Análisis De Procesos Mineros:: Una Visión Global

Universidad Católica del Norte Escuela de Negocios Mineros Magíster en Gestión Minera

Análisis de Procesos Mineros: Una Visión Global 7ma versión MGM Antofagasta, Mayo de 2014

Andrés Reghezza ARIMET 2014

GEOMETALURGIA ↔ Gestión del Negocio Necesidad de Asegurar el Negocio Minero! • Asegurar Programas de Producción. • Asegurar Calidad Producto. • Asegurar Costos Proceso. • Cumplimiento Normas Ambientales. • Generar una Base Robusta de la I α D Futura. • Polimetalizar la Producción!.

Cantidad: Producir lo que se Programa Producir.

Asegurar el Negocio Minero

Calidad: Plena Satisfacción del Cliente externo. Costos: Meta: Bajar de cuartil!

Asegurar Programas de Producción. • Basado en el futuro, no en el pasado!. • Las explicaciones al no cumplimiento generan desconfianza del dueño. ° La Geometalurgia: Una herramienta básica para dar sustento a las promesas productivas y/o a las actividades requeridas para lograr la producción prometida!

«La estimación de producción en el futuro con el nivel de incerteza que tenga, será siempre más adecuada que la estimación basada con datos del pasado»

*Calidad del Producto. • «La geometalurgia nos debe alertar respecto al contenido de impurezas en la mena y sus impactos en la calidad del producto de mañana». • Y la calidad del cátodo futuro?  Calidad cada vez mas exigente, con niveles de impurezas decreciente.  ¿Nueva tecnologías para asegurar la calidad del cátodo?.

 Mercados segmentos. Cu: Commoditie?.  Posibilidad de producir algo mas que cátodo? «Mañana no gana el que produce más … sino el que produce mejor»

Amenaza Futura TRACCION CONDUCTIVIDAD

GRIETAS

ELECTRICA

Elemento

Pasado

Presente

Futuro

As

< 0.1

< 0.1

< 0.1

Bi

< 0.1

< 0.1

< 0.1

Sb

< 0.1

< 0.1

< 0.1

S

15

9

6

Pb

5

3

2

INSATISFACCION DEL CLIENTE

POROS ELONGACION

MERCADO DEL COBRE ? USO DEL ALAMBRE

Mercado Pigmentos ALTA CONDUCTIVIDAD (OF – HC) ALAMBRE ULTRAFINO 0.018mm MINITUARIZACION ALAMBRE FINO ELECTRONICO 0.4mm

¿SPECIALITY?

ALAMBRE PLANO TRANSFORMADORES

ALAMBRE NORMAL ELECTRICO

NORMAL

¡GRAFENO!

MEDIA

ALTA

TOP GRANDE

ESPECIAL

CALIDAD CATODICA

* Y los costos? Posicionamiento Competitivo – Cash Cost (C1) «Solo una buena planificación permite un real control de los costos del proceso»

* Y el ambiente? Agua, energía, …. Vida! El agua: Recurso estratégico de la minería.

• El problema hoy es su disponibilidad. Mañana…. Será el costo. • El consumo de agua en minería es de 12400 lt/seg. • Mejoramiento contínuo del rendimiento hídrico, en 𝑚3 agua/ton.mineral:

Proceso

2000

2010

Concentración

1.10 (0.4 - 2,3) 0.30 (0.15 – 0.4)

0.70 (0.3 – 2.9) 0.13 (0.06 – 0.8)

Hidrometalurgia

Distribución porcentual del agua en minería: Concentración

68%

Hidrometalurgia

14%

Otros usos

18%

* La minería representa, en promedio, un 7% del uso del agua en las regiones en las que se encuentra presente en forma relevante (N. Pizarro, Mzo 2012).

Extracciones de Agua por Región l/s. Región

Sector minero

Sector sanitario

Sector agrícola

Total

Sector minero / total (%)

I

1398

1479

2518

5395

25.9

II

4854

1294

891

7039

69.0

III

1441

794

4291

6526

22.1

IV

439

1454

28456

30456

1.4

V

926

5152

29231

35309

2.6

VI

2100

4322

68276

74698

2.8

Total

11158

14495

133770

159423

%

7.0

9.1

53.9

100.0

• La zona norte es crítica! Las políticas de crecimiento del país generarán nuevas presiones sobre el recurso hídrico que podrían afectar el desarrollo minero sectorial. • Optimización en los procesos podrían ser implementadas pero no resolverán el manejo del recurso hídrico de la zona norte.

• Posibles soluciones:  Redistribuir procesos en función de la demanda hídrica  Filtrado de relaves y espesaje extremo.  Modificación de ciclos de riego en pilas de lixiviación y generación de PLS más concentrados.

 Compra o permuta de recursos hídricos a países vecinos.  Desarrollar tecnologías que abaraten uso industrial del agua de mar, sobre todo, en faenas mineras lejanas a la costa.

Y Energía?

• Las dificultades que presenta el mercado energético está afectando severamente la competitividad del país. • Proyectos mineros 2011-2020, en etapa de factibilidad (50 B U$). • Necesidad de desarrollar disminuir energías:

tecnologías

para

 Tronadura controlada, fragmentación por plasma.  Lixiviación sin chancado.  Ahorro energía en electroobtención.  Desarrollo de nuevos reactores de fusión, y otros. ¡El Proceso Comienza en la Mina, No en la Planta!

*Y las normas ambientales? As en Fundiciones. • Fundiciones chilenas capturan del orden del 97 ± 2% de As. (mínimo: 95%). • El contenido de As en concentrados oscila entre 0.2 – 1.5%.

• Si una fundición trata 1.000.000 TPA de concentrados y tiene una captura de 97% As, sus niveles de emisión en fundición del contenido de As, serán. Emisión As TPA 60 300

% As Conc. 0.2 1.0

450

1.5

• Normas de emisiones de As, en proceso de aprobación, permitirá emisiones entre 17 a 157 TPA. (Fundición Chuquicamata tendrá 476 TPA).

• De ahí la gran importancia de la geometalurgia para determinar el contenido de As en los concentrados a producir!

• Hoy, el As! Mañana; As, Sb y Bi! • ¿Qué opciones tecnológicas concentrados de mayor As?.    

para

Tostación desarsenificante (DMH). Purificación alcalina. Reactor capa fundida. Lixiviación de concentrados complejos.

tratar

¡No olvidar, exportar concentrados con As > 0.3%, tiene altas penalidades!

S, SO2 en Fundiciones • Fundiciones chilenas deberán capturar un mínimo de 95% de azufre. • El contenido de S en concentrados: 33 ± 3%. • Si una fundición trata 500.000 TPA de concentrado con una captura de 95% se tendrá: Emisión SO2 TPA

%S Conc.

15.000

30

16.500

33

18.000

36

• Normas de emisiones de SO2, en proceso de aprobación, permitirá emitir entre 12880 a 49700 TPA.

La I α D del Futuro Debe Tomar Como Base la Geometalurgia del Hoy.  ¿son compatibles las tecnologías de hoy con las reservas futuras de cobre?.  Sobre el 90% de las reservas futuras de cobre son sulfuros!  De estas, mas el 80% es calcopirita, una de las especies mas difíciles de lixiviar en condiciones normales de proceso.

 El 10% restante son óxidos, y de estos, mas del 40% son óxidos complejos de difícil y lenta solubilidad en medio sulfúrico convencional.  Optimizar la tecnología ROM: El proceso del mañana para óxidos baja ley.

 Buscar sinergia de procesos: Tratar recursos sulfurados con óxidos de la familia del Wad.

No con todos! ¡Hay que saber buscar la pareja!

 Sulfuros de baja ley calcopiríticos: ¿Será la vía hidro el mejor camino?.  Todo parece indicar que la biolixiviación de calcopirita es por ahora una aspiración lejana…..poco alcanzable.  ¿Y con la lixiviación en pilas? ¿Qué justifica operar todo el año de la misma forma, con los mismos parámetros y condiciones de operación, sabiendo que el mineral a Planta cambia continua y permanente?

Geometalugia

Integración de procesos

Planta

Mineral P1

Mina

P2

Pn

Metalurgia proactiva

Producto Final

Producto(s)

Procesos

Adaptación Contínua y permanente

Mina

¡La base está en extender el conocimiento del recurso minero! ¡El problema no está en el cobre; sino en lo que lo acompaña! ¡Más en lo físico que en lo químico!

Experiencias a no olvidar Caso N°

Compañía

1

CMP – Romeral (A lo largo de su explotación)

2

Cia. Minera Exótica (1974)

3

Lix. In Situ (Década de lo 80’)

4

CODELCO Proyecto RAMS (1997)

5

Los Mantos (2013)

País

Problema

Chile

Fe Elemento de Valor V: Impureza ¿Se jugó mal el partido?

Chile

Deficiente caracterización mineralógica y física del recurso

EE.UU.

Chile

Chile

Lección

Comparar P.E.M. ¡Donde quedo el Vanadio? ¿Era el proceso?

Altas perdidas Generan un proceso no rentable por no caracterización de arcillas

¡Y porque no antes? ¿Una estrategia diferente?

Deficiente caracterización Geometalurgia del recurso y operación con flujos indebidos

Caracterizar hidráulicamente el recurso a tratar vía Lix. en pilas

Altísimo nivel de nitrato.

ARIMET

¿y no había pasado antes?

Polimetalizar la Producción.

¿Es Chile solo cobre? ¿Existen opciones de recuperar otros valores metálicos desde la industria del cobre? Y estamos preparados? Tenemos una óptica abierta en la valorización de nuestros yacimientos?

• Línea Cu - Mo – Re.  Las mayores reservas de Renio están en el país.

Uso principal: Superaleaciones para turbinas de avión y catalizador de industria petroquímica. Precio: 1800 – 2200 US/kg Re.

 Obtención de Renio: A partir de gases de tostación de moly, lavado de gases, SX y cristalización de perrenato de amonio. Por fusión de este compuesto, se obtiene Re metálico.

• Germanio  Las mayores reservas de Ge a nivel mundial están en Chile en los polvos de fundición de la industria del cobre, en niveles de 0,2% Ge.  usos variados: como GeCl4 → Fibra optica GeO2 → Catalizador Ge/GeAs → Celdas Solares Ge → Infrarrojo, detector R- γ

 Precio: 900 – 1200 US/ kg GeO2.  Mercado: 60 TPA GeO2.  ¿Se imaginan el negocio potencial que se pudo haber realizado desde 1990 a la fecha? Elementos trazas: una gran debilidad!

• Selenio,Teluro, Paladio, Platino, Oro, Plata desde Barros Anódicos de Plantas Electrolíticas de Cobre.  Hablemos sólo del teluro, el más fácil de Cu° recuperar. solución Barro crudo

Decobrización

Barro sin Cu y Te A recuperación de Se?

Precipitación teluro

Filtro

Te Elemental

Solución a SX

 Precio: 140 – 160 US/ kg Te.  Usos en fabricación dispositivos rectificadores, termoeléctricos y semiconductores (placas solares), en la industria del caucho natural y sintético, y en compuestos antidetonantes de la gasolina. Como teluro coloidal: insecticida, germicida y fumigante.

Y si hablamos de impurezas? Que pasa con antimonio y arsénico?

Sb: su uso va desde productos medicinales a productos bélicos. Su precio, sobre 10.000 US/ton Sb.

As: La historia lo cataloga como impureza y veneno! Hoy se usa en la fabricación de transitores, laser y semiconductores; en vidrios, textiles, pinturas, pirotecnia y peletería; y en productos medicinales para tratar psoriasis y problemas odontológicos. Los lugares de confinamiento de As y Sb del pasado… son los yacimientos del futuro?

Y los otros recursos secundarios de la industria del cobre? • Desde escorias de fundición

→ Cu, Mo, Zn, Fe2O3(p) SiO2

Los escoriales que son? Vaciaderos o recursos de gran potencial futuro?

• Desde relaves de flotación

→ Cu, Mo, Fe3O4 caso Candelaria con CMP

• Desde polvos de tostación

→

Cu, As, Sb

• Desde ripios de lixiviación

→

Fuentes de Fe, Mn

CONCLUSIONES

• La Geometalurgia: Una herramienta altamente importante para asegurar la gestión del negocio minero. • La Geometalurgia: Es presente y futuro.

• La Geometalurgia nos da muchas municiones, el problema es nuestro: NO SABEMOS DISPARAR BIEN! Lo prueba el hecho que …. estamos repitiendo los errores del pasado…..

Universidad Católica del Norte Escuela de Negocios Mineros Magíster en Gestión Minera

Análisis de Procesos Mineros: Una Visión Global 7ma versión MGM Antofagasta, Mayo de 2014

Andrés Reghezza ARIMET 2014