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8/16/2019 1 - 03 ¿Cómo la Fragmentación de Voladura Impacta los Proces.pdf

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¿COMO LA FRAGMENTACIÓN DE VOLADURA IMPACTA LOSPROCESOS PLANTA?

Jair Alarcón, Process Plant SpecialistGerencia Servicios Técnicos Región Sur, ORICA MS-LA

[email protected]

RESUMEN

La fragmentación de la roca en la voladura impacta directamente en los procesos planta:rendimiento, capacidad, recuperación del metal de interés, consumo de energía específicode la roca, etc., son algunas de las variables que se ven afectadas. A continuación sepresenta una revisión de curvas de fragmentación y como pueden afectar en una planta, yel estudio de 2 casos reales.

1 INTRODUCCIÓN

La fragmentación óptima es la que estratégicamente integra la operación mina planta,para optimizar los resultados operacionales globales y por consecuencia maximizar lasutilidades del negocio como un todo.

En los últimos años una gran cantidad de esfuerzos se han focalizado en optimizar elchancado y molienda a través de una mejor fragmentación en la voladura. Estudios handemostrado que una gran cantidad de energía puede ser ahorrada y que es posibleaumentar la producción con los mismos equipos y potencia instalada mediante laoptimización de la distribución de fragmentos de roca de tamaño crítico. En consecuencia,se puede aumentar la disponibilidad de equipos por su uso adecuado, tales comochancadores, molinos, etc.

La mejor fragmentación puede aumentar la recuperación del metal de interés y producirtambién la disminución de tiempos de carguío en la mina, por ende la disminución de suscostos de carguío y transporte, implica una baja de costos de producción del negocioglobal.

La ley de corte de un mineral puede ir variando de acuerdo a la situación económica quese esté viviendo, por consecuencia la selección de minerales que se procesarán en laplanta, además el comportamiento de la roca no es homogéneo en toda su extensión, porlo cual si se usan los mismos patrones de voladura en todo el mineral a lo largo deldesarrollo de todo el proyecto no garantiza una misma fragmentación, ni el mismocomportamiento de la planta.

2 REVISIÓN CONCEPTUAL

¿Cual es la fragmentación que requiere la planta?, existen directrices generales, y nosiempre son aplicables para todas las plantas, tienen ciertos matices que pueden hacer ladiferencia.


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2.1 Alimentación planta chancado molienda

La curva de fragmentación de voladura tradicional que se indica para optimizar una plantade chancado molienda es la siguiente:

Alimentación Óptima Planta Chancado Molienda

0

20

40

60

80

100

120

1 10 100 1000

Tamaño (mm)

% P a s a n t e A c u m u l a d o

Óptima Habitual

De acuerdo a la curva, se optimiza la alimentación fragmentando más fino la distribucióncompleta, con esto se logra aumentar la producción y disminuir el consumo específico deenergía, esto se puede demostrar a través de lo siguiente:

Donde,

E ˆ = Energía específica consumida, kWh/tcP = Potencia instalada, kWt = tiempo, hM = Masa, tc

Si la potencia actual es igual a la futura, entonces:

M

t P E

×=ˆ

=⇒

×

=

×

1

1

2

2

2

1

2

22

1

11

ˆ

ˆˆˆ

t

M

t

M

E

E

t

M E

t

M E


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Según el postulado de Bond para la conminución se tiene:

Donde,

Wi = Work Index ó índice de Bond de laboratorio, kWh/tcF = Factores de corrección del Wi para escalar a nivel industrial

P80 = Tamaño del 80% pasante en el producto, µm

F80 = Tamaño del 80% pasante en la alimentación, µm

Luego, si son exactamente los mismos equipos de conminución para situación actual yfutura, entonces F1 = F2. Además, es el mismo mineral a procesar, entonces Wi1 =Wi2.

Por lo tanto,

De acuerdo a esto, si se disminuye el F80, pero se mantiene el mismo P80 aumenta la

capacidad de producción, tph.

2.2 Alimentación Molino SAG

Generalmente los molinos SAG son alimentados con el producto que entrega unchancador primario, cuyas aberturas de descargas son bastante grandes, por lo que lafragmentación que entrega la voladura influyen directamente en el rendimiento de estetipo de equipos.

La curva de fragmentación para optimizar un molino SAG es la siguiente:

−×××=

8080

1110ˆ

F PF Wi E

1

2

8080

8080

2

1

22

11

11

11

ˆ

ˆ

tph

tph

F P

F P

E

E =

−

−

=


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Alimentación Óptima Molino SAG

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 10 100 1000

Tamaño (mm)

% P a s a n t e A c u m

u l a d o

Óptima Habitual

En la curva se puede observar que el material debe ser más fino, simplemente porque se

debe moler menos, lo que implica que mientras menor es el F80 mejor el rendimiento, sinembargo se debe tener una fracción importante de mineral grueso, ya que su mecanismode fragmentación predominante es la abrasión, lo que genera finos. Se deben aumentarlos finos que se encuentran en un tamaño cercano al de la parrilla de descarga de lamolienda, de este modo pasa rápidamente, y además se debe considerar que son de fácilfragmentación, ya que tienen un mecanismo de fractura puro. Los tamaños intermediosdeben ser disminuidos, en cantidad, porque este tipo de molinos no tienen buenrendimiento en la fragmentación de este tipo de material, ni tienen un mecanismopredominante de fragmentación, es por eso que este tipo de molinos se les ayuda conmolinos de pebbles.

2.3 Alimentación plantas hidrometalúrgicas

Las curvas de fragmentación revisadas en los puntos 2.1 y 2.2 apuntan a que se debeentregar una roca de menor tamaño y aumentar la cantidad de finos. Sin embargo, lasplantas hidrometalúrgicas generalmente no requieren aumentar los finos, al contrario, yaque provocan fenómenos de inundación en la pilas y que por consecuencia bajan larecuperación del metal de interés.


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Alimentación Óptima Planta Hidrometalúrgica

0

20

40

60

80

100

120

1 10 100 1000

Tamaño (mm)

% P

a s a n t e A c u m u l a d o

Habitual Óptima

Existen casos particulares, excepciones, que por las propiedades de la roca generan unamuy baja cantidad de material fino, por lo cual para optimizar aun más la planta esnecesario aumentar la cantidad de estos, es un beneficio extra aumentando la produccióny recuperación.

2.4 Fracturamiento interno de la roca por voladura

Se ha revisado como mejorar el rendimiento de los procesos planta con las distribucionesgranulométricas, sin embargo, existe otra variable no menos importante que afectadirectamente en los procesos, el fracturamiento interno de la roca.

El fracturamiento interno de la roca es la consecuencia del consumo de energía de la rocaen la voladura, la cual predispone la fragmentación de esta en los procesos deconminución posteriores, lo que puede determinar el tiempo de residencia dentro de losequipos y el consumo específico de energía en estos procesos. Por ende, al aumentar elfracturamiento interno se beneficia el rendimiento global del proceso.

3 EJEMPLOS

A continuación se realizará una revisión de 2 casos reales en que a través de la voladurase impacta directamente en los procesos planta y en el negocio como un todo.

3.1 Caso 1: Faena que recupera cobre a través del proceso de lixiviación

Dentro de los procesos de recuperación de cobre esta faena minera, tiene una etapa delixiviación ROM, es decir, mineral con una ley intermedia, que es volado, por endefragmentado y cargado directamente en pilas para luego ser regados. El efecto de lavoladura repercute directamente en la recuperación, por lo cual se decide optimizar lafragmentación del mineral ROM en la voladura.

Inicialmente poseen un P80 = 6”, se evalúan P80 de 3”, 4”, 5” y 6”, a escala piloto,gaviones, cuyos resultados se presentan a continuación:


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Proyección de Recuperación de Cu al año de riego

Es de esperar que a menor tamaño de partículas mayor la recuperación de Cu poraumentar el grado de liberación del metal de interés, sin embargo, de las curvas se puedeconcluir que la fragmentación que posee un P80 = 4” es la que aumenta más larecuperación, en un 4% respecto al P80 actual, 6”. La fragmentación con P80 = 3” tieneextracciones menores, esto se debe a la mayor presencia de finos, lo que traería comoconsecuencia la generación de zonas impermeabilizadas y canalizaciones preferencialesen el interior.

Caso 2: Faena que recupera Cu a través de una planta SAG y proceso de flotación, deseamejorar la fragmentación de la voladura para optimizar su planta y de ese modo aumentarel beneficio desde el punto de vista global de negocio.

A continuación se presenta parte del diagrama de flujos:

”

65 – 70 %

3 – 6”

- ”

”


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Actualmente, la fragmentación de la voladura tiene un P80 de 6” aproximadamente y un23% bajo 1”, se propone que las nuevas técnicas de voladura se obtenga un P80 de 5” yun 30% bajo 1”, los nuevos estándares de fragmentación de la voladura tienen directarelación con la gráfica expuesta en el punto 2.2, disminuir los gruesos y aumentar losfinos, con esto se desea aumentar el throughput de la planta y disminuir el consumoespecífico de energía.

Se puede deducir fácilmente en el diagrama de flujos que el aumentar el material bajo 1”,aumentará el flujo de material fino al molino SAG, ya que este es preseleccionado en elharnero de doble deck, este tipo de material pasa directamente a la alimentación del SAGy tiene un tamaño muy cercano al de la parrilla de descarga de este equipo.

De acuerdo a lo expuesto, se estima que se tendrá un aumento del throughput del 2% yuna disminución en el consumo de energía específico del 3% en el molino SAG y 1% enlos molinos de bolas de la misma planta.

4 CONCLUSIONES

• La fragmentación en la voladura impacta directamente en el comportamiento delos procesos-planta.

• La fragmentación en la voladura debe ser la que estratégicamente integra laoperación mina planta, para optimizar los resultados operacionales globales y porconsecuencia maximizar las utilidades del negocio como un todo.

• Cada planta tiene su curva de fragmentación con la cual se le puede maximizar surendimiento y beneficio.

• No solo la distribución granulométrica garantiza un buen rendimiento en la planta,el fracturamiento interno de la roca obtenido en la voladura, es muy gravitante enlos resultados.

• Un solo patrón de voladura no garantiza la fragmentación, ni el fracturamientointerno del mineral en todo el desarrollo de la mina, ya que la roca está cambiando

en forma permanente, para ello se debe estar buscando en forma constante losdiseños que garanticen un buen rendimiento en los procesos planta.

5 REFERENCIAS

Sepúlveda Jaime E. y Gutiérrez Leonel R. “Dimensionamiento y optimización de plantasconcentradoras mediante técnicas de modelación matemática”, Centro de investigaciónminera y metalúrgica, 1986.

Austin Leonard G. y Concha A. Fernando “Diseño y simulación de circuitos de molienda yclasificación”, Subprograma de tecnología mineral red de fragmentación XIII-A, 1994.

Magne O. Luis “Conminución de minerales”, Universidad de Santiago de Chile Facultadde Ingeniería, Departamento de Metalurgia, 1995.

Morrell Steve “Increasing mine-site profitability through optimisation of mining andprocessing operations”

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