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• Daniela Aran

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Presentación

Eficiencia Energética en Plantas Concentradoras: ¿Utopía o Realidad? Romke Kuyvenhoven Coordinadora Técnica, GECAMIN Profesora UTFSM

Contenido • Realidad Minería – Vivimos en un país minero? Que pasa en la región?

• Eficiencia Energética – qué es? • Desarrollos e Innovaciones Tecnológicos – HPGR, Vertimill, Isamill

• Consumo Real en Plantas Concentradoras – Que tan eficientes somos ya?

• Conclusiones

Eficiencia Energética

Realidad Minera

Producción mundial de Cu

Beneficios de la industria minera

Proyecto Conga

Argentina

Colombia

Chile

La “buena” minería • No consume agua • No toca la tierra Curiosamente, no se menciona mucho el tema energético en la oposición a la minería

Minería y Energía

El proceso minero Mina Conminución Flotación

Lixiviación

Fusión / Conversión

Extracción por Solventes

Refinación

Electro-obtención

Electro-refinación Cátodo de Cobre

La planta concentradora

Consumo de energía en minería

“Eficiencia” Energética? • Reducción de tamaño representa aprox. el 45% del consumo típico de energía en una operación con rajo abierto….. • ….y de ese 45%, el 0,6% se usa para la fractura de la roca. (John Marsden, PROCEMIN 2011)

Algunas referencias • La industria minera consume el 0,56% de la total cantidad de energía eléctrica a nivel mundial – (Daniel, Lane, McLean, Ausenco, Australia, 2010)

• Los molinos SAG y molinos de bolas consumes aprox. 90% del total de energía en una planta concentradora – José Hernán García, JHG Ingeniería, Chile

• Se estima que solo el 1% de la energía en un molino se usa realmente para reducción de tamaño de partícula –

Size Reduction of Particulate Material, Copyright © 2003 Gordon Young, Licensed to ERPT

Porque cobra relevancia la eficiencia energética? ¿Porque hay escasez?

¿Para asegurar una minería sustentable?

¿Para proteger al medio ambiente?

Los costos de la “ineficiencia” • Mayor OPEX/CAPEX – Energía representa 25-35% del costo operacional para la mayoría de las grandes minas de cobre – Costo de energía aumenta a lo largo del tiempo – Fuentes alternativas de energía son mas caras

• Mayor costo futuro por emisión de CO2

– Emisor CO2 paga no solo costo “privado” pero también costo “externo” (protocolo Kyoto)

• Amenaza al crecimiento de producción y expansión – Limitaciones en la oferta de energía

Energy, Minerals and Climate Change – a healthy mix for Australia? – Robin Batterham

Energy, Minerals and Climate Change – a healthy mix for Australia? – Robin Batterham

Molienda: SAG - Bolas

Molino SAG

Mecanismos de Fractura • Abrasión

• Compresión • Impacto

HPGR • High Pressure Grinding Rolls • Molienda por Rodillos de Alta Presión

HPGR En un HPGR, se alimenta el mineral entre medio de dos rodillos que están siendo presionados entre si, mientras que su movimiento rotatorio haga que el material pase por entre medio de los rodillos. La presión a la es sometida el mineral causa fracturas en el mineral e incluso causa microfracturación a nivel de grano.

Características HPGR

Ganancia energética HPGR

Aspectos Operacionales HPGR • Flexibilidad frente a cambios en la granulometría de la alimentación • El sistema de alimentación asegura que siempre opera a su capacidad “optima” • HPGR produce mas finos que chancado “tradicional” • Producto HPGR tiene microfracturas con consecuente “dureza aparente” posterior

Características HPGR • Costos operacionales mas bajos – Bajo consumo de energía y bajo costo de mantención

• Mas altas tasas de tratamiento – Un HPGR puede reemplazar a varios chancadores convencionales

• Ventajas metalúrgicas en el resto del proceso • Tiempo de entrega y instalación y puesta en marcha inferior a lo típico para otros sistemas

Algunos datos operacionales…. • En producción: – HPGR Boddington, Australia: 104,000 tpd – HPGR Cerrro Verde, Peru: 108,000 tpd

• Etapa de proyecto: – Toromocho, Peru: 120,000 tpd, circuit convencional (SABC)

• De modo de comparación: – Codelco Andina: 94,000 tpd actualmente, proyectado 244,000 tpd – Minera Escondida: 230,000 tpd, con 2 plantas concentradoras

Vertimill • Eficiencia energética – Vertimills son reconocidos por su eficiencia energética en molienda, con alimentación hasta 6mm y entregando un producto mas fino que 20 micrones.

• Otras características: – Menor consumo de medio de molienda – Menor costo de instalación – Bajo costo mantenimiento – Bajo desgaste de revestimiento

Vertimill

IsamillTM

IsamillTM • La molienda se realiza mediante la atrición y la abrasión de las partículas en contacto con los medios pequeños que circulan a gran velocidad. Este modo de ruptura produce partículas de tamaño muy fino con un consumo de energía relativamente bajo. • La gran eficiencia del IsaMill™ proviene de su capacidad para usar medios pequeños, con una gran área superficial y elevada frecuencia de colisión medios/partículas. • Esta es una de las claves de la eficiencia energética del IsaMill™ - la energía es dirigida a las partículas más gruesas y no se desperdicia en las finas, las cuales abandonan rápidamente el molino.

Ventajas Isamill • Eficiencia energética • Otras características: – – – – – – – –

Mejor recuperación Alta intensidad Circuito abierto Simplicidad en el mantenimiento Gran escala Disposición horizontal Bajo costo de instalación Escalamiento preciso

Investigación John Marsden (2008) • Energy Efficiency and Copper Hydrometallurgy. Proc. Hydrometallurgy 2008 Symposium in Honor of Robert S. Shoemaker, Phoenix, Arizona. Society for Mining, Metallurgy & Exploration, Inc., Littleton, Colorado. pp 29-42.

• Objetivos de la investigación: – Entregar una revisión detallada y de buena calidad del consumo especifico de energía para el proceso de extracción de cobre desde la mina hasta el producto final (cátodo de cobre), para: • Comparar las distintas alternativas de procesamiento • Identificar y priorizar oportunidades para ahorro energético

Metodología Marsden • Se desarrolla de un modelo genérico de consumo de energía usando valores promedios de las operaciones de cobre de FMI en América del Norte y Latinoamerica. • Se consideran las principales fuentes de consumo de energía – – – –

Energía eléctrica Gas natural Petróleo Equivalente de desgasta de acero

• Se estima consumo de energía para cada operación unitaria, desde la extracción de la mina hasta el producto final (cátodo de cobre).

FAENAS CONSIDERADAS: • Bagdad (Arizona) • Morenci (Arizona) • Sierrita (Arizona) • Chino (New Mexico) • Tyrone (New Mexico) • Candelaria (Chile) • El Abra (Chile) • Cerro Verde (Peru) • Miami Smelter (Arizona) • El Paso Refinery (Texas)

Base de comparación • No se considera el gasto energético asociado a transporte de acido sulfúrico (LX), insumos y reactivos • Datos modificados: – Datos normalizados para dureza del mineral (a 15 kWh/t, o 150 min SPI) – Tamaño de transferencia fue normalizado en etapas de chancado y molienda – Distancias “típicas” fueron usadas entre las distintas etapas del proceso

• Solo fue considerado consumo energético operacional – No fue considerado CAPEX u OPEX

• NO se debe elegir un cierto diseño de proceso solo sobre la base del consumo energético

Resumen Marsden 1. Oportunidades en Reducción de Tamaño – HPGR – Molienda por agitación, son o sin molienda por bolas

2. Lixiviación en Pilas/ROM con SX/EW – Consume aprox. la mitad de la energía en comparación con molienda-flotación-fundición – Sin embargo…. La recuperación global es mas baja (entre 50 a 75% vs. 87%)

3. Lixiviación de concentrado vs. fundición – Altamente dependiente del proyecto (mineral)

¿Realidad Minera?

¿Utopía o Realidad? • El tradicional proceso de reducción de tamaño (Chancado/SAG/Bolas), no es el más eficiente desde el punto de vista energético La buena noticia: hay mucho por ganar • A pesar de lo anterior, la principal oposición (social) a la actividad minera no se basa en su supuesta ineficiencia energética Otra buena noticia: podemos trabajar “relativamente” tranquilos (pero eficientes!) en mejorar nuestros procesos

¿Utopía o Realidad? • Las “recientes” innovaciones en el área de conminución (HPGR, Vertimill, Isamill) se caracterizan por mayor eficiencia energética • Sin embargo, la incorporación a nivel industrial de estas tecnologías “novedosas”, “modernas”, “innovadoras”, ha sido mas bien… lenta…

El uso de una tecnología nueva, implica riesgos, y la adversidad al riesgo, sea a nivel corporativo o personal, es difícil de cambiar

Conclusiones Finales • El principal desafío podría radicarse en lograr un cambio en la adversidad al riesgo, y lograr eso podría mas bien depender de cambios culturales, en la organización, y en las personas…. (U T O P Í A ……….. )

• No hay limitaciones, desde el punto de vista tecnológico, para mejorar significativamente la eficiencia energética en plantas concentradoras. (R E A L I D A D !!!!!)

Muchas gracias!