Manual de Operaciones Mina Cerro Verde

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AREA 3000 GENERAL a. Descripción del Proceso i.

Descripción General del Proceso 1. Visión Conceptual General La concentradora tiene tres funciones principales: preparar el mineral para su concentración; separar los minerales valiosos para convertirlos en productos comerciables, disponer de los productos del proceso. La preparación consiste en reducir el tamaño de las rocas en etapas hasta un tamaño menor en que las partículas de mineral puedan ser físicamente separadas de la ganga. Las etapas de la preparación incluyen: a. b. c. d. e. f.

Voladura en mina hasta un tamaño máximo de 1-2 m. Chancado primario hasta 100% - 280 mm (80% - 165 mm) Chancado secundario hasta menos de 50 mm. Chancado terciario hasta menos de 6 mm. Molienda hasta menos de 0.5mm (80% passing ó P80 de 115 -150µm ó 0.115 - 0.15mm.) Después de una separación inicial, el concentrado es sometido a una remolienda más fina hasta aproximadamente 0.035mm P80.

La separación se lleva acabo en dos etapas principales. Primeramente los minerales valiosos en cobre y molibdeno son separados de la roca (ganga). Los minerales de cobre y molibdeno son luego separados uno del otro. En ambos casos la separación es física, los minerales mismos no sufren ningún cambio químico. El mineral principal de cobre es la calcopirita que contiene 34% de cobre combinado con fierro y azufre. El cobre es solamente convertido a la forma metálica en la fundición. El mineral principal de molibdeno es la molibdenita, que contiene 60%, de molibdeno combinado con un 40% de azufre. Los productos finales vendibles provenientes de la concentradora están ambos en la forma de sulfuros, con una ley de aproximadamente el 55% de Mo para el concentrado de Molibdeno, y del 29% de cobre para el concentrado de cobre. La separación se lleva a cabo agregando sustancias químicas (colectores), los cuales se adhieren a las partículas de mineral valioso, pero no así a la ganga cuando la mezcla mineral molido – agua (pulpa) se mezcla con una adición de aire, la capa del colector sobre las partículas de mineral se adhiere a las burbujas de aire, y las partículas de mineral flotan en la superficie, de donde son separadas en la celda de flotación. Otra sustancia química (espumante) es también agregada a la mezcla para producir una espuma estable que pueda soportar las partículas flotadas hasta que las mismas sean separadas en las celdas de flotación. Las partículas concentradas son sometidas a remolienda hasta lograr un tamaño más fino para poder separar los granos de mineral que todavía están combinados con la ganga. Una o dos etapas adicionales de separación eliminan la mayoría de la ganga remanente para producir un concentrado conteniendo cobre con una ley suficientemente alta como para venderse. Este concentrado también contiene molibdeno, el cual puede separarse del cobre para venderse por separado. Un depresor químico (hidrosulfuro de sodio, NaHS) es agregado al concentrado cobre–molibdeno, el cual deprime el mineral de cobre, y permite que se flote el mineral de molibdeno. Después de varias etapas sucesivas de flotación, más y más cobre es separado del concentrado de molibdeno hasta producir un concentrado de

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molibdeno comerciable. El cobre deprimido (relave de la planta de molibdeno) es el concentrado final de cobre. La disposición de los productos del concentrado incluye la eliminación de la mayor parte de agua y el transporte en camiones del producto seco del lugar. El concentrado de cobre es espesado y filtrado hasta lograr una humedad del 9%, luego es cargado en contenedores con capacidad de 15 toneladas. y transportadas en camión a La Joya. Los contenedores son transferidos a vagones para ser transportados a Matarani. De allí el concentrado es transportado en masa por barco hacia la fundición, donde será reducido a metal de cobre. El concentrado de molibdeno es filtrado hasta lograr una humedad del 8%, y luego es secado hasta obtener una humedad del 3% antes de ser cargado en bolsas grandes. Estas son transportadas a las fundiciones para un tratamiento posterior. El tercer producto del proceso es el relave, el cual contiene la ganga y el agua usada en el proceso. Cierta cantidad de agua es separada en la concentradora y reciclada inmediatamente al proceso. El relave espesado es transportado por tuberías hacia una área para contención de relaves, donde es diluido y tratado para separar la fracción de arenas gruesas de los sólidos. Esta arena es muy importante, ya que es usada para construir el dique que almacena la fracción fina del relave. El área de almacenamiento también permite recuperar y volver a usar la mayor parte del agua remanente del proceso. El relave es almacenado en la represa para relaves permanentemente. Toda filtración de agua proveniente del área de almacenamiento o del dique, es recolectada y retornada al proceso para volverla a usar. No hay ningún escape de sólido o líquido desde la operación, que no sean los productos del concentrado, los cuales son vendidos, y algo de agua pérdida por evaporación. 2. Procesos en la concentradora Las Instalaciones del proceso están diseñadas para tratar un promedio de 108,000 t/d de mineral de sulfuro primario y producir concentrados separados de cobre y de Molibdeno. El diseño del proceso se basa en las tecnologías existentes y en los tamaños de equipo más grandes disponibles y existentes. Las instalaciones están localizadas entre la mina Cerro Verde y la presa para relaves ubicada en la Quebrada Enlozada. El lugar de la planta ha sido dispuesta tan compacta como sea posible y ha sido nivelado para permitir un flujo por gravedad entre las unidades principales de operaciones del proceso. Esta sección proporciona una descripción general de las instalaciones de los procesos, desde el circuito de chancado primario hasta la entrega del concentrado al Puerto de Matarani y la descarga del relave en la presa de relaves. Las unidades principales de operaciones del proceso, están ilustrados en un diagrama de flujo simplificado en la Figura 30-a-i-1.

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Figura 30-a-i-1 Diagrama de Flujo de Procesos Manual del alumno – 3100 Chancado Primario y Manejo de Minera Grueso. 3000 - Descripción del proceso.

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La pulpa del bajo tamaño de la zaranda es bombeada a la batería de ciclones, la cual separa el producto del material de tamaño final del sobre tamaño. El sobre tamaño fluye hacia el molino de bolas para ser molido y obtener el tamaño final. El molino de bolas posee un mecanismo de velocidad variable que controla el tamaño de molienda hasta llegar a un rango menor. Las partículas necesitan ser lo suficientemente finas para lograr la liberación del mineral pero no deben ser tan finas, de lo contrario no habrá suficiente arena remanente para construir el dique para relaves. El producto del molino de bolas descarga en el mismo sumidero de alimentación del ciclón así como el bajo tamaño de la zaranda, y es bombeado a los ciclones para su clasificación por tamaños. El overflow del ciclón es muestreado y analizado para lograr el tamaño y contenido metálico a medida que fluye hacia la fila de flotación rougher-scavenger. Cada línea de molienda posee una fila de celdas de flotación destinada a llevar a cabo la recuperación inicial del mineral a partir del mineral molido. Cuando los circuitos de molienda y de flotación rougher-scavenger están directamente conectados, ambos deben operar al mismo tiempo. Un Molino no puede operar si su fila correspondiente de flotación no funciona y si un molino de bolas está inoperativo, no habrá alimentación para su fila de flotación. Observe que esto es diferente a las dos secciones de chancado, donde no existe una correspondencia directa entre cualquiera de las chancadoras secundarias o terciarias en particular, o cualquier molino de bolas. Las tolvas intermedias y las fajas transportadoras habituales entre cada una de esas etapas, elimina todo enlace directo por decir entre la chancadora # 2, el HPGR # 2, y el molino de bolas # 2. El concentrado rougher de la primera o dos primeras celdas de la fila, tiene una ley más alta que la del concentrado proveniente de las celdas scavenger posteriores y es tratado en forma diferente. Los concentrados rougher combinados de todas las cuatro filas, son sometidos a una corta remolienda dentro de un molino de medio agitado (“polish mill”) para limpiar las superficies del mineral, y luego es enviado a la etapa final de la flotación cleaner. El concentrado scavenger proveniente de las celdas restantes de la fila, posee una ley baja y necesita más molienda y enriquecimiento que el concentrado rougher. Los concentrados scavenger combinados provenientes de todas las cuatro filas van a los molinos para su remolienda, donde el tamaño es reducido a aproximadamente 35 µm 80% passing. Estos molinos son Molinos verticales con agitación, los cuales están en circuito cerrado con ciclones para asegurar un tamaño controlado del producto. El concentrado scavenger de remolienda alimenta a las primeras celdas de limpieza para su optimización. Estas celdas son del mismo tamaño y tipo que las celdas rougher-scavenger y se hallan en una fila paralela inmediatamente al lado de las celdas rougher-scavenger. El concentrado de la primera mitad de la fila de limpieza se une al concentrado rougher “refinado” como alimentación para la etapa final de limpieza. El relave de baja ley de la segunda mitad de la fila de limpieza, referido como scavengers de la limpieza, retorna al circuito de remolienda para su posterior molienda. El relave residual proveniente de los scavengers de limpieza es un producto final rechazado, y se junta con el relave del scavenger. La etapa final de limpieza utiliza cuatro celdas columnas de flotación en paralelo para producir un concentrado cobre-moly (Cu – Mo) de alta ley. Aire es inyectado por la parte inferior de las celdas columna para producir burbujas finas. Un “colchón” denso de espumas se forma sobre la parte superior de las celdas columna y un lavado con agua ayuda a eliminar la ganga remanente para producir un concentrado de alta ley. El relave de las celdas columna de limpieza van al primer circuito de limpieza junto con los concentrados scavenger de remolienda para recuperar y enriquecer los minerales remanentes valiosos.

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El mineral extraído de mina (ROM) es acarreado desde la mina en camiones y descargado en la chancadora giratoria primaria. Esta chancadora reduce el mineral ROM desde un tamaño de roca de 1-2 m hasta un tamaño menor a los 280mm. El mineral triturado es transportado mediante fajas a una pila de acopio abierta situada al lado de la concentradora. La chancadora primaria opera a aproximadamente a un 70% de disponibilidad o 17 h/d en promedio. La capacidad viva de 50,000 t de la Pila de Acopio, permite que las etapas de chancado secundario y terciario continúen operando mientras la chancadora primaria entre en servicio. Cuatro alimentadores de oruga ubicados por debajo de la pila de mineral grueso extraen el mineral y lo alimentan a una faja para transferirlo a las tolvas intermedias que alimentan a la chancadora secundaria. Un imán es instalado para retirar todo fierro atrapado en el mineral, así como un detector de metales que nos indica todo metal no recogido por el imán. El operador tiene que retirar todo metal remanente atrapado para proteger a las chancadoras aguas abajo. La Faja de recuperación descarga en una segunda faja, la cual alimenta a las tolvas intermedias de mineral grueso ubicadas delante de las chancadoras secundarias. Esto permite que las chancadoras continúen funcionando por un corto tiempo mientras que la primera faja de recuperación se detenga para retirar todo metal atrapado. Existen cuatro “líneas” de la chancadora secundaria que operan independientemente una de la otra, excepto para las fajas de los productos comunes. Cada línea consta de una sección de tolvas intermedias, una faja alimentadora, una zaranda de doble piso y una chancadora cónica estándar. El alimentador extrae el mineral de la tolva a una velocidad controlada para mantener una carga estable para la chancadora, aunque el alimentador descarga en la zaranda. Los gruesos sobretamaño provenientes de la zaranda alimentan a la chancadora mientras que los finos bajo tamaño de la zaranda son transportados a las tolvas de alimentación de la chancadora terciaria. El producto triturado de la chancadora secundaria es retornado a la tolva intermedia de mineral grueso, de tal manera que pueda ser nuevamente zarandeado. Esto asegura un control positivo del tamaño máximo en la alimentación para la etapa de chancado terciario. El Bajo tamaño de la zaranda secundaria es 100% menor a los 50mm. Como en la sección de chancado secundario, el chancado terciario posee cuatro “líneas”, las cuales funcionan independientemente una de la otra, a pesar de que comparten fajas transportadoras comunes para la distribución de la alimentación y los productos. Cada una de las líneas incluye una tolva intermedia de alimentación, un alimentador y una chancadora de molienda de Rodillos de alta presión (HPGR). Estas chancadoras ejercen una presión muy alta sobre el mineral que pasa a través de ellas y producen una elevada cantidad de finos en el producto. El producto del HPGR es transferido a una fila de tolvas de alimentación del Molino de bolas. Las HPGR’s están en circuito cerrado, con las zarandas de alimentación al molino de bolas aguas abajo, proporcionando un control positivo del tamaño máximo de partícula para el circuito de molienda. El sobretamaño de estas zarandas regresa a la tolva intermedia del HPGR para ser nuevamente triturada. Existen cuatro líneas independientes de molienda, consistiendo cada una de una tolva intermedia de alimentación, dos alimentadores de recuperación, dos zarandas de doble piso, un sumidero y una bomba de alimentación para ciclones, una batería de ciclones y un molino de bolas. Cada alimentador descarga en una zaranda vía húmeda donde el mineral finamente triturado forma una pulpa y es lavado, descargando la pulpa de finos del underflow en el sumidero de alimentación del ciclón. El sobretamaño de la zaranda parcialmente secado es retornado a la tolva intermedia del HPGR. Dependiendo hasta cierto grado de la capacidad disponible en sus respectivas tolvas de alimentación, los HPGR y los molinos de bolas, pueden funcionar independientemente uno del otro, al menos por un tiempo limitado. Manual del instructor: 3000 General. a – Descripción del proceso.

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El concentrado bulk de cobre-molibdeno es espesado sin floculante a un 40% de sólidos en un espesador convencional. El concentrado espesado es alimentado a un circuito para separación de molibdeno. El agua del overflow del espesador es usada por aspersión sobre los espesadores. El exceso de agua es conducido al espesador de relaves para ser reciclado al proceso. El concentrado bulk es acondicionado con hidrosulfuro de sodio (NaHS) para deprimir el mineral de cobre. Las celdas rougher de molibdeno hacen flotar un concentrado de molibdeno de baja ley, el cual es subsecuentemente optimizado en seis etapas de limpieza. El concentrado scavenger de Molibdeno de las dos últimas celdas del banco rougher-scavenger es reciclado al espesador de Cu – Mo. Las colas del scavenger es bombeado al espesador del cobre como el concentrado final de cobre. Después de otra etapa de acondicionamiento con NaHS, el concentrado rougher de molibdeno es nuevamente flotado en la primera etapa de limpieza con las colas de la primera limpieza recicladas al espesador de concentrado de Cu-Mo. El concentrado de la primera limpieza va al espesador de molibdeno donde la densidad es incrementada a 35% de sólidos. Una mayor densidad proporciona mejores condiciones de flotación y control para las subsecuentes etapas de flotación en celda columna. Existen cinco etapas de flotación cleaner en celdas columna en serie para asegurar una adecuada optimización de la ley del concentrado de molibdeno. El concentrado de cada etapa alimenta a la siguiente etapa, mientras que las colas retornan a la alimentación de la etapa anterior. La cola de la primera celda columna (segundo cleaner) es alimentado a las celdas mecánicas scavenger de limpieza para recuperar molibdeno en la mayor cantidad posible antes que el cobre rechazado sea retornado al espesador de Cu-Mo. El concentrado de la limpieza scavenger se junta con el concentrado del primer cleaner así como la alimentación al espesador de Molibdeno. Todas las celdas mecánicas de flotación de los circuitos rougher, cleaner, y limpiezascavenger están todas tapadas, así como sus acondicionadores, cajas de bombas y muestreadores. Esto permite una recuperación del aire circulado, el cual es reciclado a las celdas de flotación con autoaspiración. El depresor de cobre, NaHS reacciona con el oxígeno del aire, incrementando la cantidad requerida para lograr una depresión efectiva del cobre. Capturando y recirculando el aire del proceso, el oxígeno contenido en el aire recirculado, disminuye su concentración, reduciendo así el consumo total de NaHS. El concentrado de molibdeno es secado hasta lograr una humedad del 8% en un filtro prensa. El concentrado filtrado se alimenta directamente a un secador térmico, donde la humedad es reducida al 3%. El concentrado secado se descarga a una pequeña tolva de almacenamiento, de donde es cargado en bolsas grandes para su embarque a mercados. El concentrado de cobre (relave del circuito de Mo) es espesado a un 54% en sólidos en un espesador de alta capacidad, con la ayuda de un floculante para mejorar la velocidad de sedimentación. Dos tanques grandes con agitación tienen la capacidad para almacenar la producción de un día de concentrado espesado antes de la etapa de filtración. Una zaranda de seguridad colocada en el flujo de la alimentación hacia estos tanques, retira todo material grueso atrapado contenido en el concentrado, el cual podría dañar los filtros. Dos filtros prensa disminuyen el contenido de humedad del concentrado hasta 9%, el cual es adecuado para su embarque. El concentrado filtrado es depositado dentro de un área de almacenamiento cubierta, con una capacidad para una producción de un día y medio. También existe un área abierta de emergencia para almacenamiento con una capacidad de una producción de ocho a nueve días en caso de interrupciones en el embarque.

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El concentrado de cobre es transportado a Matarani para su embarque a las Fundiciones en el extranjero. Un cargador frontal transfiere el concentrado desde el área de almacenamiento hasta la tolva de alimentación de la faja transportadora de carguío. La faja carga en contenedores de 15 toneladas, cargando dos contenedores por camión. El concentrado cargado en cada contenedor es pesado para asegurarse de un máximo llenado sin sobrecarga. Cada contenedor es pesado y muestreado para registrar los embarques. Los contenedores son llevados en un camión del lugar hacia La Joya, donde son transferidos a vagones para su transporte al Puerto de Matarani. El carguío, transporte y acarreo por tren es llevado a cabo por Perú Rail según Contrato. En Matarani, los contenedores son descargados en un área de almacenamiento, y estos contenedores vacíos son retornados para ser nuevamente llenados. El concentrado es almacenado hasta que se haya acumulado lo suficiente para completar un embarque. El manejo del concentrado y su carguío para su embarque, son realizados por un operador de Puerto Tisur. Los relaves provenientes de la flotación, representan el 98% del peso total de la alimentación de la planta, y deben ser almacenados con seguridad por todo el tiempo en el futuro. El relave es inicialmente espesado en dos espesadores de gran capacidad para recuperar aproximadamente el 60% del agua contenida para ser reciclada al sistema de agua de proceso. Los sólidos espesados remanentes con una densidad del 50-55%, son bombeados a través de una canaleta tubular para ser transportados a las instalaciones de almacenamiento de relaves (TSF). Esta canaleta está dispuesta con una ligera pendiente y fluye por gravedad a presión atmosférica, la canaleta nunca está llena más de la mitad. En la TSF, la fracción de arena más gruesa es separada para ser usada en la construcción del dique de contención. La pulpa es nuevamente diluída a 39% en sólidos antes de alimentar por gravedad a las dos baterías de ciclones de la primera etapa. El underflow de las arenas de esta primera etapa es nuevamente diluída y alimentada por gravedad a una sola batería de ciclones de la segunda etapa. El underflow de esta etapa es minuciosamente controlado para asegurarse que el contenido de partículas más finas permanezca dentro de los límites (