La Coipa

Universidad Católica del Norte Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas Departamento de Metalurgia y Minas Antofagasta MINERA LA COIPA

Por Alumnos Metalurgia Extractiva del Oro y la Plata Profesor Gerardo Fuentes

19 de diciembre de 2012

1. Introducción Compañía Minera Mantos de Oro, propiedad en un 100% de Kinross Gold Corporation, explota Mina La Coipa, ubicada a 140 km, al noreste de Copiapó y 4.000 metros sobre el nivel del mar. Mina La Coipa es una mina de oro y plata, compuesta de cinco operaciones a rajo abierto, denominadas Ladera Farellón, Coipa Norte, Brecha Norte y Puren y Cancan. La mina se encuentra en la Cordillera de Domeyko, a una altura de 4000 metros, la planta se encuentra ubicada a 3.815 metros y un campamento unos cuantos metros más abajo para la seguridad de sus trabajadores. La primera información escrita sobre La Coipa como un lugar donde se podían obtener metales preciosos, se remonta casi un siglo atrás, cuando un pequeño pique de cobre y plata de la mina estuvo en funcionamiento unos dos kilómetros al sureste de las operaciones actuales. Los recursos regionales se han explotado de forma esporádica desde entonces, pero la zona de La Coipa en sí no recibió ninguna atención por parte de los geólogos de exploración hasta finales de 1970. Específicamente la mina se sitúa en el cinturón volcánico Terciario generalmente conocido como el cinturón de Maricunga. Los depósitos de minerales formados por la precipitación de minerales de oro y plata que circulan en los fluidos hidrotermales en las zonas de fractura y brechas. El Oro se encuentra asociado al cuarzo con óxidos secundarios y jarosita. El mercurio es común en todos los depósitos y se produce como calomel. Por otra parte, la mineralización de plata se produce principalmente en rocas volcánicas, mientras el oro es preferentemente alojado en rocas sedimentarias. La planta de procesamiento consta de trituración primaria, un circuito de pre-molienda (molino de bola), molienda, lixiviación, filtración y lavado, planta para el proceso Merrill-Crowe y una refinería de metal doré. Los relaves se envían a una planta de filtrado para recuperar el exceso de agua, así como residuos de cianuro y algunos metales. La disposición de relaves es en seco.

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2. Diagrama General de Minera La Coipa.

Los Procesos productivos de Minera La Coipa de ven a continuación en el diagrama de flujo: Figura 1: Flowsheet Minera La Coipa 3

En Minera la Coipa, el oro y la plata provenientes de yacimientos, son procesados en una planta de lixiviación por agitación con una solución de cianuro, obteniendo como producto intermedio, mediante el proceso Merril-Crowe, un precipitado de oro, plata y mercurio. Este precipitado es posteriormente tratado por vía pirometalúrgica en hornos de retortas para la separación del mercurio, mediante la evaporación y condensación, obteniendo como producto final el metal doré. La panta trata 18000 tpd y tiene un costo por tonelada que alcanza un valor de 5 US$/t. Su producción alcanza aproximadamente las 24000 oz de oro equivalente. Actualmente Minera la Coipa se encuentra en un proceso de pre-factibilidad de nuevos yacimientos a explotar en el mediano plazo para extender su tiempo de vida útil junto con sus operaciones. 3. Planta de Chancado y Molienda. El mineral extraído desde la mina es enviado mediante camiones de carga a la planta de pre chancado y chancado primario donde se cuenta con un equipo Fuller 3” – 4”. Posteriormente el material proveniente de la etapa primaria es dirigido mediante correas transportadoras hasta el molino SAG (14x28 pies), cuya descarga ya ha sido clasificado en un harnero, es bombeada a una batería de ciclones, los cuales alimentan finalmente 2 molinos de bolas (14x35 pies) que operan en circuito cerrado con los ciclones. El material particulado fino de los ciclones es posteriormente enviado a un espesador, en donde la descarga es enviada a los estanques de cianuración para la disolución del oro y la plata. En esta etapa los principales insumos son el agua, energía y los reactivos para la disolución. Dentro de los equipos tenemos: • • • • • •

Molino SAG (1) Chancadores de Cono (2) Harnero Vibratorio (1) Baterías de ciclones (2) Molino de Bolas (2) Bombas de Impulsión de pulpas.

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Tabla 1: Características de los equipos (A, B, C, D) Chancador Primario Marca Dimensiones Descarga

A Fuller Traylor 42x65 pulgadas 3 – 4 pulgadas

Molino SAG Marca Dimensiones Descarga Potencia Revestimiento Diámetro de bola

B Fuller 28x14 pies 68% sólido 6600 kW Goma 5,5 pulgadas

Molienda Convencional Marca Dimensiones Descarga Potencia Revestimiento Diámetro de bola

C Fuller 16x24 pies 62% sólido 3150 kW Goma 2,5 pulgadas

Clasificador Hidrociclón Tipo P80 Overflow Underflow

D D26 165 micrones 50% 78%

4. Planta de Lixiviación. 5

Una vez dispuesto el mineral, este se somete a lixiviación por agitación. Estas partículas (finas) tratadas normalmente tienen un tamaño -150 mallas y una velocidad de asentamiento en los espesadores. La pulpa proveniente de la etapa mencionada anteriormente con un 57% de sólido, es lixiviado en ocho estanques agitadores con una solución alcalina de cianuro. Cada estanque cuenta con una alimentación de aire generada por compresores para aumentar la velocidad de reacción, además de un control constante y estricto del pH el cual por medidas de seguridad no puede ser inferior a 10,5 para evitar la formación y emanación de gas cianhídrico, el cual es mortal. En cuanto a los estanques, el último agitador (nro. 8), alimenta por gravedad a un estanque amortiguador, el cual alimenta a la planta de decantación contínua en contra corriente, en donde se lleva a cabo la separación sólido – líquido a través de tres espesadores de alta capacidad, donde el rebose corresponde a la solución rica alimentada a la refinaería, mientras que la descarga es enviada a la planta de filtrado. Es importante destacar que dentro de las características del proceso, en los estanques de agitación, se tiene un tiempo de residencia de 3 horas cada uno, por lo cual se tiene un tiempo de residencia total de 24 horas. Otra características es que durante la mantención de los estanques, el proceso no se detiene ni sufre alteraciones significativas ya que cada estanque cuenta con un sistema de bypass que le permite seguir operando en línea con los estanques que no estén en mantenimiento. Una vez que se ha cianurado el mineral se agrega Zn para la precipitación del oro y la plata, proceso que es conocido como MerrilCrowe. Los principales insumos en esta parte del proceso corresponden a: • • • • •

Agitadores mecánicos Válvulas neumáticas Líneas de alimentación de aire Cianuro Cal

Mientras que los principales equipos son: • •

Estanques Denver (8) 2987 m^3 c/u Planta de preparación de cianuro de sodio 6

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Bombas Estanque de Cal Tabla 2: Descripción de equipos (E, F)

Estanques de Lixiviación Número de estanques Agitadores Capacidad Tipo Alimentación

E 8 Denver 2987 m^3 Gravedad

Espesador Marca Diámetro Altura Tipo Circuito

F Delkor 21,3 metros 3,37 metros Alta capacidad Decantación continua en contra corriente

5. Planta de Filtrado. Una vez que el sólido aportado desde el área de decantación continua en contra corriente con un porcentaje de sólido de 58% hacia el estanque amortiguador, éste mediante bombas independientes alimenta dos líneas de filtros, la cual tiene 6 filtros en cada línea para posteriormente ser enviada a una batería de hidrociclones que clasifican la pulpa. Los hidrociclones cumplen con una importante función, la cual es clasificar el sólido alimentado para enviar la descarga (under) como una pre capa y el over del ciclón sobré él para ayudar al secado y proteger la tela evitando el contacto con partículas finas. El espesador cumple con separar el S – L de las soluciones recuperadas para enviarlas nuevamente al proceso. Una vez realizado el lavado del queque, a una razón de 0,14 m^3/t de agua industrial, y posterior secado (para realizar recuperación de Au y Ag incrustados en pulpa), el queque queda con un porcentaje de humedad que varía entre un 18 – 20%. Esta humedad es necesaria 7

para el depósito del sedimento a través de correas transportadoras que conducen al tranque de relaves. Los principales insumos corresponden a cianuro de sodio, floculante, cal, telas de filtros y repuestos mecánicos para el mantenimiento de los equipos. Tabla 3: Características filtrado. Marca Número de filtros Humedad Equipo de relave Eficiencia de filtrado Capacidad Filtrado

Delkor 12 20% Rahco 99% 600 kg/m^2h

6. Planta Refinería. 6.1.

Fundición

La calcina obtenida luego del secado en el área de retortas y con una ley menor a 150 ppm de Hg, es cargada a los 51105, en los cuales se ingresan los datos de las leyes de cada Batch, para calcular la adición de los fundentes que en este caso son: borax, ceniza de soda, harina y nitrato de potasio (los fundentes tienen la finalidad de atrapar todos los contaminantes y por diferencia de peso quedar como escoria en el caldo del horno). Una vez dosificado por un sistema automático y manual son mezclados en un mixer, por aproximadamente 30 minutos, y posteriormente son alimentados al horno posición N°1 ó 2. Por espacio de 5 a 6 horas. La calcina más los fundentes son fundidos a una temperatura de 1150°C. En esta etapa en el interior del horno de produce una separación por diferencia de peso quedando en la superficie la escoria, la cual es retirada por medio del vaciado a unos conos, lo que permite la preparación y acondicionamiento del caldo fundido para el moldeo del metal doré (oro más plata). Finalizado el escoriado se Instala un carrusel el cual está equipada con 3 moldes para barras y se comienza el vaciado del horno a estos moldes, con una capacidad de 200 a 215 kg de metal c/u, obteniéndose como producto metal doré. La eficiencia de fundición está sobre el 99%. Un tipo de equipo fundamental son los Scrubber, cuya función es extraer y lavar los gases por medio de una lluvia tipo sprite en forma 8

descendente, de tal manera que las partículas sólidas sean atrapadas por el estanque barométrico, a la vez que los gases bajan su temperatura y son evacuados al medio ambiente.

Los principales insumos en esta etapa son: • • • • • • • • • • • •

Calcina Fundente (voraz, ceniza y harina) Embalaje de barras Petróleo Oxígeno Refractario Grasa Moldes de barras y de escoria Crisoles Bolsas de Nylon Anti-incrustante (Nalco) Patrones de mediciones

Equipos principales • • • • • • • •

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2 silos para stock de calcina 1 silo para bórax (3000 kg de capacidad) 1 silo para ceniza de soda (3000 kg de capacidad) 1 silo para almidón (harina) (500 kg de capacidad) 2 puentes grúas 2 elevadores tipo cangilones 1 mixer 2 hornos reverberos (Hornos marca proyecta y tienen una capacidad de 4000 kg al día de calcina con una temperatura de trabajo de 1150°C) 2 elevadores capacho 2 Scrubber (tienen una capacidad de 256 m 3/min con una velocidad de rotos de 1800 a 1900 rpm. Poseen un sistema de purificación que incluye ventury, parrillas, rotores y chimeneas. Estanque de oxígeno criogénico (Capacidad de 30000 kg) Estanque de petróleo (20.000 lts de capacidad) 2 sistemas de panel de control de oxígeno y petróleo 9

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2 balanzas.

7. Transporte y Embarque El transporte de metal doré obtenido es realizado por la empresa Brink, en camiones blindados y acondicionados para tal efecto. Las barras obtenidas al moldear el horno, son limpiadas primeramente en una máquina y luego se repasan manualmente, para asegurar la calidad e Imagen del producto final. El pesaje de barras se realiza en conjunto con personal de protección industrial y se realiza de la siguiente forma: •

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Se calibran y chequea peso en ambas balanzas con un patrón de 20 Kg Se comienza el pesaje de las primeras 5 cajas en la balanza N°1 y certificando el peso con la balanza N° 2. Finalizadas las primeras 5 cajas se procede a pesar las primeras 5 barras, en la balanza N°1 y certificada en balanza N°2, las cuales son depositadas en las cajas. Las barras son aseguradas en su interior con los sunchos y grapas, y las cajas son aseguradas con clavos, sunchos y grapas. Se instalan en cada caja 2 sellos de seguridad con una numeración correlativa, además las cajas también son identificadas con el número de la barra Finalizando el amarre de las cajas se ingresa el camión Brink al área de Fundición y estas son cargadas por medio de una grúa horquilla. Se procede a realizar el acta de entrega con el número de guía, cantidad de barras, peso bruto y neto del embarque, patente del camión, Jefe de tripulación Brink, Jefe turno protección industrial y  jefe de turno de operaciones de refinería.

Los principales insumos principales son: • •

Balanza (grilletes, gancho giratorio. baterías). Sunchos (chapa de acero inoxidable, mordazas roscadas, pernos, casquillos). 10

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Motores, cable de elevación, carriles de rodadura, uniones de viga, rodamientos, poleas.

Mientras que los equipos principales son: •

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 Tres balanzas. Las balanzas que operan son 2, calibradas con patrones de 20 Kg y queda una balanza en stand by. Estas balanzas son certificadas cada 6 meses por Cesmec . Cajas para el metal doré, las cuales están equipadas con los sunchos de amarre y los elementos de Cierre, como son clavos y grapas. Puente grúa para realizar el traslado de las barras en el interior del área (200-215 Kg c/u). Es remoto, y posee una capacidad de 10  Toneladas.

8. Anexos. 8.1.

Disposición de relaves.

Los relaves filtrados, con alrededor de un 20% de humedad, son transportados mediante un conjunto de correas transportadoras hasta el depósito de relaves. Este depósito está ubicado en la quebrada sin nombre en el flanco poniente del Cerro Pedregoso, al norte de la Quebrada la Coipa y su eje principal se extiende en dirección Norte-Sur, aproximadamente, entre las cotas 3.560 y 3.725 m.s.n.m. y comprende una superficie total del orden de 90 hectáreas. El depósito de relaves comprende actualmente 9 niveles de depositación de material. Cada nivel o etapa del depósito tiene aproximadamente entre 20 y 30 m de altura, un talud exterior de aproximadamente 38º y la superficie de cada etapa tiene una pendiente de 2º hacia la ladera natural. Los relaves producidos en la planta son sometidos a un proceso de filtrado al vacío y luego son transportados desde la Planta de Filtrado hasta la  Transferencia 2 mediante la correa transportadora CT-13, desde donde se transfiere el material, mediante otra correa, hacia el acopiador Móvil RAHCO. El acopiador RAHCO distribuye el relave filtrado en capas delgadas, pivoteando sobre un eje durante un tiempo determinado para generar etapas de espesor variable. 8.2.

Suministro de Agua.

Las fuentes de suministro de agua provienen desde un campo de pozos ubicado a 56 km de la faena, salar de Maricunga. La planta de procesos consume en promedio 40 a 60 L/s de agua fresca. El consumo durante el 11

año 2004 fue de 1.385.860 m 3. Actualmente se tiene un consumo de agua fresca por encima de los 2300 m 3. 8.3.

Suministro de Energía Eléctrica.

Minera La Coipa tiene las siguientes características respecto de su requerimiento energético: •

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Consumo energético: promedio de 13 a 14 millones de KW/hr por mes. Potencia consumida: 20,5 y 21,6 KW/mes. Empresa abastecedora: Endesa. Punto donde se conecta a la red: Subestación Carrera Pinto. Características de la linea: 220.000 volts.

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