gold mill yanacocha
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TEMA: PROCESOS METALURGICOS
OPTIMIZACION DEL PROCESO GOLD MILL YANACOCHA
MINERA YANACOCHA
Minera Yanacocha SRL, Complejo Metalrgico Yanacocha, Cajamarca
Av. Vctor Andrs Belande 147 Va Principal 103 Edificio Real 10 Piso 4
Tel. 215 2600, Anexo 22653 (Lima), Tel. 564000, Anexo 22653 (Cajamarca)
Tel. 076-976228133 Fax 215 2610
Luis Vente Jubi
Metalurgista Senior Gold Mill e-mail: [email protected]
Tel. 076-976228133 Fax 215 2610
Sergio Vicua Diaz
Jefe General Procesos Gold Mill Tel. 076-976226460 Fax 215 2610
e-mail: [email protected]
Luis Vargas Hurtado
Superintendente Procesos Tel. 076-976222351 Fax 215 2610 e-mail: [email protected]
Metso Process Technology and Innovation (PTI) 1/8-10 Chapman Place
Eagle Farm, Brisbane, QLD, Australia Telfono: +61 7 3623 2961
Walter Valery, PhD Senior Vice President PTI Global
Tel.: +61 412006550 e-mail: [email protected]
Roberto Valle Manager PTI Andean Countries
Tel.: +51 997525292 e-mail: [email protected]
PERUMIN, 30 Convencin Minera Arequipa, 14 - 18 de setiembre de 2011
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OPTIMIZACION DEL PROCESO GOLD MILL EN MINERA YANACOCHA
1. Resumen: El presente trabajo resume las mejoras implementadas en el proceso Gold Mill de Minera Yanacocha luego de 3 aos de operacin desde marzo 2008 hasta la fecha. El desarrollo de diferentes diseos en los revestimientos del molino y parrillas de descarga, incremento del porcentaje de bolas de 15 a 20%, mejoras en la voladura, reduccin del set de chancadora primaria, adems de pequeas ampliaciones en la planta han permitido incrementar la capacidad de diseo de planta desde 5 Mtpa a 6 Mtpa. Este incremento de tonelaje no afect significativamente al producto de molienda y recuperacin, pero traslada el cuello de botella a los espesadores donde ahora se centran nuestros esfuerzos de incremento de capacidad. 2. Introduccin: Como consecuencia de la profundizacin de los tajos en Minera Yanacocha comenzaron aparecer minerales transicionales con contenidos de oro, plata y cobre, estos minerales tienen leyes de oro mayores a 1 g/t, por otro lado la recuperacin de oro en el proceso convencional de lixiviacin en pilas
esta en promedio en 70% y el tiempo de lixiviacin es de 70 das, debido a estos parmetros se planteo la idea de lixiviar mineral de alta ley de oro con contenidos de plata y cobre, luego de realizarse las pruebas de laboratorio se determin que dichos minerales podran ser lixiviados segn lo planeado con un ciclo de procesamiento de 24 horas y se podra obtener recuperaciones entre 10% y 20% mayor a la recuperacin que se obtiene en la lixiviacin en pilas, dependiendo si se trata de minerales transicionales u oxidados. Como consecuencia de la evaluacin econmica y de la cantidad de mineral que cumple estas condiciones se determin construir una planta de lixiviacin en tanques que incluye una planta de chancado y un molino SAG en circuito cerrado. Se dise una planta con una capacidad para procesar 620 t/h equivalentes a 5.0 Mtpa. El 25 de marzo del ao 2008 la planta Gold Mill inici sus operaciones. La planta Gold Mill alcanz el nivel de produccin industrial a los 5 das del arranque, rpidamente excedi la capacidad nominal de diseo pasando de 5.0 Mtpa a 5.5 Mtpa en los siguientes 12 meses, sin embargo el producto de molienda era mas grueso que los 75 um de diseo pero esto no afectaba la recuperacin de oro.
Figura 1: Vistas del stock pile, SAG Mill y tanques de lixiviacin.
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3. Descripcin del Proceso: La planta Gold Mill consiste de una etapa de chancado primario que es alimentada con el mineral de mina con tamaos de hasta 80 cm, el producto de la chancadora de quijadas esta entre 5 a 6 y se almacena en un stock pile con capacidad para 35 mil toneladas las cuales se alimentan al molino SAG 32 x 32 mediante tres alimentadores de placas, el molino es accionado mediante un motor wrap around sin engranaje de 16.5 MW de velocidad variable y opera en una etapa simple con un nido de hidrociclones de los cuales el under flow retorna junto con los pebbles al molino en circuito cerrado y el over flow fluye hacia un espesador de pre-lixiviacin donde a la pulpa se le dosifica cianuro de sodio para iniciar el proceso de lixiviacin de oro y adicionalmente es espesada a 60% de slidos para poder obtener un tiempo de residencia de 24 horas en un circuito de 6 tanques de lixiviacin, una vez
terminado el ciclo de lixiviacin en tanques la pulpa fluye por gravedad hacia un circuito de cinco espesadores para lavado en contracorriente (CCDs), este circuito CCD tiene dos productos, una pulpa pobre en oro al 60% slidos que es bombeada a un deposito de relaves localizado dentro de la pila de lixiviacin de La Quinua y el otro producto es la solucin enriquecida con metales principalmente oro, plata y cobre. Cuando la solucin proviene de lixiviar mineral oxidado, la solucin rica solo contiene oro la cual se bombea a la planta de columnas de carbn para la adsorcin del oro, por otra parte cuando la solucin rica proviene de lixiviar mineral transicional, esta solucin primero se enva al circuito SART (sulfidizacin, acidificacin, recirculacin y espesamiento). El objetivo del proceso SART es recuperar el cobre y la plata de la solucin rica proveniente del circuito CCD.
(Material transicional para MYSRL: mineral con contenido de CuCN>250ppm hasta 1500 ppm).
Figura 2: Diagrama de flujo del Proceso Gold Mill
4. Parmetros de operacin:
Crusher Feed Bin
Jaw
Crusher
Stockpile Feed Conveyor
Crushed Ore Stockpile
(11 hr Storage)
Mill Feed Conveyor
Single Stage SAG Mill
(620tph) 16.5MW
Gearless Drive
Cyclones
Linear Trash
Screens
Sump &
PumpPre-Leach
Thickener
Process Water Tank
Lime &
Cyanide
Mill Sands Disposal at
La Quinua Leach Pad
Flocculant
NaHS &
H2SO4
Flocculant
Carbon Treatment
At La Quinua
NaOH
Recovered NaCN
To Process Water Tank
Flocculant
CONCENTRATE SALES
Feeder & Vibrating
Grizzly
EXISTING AT
AGGLOMERATOR
Leach Circuit
(6 Tanks @ 24 hrs)
Dilution Water
Precip Thickener
SART Neutralization
Tanks (4 Stages)
Gypsum
Recycle
Stripping & Adsorption Columns
(1 Set installed Initially, 5
eventually)
La Quinua Carbon
Adsorption Circuit
CCD Wash Solution
(LQ Barren)
AVR CIRCUIT
SART CIRCUIT
GOLD LEACH
PRIMARY CRUSHER
(Existing)
Lime &
Cyanide
CCD CIRCUIT
5 Stages
Precip Filter and
Bagging Plant
Gypsum Recycle to
Pre-leach Thickener
SAG
MILLING
CRUSHED ORE STOCKPILE
Flocculant
PRE-LEACH
THICKENER
Flocculant
Gypsum
Thickener
Lime
Copper Sulfide Precipitate
Eluate Treatment at
Yanacocha Norte
CarbonEluate
SART & AVR Bypass
(Oxide Ores)
AVR BypassNaCN Recycle
LQ Barren Solution for CCD Wash
and Process Water Make-Up
Pregnant Solution
Transfer to LQ
Reclaimed
Water to LQ
Leach Pads
SART NEUTRALIZATION
Raw Water Supply
From LQ AWTP
Existing Water Tank
at LQ Agglomeration
Lime Storage Tank
Lime Slurry From Lime
Slaker at LQ AWTP
Crusher Feed Bin
Jaw
Crusher
Stockpile Feed Conveyor
Crushed Ore Stockpile
(11 hr Storage)
Mill Feed Conveyor
Single Stage SAG Mill
(620tph) 16.5MW
Gearless Drive
Cyclones
Linear Trash
Screens
Sump &
PumpPre-Leach
Thickener
Process Water Tank
Lime &
Cyanide
Mill Sands Disposal at
La Quinua Leach Pad
Flocculant
NaHS &
H2SO4
Flocculant
Carbon Treatment
At La Quinua
NaOH
Recovered NaCN
To Process Water Tank
Flocculant
CONCENTRATE SALES
Feeder & Vibrating
Grizzly
EXISTING AT
AGGLOMERATOR
Leach Circuit
(6 Tanks @ 24 hrs)
Dilution Water
Precip Thickener
SART Neutralization
Tanks (4 Stages)
Gypsum
Recycle
Stripping & Adsorption Columns
(1 Set installed Initially, 5
eventually)
La Quinua Carbon
Adsorption Circuit
CCD Wash Solution
(LQ Barren)
AVR CIRCUIT
SART CIRCUIT
GOLD LEACH
PRIMARY CRUSHER
(Existing)
Lime &
Cyanide
CCD CIRCUIT
5 Stages
Precip Filter and
Bagging Plant
Gypsum Recycle to
Pre-leach Thickener
SAG
MILLING
CRUSHED ORE STOCKPILE
Flocculant
PRE-LEACH
THICKENER
Flocculant
Gypsum
Thickener
Lime
Copper Sulfide Precipitate
Eluate Treatment at
Yanacocha Norte
CarbonEluate
SART & AVR Bypass
(Oxide Ores)
AVR BypassNaCN Recycle
LQ Barren Solution for CCD Wash
and Process Water Make-Up
Pregnant Solution
Transfer to LQ
Reclaimed
Water to LQ
Leach Pads
SART NEUTRALIZATION
Raw Water Supply
From LQ AWTP
Existing Water Tank
at LQ Agglomeration
Lime Storage Tank
Lime Slurry From Lime
Slaker at LQ AWTP
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La ley de oro en el mineral alimentado al proceso Gold Mill estn en el rango de los 2.13 a 4.25 ppm. En cuanto a la plata y cobre se llegan a leyes de 48 ppm en plata y 700 ppm de CuCN cuando se procesa mineral transicional. Antes de alimentar el mineral a la chancadora se realiza un mezclado de los diferentes tipos de mineral que se tiene en los stocks donde para los xidos se prioriza la ley de oro y la granulometra del mineral y en el caso del mineral transicional tambin se considera una mezcla que no supere los 700 ppm de CuCN. La planta de chancado tiene una capacidad de 1000 tph y se trabaja con el set de la chancadora de quijadas en 5. El molino SAG opera con una carga de bolas entre 18-20% con un tonelaje promedio entre 700-800 tph y entre 8 a 10.5 rpm dependiendo de la dureza y granulometra del mineral. El F80 de alimentacin al molino oscila entre 30 80 mm. La potencia vara entre los 12 MW para mineral fino y se alcanza los 16 MW para mineral de alta dureza ( >17 kWh/t ). El ratio de bolas oscila entre 2.0 a 3.5 Kg/t.
La carga circulante la mantenemos entre 300-350%. El producto de molienda, P80, se encuentra entre los 140 a 170 um en promedio. En la lixiviacin en tanques se trabaja con un ratio de cianuro de 0.6-0.7 Kg/t para mineral xido y 1.0-1.1 Kg/t para mineral transicional. La concentracin de cianuro se mantiene alrededor de 300 500 ppm. La recuperacin histrica vara entre un 75% a 90% dependiendo del tipo de mineral. Para mineral transicional con alto contenido de cobre (700 ppm) logramos una recuperacin cercana al 75%. Para los xidos siempre estamos por encima del 80% en recuperacin. En los CCDs se aplica un ratio de lavado de 1.4 m3/t para lograr una eficiencia de lavado de 98%. Los relaves se mantienen con un porcentaje de slidos de 60% y el CN WAD es menor a 10 ppm. La disponibilidad planeada para este ao es del 95% y se espera un usage de 99% para lograr una utilizacin de 94% por encima del 92% que contemplaba el diseo.
Potencia y tonelaje por hora
SAG MILL
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
6/25
/200
8
8/25
/200
8
10/25/
2008
12/25/
2008
2/25
/200
9
4/25
/200
9
6/25
/200
9
8/25
/200
9
10/25/
2009
12/25/
2009
2/25
/201
0
4/25
/201
0
6/25
/201
0
8/25
/201
0
10/25/
2010
12/25/
2010
2/25
/201
1
4/25
/201
1
kW
0
200
400
600
800
1000
1200
t/h
Mill Power Mill Throughput
Figura 3: Promedios histricos de potencia y toneladas por hora.
5. Objetivos:
Una vez logrados los objetivos iniciales en cuanto a tonelaje, recuperacin y produccin, se form
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un equipo multidisciplinario, quienes analizaron la planta en su conjunto y determinaron algunas restricciones que impedan aumentar el tonelaje en el molino, como resultado de estas reuniones se determin que el molino podra incrementar el tonelaje procesado si se mejoran las siguientes condiciones:
Incrementar el volumen de agua para lavado de la pulpa para mantener el ratio de 1.4m3 de agua por tonelada mtrica de mineral.
Aumentar el dimetro de las tuberas que alimentan la pulpa a los espesadores del circuito CCD.
Elevar la potencia del motor de la bomba que desaloja el relave del espesador 5 de 100 HP a 150 HP.
Incrementar la potencia de la bomba que alimenta los hidrociclones de 850 HP a 1250 HP para mejorar la presin en el nido de ciclones.
Aumentar la carga de bolas de un 15% a un mximo de 20%.
Resolver el problema de taponamiento en las parrillas de descarga del molino SAG.
Reducir el set de la chancadora de 6 a 5.
Luego de un trabajo de ao y medio se ha conseguido terminar todas las modificaciones propuestas y se logr alcanzar las 5.6 millones de toneladas procesadas en el ao 2009. En esta presentacin vamos ha enfocarnos en la continuacin de las mejoras en el desarrollo de los revestimientos del interior del molino, mejoras en la voladura y las variaciones en los parmetros de operacin que permitieron alcanzar objetivos mas exigentes a partir del ao 2010:
Incremento de la capacidad de la planta Gold Mill desde un tonelaje diseado y planeado de 5 Mtpa a 6 Mtpa.
Incremento del tonelaje en el molino sin afectar significativamente la recuperacin de oro en el proceso metalrgico.
Incremento de la utilizacin de la planta de un 92% a 94%, incrementando la disponibilidad de 94% a 95% y el uso de 98% a 99%
Tonelaje procesado y onzas producidas acumuladas - Yanacocha Gold Mill
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2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
16,000
18,000
Ener
o-08
Mar
zo-0
8
May
o-08
Julio
-08
Sept
iem
bre-
08
Nov
iem
bre-
08
Ener
o-09
Mar
zo-0
9
May
o-09
Julio
-09
Sept
iem
bre-
09
Nov
iem
bre-
09
Ener
o-10
Mar
zo-1
0
May
o-10
Julio
-10
Sept
iem
bre-
10
Nov
iem
bre-
10
Ener
o-11
Mar
zo-1
1
KT
on
ela
das
-
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
1,400,000
1,600,000
Au
On
zas
Actual Throughput Forecast Throughput Actual Au Onzas Forcast Au nzas
Figura 4: Tonelaje procesado y onzas de oro producidas en los aos 2008 al 2011.
6. Evolucin de los diseos de parrillas de descarga y revestimientos de acero en el molino SAG. 6.1 Parrillas de descarga:
Con el arranque de las operaciones de molienda observamos que la geometra de los revestimientos de acero del cilindro tena levantadores con ngulos de 20 y eran muy
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agresivos; se producan fuertes impactos entre las bolas y los revestimientos lo que produca la deformacin de las mismas. Estas bolas deformadas quedaban atrapadas en las aberturas de las parrillas produciendo taponamiento y por consiguiente limitaba el paso de la pulpa hacia los levantadores de descarga y restringa su evacuacin evitando que se aumente el tonelaje en el molino (figura 5).
Figura 5: Taponamiento en parrillas de descarga.
Este taponamiento se tornaba crtico y nos obligaba a detener las operaciones de molienda por 7 horas semanales para realizar la limpieza de las bolas atoradas usando equipo oxicorte. Esta prctica la mantuvimos durante un ao aproximadamente, tiempo en el cual nos contactamos con algunos proveedores de parrillas de descarga tanto de acero como de goma - acero para realizar una serie de pruebas. En el mes de Febrero del ao 2009 instalamos 4 modelos diferentes de parrillas para una prueba industrial en iguales condiciones, 3 de las cuales eran de acero (fig. 6, 7, 8) y una del tipo goma con alma acero (figura 9),
Figura 6: Parrillas de acero con abertura de 25mm de
ancho.
Figura 7: Parrillas de acero con abertura de 38mm de
ancho.
Figura 8: Parrillas de acero con abertura de 42mm de ancho.
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Figura 9: Parrillas de goma - acero con abertura de 25x50mm.
El resultado de la prueba favoreci a las parrillas de goma - acero debido a que el taponamiento presentado en estas parrillas fue mnimo comparado al que presentaban las parrillas de acero. Mientras las parrillas de acero presentaron un porcentaje de taponamiento de 90% las parrillas de goma acero mantuvieron un taponamiento menor al 20%. En la figura 10 se muestra la disposicin de los 4 modelos de parrillas dispuestas en toda la tapa de descarga del molino.
Figura 10: Tapa de descarga con los cuatro diferentes diseos de parrillas instaladas.
Finalmente en octubre del 2010 cambiamos a una configuracin de 100% parrillas de goma con alma de acero (Figura 11). Las mejoras en el diseo de estas parrillas continan ahora enfocadas en el reforzamiento de los levantadores y el correcto diseo de los pebble ports (aberturas de 40x50mm para evacuar las bolas gastadas de 1.5 pulgadas).
Figura 11: Tapa de descarga con el 100% de parrillas goma con alma de acero.
6.2 Revestimientos de acero del cilindro: Paralelo al desarrollo logrado en los diseos de las parrillas de descarga se trabaj en la modificacin de los revestimientos de acero del cilindro del molino. El primer diseo de consista de 54 levantadores configuracin alto-bajo con un ngulo de 20 que proyectaba las bolas hacia el cilindro ocasionando rompimiento excesivo. Figura 12.
Figura 12: Primer diseo de revestimientos de acero.
Luego desarrollamos un segundo diseo el cual consista en levantadores separados de los plates de manera que podramos hacer tres cambios de levantadores por un cambio de plates, aprovechando que el molino tiene la opcin de girar hacia ambos sentidos, este diseo se desarrollo considerando dos tipos de ngulos 25 y 30 de manera que los levantadores sean menos agresivos en el levantamiento de la carga al interior del molino, estos revestimientos de acero tenan unas depresiones en los plates, en los cuales se atoraban bolas deformadas, aumentando el riesgo de cadas de bolas en el interior del molino cuando se hacia mantenimiento o inspeccin, Figura 13 y 14.
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Figura 13: Segundo diseo de revestimientos de acero.
Figura 14: Atrapamiento de bolas en las ranuras de los revestimientos de acero.
Finalmente hemos desarrollado un tercer diseo de revestimientos de acero, en el que se ha reducido el nmero de levantadores de 54 a 36, con ngulo de 30 en ambos lados. Con este nuevo diseo hemos podido aumentar la velocidad de giro al rango de 9.5 a 10.5 RPM habiendo logrado incrementar la potencia a niveles de 15 MW y nos ha permitido eliminar el riesgo de atrapamiento de bolas, lo cual es muy importante para la seguridad. Al ser menor el nmero de piezas tambin se ha reducido el tiempo de mantenimiento para el cambio de revestimientos, habindose incrementado la de disponibilidad mecnica y la utilizacin del molino. Figura 15.
Figura 15: Tercer diseo de revestimiento de acero.
6.3. Revestimientos de acero en la tapa de descarga. Al observarse un desgaste asimtrico en el revestimiento medio de la tapa de alimentacin, se modificaron los revestimientos medio y exterior, reduciendo la longitud de revestimiento medio y alargando la longitud del revestimiento exterior, de esta manera se aument el tiempo de vida del revestimiento medio. Figura 16.
Figura 16: Instalacin de nuevo diseo de revestimientos
en la tapa de alimentacin.
7. Mejora en la voladura para los minerales destinados a Gold Mill de la mina El Tapado.
Los minerales de la mina El Tapado son minerales de formacin geolgica alteracin
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slice masiva con presencia de brechas hidrotermales, estos minerales son de mayor dureza y muy abrasivos (ndice de abrasin de Bond -Ai- 0.4 a 0.75 g.), por ello el consumo de bolas y energa para moler este mineral fue incrementado, adems el rendimiento del molino se redujo en 10% (800tph a 720tph). Se evalu la necesidad de mejorar la voladura para los minerales destinados a Gold Mill, debido ha que El Tapado suministrar en los prximos 22 meses 10Mton de mineral al Gold Mill y en el ao 2011 suministrar el 80% del mineral con un contenido de 225Koz de Au. En la figura17 se detallan las variaciones en el diseo de la malla del burden (B - espacio entre filas de taladros), espaciamiento (S - distancia entre columnas de taladros), el N Decks (tacos por taladro), y los tiempos de disparo entre filas y columnas de taladros; adems se realiz un cambio de cargas explosivas de HA46 (40% emulsin y 60% ANFO) a HA55 (50% emulsin y 50% ANFO).
Figura 17: Diseo de perforacin y voladura.
Los resultados obtenidos son la reduccin de la granulometra del mineral volado (f.18).
Comparative P80mina vs F80 Gold Mill
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Test 1 Test 3 Test 7
mm
P80 Mina F80 Gold Mill Lineal (P80 Mina) Lineal (F80 Gold Mill)
Figura 18: Comparacin entre P80 de mina y F80 de Gold Mill.
Como resultado principal tenemos un incremento del rendimiento de molino incrementado en su tratamiento de 735tph hasta 850tph. Ver figura19.
Ramp Up Throughput
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5,000.00
10,000.00
15,000.00
20,000.00
25,000.00
1
49
97
14
5
19
3
24
1
28
9
33
7
38
5
43
3
48
1
52
9
57
7
62
5
67
3
72
1
76
9
81
7
86
5
91
3
96
1
1,0
09
1,0
57
1,1
05
1,1
53
1,2
01
1,2
49
1,2
97
1,3
45
1,3
93
Minute
Ac
um
ula
te T
on
ne
s
Test 7 Test 3 Test 1 Linea Base
Prom. Test 7 : 850 tn/hr
Prom. Test 1: 770 tn/hr
Prom. Test 3: 710 tn/hr
Prom. Lnea B: 735 tn/hr
Figura 19: Tonelaje procesado por el molino en las diferentes pruebas de voladura.
8. RPM, potencia y consumo de bolas. Debido a la agresividad del ngulo de los levantadores y al nmero de los mismos se tuvo limitaciones para operar el molino en las rpm de diseo incluso se lleg a operar el molino a 8 rpm ( 65%CS ) cuando se aliment al molino con mineral fino de Chaquicocha ( F8017 kWh/t ), una potencia de alrededor 15.5 MW y un alto consumo de bolas de 3.5 kg/t. Ver figura 20. Finalmente luego de las mejoras en la voladura que permitieron una mejor fragmentacin del mineral duro de El Tapado nuevamente se logr reducir las rpm a valores cercanos a los 9.5 rpm con un moderado consumo de bolas.
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10
Media Consumption
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
Jul-0
8
Sep
-08
Nov
-08
Jan-
09
Mar
-09
May
-09
Jul-0
9
Sep
-09
Nov
-09
Jan-
10
Mar
-10
May
-10
Jul-1
0
Sep
-10
Nov
-10
Jan-
11
Mar
-11
kg
/t
New 54 Hi Lo 25o FE Shell Liner 54 Hi Hi 2 Piece 54 Hi Hi Reline 36 Hi Hi
Figura 20: Consumo de bolas de acero. Los altos ratios de consumo estn asociados al procesamiento de mineral de El Tapado, mientras los bajos consumos se explican por el procesamiento de mineral de Chaquicocha. 9. P80 y Recuperacin: Con el incremento de tonelaje no se han logrado mejoras sustanciales en el producto de molienda. La reduccin del dimetro de bolas, el cambio de diseo de los revestimientos de acero y la reduccin del rea pasante de las parrillas no han tenido resultados significativos en la mejora del producto de molienda. El P80 se comporta de acuerdo al mineral alimentado, as para el mineral fino de Chaquicocha logramos un P80 de aproximadamente 140 um y con mineral mas duro y abrasivo de El Tapado logramos un P80 cercano a los 170 um. Ver figura 21.
Mill Throughput and P80
0
200
400
600
800
1000
1200
6/25
/200
8
8/25
/200
8
10/25/
2008
12/25/
2008
2/25
/200
9
4/25
/200
9
6/25
/200
9
8/25
/200
9
10/25/
2009
12/25/
2009
2/25
/201
0
4/25
/201
0
6/25
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0
8/25
/201
0
10/25/
2010
12/25/
2010
2/25
/201
1
4/25
/201
1
t/h
0
50
100
150
200
250
300
mic
ron
s
Throughput t/h P80 microns Lineal (Throughput t/h) Lineal (P80 microns)
Figura 21: Comparacin del tonelaje por hora y el producto de molienda.
La instalacin del nuevo motor de 1,250 HP en reemplazo del motor de 850 HP en la bomba de alimentacin a los ciclones en abril del 2,011 nos brinda la posibilidad de incrementar flujo y presin a los ciclones y nos permitira trabajar con un sexto hidrocicln, logrando mejorar la clasificacin. La recuperacin histrica comparada al plan se muestra en el cuadro adjunto. La recuperacin menor ocurre durante las campaas de produccin de la planta SART, en el ao 2010 la recuperacin se mantuvo entre 79% y 89%, con un promedio anual de 82%, 2 por ciento superior al plan. Ver figura 22.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Enero
Febre
ro
Marz
o
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agost
o
Septie
mbre
Oct
ubre
Novi
em
bre
Dic
iem
bre
Tota
l
Recuperacin Au 2010
Actual PLAN
SART opera de Enero a Octubre
Figura 22: Recuperacin Au ao 2010.
10. Circuito de lavado en contracorriente. Los 5 espesadores del circuito de lavado en contracorriente se convirtieron en la principal restriccin luego del incremento de capacidad de la molienda. Con el continuo incremento de tonelaje y el incremento de altura de la presa de relaves nos hemos visto en la necesidad de bombear pulpas menos densas (
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control de la sedimentacin para asegurar un buen lavado de la pulpa.
Figura 24: Clarmetro.
11. Influencia solucin rica en CIC: La solucin rica del Gold Mill gener problemas en la adsorcin de oro en la Columnas de Carbn de La Quinua, especialmente durante las campaas de operacin de la planta SART donde los carbonatos en solucin se elevaron de un valor promedio de 600 ppm hasta un valor cercano a los 1,400 ppm. Con un incremento de dosificacin de antiincrustante y una mayor frecuencia de lavado cido se logro recuperar la eficiencia de adsorcin a 95%. Ver figura 25.
Figura 25: Efecto de la solucin rica de Gold Mill en la eficiencia de adsorcin en Columnas de Carbn.
12. Depsito de Relaves: Con el incremento de tonelaje anual de 5 a 6 millones de toneladas se ha incrementado la velocidad de llenado de la presa de relaves por lo
que se est adelantando la instalacin de las nuevas tuberas de descarga y se est evaluando la ampliacin de la capacidad de la presa ya que fue diseada para almacenar 45 Mt en la cota 3660 pero ahora se considera una capacidad de 55 Mt llegando hasta la cota 3672. Las paredes de esta presa se elevan conforme avanza la descarga del mineral en la pila de lixiviacin de La Quinua. Ver figura 26 y 27.
Figura 26: Curva volumtrica de llenado de la presa de relaves.
Figura 27: Vista panormica de depsito de relaves al interior de la pila de lixiviacin La Quinua.
13. SART: La planta SART oper eficientemente desde diciembre 2,008 hasta enero del 2,011 de manera intermitente debido a la presencia del mineral transicional. Las leyes de plata y cobre cianurable del mineral transicional no superaron los 50 ppm y 700 ppm respectivamente. La eficiencia de precipitacin de plata y cobre se mantuvo en un 90% y 70% respectivamente. Ver figura 28.
-
12
Eficiencia de recuperacion de Cu, Ag
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43
N de muestra
%
Ag Cu
Figura 28: Eficiencia de recuperacin de Ag y Cu en SART.
La produccin acumulada de plata es de 3,013,770 onzas y 973,477 libras de cobre. Ver figura 29.
Produccin SART
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
Sep-0
8
Dic
-08
Mar-
09
Jul-09
Oct
-09
Ene-1
0
May-1
0
Ago-1
0
Nov-1
0
Feb-1
1
Jun-1
1
Fecha
Oz A
g,
Lb
Cu
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Oz A
u
Ag onzas Cu Libras Au onzas
Figura 29: Produccin histrica de Ag y Cu en SART.
14. Disponibilidad, usage y utilizacin: La disponibilidad de la planta Gold Mill se ha ido incrementando gracias a la solucin del problema de taponamiento de parrillas, la reduccin del nmero de revestimientos de acero en el cilindro y una mejora contnua en la gestin de los tiempos y planificacin de los mantenimientos. El equipo de mantenimiento sigue optimizando sus tiempos aplicando la herramienta six sigma con el fin de llegar a una disponibilidad de 95%. El usage tambin se ha incrementado debido a mejoras en la estandarizacin del arranque de planta, la eliminacin de actividades de lavado de revestimientos de acero previo al mantenimiento debido a que con el nuevo diseo ya no hay presencia de bolas atoradas en los revestimientos de acero, la eliminacin de eventos de carga congelada y la mejora en la operacin de los espesadores para eliminar los eventos de sobrecarga de espesadores que en alguna ocasin nos obligaron a parar el molino. La meta del usage se ha incrementado de 98% a 99%. Con el incremento de disponibilidad y usage incrementamos la meta de la utilizacin de 92% a 94%. Los resultados obtenidos el ao 2010 muestran mejoras sustanciales respecto a los aos anteriores,
llegando a un 93.4% de utilizacin, 98.6% de usage y 94.7% de disponibilidad. Ver figura 30.
Disponibilidad, Usage y, Utilizacin Planta Gold Mill
82%
84%
86%
88%
90%
92%
94%
96%
98%
100%
2008 2009 2010
Ao
Disponibilidad Usage Utilization Figura 30: Disponibilidad, usage y utilizacin de la planta
Gold Mill, aos 2008, 2009 y 2010.
15. Pruebas de laboratorio: Las pruebas de laboratorio muestran que existe la oportunidad de incrementar la recuperacin de oro en 1% incrementando el tiempo de lixiviacin de 20 a 24 horas y 0.8% si reducimos el producto de molienda de 150 um a 75 um. Ver figura 31 y 32.
50
55
60
65
70
75
0 4 8 12 16 20 24
Ex
tra
cci
n d
e O
ro
, %
Tiempo de Lixiviacin, h
Profile 1 Profile 2 Promedio
Figura 31: Extraccin de oro vs tiempo de lixiviacin en planta piloto (mineral de El Tapado).
Graf ico N o 1: Extracci n o ro vs C o ncentraci n C N -T amao part cula
50
60
70
80
90
100
300 350 400 450 500 550 600 650 700
Concentracin CN ppm
Extr
acci
n A
u :
%
Malla 70 ( 212 micras) Malla 100 (150 micras) Malla 200 (75 micras)
Figura 32: Extraccin de oro a diferente concentracin de cianuro y diferente malla para mineral del El Tapado
(prueba de botellas).
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16. Revisin y optimizacin del circuito de molienda YGM METSO: Luego de los avances y trabajos realizados por el equipo de Minera Yanacocha, se decidi llevar a cabo un estudio completo del circuito de molienda en conjunto con la divisin de Process Technology & Innovation de la compaa Metso, el cual se expone a continuacin. 16.1 Introduccin: El objetivo del estudio fue analizar la condicin actual de la operacin del Gold Mill (Molino SAG 32x32) y a partir de ello identificar oportunidades para reducir el tamao del producto final del circuito manteniendo el actual tonelaje de produccin. Para ello se realiz dos muestreos en la planta, el primero en mayo y el segundo en junio del 2010. Se colect muestras de mineral para hacer pruebas de fractura y determinar la competencia del mineral adems de los anlisis granulomtricos y determinacin del porcentaje de slidos. Se colect datos de operacin durante el muestreo y tambin datos histricos. Se hizo una serie de mediciones en el interior del molino y en el circuito, dando como resultado recomendaciones respecto a algunos factores crticos. La informacin recogida actual e histrica, al igual que los resultados de los anlisis de laboratorio, fueron utilizados para desarrollar modelos predictivos, stos modelos se utilizaron para simular diferentes condiciones de operacin con el fin de encontrar aquellas que contribuyan a reducir el tamao del producto final manteniendo el tonelaje de produccin. Las principales actividades que componen este trabajo se resumen en las siguientes partes:
16.2 Caracterizacin de mineral: MYSRL procesa una gama variada de minerales, siendo los ms frecuentemente procesados el Transicional (Yanacocha Norte) y el Oxidado (Chaquicocha), por ello que este trabajo considera principalmente a estos minerales. La caracterizacin de mineral consisti bsicamente en pruebas de PLT (Point Load Test ) ,SMC test, Bond Ball Mill Work Index y Abrasividad. Los resultados fueron: PLT (Is50) = 2.62 Mpa (UCS= 64 Mpa), desviacin estndar= 0.90MPa, corresponde a un mineral suave, minerales con UCS > 75 MPa se consideran duros. SMC, DWi = 3.47 kWh/m3, parmetros Axb=72.9 y ta=0.75, el valor DWi y el correspondiente Axb indican que el mineral es suave y con baja resistencia a la fractura por impacto. El valor ta indica la resistencia a la abrasin y corresponde tambin a un mineral suave. Bond Mill Work Index, con resultados en un rango de 16.52 17.53 kW-h/t los mismos que se encuentran dentro de los valores tpicos de MYSRL. La prueba de Abrasividad de Bond dio como resultado 0.528 g, el cul indica que el mineral es altamente abrasivo. En general, los resultados de estos anlisis indican consistentemente que los minerales Transicional y Oxidado que procesa MYSRL son suaves de baja competencia pero abrasivos. El mineral de El Tapado de mayor dureza no estuvo considerado ya que no se estuvo procesando este mineral durante los das que se hicieron los muestreos.
Fig.34 Mezclas de mineral tpicas que procesa el molino SAG
16.3 Ruta de Muestreo del circuito:
El circuito de molienda Gold Mill es alimentado con mineral almacenado en el stock pile, el cual a su vez se alimenta con mineral de la mina previamente clasificado y chancado en un parrilla
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vibratoria de 112x30 y un chancador de quijadas 50x60 con 250 kW de energa instalada. El circuito de molienda consiste en un molino SAG 32x32 sin engranaje, con 16.5 MW de energa instalada que trabaja en circuito cerrado con una batera de ciclones D-26.
Fig. 35 Ruta de muestreo en el circuito de
molienda Gold Mill. El producto molido pasa a travs de un trommel 12.7x31.8 mm, el undersize es bombeado mediante una bomba centrfuga de 26x22 hacia la batera de ciclones y el oversize (pebbles) es transportado mediante fajas transportadoras como retorno a la alimentacin del molino. La figura 35, tambin muestra la ruta bsica de muestreo que tambin sirvi de base para la toma de datos de proceso histricos y de muestreo mediante el sistema de informacin de planta PI. 16.4 Balance de Masa, Modelamiento y Simulaciones Luego de los muestreos, MYSRL se encarg de hacer los anlisis granulomtricos y de porcentaje de slidos en su propio laboratorio, en base a los cuales Metso PTI hizo el balance de masa mediante
el software JKSimMet. Luego se hizo el ajuste del modelo utilizando el balance de masa y los resultados de las pruebas de fractura. La figura 36 y 37 muestra resultados consistentes del ajuste del modelo y una curva de fractura estndar de molienda SAG.
Fig. 36 Ajuste al modelo
0.01
0.1
1
10
100
1000
0.01 0.1 1 10 100 1000
Br
ea
ka
ge
Ra
te
(1
/h
)
size (mm)
SAG Breakage Rate
Fig. 37 Funcin de fractura del molino SAG
Vortex Apex Ciclones Produccin P80 slidos
O/F
slidos
Feed
Presin
cicloneo
Flujo de
bombeo
Descarga
SAG
Flujo de
U/F
Carga
circulante
Consumo
Potencia
Nivel de
carga total
Flujo de
Pebbles
mm mm N tph um % % kPa m/h m/h tph % kW % t/h
Base Case 230 170 5 755 144 40 58 101 2288 1260 1309 173 14100 21 25
SIM1 230 170 5 700 125 33 54 93 2692 1372 1496 214 14136 21 25
SIM2 230 180 6 680 121 33 54 99 2769 1410 1578 232 14150 21 24
SIM3 191 170 6 680 122 35 56 115 2604 1378 1564 230 14145 21 24
Variables
Figura 38 Resumen de las simulaciones en el circuito Gold Mill 16.4 Recomendaciones del estudio de optimizacin de la molienda: Debido al alto nivel de carga, alta energa
especfica y abrasividad del mineral, existe alto
consumo de acero (> 2 kg/t ) pero aun dentro de los niveles observados en la industria. Para reducir este consumo, se opera por debajo de 65% de velocidad crtica lo que genera alto
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torque y por consiguiente alto consumo de corriente que alcanza el mximo recomendado.
El chancado primario puede contribuir con la
optimizacin del circuito, si se reduce el setting mediante la instalacin de un plato intermedio y cerrando la abertura de las parrillas vibratorias.
El SAG con revestimientos de acero y
levantadores similares a los usados en molinos de bolas, posibilitara operar el molino consistentemente con velocidades mayores a 65% de la velocidad crtica sin la necesidad de incrementar la tasa de consumo de bolas. Esto tambin permitira maximizar la potencia sin incrementar el consumo de corriente. Los revestimientos Polymet deberan ser considerados para reducir el peso del molino, reducir el tiempo de recambio de revestimientos e incluso mejorar las condiciones de seguridad asociadas con esta tarea.
Despus de los cambios en el diseo de
levantadores y velocidad del molino, se recomienda hacer pruebas industriales con bolas de 3.5 pulgadas al 100%.
El alto grado de obstruccin en las parrillas de
acero (pegging) tiene un efecto perjudicial en la eficiencia de molienda debido a la formacin de piscina en el molino. Bajo esas condiciones, gran cantidad de pulpa evita la zona de molienda, incrementa la carga circulante y por tanto limita la produccin. El uso de parrillas de caucho en lugar de acero reduce notablemente este problema, el reemplazo total minimizara el grado de obstruccin.
La capacidad actual del descargador de pulpa es
insuficiente para el nivel de produccin actual y la carga circulante. Existe excesiva acumulacin de carga (piscina figura 39) inclusive cuando hay presencia de mnimas obstrucciones en las parrillas, es necesario reemplazar el diseo actual por descargadores radiales ms grandes. Ver figura 39.
Figura 39 Efecto piscina (pooling) al interior del
molino SAG.
Para alcanzar un P80=120 m es necesario reducir el tonelaje por debajo de 700 t/h y a su vez incrementar la carga circulante por encima de 350%, para esto sera necesario duplicar la actual capacidad de bombeo y aplicar el cambio del punto previo.
El tamao del producto se puede reducir hasta
niveles razonables implementando las recomendaciones anteriores; sin embargo, para reducir hasta los niveles de diseo (P80=75 m) manteniendo la produccin alrededor de 800t/h, va a ser necesario instalar capacidad de molienda adicional, como por ejemplo un vertimill. Adems, ser necesario instalar ciclones ms pequeos que los D-26.
Se recomienda implementar en el sistema de
control de granulometra en lnea el dato de tamao mximo de partcula (top size), para que en base a este control se hagan los ajustes pertinentes al setting de chancado.
17. Conclusiones
Las parrillas de goma con alma de acero solucionaron el problema de taponamiento existente en las parrillas de acero. Se sigue
trabajando en las mejoras de este diseo principalmente reforzando el levantador y definiendo la correcta abertura de los pebble ports.
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Los primeros diseos de revestimiento de acero del cilindro contemplaron un nmero excesivo de levantadores con un ngulo agresivo que nos obligaba a operar el molino a bajas rpm (menor a 9 rpm ) y de esta manera trabajamos con alto torque en el molino lo que provocaba alto amperaje de motor y corriente de excitacin.
Las depresiones en el segundo diseo de revestimiento ocasionaron una condicin insegura al quedarse las bolas atrapadas en estas ranuras. Se resolvi esta condicin con el tercer diseo de 36 levantadores.
La reduccin del nmero de levantadores de 54 a 36 nos permiti operar el molino a 76% CS superando el inconveniente del alto amperaje del motor y eliminando la condicin insegura del atrapamiento de bolas en las depresiones.
El producto de molienda se ha mantenido estable a pesar del incremento de tonelaje. Los cambios en los diseos de los revestimientos de acero y parrillas de descarga, adems de probar con bolas de menor dimetro 3.5 han influido muy poco en reducir nuestro P80. El P80 est muy relacionado al tipo de mineral que procesamos, de esta manera el mineral fino de la mina Chaquicocha reporta en promedio valores de 140 um y el mineral proveniente de la mina de El Tapado, considerado como mineral duro reporta en promedio valores de 170 um.
El consumo de bolas es alto, se sita entre 2 kg/t a 3.5 kg/t. Al igual que el P80 existe una estrecha relacin entre el consumo de bolas y la procedencia del mineral.
El nuevo diseo de perforacin y voladura
(explosivo HA-55 de mayor potencia, menor malla 6.0mx7.0m y aumento de tiempos entre taladros y filas a 51ms y 180ms respectivamente) ha reducido el P80 del material volado de 136mm a 67mm, adems ha logrado la formacin de micro fracturas.
Las mejoras obtenidas en la perforacin y
voladura ha reducido el consumo de energa y acero en el molino, como resultado principal se ha incrementado el rendimiento de 735tph a 850tph
Los espesadores se convirtieron en la restriccin luego del incremento de tonelaje en la molienda. Se est trabajando en el mejorar el control de los espesadores con los clarmetros instalados en el espesador de pre-lixiviacin, CCD1 y CCD5. El proyecto de incremento de capacidad en el bombeo de los relaves tambin ayudar a descongestionar los espesadores.
La recuperacin podra verse afectada con el incremento de tonelaje al incrementarse la granulometra del producto de molienda y al reducirse el tiempo de lixiviacin (de 24 a 20 horas). Pruebas de laboratorio confirman que con
un mayor tiempo de residencia de la pulpa en los tanques de lixiviacin y con una molienda mas fina podemos lograr hasta un 2% mas en recuperacin pero para lograr esto deberamos reducir un 20% en el tonelaje. Se esta evaluando la posibilidad de instalar mas tanques de lixiviacin y/o implementar una etapa de remolienda.
El alto contenido de carbonatos en la solucin rica del Gold Mill gener problemas de recuperacin en las columnas de carbn de La Quinua, pero este efecto adverso se pudo revertir gracias a una mayor frecuencia de lavado cido del carbn e incremento de la dosificacin de antiincrustante.
El molino SAG muestra una tendencia a operar a menores revoluciones, menor potencia y alta carga de bolas sin afectar el tonelaje procesado. Esta tendencia sumada a la reduccin de nmero de levantadores, el incremento del ngulo del levantador y la alimentacin de mineral mas fino producto de las mejoras en la voladura estaran cambiando la filosofa de operacin del SAG para tratarlo como un gran molino de bolas.
18. Referencias:
Gold Mill Project, Control Philosophy 2352-0000-70CP-001. 14 April 2007.
J. Seidel, Review of YGM Grinding Operations. March 2,010.
Jankovic, E. Nozawa, K. Duffy, R. Valle, W. Valery, Review and Optimisation of the Yanacocha Grinding Circuit. December 2,010.
G. Guzmn, V. Mamani, H. Arvalo, S. Vicua, L. Vargas, B. Burger, SART/AVR Circuit Design and Operation at Yanacocha Gold Mill. 2,009.
YGM daily reports. March 2,008 to April 2,011.
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