• Author / Uploaded
• Alfredo Daniel Moreno Ulloa

• Categories
• Cobre
• Electrólito
• Bomba
• Agua
• Compuestos químicos

Citation preview

Marcobre S.A.C. Proyecto Mina Justa Memoria Descriptiva Procesos Metalúrgicos.

Marcobre planea ejecutar el Proyecto Mina Justa, para procesar 12 millones de toneladas por año de mineral de óxidos y 6 millones de toneladas por año de mineral de sulfuros, por un lapso de 20 años en la concesión minera al Nor-Este de la mina Marcona de Shougang Hierro Perú (SHP). El Proyecto consiste en el desarrollo de una mina a tajo abierto y de instalaciones para el proceso de aproximadamente 18 millones de toneladas anuales de minerales de óxidos y sulfuros de cobre con contenido de plata, para obtener en promedio 105,000 toneladas anuales de cobre (contenidas en cátodos y concentrado). La selección y diseño de las plantas metalúrgicas están basados en una serie de programas de pruebas de laboratorio y estudios técnicos a lo largo de un periodo prolongado. Los minerales de óxidos y de sulfuros serán procesados a través de plantas de procesamiento por separado. El residuo de lixiviación de la planta de óxidos (ripios) será almacenado en el botadero de ripios y los relaves de la planta de sulfuros serán almacenados en las instalaciones de almacenamiento de relaves (TSF Tailings Storage Facility). La planta de óxidos está diseñada para producir un máximo de 58,290 t por año de cátodos de cobres mediante la lixiviación en bateas de mineral chancado, seguido de la extracción por solvente y la electrodeposición (SX/EW Solvent Extraction & Electrowinning). La planta de sulfuros está diseñada para producir concentrado de cobre, con valores de plata y oro, mediante procesos de molienda y flotación.

PLANTA DE SULFUROS La planta de procesos de sulfuros y las instalaciones de servicio asociadas procesarán el mineral ROM (Run of Mine) que es alimentado a la chancadora primaria y producirá concentrado de cobre para exportación. Dicho proceso incluye chancado del mineral ROM, molienda, flotación y recuperación de agua del concentrado para producir concentrado de dos leyes de cobre, que serán enviados para su procesamiento posterior. Los relaves de flotación serán espesados antes de ser bombeados al TSF. El mineral ROM es chancado en una chancadora de mandíbula, luego el mineral chancado es transportado mediante dos fajas transportadoras sobre terreno a un stockpile de mineral grueso (COS Coarse Ore Stockpile). El mineral es recuperado desde el COS y alimentando a dos chancadoras cónicas, las cuales operan en circuito cerrado con una zaranda secundaria. El bajo tamaño de la zaranda secundaria alimenta al circuito de chancado terciario. El circuito de chancado terciario consiste de una chancadora HPGR y una zaranda húmeda en circuito cerrado. El bajo tamaño de la zaranda húmeda alimenta al circuito de molienda. El circuito de molienda comprende un molino de bolas que opera en circuito cerrado con un nido de ciclones. Los parámetros principales se indican líneas abajo. 

Leyes de Cabeza y de Concentrado La planta se encuentra diseñada para tratar un alimento nominal de 750 t/h de mineral ROM de sulfuros a una ley de cabeza de diseño de hasta 3.0% Cu para el mineral BnCc (Bornita-Calcosita) o 2.0% Cu para el mineral Cpy (Calcopirita). El mineral BnCc de alta ley producirá una ley de concentrado de 40% de cobre y el mineral Cpy producirá una ley de concentrado de 24% de cobre. Las leyes de cabeza nominales y promedio para los minerales BnCc y Cpy son 1.3% Cu y 0.71% Cu, respectivamente, a lo largo de la vida de la mina. El diseño de proceso está basado en el tratamiento de dos minerales de manera separada; el modelo geometalúrgico asume una reducción en el rendimiento cuando se trata el mineral Cpy y BnCc mezclado.



Horas de Operación y Capacidad de Planta La Planta de Sulfuros ha sido diseñada para lograr una producción de 6 Mt al año. Todas las áreas de proceso dentro de la concentradora operarán de forma continua, 24 horas al día, 7 días a la semana. Esto permitirá un tiempo de inactividad para fines de

mantenimiento y paralizaciones no programadas en la operación, la disponibilidad a largo plazo se estima que sea el 91.3%, esto corresponde a un tiempo de operación de 8000 horas al año. En cuanto a la disponibilidad del diseño, la capacidad nominal de la planta es de 750 t/h. La producción del circuito de filtración de concentrado depende de la disponibilidad del filtro de presión. Típicamente, la disponibilidad de diseño para los filtros de presión es de 80%, esto corresponde a un tiempo de operación de 7008 horas al año. Los índices de tratamiento de concentrado a leyes de cabeza nominales para BnCc y Cpy presentan 25.6 t/h y 23 t/h a una disponibilidad del 80%. No obstante, la planta ha sido diseñada para una capacidad de filtración de cobre a corto plazo de 65 t/h (458 kt al año), la cual ocurre cuando la ley máxima de cabeza de Cpy alimenta a la planta. La planta de sulfuros y áreas generales incluyen las siguientes unidades de proceso e instalaciones:  Chancado primario  Transportadores sobre terreno  Stockpile y área de descarga  Chancado secundario  Chancado terciario HPGR  Molienda en molino de bolas  Flotación de cobre que comprende de la flotación rougher, remolienda de concentrado, flotación cleaner scalper o recleaner, dos etapas flotación cleaner y una etapa claner scavenger.  Espesamiento y filtrado de concentrado de cobre  Descarga y almacenamiento de concentrado de cobre.  Espesamiento de relaves  Mezclado y distribución de reactivos (que incluye cal viva, reactivos de flotación y floculante)  Almacenamiento y adición de bolas para molienda  Servicios de agua (incluyendo agua de mar, agua desalinizada, agua contra incendio, agua de sello y agua de procesos)  Distribución de agua potable  Servicios de aire (que incluye aire a alta

Figura 1.1. Diseño General de la planta Concentradora de Sulfuros (vista en 3D). Fuente Ausenco 2018.

Figura 1.2. Diagrama de flujo de Planta de Sulfuros. Fuente Ausenco 2018.

PLANTA DE ÓXIDOS La planta de óxidos y las instalaciones de servicio relacionadas procesan el mineral ROM el cual es transportado a la chancadora primaria y produce cátodos de cobre para exportación. El proceso incluye chancado del mineral ROM en tres etapas, pretratamiento con ácido, lixiviación en bateas, la extracción por solvente (SX Solvent Extraction) y la electrodeposición (EW Electrowinning) a fin de producir cátodos de cobre. El residuo de la lixiviación (ripios), es descargado desde las bateas y transportado a una estación de cargado de camiones para el transporte al área de disposición de ripios. El circuito de chancado de óxidos comprende una chancadora primaria, un stockpile de mineral grueso y dos etapas posteriores de chancado, para producir partículas de -8 mm para la lixiviación. El diagrama de flujo de Mina Justa utiliza lixiviación en bateas para recuperar el cobre mediante lixiviación con ácido sulfúrico. El mineral chancado es mezclado con ácido sulfúrico al 98% y refino en el tambor de pretratamiento. El mineral tratado es depositado en las bateas donde es lixiviado con refino acidificado de extracción por solventes. Este es un proceso en batch y cada batea es lixiviada por 144 horas; es decir, 12 bateas cada una 12 hora. Un proceso de dos etapas es utilizado, siendo el mineral más nuevo en la Fase de Alta Ley (HG High Grade), proporcionando la solución más concentrada a la extracción por solvente (SX), y utilizando el mineral más antiguo en la Fase de Baja Ley (LG Low Grade), brindando una solución más diluida a una etapa paralela de extracción en SX. Dentro de cada etapa, el flujo del refino se da en contracorriente al mineral; es decir, el refino es añadido al mineral más antiguo en esa sección y es bombeado de batea a batea hasta que deja la batea con el mineral más nuevo. El flujo dentro de una batea es hacia arriba, ingresando a través de una sola tubería de entrada y rebosando a varios vertederos en el muro, en el área superior de la batea, y hacia una canaleta conectada a un cajón de bombeo y a una bomba, la cual transfiere la solución a la siguiente batea. Al término de cada ciclo de lixiviación, la batea es drenada y el mineral lixiviado (“ripios”) es extraído por medio de dos cucharas tipo almeja las cuales depositan los ripios en tolvas. Un

sistema de fajas transfiere los ripios a los camiones para el transporte al área de descarga de ripios. El cobre es extraído desde la solución rica de lixiviación PLS (Pregnant Leach Solution) en la planta de extracción solvente. Como se muestra en la Figura 3.1, esto consiste en tres etapas de extracción, una etapa de lavado y una etapa individual de re-extracción.

Figura 1.3. Circuito de extracción por solventes (SX) Fuente Ausenco 1018

La extracción está dispuesta como dos corrientes paralelas; una que comprende dos mezcladores-decantadores (E1 y E2) para la extracción de cobre desde la PLS de alta ley y operando en paralelo con un mezclador-decantador (PE), el cual extrae el cobre desde el PLS de baja ley más diluido. El flujo del orgánico es un lazo continuo desde el tanque de orgánico cargado y la bomba de orgánico cargado a través de los mezcladores-decantadores en el siguiente orden: W1→S1→PE→E2→E1→coalescedor→tanque/bomba. En la fase W1, el orgánico cargado es lavado a fin de extraer contaminantes, especialmente cloruros, en el mezclador-decantador de lavado. Este utiliza una Combinación de purga acídica desde el área de electrodeposición (EW) y agua desalinizada para la extracción de contaminantes. El cobre es extraído del orgánico cargado en el mezclador-decantador de re-extracción.

Este utiliza el electrolito gastado de EW para proporcionar el alto nivel de ácido sulfúrico necesario para la extracción de cobre del orgánico cargado. La solución que sale de la etapa de re-extracción es solución electrolítica cargada, el cual se dirige al tanque de electrolito cargado. El orgánico descargado (o estéril) fluye a través de los tres mezcladores-decantadores de extracción, bombeado a los agitadores de tanque de mezcla primaria en cada mezcladordecantador. El orgánico cargado se dirige desde E1 hasta el tanque de coalescencia de orgánico cargado donde la solución acuosa es separada y removida. Luego fluye de regreso al tanque de orgánico cargado. La solución acuosa que se sedimenta en el tanque cargado o en el coalescedor es reciclada de manera continua mediante el bombeo hacia E1. El crudo es continuamente extraído de las diferentes ubicaciones a través de la planta SX y es tratado para remover los sólidos y recuperar el orgánico, el cual es regresado al circuito SX. La solución electrolítica cargada es bombeada desde el área SX hasta la planta de electrodeposición. La planta de electrodeposición incluye el edificio de electrodeposición el cual tiene 112 celdas (cada celda comprende 84 cátodos y 85 ánodos) y todo el equipo necesario y relacionado con el manejo mecánico de los cátodos y ánodos. Esto incluye una grúa de producción, una máquina de separación de cátodos y equipo de muestreo y de separación de cátodos. La solución electrolítica cargada es enfriada en un intercambiador de calor. El fluido orgánico residual y cualquier partícula sólida son extraídos en los filtros multimedia antes de que el electrolito se dirija a las celdas de pulido, las cuales fueron diseñadas para extraer cualquier contaminante final, protegiendo así las celdas comerciales a fin de producir los cátodos de calidad LME (London Metal Exchange). El electrolito parcialmente gastado de las celdas de pulido fluye al tanque de circulación donde es bombeado a las celdas comerciales. El rebose de estas celdas es electrolito gastado, el cual fluye en dirección a un tanque dedicado. Dicho electrolito gastado es bombeado a SX para la recuperación de más cobre. El exceso de electrolito gastado fluye desde el tanque de electrolitos gastados al tanque de circulación. Los parámetros principales se indican líneas abajo. 

Ley de Cabeza y Producción de Cátodos

La planta se encuentra diseñada para tratar un promedio de 12 millones de toneladas métricas secas al año (Mt/a) con una capacidad de cátodos de cobre de 58,290 toneladas al año; siendo esta la restricción primordial en las áreas de lixiviación, de SX y de EW. La ley de cabeza se calculó en el balance en 0.672% CuT, basado en la recuperación de lixiviación de diseño de 72.5% de CuT luego de 144 horas (6 días) de lixiviación. 

Horas de Operación y Capacidad El procesamiento desde el chancado hasta del manejo de ripios y la producción de cátodos opera de forma continua, 24 horas al día, 7 días a la semana. Esto permite tiempo de inactividad para fines de mantenimiento y pausas no programas en la operación; se espera que la disponibilidad a largo plazo sea:  75% para el chancado primario (6570 h/a)  85% para el chancado secundario incluyendo la carga de bateas (7446 h/a)  80% para la descarga de bateas (7008 h/a)  95% para la lixiviación, SX y EW (8322 h/a). La planta de óxidos incluye las siguientes unidades de procesos e instalaciones:  Chancado primaria  Transportadores Sobre terreno  Stockpile de mineral grueso  Zarandeo y chancado secundario  Zarandeo y chancado HPGR terciario  Pretratamiento de ácido  Carga de bateas  Lixiviación de bateas  Descarga de bateas  Poza PLS y de refino  Clarificación de la PLS  Extracción por solvente  Electrodeposición  Remoción, enzunchado y almacenamiento de cátodos  Almacenamiento, mezclado y distribución de reactivos (incluye ácido sulfúrico,  floculantes, diluyentes, extractantes, sulfato de cobalto y agente alisante de cátodos)

 Servicios de agua (incluye agua desalinizada, agua contraincendios, agua potable y agua de mar)  Servicios de aire (aire de planta y de instrumentación)  Fuente de alimentación y distribución.

Figura 1.4. Diagrama de flujo de Planta de Óxidos. Fuente Ausenco 2018.