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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

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INFORME DE VISITA REALIZADA A LA REFINERÍA SOUTHERN PERU CCOPER CORPORATION DE ILO Alumna: Mónica Sharyley Tarqui Cotrado Curso: Procesos Mineros y Metalúrgicos Docente: Ing. Humberto Santana Fecha: 29/06/2016

TACNA-PERÚ

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INFORME DE VISITA REALIZADA A LA REFINERÍA SOUTHERN PERU CCOPER CORPORATION DE ILO I.

INTRODUCCIÓN El Perú es un país de antigua tradición minera, tradición que mantiene y cultiva gracias a la presencia de empresas líderes a nivel internacional. Contamos con un enorme potencial geológico, la presencia de la Cordillera de los Andes a lo largo del territorio, constituye nuestra principal fuente de recursos minerales. A nivel mundial y latinoamericano el Perú se ubica entre los primeros productores de diversos metales, (oro, plata, cobre, plomo, zinc, hierro, estaño, molibdeno, teluro, entre otros), lo cual es reflejo no sólo de la abundancia de recursos y la capacidad de producción dela actividad minera peruana, sino de la estabilidad de las políticas económicas en nuestro país. Southern Perú es una empresa Minero Metalúrgica que produce cobre y subproductos, y es una de las principales compañías en el Perú, la cual opera las minas de Toquepala y Cuajone ubicada en las alturas de los andes en el Sur del Perú. Además opera una Fundición y una Refinería de cobre ubicada, a orillas del océano pacífico en Ilo. El informe a continuación nos relata la visita técnica que se realizó el 17 de Junio a la REFINERÍA DE ILO perteneciente a SOUTHERN PERU COPPER CORPORATION ubicada a 9 km al norte del Puerto de Ilo. Dicho informe nos da a conocer la inducción recibida, las medidas de control ante accidentes de trabajo y prevención de riesgos, adoptadas por la empresa, el recorrido realizado en la refinería.

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II.

ANTECEDENTES Southern Perú es una Corporación que nació en 1952 en Delaware, Estados Unidos. Posee su domicilio social en 11811 North Tatum Boulevard Suite 2500, Phoenix, Arizona. Sus accionistas principales son la empresa mexicana G-Mex (grupo México) con el 75,1 % del total del capital, mientras que el resto de los accionistas se reparten el 24,9 % encontrándose la empresa francesa AXA, la inglesa Barclays las estadounidenses JP Morgan Chase % Co, Legg Mason Inc., Merrill Lynch and Co, Phelps Dodge Corp., State Street Corp, y TIAA-CREF, entre otras. Actualmente posee cuatro minas a cielo abierto en Cuajone y Toquepala, ubicadas al sur del Perú, y Cananea y La Caridad ubicadas al norte de México. También es propietario de tres Complejos de Procesamiento Metalúrgico en Ilo, al sur del Perú, que incluye una moderna fundición y una refinería de cobre, una refinería de metales preciosos y dos plantas de ácido sulfúrico, el complejo de La Caridad, en el norte de México, y San Luis Potosí, en el centro de este último país. Finalmente posee y opera cinco minas subterráneas que producen varios metales como zinc, cobre, plata y oro, así como una mina de carbón y plantas de producción relacionadas, y todas se ubican en México. Antes de la década del sesenta, la empresa Cerro de Pasco Corporation (posteriormente estatizada como la empresa Centromín) era la más importante de Perú en lo que a actividad minera minero-cuprífera se refiere. Ya en 1954 Southern Copper Corporation instala una sucursal en el Perú. En 1960 invierte en la mina Southern-Toquepala. A finales de los ´60 firma un convenio con el gobierno peruano para desarrollar el proyecto Cuajone., iniciándose las explotaciones del mismo en 1976. En 1994 compra la refinería de Ilo al gobierno de Perú. Al año siguiente entra en actividad la Planta LESDE en Toquepala. En 1996 la empresa es autorizada para cotizar en la Bolsa de Nueva York. Hacia 1999 amplía la capacidad de molienda diaria de la planta de Cuajone pasando de 58 mil toneladas a 87 mil. Ese mismo año el Grupo México adquiere la totalidad de las acciones de la compañía Asarco convirtiéndose en el accionista mayoritario de SPCC. Ya en el siglo XXI, año 2002 más precisamente, se amplía la unidad de Toquepala. Se pasa de 45 mil a 60 mil toneladas de molienda por día. Dos años después al mismo tiempo que SPCC alcanza el record de producción, compra Minera México. En el 2005 Phelps Dodge y la Familia Pritzker ofrecen más de 900 millones de dólares para hacerse con las acciones de SPCC. El 11 de octubre Observatorio de las Empresas Transnacionales 4 Southern Perú Copper Corporation cambia su denominación a Southern Copper Corporation (SCC). Al año siguiente las plantas de Toquepala y Cuajone vuelven a ampliar sus niveles de producción en 83 % y 8 % respectivamente. En el 2007 inaugura la nueva fundición en Ilo. Actualmente la compañía es un importante productor y refinador de cobre, molibdeno, zinc, plata, plomo y oro, y opera minas y fundiciones en México y en Perú, en los Andes las montañas al sureste de Lima 3

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REFINERÍA Ubicada a diecisiete kilómetros del puerto de Ilo, la fundición opera desde 1960. Esta se maneja actualmente con la tecnología Isasmelt, gracias a la cual se logra capturar más del 95% del dióxido de azufre que ingresa al proceso, cantidad superior a la que exigen las leyes ambientales vigentes. Trabaja con temperaturas mayores a los 1,100 grados centígrados y cuenta con una capacidad de fusión aproximada de un millón 200 mil toneladas de concentrado al año, además de producir aproximadamente 355 mil toneladas de ánodos de cobre con 99.7% de pureza. La refinería, ubicada también en la región Moquegua a nueve kilómetros del puerto de Ilo, fue adquirida por Southern Perú en 1994. En ella los ánodos de cobre son sometidos a un proceso electrolítico de refinación, al ser introducidos en tanques con ácido sulfúrico y sulfato de cobre. Luego, se les aplica una carga eléctrica de baja intensidad y, mediante una solución química, el cobre de los ánodos migra hacia las placas de arranque, dejando las impurezas en la solución. Las placas contienen cátodos de cobre con 99.99% de pureza. La refinería produce un aproximado de 280 mil toneladas de cátodos anuales

III.

OBJETIVOS.  Viajar a la REFINERÍA DE ILO DE LA MINERA SOUTHERN PERÚ COPPER CORPORATION.  Conocer el proceso de Refinación.

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IV.

MARCO REFERENCIAL. Refinación electrolítica Proceso mediante el cual cobre es purificado mediante una reacción electroquímica, que permite separar este metal de sus impurezas. Para esto se introducen planchas de cobre en una solución conductora (electrolito) y se hace pasar una gran corriente, lo que produce que los átomos de cobre se depositen sobre cátodos de cobre y las impurezas queden alrededor del ánodo. Este proceso es descrito en detalle en el artículo Metalurgia del cobre. CONTROLES EN EL PROCESO DE LA ELECTROREFINACIÓN Factores técnicos más importantes: a. Pureza del cátodo: Cátodos Grado “A” b. Producción c. Consumo de energía:  Eléctrica  Combustible (Generación-vapor) Variables más importantes a. Calidad física y química de lo ánodos b. Condiciones del electrolito  Dosificación de aditivos  Nivel de impurezas  TEMPERATURA  Circulación c. Densidad de corriente f. Eficiencia de corriente

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FUNDAMENTO DEL CONTROL DE LA TEMPERATURA EN EL ELECTROLITO DE REFINACIÓN DEL COBRE El manejo de las temperaturas del electrolito de alimentación a celdas en las plantas de refinación a nivel mundial es diferente, dependiendo de las condiciones particulares de proceso de cada planta, temperaturas del clima de cada zona o de la calidad física o química final de los cátodos que requieran tenerse. Información técnica a nivel mundial indica que se manejen temperaturas de alimentación de electrolito entre 60 a 68 ºC. La temperatura del electrolito es realmente una variable muy importante en la refinación electrolítica del cobre y tiene que ser controlada correctamente entre límites definidos a lo largo del crecimiento del cátodo. - Modificar la temperatura del electrolito afecta dos de sus propiedades físicas que inciden en el consumo de energía: la conductividad y el calor específico FUNDAMENTO DEL CONTROL DE LA TEMPERATURA EN EL ELECTROLITO DE REFINACIÓN DEL COBRE Conductividad: La conductividad del electrolito es directamente proporcional a su temperatura. Además, la conductividad también es afectada por los elementos que componen el electrolito y se puede calcular utilizando la siguiente ecuación publicada por Price y Davenport Calor específico: Desde el punto de vista industrial y energético un electrolito con mayor calor específico requerirá mayor consumo de vapor para alcanzar la temperatura requerida. OBJETIVO DEL CONTROL DE LA TEMPERATURA DEL ELECTROLITO DE REFINACIÓN DEL COBRE Establecer la temperatura óptima del electrolito conlleva determinar la temperatura de electrolito que reduzca el consumo de vapor, sin incrementar sustancialmente el consumo de energía eléctrica, manteniendo la calidad química y física de los cátodos. DESARROLLO DE LAS PRUEBAS EN EL MODULO PILOTO

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RESULTADOS

La diferencia de temperatura del electrolito al ingreso y salida de las celdas es mayor cuando la temperatura de ingreso a las celdas es mayor. A baja temperatura se incrementa la resistencia del electrolito lo que origina que el efecto Joule sea mayor y por lo tanto contribuya a mantener el balance térmico de la celda

Utilizando la ecuación 1 se ha calcula la conductividad para las 3 pruebas realizadas.

Entre 59 y 64°C se tiene una diferencia en la conductividad de 25 μmhos/cm equivalente al 4.2%. Este incremento en la resistencia significa un ingreso de calor en la celda por efecto Joule que contribuye al balance térmico de la celda.

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Convección del aire dentro de la planta: A mayor temperatura se incrementa la pérdida de calor por convección. El intercambio o pérdida de calor de la celda hacia el medio ambiente se rige por la ley de enfriamiento de Newton descrita en la ecuación 3.

Convección del aire dentro de la planta: En el Modulo Piloto se tiene enfriamiento del electrolito por convección y es mayor cuando la temperatura de alimentación en mucho mayor con respecto a la salida. Con información histórica de la planta se verifica el mayor enfriamiento que se tiene en el electrolito es cuando las gradiente de temperatura del electrolito es mayor al ingreso con respecto a la salida

Conclusión de las pruebas realizadas en el Modulo Piloto - Es posible ahorrar vapor bajando el Set Point de la temperatura del electrolito. - Bajando la temperatura se tendrá menos enfriamiento de electrolito en las celdas y en consecuencia se requerirá menos vapor para calentar el electrolito. Resumen de los efectos de la menor temperatura del electrolito en el proceso: - Voltajes de celda en función de la temperatura

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Por cada grado centígrado que se incrementa la temperatura del electrolito se tiene una reducción de 0.7 mV en el voltaje de celda. Al incrementarse el voltaje en la celda, por efecto Joule, esta energía se convertirá en calor y contribuirá al balance auto térmico de la celda. Calidad física y química de los cátodos de las pruebas en el Modulo Piloto La calidad física de los cátodos se mantuvieron dentro de lo normal y cero rechazos para cada de las 03 pruebas.

La calidad química de los cátodos se mantuvieron dentro de lo normal

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ESCALAMIENTO ENERGETICO A NIVEL INDUSTRIAL POR CONSUMO DE VAPOR Y ENERGÍA ELÉCTRICA - Se muestra en la siguiente tabla: Tabla: Balance energético en la planta Electrolítica por bajar la temperatura del electrolito de ingreso a celdas

Al trabajarse con menor temperatura en el electrolito la reducción del consumo total de energía en la planta se refleja por el menor consumo de vapor (al calentar menos el electrolito) y por incremento de energía eléctrica por el mayor efecto Joule, que sustancialmente no es significativo. - Reducción de la temperatura de alimentación de electrolito a las celdas de 62 a 60 º reporta un menor consumo de energía en toda la planta. DIAGRAMA DEL PROCESO

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V.

DESARROLLO GENERAL DE LA VISITA TECNICA El presente informe es por motivo de la visita técnica realizada a la REFINERÍA DE ILO DE SOUTHERN PERÚ COPPER CORPORATION ubicada al Norte del Puerto de Ilo, en el Departamento de Moquegua; donde le damos a conocer lo siguiente: ITINERARIO ACTIVIDAD PARTIDA desde la Panadería El Molino- Tacna Llegada a la ciudad de Ilo Llegada a Refinería de Ilo Recorrido de la visita Llegada a la Oficinas de Southern Perú Copper Corporation Llegada a PUERTO DE ILO Almuerzo Partida a la Ciudad de TACNA Llegada a la Ciudad de TACNA

HORA 6: 40 am (día viernes 17 de Junio) 8:45 am 9:00 am 9:00 am a 10:00 am 10:15 am

11:00am a 1:00pm 1:00 a 3:30pm 3:30 pm 5:30 pm

VISITA A LA REFINERÍA La visita realizada a planta de Refinería fue a las 9:15 am aproximadamente; la empresa nos trasladó en sus propios buses y nos brindaron chalecos naranjas de seguridad. La visita fue guiada por un miembro de las oficinas de Southern Perú Copper Corporation. PLANTA ELECTROLÍTICA: Los equipos de la fundición incluyen: dos hornos de reverberación, siete convertidores Pierce Smith, un convertidor El Teniente, dos hornos de ánodos y un sistema de ruedas de moldeo, una planta de ácido sulfúrico con una capacidad de 300,000 toneladas por año y una planta de oxígeno con una capacidad de 100,000 toneladas al año. Por otro lado, se construyó una nueva planta de ácido sulfúrico para recapturar el dióxido de azufre. Esta nueva planta posee una capacidad de producción de 800.000 toneladas de ácido por año. La refinería produce cátodo de cobre de Grado A de 99.998% de pureza. La capacidad nominal es de 280.000 toneladas al año. Consta de instalaciones de recepción y preparación de ánodos, una planta electrolítica, una planta de metales preciosos y una serie de instalaciones auxiliares. Los ánodos se suspenden en tanques que contienen una solución acuosa de ácido sulfúrico y sulfato de cobre. Una corriente eléctrica de bajo voltaje y alto amperaje se pasa a través de los ánodos, la solución química y los cátodos, con el fin de disolver el cobre, el cual se deposita en láminas de arranque que al principio son muy delgadas y cuyo grosor va aumentando hasta producir cátodos de cobre de alta pureza que contiene al menos 99.99% de cobre. 11

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Durante este proceso, la plata, el oro y otros metales como el paladio, el platino y el selenio, junto con otras impurezas, se sedimentan sobre el fondo del tanque en forma de lodo anódico. Este lodo anódico se procesa en una planta de metales preciosos donde se recupera plata, oro y selenio. Los principales equipos de la refinería de Ilo incluyen: una planta electrolítica con 926 celdas comerciales, cincuenta y dos celdas de láminas de arranque, dieciséis celdas en primera liberadora, veinticuatro celdas liberadoras en segunda liberadora, un circuito de tratamiento de lodo anódico (que incluye lixiviación y centrifugación), y un sistema electrolítico de evacuación, por ferrocarril hasta las plantas de lixiviación de Toquepala OTROS DATOS DE LA VISITA:  La tecnología que usan es a 25 años  220 personas trabajan en la planta de refinería  El primer país al que exporta es China  Se utiliza en el proceso el agua de mar IMÁGENES DE LA VISITA La empresa Southern Perú Copper Corporation nos autorizó tomar fotos y estas son algunas de las imágenes que pudimos tomar:

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VI.

RESULTADOS Y CONCLUSIONES 





VII.

El Perú cuenta con un enorme potencial de recursos naturales como son los minerales. Siendo la empresa Southern Copper uno de los primeros centros mineros que invirtió Perú atrayendo mucha más inversión extranjera. Un menor consumo de combustible para la generación de vapor. - En el balance energético, considerando un menor consumo de combustible por generación de vapor y mayor consumo de energía eléctrica por el efecto joule, en las celda se tiene un ahorro de 15.9% de energía equivalente a 7,568´964,563 Kcal/año. Trabajar en la Planta Electrolítica con menor temperatura en el electrolito permite: Menor generación de gases de combustión en la caldera por una menor quema de petróleo en la generación de vapor. - Menor temperatura dentro de la planta lo que mejora de las condiciones de trabajo del personal.

BIBLIOGRAFÍA.

 http://www.southernperu.com/ESP/acerca/Pages/PGVistaRapida.aspx  http://www.proyectosapp.pe/RepositorioAPS/0/0/JER/PAMINEROPERU/refine riacobreilo/Resumen_Ejecutivo_Refineria_Cobre_de_Ilo.pdf  INFORMACIÓN PROPIA DE LA VISITA

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