáximo aproximado de 12.100 personas para la fase de construcción Fase II, y del orden de 2.200 trabajadores para la fase de operación.

Identificación de procesos de producción.

Las operaciones asociadas al Área Seca de la faena son las siguientes:

Explotación de la Mina.La minera Radomiro Tomic extrae el mineral de forma a rajo abierto, este se utiliza cuando los yacimientos presentan una forma regular y están ubicados en la superficie o cerca de esta de manera que el material que lo cubre pueda ser retirado a un costo tal que pueda ser absorbido por la explotación de la porción mineralizada. Pueden existir diversos planes o esquemas de explotación en el caso particular de R.T se utiliza un sistema de banco con rampa continua, además dicho proceso de extracción también considera procesos de perforación, tronadura, carguio y transporte del mineral.

Chancado.El fin de la etapa de chancado es reducir el tamaño del producto cuantas veces sea necesario hasta obtener el producto con la granulometría adecuada que permita el desarrollo de la lixiviación por pilas o depósito de forma eficiente. Para ello se divide en 3 etapas: primario, secundario y terciario, la primera de estas corresponde a la reducción del mineral hasta un máximo de 8 pulgadas de diámetro, en la segunda el material se reduce a 3 pulgadas d y en la tercera lo hace a ½ pulgadas. Para realizar dichos procesos se utilizan equipos de gran envergadura, los cuales trituran la roca mediante movimientos vibratorios.

Acopio del Mineral o Stock Pile. Se define como el almacenamiento de material en pilas en el piso. La superficie debe ser firme, sólida y bien drenada. El tamaño y forma depende de los propósitos, capacidad requerida y del espacio disponible. Tipos de Acopio: Cónica, la más común, Cónica radial y de lados paralelos.Stock pile cónico radial

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Stock pile cónico

Curado o Cure del Mineral. Proceso de impregnación del mineral con una solución ácida antes de ser depositado para su lixiviación, el cual tiene por objeto producir la sulfatación ácida antes de ser depositado para su lixiviación, en el cual tiene por objetivo producir la sulfatación (transformación a sulfatos) de los minerales oxidados de cobre, que es la primer etapa de arranque químico que se produce en los minerales. Esta etapa facilita el proceso de lixiviación del cobre que se produce en la pila.

Las operaciones asociadas al Área Húmeda, denominada planta Hidronorte, son las siguientes:

Lixiviación Primaria del Mineral en pilas dinámicas. (Felipe)La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. Este proceso se basa en que los minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas.El material extraído de la mina (generalmente a rajo abierto), que contiene minerales oxidados de

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cobre, es fragmentado mediante chancado primario y secundario (eventualmente terciario), con el objeto de obtener un material mineralizado de un tamaño máximo de 1,5 a ¾ pulgadas. Este tamaño es suficiente para dejar expuestos los minerales oxidados de cobre a la infiltración de la solución ácida.El mineral es descargado mediante un equipo esparcidor gigantesco, que lo va depositando ordenadamente formando un terraplén continuo de 6 a 8 m de altura: la pila de lixiviación. Sobre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores que van cubriendo toda el área expuesta.Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberías ranuradas) que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material.A través del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de las pilas. Esta solución se infiltra en la pila hasta su base, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas.El riego de las pilas, es decir, la lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, después de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la cantidad de cobre lixiviable. El material restante o ripio es transportado mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto de cobre.

De la lixiviación se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CuSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente.

Lixiviación Secundaria de Ripios. (Felipe) El Proyecto “Ampliación Lixiviación Secundaria de Ripios” consiste en la construcción y operación de un nuevo botadero para la disposición de los ripios provenientes de la lixiviación primaria de los minerales en pilas y su consecuente proceso de lixiviación secundaria, puesto que el actual botadero de ripios de la División Radomiro Tomic, alcanzaría su vida útil a mediados del año 2013.

El nuevo botadero de ripios se ubicará al Este del depósito existente utilizando un proceso similar al actual, para configurar un botadero que adquiere en planta la forma de un sector circular de radio constante, que crece en dirección angular. Se estima que el nuevo botadero de ripios tendrá una capacidad total de aproximadamente 344 millones de toneladas de ripios, en una superficie de alrededor de 230 hectáreas. La ampliación del botadero de ripios tendrá características similares al antiguo, en cuanto al contenido de las obras e infraestructura consideradas para su operación, tales como, el bombeo de soluciones de refino hacia el botadero, irrigación de parcelas, manejo de soluciones provenientes del botadero e impulsión de las soluciones hacia las pilas dinámicas.

En general podemos decir que el principal objetivo del proceso de disolución parcial o total de la especie metálica a beneficiar, usando reactivos químicos y/o acción bacterial.

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El proceso de lixiviación en pila constituye en la actualidad la alternativa más eficiente y rentable para el tratamiento de minerales oxidados de cobre.

Para el caso de las especies oxidadas de cobre, el reactivo de lixiviación de uso más común es el ácido sulfúrico, dado su costo, disponibilidad y buena selectividad respecto de la ganga reactiva (todo aquel elemento contenido en el mineral y que no sea la especie que se quiere beneficiar), salvo si se cuenta con la existencia de carbonatos.

Lixiviación de Minerales de Baja Ley (OBL) Dump 2 . La lixiviación a minerales de baja ley (aproximadamente menor a un 0.5%).Es una operación realizada generalmente a cielo abierto y a gran escala, para aprovechar de manera más óptima los recursos utilizados, esta se caracteriza por ser de baja inversión y muy económica, sin embargo su rendimiento no es muy efectivo, esto debido a diversos motivos, entre los más comunes se encuentra el tamaño elevado de las rocas, compactación de la superficie y baja penetración de aire en el botadero.

Extracción por Solventes (SX).La extracción por solvente es un proceso por el cual se separan los metales de interés de las impurezas, en este caso el metal de interés es el cobre. Esta se basa en una acción reversible de intercambio iónico entre 2 fases inmiscibles, las cuales son la fase orgánica, y la fase acuosa. La fase orgánica contiene el extractante orgánico y la fase acuosa contiene los iones de cobre.

Es un proceso usado en la hidrometalurgia, el cual consta de 2 partes principales: la extracción y la re-extracción o stripping. En la extracción la solución impura, rica en iones de cobre, se le agrega el líquido extractante, el cual contiene el extractante organico, el cual se adhiere a los iones de cobre, provocando que este último pase a formar parte del extractante. Posteriormente este complejo es separado de la solución inicial y es llevada a una solución secundaria. En la solución secundaria es llevada la re-extracción, en donde los iones de cobre son devueltos a una solución acuosa pero ahora libre de impurezas, para proseguir con la electroobtención.

Electro-obtención (EW).

La precipitación por reducción electrolítica es uno de los procedimientos actuales más sencillos para recuperar en forma pura y selectiva metales que se encuentren en solución, básicamente consiste en recuperar el metal desde una solución de lixiviación debidamente acondicionada y depositarlo en un cátodo, utilizando un proceso de electrólisis. La Gerencia de Extracción y Lixiviación Norte, pertenece a la División Codelco Norte, tiene una producción anual de 305.000 ton CuF, generada a partir de este proceso

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Área Nave electrodepositación

• 1000 celdas electrolíticas, organizadas en 6 baterías tipo back to back• Tecnología cátodos permanentes• Tres Máquinas despegadoras• Cuatro puentes grúas

Proceso Ideal: el número de cátodos con cobre (cátodos) cosechados, debe ser igual al número de cátodos sin cobres (blancos).

Proceso Real: en el proceso real, se producen rechazos propios de la operación.

Problemática: falta de electrodos permanentes (blancos), en las celdas electrolíticas, producto del rechazo en las máquinas.

Consecuencias: Falta de electrodos en la reposición• Distribución NO homogénea de corriente en las baterías, provocando pérdida en la calidad catódica• Obliga a la reposición manual, con exposición al riesgo de las personas y alteración del proceso• La reposición de blancos en forma manual requiere de un mayor tiempo, ya que se debe realizar cuando no hay cosecha automática en el área.

Oportunidades de Mejora• Eliminar la reposición manual, evitando realizar un trabajo riesgoso para la salud y la integridad de las personas.• Distribución homogénea de corriente en las baterías, optimizando la calidad catódica y por consiguiente el proceso.• Mal trato de las correspondientes placas de acero.

Búsqueda de solución: Reposición de cátodos permanentes, evitando la Operación Manual• Implementación no invasiva, es decir, no afectar la continuidad del proceso.• Bajo CostoAlternativas estudiadas e implementadas• Instalar nuevos equipos cercano a los sectores de las baterías, para tomar los electrodos con los puentes grúas• Insertar los electrodos en la máquina, cada vez que se produzca un rechazo• Sistema de cadena transportadora• Carrusel aéreo en una estación de la máquina.• Manipulador Robótico para ingresar electrodos en una estación de la máquina.

Implementación de la solución: con el Manipulador Robótico se logra devolver a las celdas la misma cantidad de placas que ingresan a la máquina.

Resultado de la Implementación• La implementación del sistema robótico permite obtener el ciclo óptimo de cosecha y siembra.• Sustentar la distribución energética óptima por cátodos

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• Aumento gradual de la calidad catódica (física).

Comercialización (Patio de Embarque). (Gabriel)

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Energía eléctrica(Charly,Felipe)

Energía eléctrica minera

La energía eléctrica es la cantidad de flujo eléctrico que circula por un circuito eléctrico.

Generalmente se mide en Watt‐ hora o kilo watt-hora.

En toda industria minera la energía eléctrica actúa de forma primordial y necesaria para el funcionamiento de cualquier tipo de sistema, ya sea transporte de mineral, sistemas de extracción, funcionamiento del chanchado, etc.

El consumo eléctrico dentro de la industria minera es tan alto que puede llegar a abarcar un 20% de los costos operacionales de la industria, por este motivo es necesario buscar siempre nuevos métodos para la mayor optimización de la energía.

La minería es el principal consumidor del país, en el año 2010 representó aproximadamente el 35% de la distribución total de la energía, teniendo como principales consumo en el área energética la electricidad, gas natural, diésel y petróleo combustible. Se debe tener en cuenta que la baja ley de cobre implica un mayor gasto de combustible, pues se necesita más energía para la extracción y obtención del mineral.

En el área de la metalúrgica del cobre se presentan una gran cantidad de maquinarias que se sustentan a base de energía, y que en diversas ocasiones deben requerir un mayor consumo energético a lo usual. Un ejemplo de este problema es el sistema de moliendo y el de chancado, esto pues varias veces se introducen a los sistemas minerales de una elevada dureza como lo es el cuarzo y otras veces compuestos blandos y arcillosos que afectan y entorpecen de igual manera el proceso a realizar. Ahora veremos con más detalle el consumo de algunas máquinas pertenecientes al área de la metalúrgica.

En primer lugar tenemos el chancador primario de 60x89, el cual consume hasta 1000 HP, un molino SAG de 40x25 tiene motores que pueden realizar un gasto de 29500HP, por otro lado se tienen molinos de bolas de 26x40 los que cuentan con una potencia instalada de 22000HP. Esta energía a su vez significa más del 15% del costo de producción. Hasta hace algunos años no era raro ver en la gran minería, por ejemplo, molinos de bolas de 9½’x12’, con motores de 650 HP; hoy se pueden encontrar hasta de 28’x40’ con 25000 HP. Esto se traduce en una mayor eficiencia energética.

En las distintas Áreas, existe una variedad de consumos, de los cuales, los Motores, son los que están presentes en mayor cantidad y en dos niveles de tensión: 4.160 Volt para potencias mayores a 200 HP y de 575 Volt para potencias de menos o igual a 200 HP, los que en total son:

0 - 10 HP 183 Motores




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100 - 200 HP 58 Motores

200 - 400 HP 29 Motores

400 - 800 HP 22 Motores

1000 HP 19 Motores

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Sistemas eléctricos de procesos (Kristhobal)

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Control de procesos

Lixiviación

En general, la práctica industrial de la lixiviación presenta diferentes sistemas de operación que se seleccionan de acuerdo a factores técnicos y económicos en el análisis de un proyecto, algunos de sus objetivos son:

- ley de la especie de interés a recuperar- reservas de mineral- caracterización mineralógica y geológica- comportamiento metalúrgico- capacidad de procesamiento- costos de operación y de capital- rentabilidad económica.

Una forma de clasificar los métodos de lixiviación es:

Lixiviación de lechos fijos:- in situ, in place- en botaderos- en pilas- en bateas

Lixiviación de pulpas:- por agitación, a presión ambiente- en autoclaves

Control y evaluación de la tronadura

Los elementos que se evalúan en toda tronadura son: fragmentación del mineral, la forma de la pila, la disolución del mineral y el daño que pueda haber producido.

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Evaluación y control de Tronadura

Fragmentación Pila Disolución Daño

Fragmentación

El grado de éxito de la fragmentación tiene relación directa con la eficiencia y calidad de los procesos que se desarrollan posterior mente. Cuando se evalúa la fragmentación es importante determinar el tamaño promedio de la roca, y su distribución. Esta evaluación debe hacerse tomando en consideración el equipo de cargio y transporte que será utilizado y particularmente las dimensiones del balde y torva del camión. Con las evaluaciones de estas variables se podrá decidir si utilizar una tronadura secundaria o de reducción, entonces para evaluar la fragmentación se debe considerar:

Equipos de cargio y transporte

Medición del tamaño medio del material fragmentado y

Distribución de tamaños existente

Y se deben controlar:

Aspectos del entorno, en especial las características de la roca, presencia de agua y la tendencia estructural

Variables de diseño en especial las relacionadas con el tipo de explosivo, diámetro de perforación, burden y tiempos entre pozos, tiempo entre filas y secuencias de encendido

Forma de la pila

La fragmentación de las rocas mediante explosivos debe considerar adicionalmente un correcto desplazamiento del material para la formación de la pila que permita que el equipo de cargio pueda realizar su la labor de forma segura y eficiente.

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Para evaluar la pila se debe considerar:

-Equipos de cargio y transporte

-Necesidad de pila extendida o más apretadas

- Distribución de tamaños existentes

Para controlar la pila se debe considerar:

-El rendimiento de los equipos de cargio y transporte

-Las variables de diseño, en especial las relacionadas con tiempos de retardo, secuencias y caras libres existentes

-la secuencia de encendido y tiempos de retardo

Disolución

La disolución se refiere a la de mineral con material estéril

Para evaluar la disolución se debe considerar:

-Capacidad de selección del equipo de cargio

-Tipo de mena

-Disposición con el disparo pre y post tronadura

Daño

El daño se refríe en particular a alteraciones tanto en infraestructura como taludes, bermas, caminos, rampas, e incluso alteraciones graves en el medio ambiente, como la excesiva generación de polvos y gases.

Para controlar el daño de una tronaduras es necesario considerar la aplicación de técnicas de tronadura controlada, en especial precorte y filas amortiguadas, así como el uso de mayores distancias de despeje de equipos y maquinarias y la revisión de variables de diseño de la tronadura, en especial el burden y el tipo de explosivo

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Diagrama de los objetivos de cada método

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Bibliografía

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2013.pdf

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http://www.consejominero.cl/wp-content/uploads/2013/09/Reporte-Anual-CM-2012-2013.pdf

http://www.consejominero.cl/wp-content/uploads/2013/09/Reporte-Anual-CM-2012-2013.pdf

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https://www.codelco.com/prontus_codelco/site/artic/20150327/asocfile/20150327131944/resultados2014_codelco4.pdf

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