Lixiviación de Ewaste

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES 

Lixiviación de E-Waste  Proyecto Metalúrgico II – MET380  Ignacio Paredes - José Rosas  07/06/2016

 

 

 

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RESUMEN EJECUTIVO.

J. Rosas – I. Paredes 1

 

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380

CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO. ......................................................................................................................... 1 INTRODUCCION. .................................................................................................................................. 3 OBJETIVO GENERAL. ............................................................................................................................ 4 OBJETIVOS ESPECIFICOS. ..................................................................................................................... 4 ESTUCTURA ORCANIZACIONAL ........................................................................................................... 5 RECOLECCIÓN Y ESTRATEGIA DE MARKETING. ................................................................................... 6 Recolección. .................................................................................................................................... 7 DISEÑO DE LA PLANTA. ....................................................................................................................... 8 Diagrama de flujos. ......................................................................................................................... 8 Balance de masa. ........................................................................................................................... 10 Pre procesamiento. ................................................................................................................... 10 Lixiviación de concentrado no ferroso. ..................................................................................... 11 Equipos a utilizar. .......................................................................................................................... 12 Planta de Pre - procesamiento. ................................................................................................. 12 Planta de Lixiviación. ................................................................................................................. 15 Infraestructura de la planta (layout). ............................................................................................ 16 COSTOS DE CONSTRUCCIÓN ............................................................................................................. 18 ESTIMACIÓN DE COSTOS OPERACIONALES ....................................................................................... 18 Dotación de personal .................................................................................................................... 18 Estimación de costos de personal ................................................................................................. 20 Costo de Reactivos e Insumos ....................................................................................................... 21 Costo operacional de equipos ....................................................................................................... 23 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 25

J. Rosas – I. Paredes 2

 

 

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INTRODUCCION. Durante las últimas décadas, la tecnología ha dado un salto importante en su crecimiento y desarrollo, aumentando el nivel de producción de diferentes artefactos eléctricos y electrónicos como LCD, tablets, video juegos, celulares, etc. Según la Subsecretaría de Telecomunicaciones la telefonía móvil llegó a los 24,1 millones de aparatos en diciembre de 2012, es decir, un promedio de 1,38 celulares por cada chileno. Según un artículo publicado por el periódico La Nación de Argentina, en 2013 se vendieron en el mun mundo do casi 50 millones de televisores planos, 300 millones de computadoras y 2000 millones de celulares. Algunos aparatos electrónicos pueden tener una vida útil de 10 años, pero al pasar solo 3 o 4 años años ya han q quedado uedado ob obsoletos. soletos. El constante desarrollo tecnológi tecnológico co junto con la lógica de mercado, genera genera un recambio co constante nstante de aartefactos rtefactos que se consumen de manera doméstica. Algunos factores que influyen en la obsolescencia son la permanente renovación de productos, incorporación de nuevas funcionalidades y modelos de aparatos, mayor accesibilidad debido a la disminución de los costos y la oferta constante de novedades. Hoy es tan barato adquirir un equipo informático nuevo, que la gente no tiene mayor problema en abandonar un ordenador cuando todavía no ha llegado al final de su vida útil para comprar otro nuevo, ignorando el coste ambiental que esto conlleva. Según la ONU, anualmente se generan unos 50 millones de toneladas de basura electrónica, y la producción sigue en aumento. Los desechos tecnológicos, también conocidos como chatarra electrónica o electronic waste (e-waste) en inglés, generan una serie de problemas tanto al medio ambiente como a las personas. La eliminación inapropiada de estos desechos libera peligrosas sustancias químicas y metales pesados como plomo, mercurio, arsénico y cadmio en el medio ambiente. Se debe considerar que los residuos electrónicos están constituidos principalmente por tarjetas de circuitos impresos, esto conlleva un procesamiento complejo debido a la heterogeneidad de su composición. La composición de estas tarjetas de circuitos es de 45% de metales, 27% polímeros y 28% cerámicos. cerámi cos. Además de la concentración de cobre es alrededor del 20% en peso y tiende a permanecer constante. (Yamane, Moraes, Espinoza, & TEnórico, 2011). El porcentaje metálico, poseen un alto contenido de metales valiosos como oro, plata, platino, paladio y cobre entre otros, lo que genera gran interés por procesar y obtener beneficios económicos, es por eso, que es muy importante desarrollar un proceso que permita recuperar estos metales, sin provocar daños ambientales, de manera de reducir los desechos electrónicos y obtener ventajas económicas y ambientales. J. Rosas – I. Paredes 3

 

 

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OBJETIVO GENERAL. El principal objetivo de este proyecto se centra en estudiar la factibilidad de instalar una planta de lixiviación de concentrados metálicos provenientes de chatarra electrónica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

  Desarrollar un procedimiento adecuado de lixiviación de concentrados metálicos provenientes de residuos electrónicos con el fin de recuperar metales valiosos.   Reducir la cantidad de residuos electrónicos en los botaderos con el fin de disminuir el daño al medio ambiente y las personas.   Obtener beneficios económicos a partir de la recuperación de metales como oro, plata y cobre.

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J. Rosas – I. Paredes 4

 

ESTUCTURA ORCANIZACIONAL Gerente general

Gerente de Producción

Operador de Separación por Aire

Jefe de turno Lixiviación de Paladio y Oro

Jefe de turno Lixiviación de Cobre

Jefe de turno Molienda y Separacion

Operador de Molienda

Gerente de Administracio n y Finanzas

Gerente de Ventas y Marketing

Operador de Separación Magnetica

Operador Lixiviaciiön Cobre

Operador de EW

Operador de Paladio

RRHH

Contabilidad

Gerente de Logistica externa

Coordinación de campaña

Operador de Oro

Figura 1. Estructura Organizacional. Organizacional. 

 

 

RECOLECCIÓN Y ESTRATEGIA DE MARKETING. En chile se producen anualmente 70.000 toneladas de chatarra electrónica, de las cuales se reciclan en la actualidad un 3%. Nosotros como empresa tenemos la proyección de procesar el 5% de lo que se produce anualmente, es decir, se procesaran 3500 toneladas al año. Para poder lograr procesar las 3.500 toneladas de residuos electrónicos al año, se prevé realizar campañas de recolección dirigidas, es decir, orientarlas a ciertos sectores objetivos. En nuestro caso los sectores objetivos son áreas en donde existan fuentes de residuos electrónicos con un alto potencial. Los sectores a los cuales nos vamos a enfocar son:   Empresas. Las empresas objetivos son las de tipo administrativas o comerciales, las cuales cuenten con un alto número de computadores como herramientas de trabajo. El objetivo es establecer un convenio con 550 empresas de este rubro. El compromiso será el retiro mensual de su chatarra electrónica a cambio de certificados que indiquen el compromiso

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con el cuidado del medio ambiente y responsabilidad social (RSE). Es importante destacar que desde el 2003 el Servicio de Impuestos Internos (SII) puso en práctica la normativa para la depreciación de los activos, estableciendo una vida útil menor de los activos, incentivando a renovar con mayor frecuencia. En el caso de los computadores, la vida útil bajo depreciación normal se redujo de 10 a 6 años, y bajo depreciación acelerada se redujo de 3 a 2 años. (1) Por último, se genera que las empresas tengan que renovar con mayor frecuencia sus equipos, por lo tanto, generaran una mayor cantidad de desechos electrónicos.   Colegios. En la región de Valparaíso existen 1100 instituciones, entre colegios y liceos (2), de los cuales se pretende abarcar a 170 colegios al segundo año y al séptimo año 300. Cabe destacar que no se descarta que más adelante se abarquen liceos y colegios de la región metropolitana.   Casas.  En la región de Valparaíso existen aproximadamente 1.800.000 de habitantes, y entre la comuna de Valparaíso, Viña del mar, Quilpué y Villa Alemana se tiene una población sobre los 800.000 habitantes (3), es importante destacar que se tienen un total de 530.000 de viviendas (4)y es aquí en donde se enfocara la recolección “casa a casa”.    Universidades.  La recolección se enfocara en universidades tanto de la región Metropolitana como de la región de Valparaíso. En la RM hay 36 universidades mientras que en la región de Valparaíso hay 12 (5), de las cuales se pretende lograr convenios de recolección con 45 universidades en un plazo de 2 años.

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En la Tabla la Tabla 1 se establece un resumen de las campañas de recolección.

 

 

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380 Tabla 1. Campañas de recolección.

Institución

Especificaciones

Campaña

Estímulo

Empresas

Empresas con oficinas de servicio administrativo y/o comunicaciones

Convenio de recolección mensual de chatarra electrónica.

Entrega de certificado que acredite responsabilidad social y compromiso con el medio ambiente.

Colegios con un alto Colegios

número de estudiantes.

Campaña de difusión para generar conciencia sobre el efecto del ambiente. e-waste en el medio Concurso de recolección de ewaste, por cursos.

Mensualmente se premiará al colegio que recopile la mayor cantidad de e-waste con 10 computadores.

Casas

Casas de las comunas de Valparaíso, Viña del Mar, Quilpué y Villa Alemana.

Todas

Universidad

Campaña informativa de recolección a domicilio de la chatarra electrónica. Campaña en conjunto con federaciones de estudiantes. Una actividad anual

Recolección de la basura en la puerta de la casa.

Entregar fondos concursables para proyectos de

masiva, más un contenedor permanente.

innovación.

Recolección. La recolección estimada se basa en la cantidad total de instituciones pertenecientes a cada sector objetivo, descritas anteriormente, y la cantidad de desechos que poseen. Para cada sector se ha definido una meta en distintos años, con las cuales se trabajara, como se muestra en la Tabla la Tabla 2.  2.  Tabla 2. Metas anuales de instituciones por cada sector objetivo.

Institución

Meta  Año 1 

Meta  Año 2 

Meta  Año 3

Meta  Año 4

Meta  Año 5

Meta  Año 6 

Meta  Año 7 

Empresas Colegios Casas Universidad

270 110 600 30

550 170 1200 45

570 198 1800 45

590 226 2400 45

610 254 3000 45

625 279 3600 45

745 300 4200 45

J. Rosas – I. Paredes 7

 

 

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Es importante señalar que la planta está diseñada para procesar 3500 toneladas de residuos electrónicos al año, y debido a que el proceso de obtención de la materia prima (residuos electrónicos) es complejo, se parte con una menor cantidad de instituciones de cada sector objetivo, incrementándolas gradualmente a medida que avanza el tiempo, como se observa en la  la Tabla 2. 

DISEÑO DE LA PLANTA. Diagrama de flujos. El diagrama de bloques del proceso diseñado para el procesamiento de los residuos electrónicos, se presenta en la Figura 3 y Figura 3. 

Figura 2. Diagrama de bloques del pre-procesamiento de los residuos electrónicos.

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Figura 3. Diagrama de bloques del procesamiento del concentrado metalico no ferroso para la obtención de Cu, Ag, Pd y Au.

Los residuos electrónicos son recibidos y pasan a una etapa de preclasificación donde se separa en dos líneas; una de tablets y celulares, y la otra de notebooks y desktop. Luego estas pasan al desmantelamiento manual, donde son separadas las tarjetas de circuitos impresos (TCI) de las pantallas LCD, vidrio, baterías, carcasas y esqueletos. Estos desechos se almacenan y se venden a distintos clientes o se donan a entidades benéficas. Las TCI, el plástico y la chatarra metálica son pesados y almacenadas en un stock pile. Luego son reducidas de tamaño en la trituradora hasta un diámetro de partícula de 20 [mm], para luego pasar a un molino de cuchillas reduciendo el tamaño de partícula hasta un diámetro de 5 [mm] y para finalizar la conminución se pasa a un molino de martillo el cual reduce las partículas hasta tener un diámetro de partícula de 0,3 [mm]. Esto es seguido de una separación con aire para separar el plástico del concentrado metálico, aquí se obtiene un concentrado polimérico, el cual será vendido a Green Plast. Finalmente el concentrado metalico se hace pasar por un separador magnético, con la finalidad de tener un concentrado metalico ferroso el cual será vendido a Gerdau AZA y un concentrado metalico no ferroso el cual será procesado para obtener cobre, plata, paladio y oro. Luego el concentrado metalico no ferroso se procesa según muestra la Figura 3,  3,  el cual el concentrado es lixiviado con diferentes agentes, tales como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, cianuro y también se utiliza la cementación, precipitación y la adsorción de carbón activado para la

J. Rosas – I. Paredes 9

 

 

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recuperación de los metales de interés. Este proceso permite la recuperación de un 93 % de plata, 95% de oro, el 99% de paladio y de un 99% de cobre.

Balance de masa. Pre procesamiento. En base a informe realizado por el gobierno de chile en el 2009, se tiene que desechan las siguientes cantidades de notebook, desktop, celulares, tablets t ablets (ver Tabla (ver Tabla 3)  3)  Tabla 3. Porcentaje de notebook, desktop, celulares y tablets (6).

% unidades

Cantidades al 2008 [unidades]

% en peso

Masa por unidad [kg]

Masa total [kg]

Notebook

3%

316000

21%

2,5

790000

Desktop

4%

386000

41%

4

1544000

Celulares

62%

5648000

15%

0,1

564800

Tablets

31%

2824000

23%

0,3

847200

TOTAL

100%

9174000

100%

6,9

3746000

El diseño de esta planta es para procesar 3500 toneladas al año de residuos electrónicos, por lo tanto utilizando la  la  Tabla 3 se puede obtener las masas que se va a procesar de cada aparato electrónico como se muestra en la Tabla la Tabla 5.  5.  Tabla 4.Flujos de los residuos a procesar.

Flujo [ton/año]

Celulares

Tablets

Notebook

Desktop

527,71

791,56

738,12

1442,61

Para poder saber qué cantidad de TCI se va a procesar se debe conocer las composiciones de cada aparato electrónico, los cuales se muestran en la Tabla la  Tabla 5. 5.   Tabla 5. Porcentajes de los principales elementos para cada aparato electrónico.

Elemento

Desktop

Notebook

Celulares

Tablets

Pantallas Plásticos

5% 4%

11% 24%

4% 44%

5% 42%

Desechos Metálicos

56%

15%

8%

9%

Baterías

0%

22%

4%

4%

TCI

35%

28%

40%

40%

Total

100%

100%

100%

100%

J. Rosas – I. Paredes 10

 

 

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Por lo tanto utilizando la Tabla la Tabla 4 y Tabla 5, se 5, se puede conocer las cantidades de TCI que se van a procesar, los cuales se muestran en la Tabla la  Tabla 6.  6.  Tabla 6. Cantidades de elementos que se pre seleccionan.

Elementos Flujo [ton/año]

Baterías

Pantallas

Plástico Plástic o

Desechos Metálicos

TCI

215,16

214,01

799,50

1032,03

1239,30

A partir de la Tabla la Tabla 6, se 6, se obtiene como dato que se van a tratar 1239,30 toneladas al año de TCI de los diferentes aparatos electrónicos, estas tarjetas electrónicas son trituradas (en la trituradora, molino de cuchillo y molino de martillo) para reducir su tamaño hasta los 0,3 [mm] de diámetro de partícula. Luego estas son separadas mediante separadores de aire TS (eficiencia de un 99,80%), los cuales van a producir dos concentrados, uno metalico y otro polimérico. El concentrado

metalico es llevado al separador magnético (eficiencia de un 99,99%) para producir dos concentrados, uno ferroso y otro no ferroso (ver Tabla (ver Tabla 7). 7). Tabla 7. Cantidades de concentrados a producir y su grado de pureza.

Concentrado

Polimérico

Ferroso

No ferroso

743,20 99,999%

111,51 99,966%

383,97 99,997%

Flujo [ton/año] Pureza

Por lo tanto, lo que se va a lixiviar van a ser 383,97 toneladas al año con una pureza del 99,997%, este concentrado no ferroso tiene cobre, oro, plata y paladio que son los elementos de interés. Lixiviación de concentrado no ferroso. De la Tabla la Tabla 7, se 7, se sabe que se va a procesar un concentrado no ferroso con una pureza de 99,997% y un flujo de 383,97 toneladas al año, el cual está compuesto por los siguientes metales (ver (ver Tabla  Tabla 8) 8).. Tabla 8. Porcentajes de los metales más importantes del concentrado no ferroso.

Metales %Cu

% Concentrado No Ferroso

%Fe %Ni %Au %Ag %Pd % Otros

0,003% 0,000% 0,323% 0,645% 0,016% 34,499% 100,000%

64,514%

TOTAL

J. Rosas – I. Paredes 11

 

 

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El concentrado metalico no ferroso es lixiviado con diferentes agentes, teniendo recuperaciones de un 93 % de plata, 95% de oro, el 99% de paladio y de un 99% de cobre, por lo tanto se produce lo que se muestra en la  la Tabla 9.  Tabla 9. Producción anual de los metales de interés.

Metal

Cobre

Oro

Plata

Paladio

Residuos Solidos

Producción [ton/año]

245,24

1,18

2,30

0,06

135,19

Es importante decir que el proceso genera residuos sólidos los cuales tienen la composición que se muestra en la  la Tabla 10.  Tabla 10. Composición de los residuos sólidos producidos.

%

Metales

1,83%

Cu

0,01%

Fe

0,00%

Ni

0,05%

Au

0,13%

Ag

0,00%

Pd

97,98%

Otros

100,00%

TOTAL

Equipos a utilizar. Planta de Pre - procesamiento. Para la planta de pre-procesamiento pre-procesamiento se requieren de los siguientes equipos:

J. Rosas – I. Paredes 12

 

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380 1.  1.  Trituradora. Modelo:

JAGUAR Doble Eje 2000 Capacidad de Producción [kg/h] :

1800 / 2000 Dimensiones (ancho x altura x profundidad):

5300 [mm] x 3600 [mm] x 2300 [mm] Peso [kg]:

13000 Potencia [kw]:

2 x 90 Precio [US$]:

Tamaño de Producto [mm]:

40 - 15

Página del Proveedor:

http://www.montalbanorecycling.it/wordpres s/trituradoras Cantidad:

1 2.  2.  Molino de cuchilla. Modelo:

IC - 1100 Capacidad de Producción [kg/h] :

2000 / 3000 Dimensiones (ancho x altura x profundidad):

2450 [mm] x 1100 [mm] x 2550 [mm] Peso [kg]:

2500 Potencia [kw]:

2 x 11 Precio [US$]:

70000 Tamaño de producto [mm]:

40 - 4 Página del Proveedor:

http://www.alibaba.com/productdetail/Harfd-diskshredder-2-4-shaftshredder_60109140347.html Cantidad:

1

J. Rosas – I. Paredes 13

 

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380 3.  3.  Molino de Martillo. Modelo:

WA – 36 - H Capacidad de Producción [kg/h] :

450 / 1350 Dimensiones (ancho x altura x profundidad):

2750 [mm] x 1550 [mm] x 1400 [mm] Peso [kg]:

Potencia [kw]:

75 Precio [US$]:

Tamaño de Producto [mm]:

7-0

Página del Proveedor:

http://www.hammermills.com/size-reductionproduct-categories-schutte-buffalohammermill/specializedapplications/electronic-wasterecycling/electronic-waste-recycling Cantidad:

1 4.  Separadores TS (tablas densimetrías). Modelo:

TS 2500 Capacidad de Producción [kg/h] :

2000 / 2500 Dimensiones (ancho x altura x profundidad):

2050 [mm] x 1600 [mm] x 1100 [mm] Peso [kg]:

Potencia [kw]:

10 Precio [US$]:

-Grado de pureza (%): 92 – 99.80 Página del Proveedor:

http://www.montalbanorecycling.it/wordpres s/3141-2 Cantidad:

3 J. Rosas – I. Paredes 14

 

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380 5.  5.  Separador Magnético. Modelo:

CTG – 0609 Capacidad de Producción [kg/h] :

5000 / 10000 Dimensiones (diámetro x largo):

600 [mm] x 900 [mm] Peso [kg]:

1800 Potencia [kw]:

7.5 Precio [US$]:

Página del Proveedor:

http://www.alibaba.com/product-

detail/Permanent Fine Ore Drum Magnetic Separator_572344859.html?s=p Cantidad:

1 Planta de Lixiviación. Para la planta de lixiviación del concentrado metalico no ferroso se requieren de los siguientes equipos: 1.  1.  Tanques de Lixiviación. Modelo:

GBJ-4000 ×4000  ×4000  Volumen Efectivo [m^3] :

45 Dimensiones (diámetro x largo):

4000 [mm] x 4000 [mm] Peso [kg]:

9560 Potencia [kw]:

22 Precio [US$]:

Página del Proveedor:

http://spanish.alibaba.com/product-gs/goldmining-agitation-leaching-tank650482469.html?s=p Cantidad:

9

J. Rosas – I. Paredes 15

 

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380 2.  2.  Filtro de prensa. Modelo:

CJZJ-16 98 40 ZB  Capacidad de Producción [m^3/h] :

9 Dimensiones (ancho x altura x profundidad):

2350 [mm] x 2500 [mm] x 12258 [mm] Peso [kg]:

356000 Potencia [kw]:

22 Precio [US$]:

Página del Proveedor:

https://spanish.alibaba.com/product-gs/high-

quality-and-best-price-automatic-filter-pressfor-iron-ore-60436869643.html?s=p Cantidad:

3

Infraestructura de la planta layout). La planta consta principalmente de 19 áreas construidas en un espacio de 108 metros de ancho por 80 metros de largo. Las dimensiones de cada área se muestran en la siguiente tabla. Tabla 11. Dimensiones de áreas que constituyen la infraestructura de la planta.

   s    o    c    i    t    s     á    P    e     d    o    i    p    o    i    o    p    c    o    c

   o    s    o    r    r    e     f     l    a    t    e

   a    r    r    a    t    a     h    C    e     d    n     ó    i    c    p    e    c    e    R

   o    t    n    e    i    a     l    e    t    n    a    s    e    D

   o    ñ    a    a    T    e     d    n    o    i    c    c    u     d    e    R

    d    a     d    i    s    n    e     d    r    o    p    n     ó    i    c    a    r    a    p    e    S

   a    c    i    t     é    n    g    a    n     ó    i    c    a    r    a    p    e    S

   o    s    o    r    r    e     f    o    n     l    a    t    e     k    c    o    t    S

   s    o    v    i    t    c    a    e    r    e     d    o    t    n    e    i    a    n    e    c    a     l

   s    e     l    a    i    r    e    t    a    e     d    o    t    n    e    i    a    n    e    c    a     l

   u    C    e     d    n     ó    i    c    a    i    v    i    x    i    L

   g    e     d    n     ó    i    c    a    t    i    p    i    c    e    r    P

   u    C    e     d  

    d    P    e     d    n    E     ó    i    c    a    i    v    i    x    i    L

    d    P    e     d    n     ó    i    c    a    r    e    p    u    c    e    R

   u    u    s    o    n    e     d    i     l     d     ó      o    i    c    s    a    i    E    s    v    i    y    o    x    u    i    o     d    L     d    i    s    a    e    v    r    i    t    e    c    a     d    n    o    t     ó    n     b    e    r    i    a    c    a    n    n    o    e    c    c

   s    e    n    o    i    a    C    e     d    o    t    n    e    i    a    n    o    i    c    a    t    s    E

   s    a    n    i    c    i     f

11 18

11 44

    ó    n     l    a    i    c    r    o    s     d

Largo [m] Ancho [m]

14 16 16 18 11 11 11 16 9 7 16 16 16 8 8 11 18 18 16 16 16 25 25 14 14 13 23 27 22 11 11 22 22 22 22 22

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108m 16m

    m       4       1

23m Almacenamiento Reactivos e Almacenamiento Insumos

14m

Acopio Metal Ferroso

16m

    m       1       1

 

27m

Almacenamiento Almacenamie nto Materiales

    m       7

    m 9

Separación Magnética

11m

11m

Stock Metal No Ferroso

LIX Cu

Precipitación Ag

EW Cu

    m       6       1

22m     m       6       1

Acopio Material Plastico

    m       1       1

Separación por Densidad 13m

LIX Pd     m       1       1

    m       0       8

Recuperación Pd

Reducción de Tamaño LIX Au Ads. Carbón Ac. Y EW Au

    m       6       1

Recepción Chatarra     m       8       1

16m

    m       8

Desmantelamiento 22m

    m       8       1

25m

18m

    m       1       1

Estacionamiento Camiones

    m       1       1

    m       8       1

Residuos Solidos

Oficinas

44m

22m

 

Figura 4. Layout de la planta

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COSTOS DE CONSTRUCCIÓN Para este proyecto, surge la necesidad de comprar un terreno con las condiciones y características adecuadas para la construcción de la planta. El valor de un terreno apropiado para el proyecto es de aproximadamente 260.000.000 [CLP]. (7) Ahora bien, enfocándonos en el costo de construcción de la planta, se debe tomar en consideración dos tipos de construcciones:   Galpones   Oficinas

 

Para ambos casos se toma el valor por metro cuadrado de construcción, donde el valor de galpones GA de alta calidad es de 63.800 [CLP/m2] y el de las oficinas calidad 1 es de 319.200 [CLP/m2]. El costo total de construcción de la planta en metros cuadrados con las dimensiones especificadas anteriormente, tendría un valor cercano a los 585.000.000 [CLP], considerando un 30% de recargo por ganancias de empresa constructora y porque los valores son del año 2009. Finalmente, se debe agregar el costo de pavimentos, lo cual implica considerar los mismos metros cuadrados de construcción de los galpones, teniendo un costo de 70.000 [CLP/m 3  de hormigón] con 0,2 [m] de espesor. El valor de esto es de 65.000.000 [CLP]. El costo total de construcción sería entonces de aproximadamente 650.000.000 [CLP] y si se suma el valor del terreno, asciende a 910.000.000 [CLP]. (8) 

ESTIMACIÓN DE COSTOS OPERACIONALES Dotación de personal Para proyectos de este tipo, es de suma importancia saber la cantidad de personas que se necesitan por área. En particular, para cumplir las metas mensuales por año se estimó la cantidad de personas requeridas para cada año en el área de desmantelamiento. En las siguientes tablas se muestra en forma detallada la cantidad de personas requeridas en el área de desmantelamiento para el primer mes y para los meses del primer año. (9)

17

 

 

 

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380 Tabla 12. Personal requerido para desmantelamiento en el primer mes.

Personal requerido para desmantelamiento el primer mes Artefacto Unidades Desarme Tiempo de desarme por día por unidad [min] PC 4100 205 25 Notebook 11950 598 10 Celular 26600 1330 2 Tablet

4800

240

Tiempototal requerido [h] 85 100 44

2

8

Personal Total requerido personas 11 13 31 6 1

Tabla 13. Personal requerido para desmantelamiento para cada mes del primer año.

Personal requerido para desmantelamiento primer año Tiempo Artefacto Unidades Desarme Tiempo de desarme por día por unidad [min] PC 10300 515 25 Notebook 28050 1403 10 Celular 60600 3030 2 Tablet 8800 440 2

requerido total [h] 215 234 101 15

Personal Total requerido personas 27 30 72 13 2

Se hizo una estimación baja el primer mes, ya que la tarea de recolectar la chatarra electrónica es difícil sin embargo el primer año se contrataría a 72 personas para desmantelamiento, pagando el salario a todos aunque se requiera de menos personas. En la siguiente tabla se puede apreciar cuanto personal para desmantelamiento se necesita mensualmente cada año. Tabla 14. Personal requerido mensualmente en el área de desmantelamiento por año.

Año 1 72

Año2 115

Año 3 131

Año 4 145

Año 5 160

Año 6 173

Año 7 189

Además, del personal del área de desmantelamiento se puede apreciar a partir de la estructura organizacional el resto de áreas que constituyen la organización de este

proyecto. En general, el personal de la planta se mantendrá constante en el tiempo, pudiendo tener variaciones en la práctica, las cuales en este caso no se considerarán.

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Estimación de costos de personal Como ya se mencionó, basándonos en la estructura organizacional del proyecto, se estimó que la cantidad de operadores, jefes de turno, secretarias/os, prevencionistas, gerentes, entre otros. Además, a través de información bibliográfica se asignó el costo que se debe asumir para cada cargo mensualmente. A continuación, se presenta detalladamente el costo mensual que tiene el proyecto por pago de salarios el primer mes, el cual llega a tener un valor de 74.860.000 (CLP). Tabla 15. Costo de personal contratado mensualmente para el primer año.

Personal a Contratar Desmantelamiento Jefe turno Operadores

Valor mensual año 1 Número Salario [CLP] Costo total [CLP] 72 320.000 23.040.000 3 1.800.000 5.400.000 7 800.000 5.600.000

Secretaria/o Secretaria/o G Gerente general Gerentes Prevencionistas Aseo Conductor Copiloto Personal de RRHH

4 1 1 4 2 6 2 2 2

500.000 600.000 8.000.000 5.000.000 900.000 320.000 500.000 350.000 500.000

2.000.000 600.000 8.000.000 20.000.000 1.800.000 1.920.000 1.000.000 700.000 1.000.000

Contador Coordinador de Campaña

2 1

1.000.000 1.800.000

2.000.000 1.800.000

Total/mes

74.860.000

De igual forma se realizó el cálculo del costo mensual por año para así analizar la factibilidad del proyecto en la etapa final de este. Estos costos se presentan a en la siguiente tabla. Tabla 16. Costo mensual de personal contratado durante 7 años.

Costo mensual por año (CLP) Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 74.860.000 88.620.000 93.740.000 98.220.000 103.020.000 107.180.000 112.300.000

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Costo de Reactivos e Insumos En la primera etapa del proyecto se presentaron los reactivos e insumos que se utilizarán en el procesamiento de los e-waste, además se indicó las cantidades necesarias de cada uno para procesar una tonelada métrica de chatarra electrónica (TCI). Sin embargo, primero se debe conocer cuánto material entrará al proceso, lo cual es determinado a partir de la chatarra recolectada en la primera fase. En la siguiente tabla se estimó el tonelaje de chatarra recolectada durante cada año mensualmente. Tabla 17. Toneladas mensuales de chatarra por clase durante 7 años.

Toneladas por mes PC Notebook Celulares Tablets

Año 1 41 70 6 3

Año 2 70 110 9 4

Año 3 79 124 11 5

Año 4 87 138 12 6

Año 5 96 152 13 7

Año 6 104 164 14 8

Año 7 116 177 15 9

La estimación de chatarra (TCI) que entra al proceso, es posible debido a que se tiene el porcentaje de Tarjetas de Circuito Impreso por tipo de artefacto como se muestra a continuación. (9) Tabla 18. Porcentaje de TCI en cada tipo de artefacto.

TCI (%) PC Notebook Celulares Tablets

35 28 40 40

Sin entrar tanto en detalles, se presenta a continuación las cantidades mensuales de TCI en kilogramos por artefacto y totales. Tabla 19. Masa total de TCI tratada mensualmen mensualmente te durante 7 años.

Kilogramos por mes PC (TCI) Notebook (TCI)

Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 14.420 24.430 27.510 30.590 33.670 36.470 40.460 19.635 30.905 34.755 38.605 42.455 45.973 49.438

Celulares (TCI) Tablets (TCI) Total [Kg/mes]

2.424 1.056 37.535

3.768 1.722 60.825

4.248 2.106 68.619

4.728 2.490 76.413

5.208 2.874 84.207

5.652 3.240 91.335

6.048 3.582 99.528

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Con esta información, se obtuvo la cantidad de reactivos e insumos necesarios mensualmente cada año, donde por seguridad se estimó un stock de seguridad equivalente al 30% del total requerido, las cantidades de reactivos e insumos se muestran a continuación. Tabla 20. Cantidad de reactivos e insumos requeridos en kilogramos.

Reactivo H2SO4 H2O2 NaCN HCl NaCl NaOH Fe2(SO4)3 Carbón Activado Al

Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 22.934 37.164 41.926 46.688 51.450 55.805 60.811 3.611 5.851 6.601 7.351 8.101 8.786 9.575 927 1.502 1.695 1.887 2.080 2.256 2.458 8.051 13.047 14.719 16.391 18.062 19.591 21.349 83 134 152 169 186 202 220 2.586 4.191 4.728 5.265 5.802 6.293 6.857 586 949 1.070 1.192 1.314 1.425 1.553 4.587 15

7.433 24

8.385 27

9.338 30

10.290 33

11.161 36

12.162 39

Finalmente, para poder estimar los gastos que tendrá el proyecto en cuanto a compra de reactivos e insumos, se buscó el costo unitario del ácido sulfúrico (10), peróxido de hidrogeno, cianuro de sodio, ácido clorhídrico, cloruro de sodio, hidróxido de sodio, sulfato férrico, carbón activado (11) y aluminio (12). En las siguientes tablas se presentan los costos unitarios de cada reactivo mencionado y el costo total del proyecto en este ámbito.

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UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MATERIALES PROYECTO METALURGICO II – MET380 Tabla 21. Precio unitario de cada reactivo e insumo.

Reactivo o Insumo

Costo [US$/Kg]

H2SO4 H2O2 NaCN HCl NaCl NaOH Fe2(SO4)3 Carbon Activado Al

0,129 10 2,5 0,15 0,075 0,4 0,25 2,5 1,5

Tabla 22. Costo mensual por año de reactivos e insumos.

Reactivo H2SO4 H2O2 NaCN HCl NaCl NaOH Fe2(SO4)3 Carbon Activado Al Total US$ CLP

Año 1 2.958 36.109 2.318 1.208 6 1.034 146

Año 2 4.794 58.514 3.756 1.957 10 1.676 237

11.467 22 55.269 27.634.295

18.582 36 89.562 44.781.030

Año 3 5.408 66.011 4.237 2.208 11 1.891 1 .891 268

Año 4 6.023 73.509 4.719 2.459 13 2.106 298

Año 5 6.637 81.007 5.200 2.709 14 2.321 328

Año 6 7.199 87.864 5.640 2.939 15 2.517 356

Año 7 7.845 95.745 6.146 3.202 16 2.743 388

20.963 23.344 25.725 27.903 30.406 40 45 49 53 58 101.038 112.515 123.991 134.486 146.550 50.519.186 56.257.342 61.995.499 67.242.959 73.274.870

Costo operacional de equipos Los equipos que se usarán en el procesamiento de la chatarra para obtener los productos que se desea, tienen determinada capacidad para tratar el material, además cada uno posee una potencia específica, lo que da una idea del consumo energético que requiere. Como anteriormente se determinó la cantidad de TCI a procesar, es posible calcular el

tiempo de funcionamiento requerido de cada equipo a partir de su capacidad de procesamiento. Este tiempo en conjunto con la potencia de cada equipo, da como resultado el consumo energético de cada equipo y en su conjunto el total de energía consumida.

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Finalmente el costo energético es el resultado del consumo energético por el valor unitario de la energía que en este caso es de aproximadamente 103 [US$/MWh] (13). El análisis de costos energético de operación por equipo y total se muestra a continuación. Tabla 23. Costo energético mensual por equipo y total.

Mes 1 Trituradora JAGUAR Doble Ej e 2000 Moli no de cuchi ll as IC - 1100 Molino de martill o WA – 36 36 - H

Separador por densi dad TS 2500 Separador Sep arador magneti co CTG – 0609 0609

Tanque de l ix ivi ación 45 m3 Total US$

Año 1 146 43 170 19 1 160 618

348 103 406 46 3 383 1.474

Año 2 564 167 657 75 5 620 2.388

Año 3 636 188 742 85 5 699 2.694

Año 4 708 210 826 94 6 779 3.000

Año 5 780 231 910 104 7 858 3.306

Año 6

Año 7

846 251 987 113 7 931 3.586

Por otra parte, es importante mencionar que el consumo de agua juega un rol fundamental en la determinación de costos operacionales, ya que se requiere de esta tanto para el proceso como para el uso del personal (agua potable). Tomando solo en consideración el agua potable, se debe estimar que por cada trabajador se consumen 150 [L/día], lo que se puede proyectar en 327 [m 3/mes]. Ahora, si se enfoca en la operación, su consumo es de 28 [m3/día], es decir 560 [m3/mes]. Finalmente se puede decir que el consumo total en un mes es de 887 [m3/mes] y considerando que el costo del agua es de 1,5 [US$/m3], entonces el costo mensual por consumo de agua es de 1.331 [US$] (14) Además, no se debe dejar de mencionar que existe un costo por el consumo de combustible de los dos camiones que posee la planta. La estimación de su valor se realizó asumiendo que los camiones circulaban durante 8 horas diarias por 20 días al mes a una velocidad promedio de 40 [km/h] (15). De esto, resultó una distancia recorrida de 6400 kilómetros por camión, los cuales recorren alrededor de 3,4 [km/litro] (16). También se debe considerar un costo de combustible Diesel de 608 pesos por litro (17). Con todo esto, se calculó que el costo de combustible en total para ambos camiones sería de 2.268.869 [CLP].

922 273 1.076 123 8 1.014 3.908

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