Análisis de Procesos Mineros: Una visión Global

MAGÍSTER EN GESTIÓN MINERA

NOVENA VERSIÓN

ANDRÉS REGHEZZA

Geo metalurgia Gestión de Negocios

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!

Asegurar el Negocio

Minero

Cantidad: Producir lo

que se programa producir

Calidad: Plena

satisfacción del cliente

externo

Costos: Meta, Bajar

el cuartil

Asegurar Programas de Producción

Basado en el futuro, no en el pasado!

Las explicaciones al no cumplimiento generan desconfianza del dueño.

La Geo metalurgia: 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 geo metalurgia 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

INSATISFACCION DEL CLIENTE

CONDUCTIVIDAD

ELECTRICA

TRACCION

GRIETAS

POROS

ELONGACION

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

¿SPECIALITY?

ALAMBRE NORMAL

ELECTRICO

ALAMBRE PLANO TRANSFORMADORES

ALAMBRE FINO ELECTRONICO 0.4mm

ALAMBRE ULTRAFINO 0.018mm

MINITUARIZACION

ALTA CONDUCTIVIDAD (OF – HC)

MERCADO DEL COBRE ? USO DEL ALAMBRE

Mercado Pigmentos

NORMAL MEDIA ALTA TOP

GRANDE

ESPECIAL CALIDAD CATODICA

¡GRAFENO!

* Y los costos?

«Solo una buena planificación permite un real control de los costos del proceso»

Posicionamiento Competitivo – Cash Cost (C1)

* 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 continuo del rendimiento hídrico, en 𝑚3agua/ton.mineral:

Proceso 2000 2010

Concentración 1.10 (0.4 - 2,3)

0.70 (0.3 – 2.9)

Hidrometalurgia 0.30 (0.15 – 0.4)

0.13 (0.06 – 0.8)

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.

• Inversiones en plantas desaladoras sumarían US$ 10 mil millones a 2025.

Más de la mitad estaría en Antofagasta, según

catastro de Cochilco.

PROYECCION DE ABASTECIMIENTO DE AGUA DE MAR PARA NUEVOS PROYECTOS

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

m3/s

m3/s Agua de Mar

¿Y ESTAMOS CIERTOS DE QUE NO HAY RESTRICCIONES EN ESTA ACTIVIDAD: OCÉANO-MINERÍA?

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 tecnologías para disminuir energías:

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!

• Todo indica que los proyectos de generación energética del norte grande girarán en torno al carbón, eólica y solar como las principales fuentes.

• Proyectos en base a energía solar fotovoltaica y gas natural tendrán también gran importancia en su generación.

Proyectos de generación energética 2014-2029

¿Y la Energía Nuclear?

• ¿Puede ser descartada a futuro como alternativa energética para el norte grande?.

• Su uso representa, en la actualidad, un 13% de la producción mundial de electricidad!

• No hay razones para descartarla de nuestra matriz energética siendo

actualmente «una industria madura que brinda seguridad para las personas y medio ambiente, sustentado en los 435 reactores que operan hoy en todo el mundo».

(Jorge Zanelli, centro de estudios científicos, Ag. 2014)

• «Contar con una matriz diversificada, estable, segura y de bajo costo para satisfacer los requerimientos futuros del norte grande», principal conclusión del seminario internacional «Alternativas Energéticas para el Norte Grande: Solar y Nuclear», 22-24/07/14

*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 % As Conc.

60 0.2

300 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 para tratar concentrados de mayor As?.

Tostación desarsenificante (DMH).

Purificación alcalina.

Reactor capa fundida.

Lixiviación de concentrados complejos.

Flotación diferencial, cobre-arsénico.

¡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 Metalurgia

de procesos proactiva

Planta Mineral

Mina

P1 P2 Pn

Producto Final

Producto(s)

Procesos

Mina

Adaptación Continua y

permanente

¡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 País Problema Lección

1 CMP – Romeral

(A lo largo de su explotación) Chile

Fe Elemento de Valor

V: Impureza

¿Se jugó mal el partido?

Comparar P.E.M.

¡Donde quedo el Vanadio?

2 Cia. Minera Exótica (1974) Chile Deficiente caracterización mineralógica y física del recurso ¿Era el proceso?

3 Lix. In Situ

(Década de lo 80’) EE.UU.

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

¡Y porque no antes?

¿Una estrategia diferente?

4

CODELCO

Proyecto RAMS

(1997)

Chile

Deficiente caracterización Geometalurgia del recurso y operación con flujos indebidos

Caracterizar hidráulicamente el recurso a tratar vía

Lix. en pilas

5 Los Mantos (2013) Chile Altísimo nivel de nitrato.

¿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 recuperar.

Barro crudo Decobrización Precipitación teluro Filtro Solución a SX

Te Elemental

Cu°

solución

Barro sin Cu y Te

A recuperación de Se?

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 → Cu, Mo, Zn, Fe2O3(p)

de fundición SiO2

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

Desde relaves → Cu, Mo, Fe3O4

de flotación caso Candelaria con CMP

Desde polvos → Cu, As, Sb

de tostación

Desde ripios → Fuentes de Fe, Mn

de lixiviación

CONCLUSIONES

La Geo metalurgia: Una herramienta altamente importante para asegurar la gestión del negocio minero.

La Geo metalurgia: Es presente y futuro.

La Geo metalurgia nos da muchas municiones, el problema es nuestro:

NO SABEMOS DISPARAR BIEN!

Lo prueba el hecho que …. estamos repitiendo los errores del pasado…..