2d equipos area humeda diseno hidro
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CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR
PROYECTO SAN ANTONIO
INGENIERÍA DE PREFACTIBILIDAD
DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS
ÁREA HÚMEDA
T447-0000-MEM-PR-004
REVISIÓN EMITIDO PARA FECHA PREPARÓ REVISÓ APROBÓ
A REVISIÓN INTERNA 10/06/09 YOJ/JGC JGC/PCH ECM
B REVISIÓN CLIENTE 16/06/09 YOJ/JGC JGC/PCH ECM
P PAQUETE TÉCNICO 26/06/09 YOJ JGC/PCH ECM
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CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR
PROYECTO SAN ANTONIO
INGENIERÍA DE PREFACTIBILIDAD
DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS
ÁREA HÚMEDA
T447-0000-MEM-PR-004-RP
CONTENIDO
1.0 INTRODUCCIÓN...........................................................................................4
2.0 ASPECTOS GENERALES ................................................................................4
2.1 OBJETIVOS ..........................................................................................4
2.2 ALCANCES............................................................................................4
2.3 LÍMITES DE BATERÍA...........................................................................4
2.4 ANTECEDENTES UTILIZADOS ...............................................................5
2.5 ABREVIATURAS Y SIGLAS....................................................................6
3.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE LIXIVIACIÓN..........................................7
3.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES..........................................7
3.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES .........................................10
3.3 INSTALACIONES DE EMERGENCIA .....................................................13
4.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTE................14
4.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES........................................14
4.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES .........................................26
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5.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE ELECTROOBTENCIÓN............................31
5.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES........................................31
5.2 EQUIPOS E INSTALACIONES AUXILIARES .........................................33
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MEMORIA DE CÁLCULO
1.0 INTRODUCCIÓN
Codelco Chile, División Salvador (DSAL) está desarrollando la Ingeniería de prefactibilidad en el Proyecto San Antonio, que considera la extracción y procesamiento de minerales oxidados provenientes de la Mina Vieja, ubicada aproximadamente a 7 km al este de Potrerillos.
El presente documento corresponde a la memoria de cálculo del dimensionamiento de equipos para el Área Húmeda de la Planta que incluye las Plantas de Lixiviación (LX), Extracción por Solventes (SX) y Electroobtención (EW).
2.0 ASPECTOS GENERALES
A continuación, se abordan algunos aspectos generales, que dicen relación con los objetivos, alcances, límites de baterías y antecedentes utilizados.
2.1 OBJETIVOS
Efectuar el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones del Área Húmeda de la Planta, a objeto de permitir una adecuada cubicación de los materiales y trabajos requeridos, y la posterior valorización de los costos de capital, de acuerdo con la precisión demandada en la Ingeniería de prefactibilidad contratada.
2.2 ALCANCES
La presente memoria de cálculo contempla el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de procesos. Para lo cual se consideran dos alternativas de emplazamiento, Mina vieja y Potrerillos, con el mismo ritmo de procesamiento y reservas mineras.
2.3 LÍMITES DE BATERÍA
La definición del dimensionamiento de equipos e instalaciones de esta memoria de cálculo se circunscribe al Área Húmeda de la Planta, cuyos límites de batería están dados por:
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A) FLUJOS DE ENTRADA
• Mineral fino (-3/4”), producto de la Planta de Chancado.
• Ácido sulfúrico concentrado (94%), estanques de almacenamiento.
• Agua industrial, piscina de almacenamiento.
• Agua tratada, planta de osmosis inversa.
• Petróleo diesel, estanque de almacenamiento.
• Extractante orgánico, bodega de reactivos.
• Diluyente orgánico, estanque de almacenamiento.
• Aditivos de EW, bodega de reactivos.
2.4 ANTECEDENTES UTILIZADOS
Los principales antecedentes considerados en la elaboración de este documento son:
• Ingeniería de Perfil Proyecto San Antonio Óxidos, Informe de cierre, documento T429-INF-AD-001 y Anexos, JRI Ingeniería S.A., noviembre de 2008.
• Planos, Ingeniería de prefactibilidad: T447-0000-PL-PR-203@205, Diagrama de flujos planta LX-SX-EW, A– Mina Vieja/Potrerillos.
• Criterios de Diseño, Ingeniería de Prefactibilidad Proyecto PSAO, documento T447-0000-CRT-PR-002, JRI Ingeniería S.A., Mayo/09.
• Plan Minero Ingeniería de Prefactibilidad operativizado: Plan Minero definitivo operat con CAA (06 mayo 09).xls
• Antecedentes propios de JRI.
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2.5 ABREVIATURAS Y SIGLAS
En este informe se emplearán las siguientes siglas (o abreviaturas), ordenadas alfabéticamente:
DSAL : División Salvador – CODELCO
EW : Planta (o proceso) de Electro-Obtención
JRI : JRI Ingeniería S.A.
LX : Planta (o proceso) de Lixiviación
PSA : Proyecto San Antonio
SX : Planta (o proceso) de Extracción por Solventes
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3.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE LIXIVIACIÓN
En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la etapa de lixiviación, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:
• Equipos e instalaciones principales
• Instalaciones y equipos auxiliares
• Instalaciones de emergencia
3.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES
Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo:
• Tambores de aglomeración
• Piscinas de almacenamiento
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3.1.1 PISCINAS DE ALMACENAMIENTO
Las piscinas de almacenamiento se excavarán directamente en el terreno, habilitando muros de relleno compactado si procede. Tendrán forma de pirámides truncas invertidas, revestidas con una lámina doble de HDPE de 1,5 mm de espesor.
A) BASES DE CÁLCULO
Se consideran las siguientes bases de cálculo para las diferentes piscinas, según el
tipo de solución a contener:
Unidad Valor
Refino
ILS
PLS
efluente
PLS
limpio
Caudal balance m3/h 740 1.112 989 674
Factor de diseño - 1,1 1,1 1,1 1,1
Utilización % 98 98 98 98
Caudal de diseño m3/h 831 1.248 1.110 757
Tiempo de retención h 8 8 8 12
Altura húmeda máxima m 4,0 4,0 4,0 4,0
Altura revancha m 0,5 0,5 0,5 0,5
Talud H/V paredes - 1,5 1,5 1,5 1,5
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B) RESULTADO CÁLCULOS
Tomando en cuenta los criterios de diseño, se obtienen las dimensiones de las piscinas de soluciones.
Unidad Valor
Refino
ILS
PLS
efluente
PLS
limpio
Lado superior (A) m 48 57 55 55
Lado Inferior (B) m 35 44 41 42
Altura total (H) m 4,5 4,5 4,5 4,5
Volumen total m3 7.767 11.586 10.452 10.550
Capacidad útil m3 6.645 9.985 8.992 9.078
NOTA: Dado que la piscina de PLS efluente y PLS limpio tienen dimensiones similares, y en su configuración tienen una pared en común, se considerarán las dimensiones de la piscina más grande correspondiente a la piscina desarenadora (PLS limpio).
Figura 1. Esquema de piscinas de almacenamiento
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3.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES
Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que almacenarán suministros para el desarrollo de las operaciones:
• Estanque de ácido sulfúrico
• Piscina de agua industrial
3.2.1 ESTANQUE DE ÁCIDO SULFÚRICO
A) BASES DE CÁLCULO
Se emplearán estanques de acero al carbono, tipo cilíndrico vertical, dimensionados según los siguientes criterios que se indican. En este caso, se ha tomado en cuenta la distancia relativa entre el suministro de ácido y la ubicación del Área Húmeda.
Se considerarán estanques independientes para el suministro de ácido sulfúrico a las operaciones unitarias de aglomeración y lixiviación.
Unidad Valores
Aglomerador Piscina
ILS
Caudal balance m3/h 8,9 15,8
Factor de diseño - 1,25 1,25
Utilización % 98 98
Caudal diseño m3/h 11,4 20,2
Tiempo retención días 2 2
Volumen líquido m3 545 967
Razón h / D - 1/2 1/2
Capacidad efectiva % 90 90
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B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valores
Aglomerador Piscina
ILS
Nº de estanque c/u 1 2
Diámetro estanque (D) m 11,6 11,1
Altura estanque (ht) m 5,8 5,6
Volumen estanque m3 605 537
Capacidad útil m3 545 484
Figura 2. Esquema de los estanques de almacenamiento
ht
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3.2.2 PISCINA DE AGUA INDUSTRIAL
A) BASES DE CÁLCULO
Se habilitará una piscina excavada, con forma de pirámide trunca invertida, revestida con una lámina doble de HDPE (e= 1,5 mm), cuyas dimensiones se calcularán según:
Unidad Valor
Chancado
Aglom.
LX
Planta
O.R
Consumos
SX-EW
Planta
potab.
Caudal
balance
m3/h
5,4
74
41
22
3,5
0,39
Factor de
diseño -
1,10
1,50
1,50
1,50
1,25
4,0
Utilización %
85
85
98
98
98
100
Caudal de
diseño
m3/h
7
130
62
33
4,5
1,6
B) RESULTADO CÁLCULOS
Considerando los flujos de diseño establecidos en los balances de masas, además de un volumen de 250 m3 que permite un uso continuo de 2 grifos simultáneos por 2
Unidad Valor
Caudal de diseño total m3/h 239
Tiempo de retención h 12
Altura máxima líquido m 4,0
Altura revancha m 0,5
Talud H/V pared - 1,5/1
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horas, de acuerdo con la norma NPFA 14, se dimensionará la piscina de almacenamiento de agua industrial cuyos resultados de dimensiones y capacidades son los siguientes:
NOTA: Referencia de dimensiones consultar en Figura 1.
3.3 INSTALACIONES DE EMERGENCIA
3.3.1 PISCINA DE EMERGENCIA PILAS
A) BASES DE CÁLCULO
Se considera la habilitación de una piscina de emergencia, capaz de recibir la humedad libre contenida en la pila de lixiviación.
Unidad Valor
Mineral anual a procesar kt 8.000
Duración ciclo de riego día 64
Humedad dinámica pilas % 12
Altura húmeda piscina m 5,0
Altura revancha piscina m 0,5
Talud H/V paredes - 1,5/1
Unidad Valor
Lado superior (A) m 35,2
Lado Inferior (B) m 21,7
Altura total (H) m 4,5
Volumen total m3 3.707
Capacidad útil m3 3,114
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B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Lado superior (A) m 193
Lado Inferior (B) m 177
Altura total (H) m 5,5
Volumen total m3 188.760
Capacidad útil m3 170.194
NOTA: Referencia de dimensiones consultar en Figura 1.
4.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTE
En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la etapa de SX, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:
• Equipos e instalaciones principales
• Instalaciones y equipos auxiliares
4.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES
Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo:
• Estanque de solución PLS
• Estanque de electrolito rico sin filtrar
• Estanque de orgánico cargado
• Estanque agitado para solución acidulada
• Estanque para refino de extracción
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• Mixer-settler extracción
• Mixer-settler re-extracción
• Mixer-settler lavado
• Coalescedor de orgánico
• Post-decantador refino
• Post-decantador electrolito rico
• Filtros de electrolito
4.1.1 ESTANQUE DE SOLUCIÓN PLS
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono revestido con FRP, del tipo cilíndrico vertical, dimensionado según:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 673
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 755
Tiempo de retención min 15
Capacidad efectiva % 90
Razón altura/diámetro - 1/2
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B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 8,1
Altura estanque m 4,1
Volumen estanque m3 210
Capacidad efectiva m3 189
4.1.2 ESTANQUES DE ELECTROLITO RICO SIN FILTRAR
A) BASES DE CÁLCULO
Se emplearán un estanque acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 295
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 331
Tiempo de retención min 15
Capacidad efectiva % 90
Razón altura/diámetro - 1/2
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 6,2
Altura estanque m 3,1
Volumen estanque m3 92
Capacidad efectiva m3 83
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4.1.3 ESTANQUE DE ORGÁNICO CARGADO
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:
Unidad Valor
Caudal balance 741
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 832
Tiempo de retención min 20
Capacidad efectiva % 90
Razón altura/diámetro - 1/2
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 9,2
Altura estanque m 4,6
Volumen estanque m3 308
Capacidad efectiva m3 277
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4.1.4 ESTANQUE DE SOLUCIÓN ACIDULADA (AGITADO)
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de FRP, tipo cilíndrico vertical, dimensionado según:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 15
Factor de diseño - 1,5
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 23
Tiempo de retención min 30
Capacidad efectiva % 85
Razón altura/diámetro - 1/1
Potencia específica kW/m3 0,2
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 2,6
Altura estanque m 2,6
Volumen estanque m3 13,3
Capacidad efectiva m3 11,3
Potencia motor HP 3
4.1.5 ESTANQUE DE REFINO
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, del tipo cilíndrico vertical, dimensionado de acuerdo con:
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MEMORIA DE CÁLCULO
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 691
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 776
Tiempo de retención min 15
Capacidad efectiva % 90
Razón altura/diámetro - 1/2
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 8,2
Altura estanque m 4,1
Volumen estanque m3 215
Capacidad efectiva m3 194
4.1.6 MIXER-SETTLER EXTRACCIÓN (E1, E2), RE-EXTRACCIÓN (S) Y LAVADO (L)
A) BASES DE CÁLCULO
Se emplearán mixers cuadrados de FRP, provistos de agitadores Lightnin R320 o equivalente, con variadores de velocidad.
Se utilizarán settlers de FRP de flujo directo, contando cada uno con vertederos de orgánico y acuoso, y sus respectivos cajones de recepción.
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Unidad Valor
1. MIXERS E1 – E2
Caudal balance orgánico m3/h 739
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Razón O/A interna - 1,1
Caudal de diseño mezcla m3/h 1.584
Tiempo de retención min 3,0
Capacidad efectiva % 85
Potencia específica kW/m3 0,25
2. SETTLERS E1- E2
Caudal de diseño m3/h 1.584
Caudal específico m3/h/m2 3,0
Velocidad lineal orgánico cm/s 3,0-3,5
Altura banda orgánico m 0,3
Altura de settler m 1,0
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Unidad Valor
3. MIXERS S – L
Caudal balance orgánico m3/h 742
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Razón O/A interna - 0,9
Caudal de diseño mezcla m3/h 1.758
Tiempo de retención min 2,0
Capacidad efectiva % 85
Potencia específica kW/m3 0,25
4. SETTLERS S - L
Caudal de diseño m3/h 1.758
Caudal específico m3/h/m2 3,0
Velocidad lineal orgánico cm/s 3,0-3,5
Altura banda orgánico m 0,3
Altura de settler m 1,0
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B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
1. MIXERS E1-E2-S-L
N° de estanques E1 – E2 c/u 3
N° de estanques S - L c/u 2
Lado estanque cúbico m3 3,3
Volumen total estanque c/u 34,5
Volumen líquido estanque m3 29,3
Potencia por agitador HP 10
2. SETTLER E1-E2-S-L
N° de settlers c/u 1
Ancho efectivo settler m 24,0
Largo efectivo settler m 24,0
Área efectiva en planta m2 586
Altura total de settler m 1,0
NOTA: Para uniformizar los Mixers y Settlers de la planta, se consideran las dimensiones resultantes para los equipos de la etapa de Lavado que contempla las condiciones de diseño más exigentes.
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MEMORIA DE CÁLCULO
4.1.7 COALESCEDOR DE ORGÁNICO
A) BASES DE CÁLCULO
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 741
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal a entregar m3/h 832
Tiempo de retención min 6
Flujo específico m3/h/m2 20
B) RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:
Unidad Valor
Sección lecho m2 20,8
Diámetro lecho m 5,2
Altura lecho m 2,0
Altura total m 4,0
N° estanques c/u 2
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MEMORIA DE CÁLCULO
4.1.8 POST-DECANTADOR DE REFINO
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un post-decantador de refino, para retener parte del arrastre de orgánico en fase acuosa, construido de FRP y dimensionado según:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 674
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3 757
Caudal específico equipo m3/h/m2 25
Ancho colector orgánico m 0,5
Razón largo/ancho 5,0
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Area efectiva de líquido m2 30,3
Largo efectivo equipo m 12,3
Ancho efectivo equipo m 2,5
Ancho total equipo m 3,0
4.1.9 POST-DECANTADOR DE ELECTROLITO RICO
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un post-decantador de electrolito rico, para retener parte del arrastre de orgánico en fase acuosa, construido de FRP y dimensionado según:
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MEMORIA DE CÁLCULO
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 295
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3 331
Caudal específico equipo m3/h/m2 25
Ancho colector orgánico m 0,5
Razón largo/ancho 5,0
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Area efectiva de líquido m2 13,2
Largo efectivo equipo m 8,19
Ancho efectivo equipo m 1,63
Ancho total equipo m 2,13
4.1.10 FILTROS DE ELECTROLITO
A) BASES DE CÁLCULO
Se emplearán filtros Spintek como mecanismo de retención secundario del arrastre de orgánico en electrolito, seleccionando el modelo en base a:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 295
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3 331
N° de filtros operando c/u 3
N° de filtros stand-by c/u 1
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MEMORIA DE CÁLCULO
B) RESULTADO CÁLCULOS
Se emplearán filtros Spintek, tipo CoMatrix Tower, modelo CM-1010 ó similar.
Unidad Valor
N° de filtros operando c/u 3
Nº de filtros stand-by c/u 1
Flujo servicio por filtro m3/h 114
Capacidad de tratamiento m3/h 342
4.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES
Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que almacenarán suministros para el desarrollo de las operaciones:
• Estanque de Ácido Sulfúrico
• Estanque de Agua Osmosis Reversa
• Estanque de Diluyente
• Estanque de Petróleo Diesel
4.2.1 ESTANQUE DE ÁCIDO SULFÚRICO
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:
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MEMORIA DE CÁLCULO
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 0,16
Factor de diseño - 1,5
Utilización % 98
Caudal a entregar m3/h 0,24
Tiempo de retención días 5
Capacidad efectiva % 90
Razón largo/diámetro - 2,5/1
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 2,6
Largo estanque m 6,4
Volumen estanque m3 32,7
Capacidad efectiva m3 29,4
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4.2.2 ESTANQUE DE AGUA OSMOSIS INVERSA
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro vertical, dimensionado de acuerdo con:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 16,2
Factor de diseño - 1,5
Utilización % 98
Caudal diseño m3/h 24,8
Tiempo de retención h 12
Capacidad efectiva % 90
Razón altura/diámetro - 1/2
B) RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:
Unidad Valor
Diámetro estanque m 9,4
Altura estanque m 4,7
Volumen estanque m3 331
Capacidad efectiva m3 298
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4.2.3 ESTANQUE DE DILUYENTE ORGÁNICO
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:
Unidad Valor
Caudal balance t/h 3,5
Factor de diseño - 1,5
Utilización % 98
Consumo específico l/tCu 10
Producción Cu diseño tCu/d 84,4
Caudal diseño l/d 5,4
Tiempo de retención días 7
Capacidad efectiva % 90
Razón largo/diámetro - 2,5/1
B) RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:
Unidad Valor
Diámetro estanque m 1,7
Largo estanque m 4,3
Volumen estanque m3 10
Capacidad efectiva m3 9,0
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4.2.4 ESTANQUE DE PETRÓLEO DIESEL
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 0,22
Factor de diseño - 1,5
Utilización - 0,98
Caudal diseño m3/h 0,33
Tiempo de retención días 7
Capacidad efectiva % 90
Razón largo/diámetro 2,5/1
B) RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:
Unidad Valor
Diámetro estanque m 2,6
Largo estanque m 6,6
Volumen estanque m3 35,5
Capacidad efectiva m3 31,9
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5.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE ELECTROOBTENCIÓN
En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la planta de EW, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:
• Equipos e instalaciones principales
• Instalaciones y equipos auxiliares
En cada sub-área, se explicitan los criterios de diseño y se entregan los resultados de los cálculos realizados, cuyo desarrollo puede consultarse en el Anexo C.
5.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES
Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo:
• Circuito Nave EW
• Transfo-Rectificadores
5.1.1 CIRCUITO NAVE EW
A) BASES DE CÁLCULO
De acuerdo con el Plan Minero operativizado entregado por DSAL, la producción máxima de cobre será 30.000 t/año en ambas alternativas. De aquí que los criterios de definición de la Nave EW son únicos, y se resumen en:
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Unidad Valor
1. PRODUCCIÓN POR PROCESO
Producción nominal t/año 30.000
Factor de diseño 1,05
Producción de diseño t/año 31.500
Operación anual d/año 361
Operación diaria h/día 24
2. PRODUCCIÓN POR CORRIENTE
N° Nave EW c/u 2
Nº de bancos Planta EW c/u 4
Nº celdas productivas por banco c/u 35
Nº celdas lavado por banco c/u 1
Área activa por cátodo m2 2
Eficiencia de corriente % 90
N° de celdas por banco 4 c/u
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
1. PRODUCCIÓN COBRE POR PROCESO
Producción Cu anual t/año 31.500
Producción Cu diaria t/día 87,26
Producción Cu instantánea kg/h 3,64
2. PRODUCCIÓN COBRE POR CORRIENTE
Densidad de corriente A/m2 280
Área catódica por celda m2 90,0
Corriente por celda A 25.200
Depósito Cu por celda kg/h 26,9
Producción Cu instantánea kg/h 3.763
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5.2 EQUIPOS E INSTALACIONES AUXILIARES
Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que servirán de apoyo a las operaciones productivas:
• Estanque de electrolito rico filtrado
• Estanque de electrolito pobre
• Estanque de electrolito circulante
• Intercambiadores de calor electrolito pobre/rico
• Intercambiadores de calor agua caliente/electrolito rico
• Calentadores de agua
5.2.1 ESTANQUES DE ELECTROLITO RICO FILTRADO
A) BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 295
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 331
Tiempo de retención min 15
Capacidad efectiva % 90
Razón altura/diámetro - 1/2
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B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 6,2
Altura estanque m 3,1
Volumen estanque m3 92
Capacidad efectiva m3 83
5.2.2 ESTANQUES DE ELECTROLITO POBRE Y ELECTROLITO CIRCULANTE
A) BASES DE CÁLCULO
Se emplearán estanques de acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, los cuales estarán comunicados en su base y serán dimensionados según:
Unidad Valor
Caudal balance m3/h 890
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 999
Tiempo de retención min 7,5
Capacidad efectiva % 90
Razón altura/diámetro - 1/2
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
Diámetro estanque m 7,1
Altura estanque m 3,5
Volumen estanque m3 139
Capacidad efectiva m3 125
N° estanque electrolito pobre c/u 1
N° estanque electrolito circulante c/u 1
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5.2.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR ELECTROLITOS POBRE Y RICO
La transferencia de calor entre el electrolito pobre (fluido caliente) y el electrolito rico (fluido frío), se llevará a cabo en intercambiadores de placas de acero inoxidable 316L.
A) BASES DE CÁLCULO
Unidad Valor
1. FLUIDO CALIENTE (E.P.)
Caudal balance m3/h 296
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 332
Temperatura de entrada °C 50
Densidad del fluido kg/m3 1.200
Calor específico KJ/°C/kg 4,2
2. FLUIDO FRÍO (E.R.)
Caudal balance m3/h 296
Factor de diseño m3/h 1,1
Utilización °C 98
Caudal de diseño °C 332
Densidad del fluido kg/m3 1200
Temperatura de entrada °C 20
Calor específico KJ/°C/kg 4,2
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B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
N° de equipos en operación c/u 1
N° de equipos en stand-by c/u 1
Capacidad calórica mínima kW/°C 465
Calor transferido kW 11.163
Temperatura de salida E.P. °C 26
Temperatura de salida E.R. °C 44
Coef. global de tranferencia KW/m2 /°C 3,5
Área de transferencia I.C. m2 532
5.2.4 INTERCAMBIADORES DE CALOR AGUA CALIENTE/ELECTROLITO RICO
La transferencia de calor entre el agua caliente (fluido caliente) y el electrolito rico (fluido frío), se llevará a cabo en intercambiadores de placas de acero inoxidable 316L.
A) BASES DE CÁLCULO
Unidad Valor
1. FLUIDO CALIENTE (AGUA)
Caudal balance m3/h 65,8
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño m3/h 74
Temperatura de entrada °C 80
Densidad del fluido kg/m3 1.000
Calor específico KJ/°C/kg 4,2
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Unidad Valor
1. FLUIDO FRÍO (E.R.)
Caudal balance m3/h 296
Factor de diseño m3/h 1,1
Utilización °C 98
Caudal de diseño °C 332
Densidad del fluido kg/m3 1.200
Temperatura de entrada °C 44
Calor específico KJ/°C/kg 4,2
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
N° de equipos en operación c/u 1
N° de equipos en stand-by c/u 1
Capacidad calórica mínima kW/°C 86
Calor transferido kW 2.791
Temperatura de salida agua °C 47,6
Temperatura de salida E.R. °C 50
Coef. global de tranferencia KW/m2 /°C 3,0
Área de transferencia I.C. m2 74,7
5.2.5 CALENTADOR DE AGUA PARA INTERCAMBIADORES
A) BASES DE CÁLCULO
Para obtener agua a 80°C, se emplearán calentadores de agua, operados con petróleo diesel, cuya capacidad se definirá según:
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Unidad Valor
Caudal balance m3/h 65,8
Factor de diseño - 1,1
Utilización % 98
Caudal de diseño de agua % 74
Temperatura de entrada °C 48
Temperatura de salida °C 80
Poder calorífico diesel KJ/kg 42.350
Densidad de combustible kg/m3 850
Eficiencia mínima calentador % 90
Pérdidas de calor en líneas % 5
B) RESULTADO CÁLCULOS
Unidad Valor
N° de equipos en operación c/u 1
N° de equipos en stand-by c/u 1
Flujo combustible l/h 326
Potencia útil por calentador kW 2.930