Administracion de Costos de Conminucion en Mineria Metalica

57°Aniversario de la Escuela de Formación Profesional de Ingeniería de Minas

Conferencia:

Mg. In Mg. Ing. g. Fredy Fredy Fr edy Ponce Ponc Po ncee R.

Ayacucho, A yacucho, Perú – 24 Abril Abril 2014

EDUCACION:

Mg. IIng. Mg. ng.. Fredy ng Freedy Ri Fr Rive River verr Pon Ponce ce Ramírez Ramíre Ram írezz

• Ingeniería de Minas (1975-1981) • Post Grado en Finanzas (1997-1998) • Post Grado en Proyectos de Inversión (2001-2003) • Quick MB MBA en Di Dirección de de Em Empresas Mi Mineras (2 (2008-2009) • Magiste terr en Dirección y Gestión de Empresas (2009-2011)

UNI (Perú). ESAN (Perú). UNI (Perú). Unive verrsidad de de Antofagasta (C (Chil ile e) - 1 Puesto. Unive verrsidad de Tarapacá (Chile) - 1 Puesto. °

°

ESPECIALIZACION:: ESPECIALIZACION • Economic Eva valluation and Inve ves stment Decision Methods (2014) Colorado School of Mines (EEUU). • Programa Inte tern rna aci cio onal Ge Gere ren nci cia a Estr tra até tég gic ica a de Costo tos s (2 (20 010) BS GR GRU UPO - 1 Puesto. • Pr Prog ogra rama ma Int nter ern nac acio ion nal Eva valluac ació ión n Pro Proy yec ecto tos s Min Miner eros os (2 (200 009) 9) Univ Un iver ersi sida dad d de An Anto tofa faga gast sta a (C (Chi hille) - 1 Puesto. • Especialización en Project Management (2005) COSTOS SAC. • Técnicas de de Perforación, Voladura Voladura y Maquinaria Minera (2000-2014) ISEE, MINEXPO, SME (EEUU). °

°

EXPERIENCIA PROFESIONAL: Actividad profesional en Perú, Chile y Argentina . Posee 31 años de experiencia profesional en Minería y Construcción. Consultor y asesor en Evaluación Económica, Diseño y Planeamiento de Minado, Gestión Estratégica de Costos. Expositor de 56 cursos y conferencias en diversas instituciones del país y del extranjero. Ha participado en el desarrollo de más de 51 proyectos de minería y construcción, entre los que destacan: • Minas a Tajo Abierto: Condestable, Colquijirca, Lagunas Norte, El Abra (Chile), Antamina, Pierina, Cerro Verde. • Minas Subterráneas: Condestable, Arcata, La Emboscada (Cementos Pacasmayo). • Carreteras: Yanacocha, Cerro Lindo, Abra Málaga-Quillabamba, Ingenio-Chachapoyas, Buenos Aires-Canchaque • Canteras de Rocas para Presas: Tambo Ccaracocha, Melchorita, Minas El Porvenir (Milpo), Paucarcocha (El Platanal), Coga II (Techint), (Techint), Mina Selene, Mina Catalina Catalina Huanca, • Canteras de Calizas: Siderperu, Yura. • Ductos: Mine Minerod roducto ucto Iz Izcay caycruz cruz y Gaso Gasoduct ducto o Gas de Cami Camisea sea.. • Centrales Hidroeléctricas: Central Hidroeléctrica Gallito Ciego, Proyecto Cheves. • Túneles y Canales: Chavimochic, Pasto Grande. Actualmente Gerente General de MINEXPON, consultor en Costos de Minería y Construcción, miembro de ISEE. Coordinador del Comité Técnico de ACOMIPE, ACOMIPE, Coordinador del Instituto de Costos para Operaciones Mineras.

DIA JUEVES 24 ABRIL 2014

Conferencia:: ADMINISTRACION Conferencia ADMINISTRACION DE COSTOS EN CONMINUCION DE MINERIA METALICA Temario: I. PANO NORA RAMA MA DE DE LO LOS PROC PROCES ESOS OS MI MINE NERO ROS, S, II. ENF ENFOQ OQUES UES DE DE COSTO COSTOS S DE CO CONMIN NMINUCI UCION ON EN MINER MINERIA IA.. III. CONMIN CONMINUCIO UCION N QUIMICA Y CONMINUCIO CONMINUCION N MECANICA. MECANICA. IV. COST COSTOS OS DE CONMINUCION CONMINUCION Y SUS IMPAC IMPACTOS. TOS. V. NUEV NUEVA A ESTRUCTU ESTRUCTURA RA ORGA ORGANIZACI NIZACIONAL ONAL RESPECTO RESPECTO DE LA CONMINUCION VI. CON CONCL CLUSIO USIONES NES .

Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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Conferencia:

“ADMINISTRACION DE COSTOS EN CONMINUCION DE MINERIA MET M ETALICA” ALICA”

I. PANORAMA PANOR PA NORAMA AMA DE LOS LOS PROCESOS PRO PROCE CESOS SOS MINEROS MINEROS

Mg. In Ing. g. Fredy Fredy Pon Ponce ce R. R.

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1. INTRODUCCION • Luego de la crisis a nivel mundial del 2008, los precios de metales mejoraron hasta el 2012, pero a partir del 2013 a la fecha han bajado por complicaciones económicas en Europa, USA, China, etc. • Asimismo, las empresas mineras en los últimos años incrementaron tanto sus costos de operación (OPEX), como de capital (CAPEX). • Los elevados costos y la incertidumbre de la demanda de metales, son los retos más inmediatos que enfrenta el sector minero mundial. • Algunas empresas mineras para contrarrestar esta situación han paralizado operaciones que no son económicamente viables a los precios actuales; otras, han cambiado CEO´s, reducido exploraciones, personal, etc., a fin de mantener la continuidad operativa. • En el marco de costos operativos y de capital, cuidado ambiental y uso adecuado de recursos hídricos; las operaciones de conminución son las que generan mayor demanda de recursos, y los mayores costos. • La administración de costos en conminución, representa una de las

estrategias más importantes en la reducción de costos mineros. Por ello, debemos revisar y actualizar permanentemente este enfoque. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

2. DIAGNOSTICO DE LOS COSTOS MINEROS EN EL PERU • En los últimos 3 años, los costos mineros en el Perú se han incrementado en 50% aproximadamente, debido básicamente a: 1) Inflación Minera, por incremento de los costos en: mano de obra (mayor demanda motivada por desarrollo de proyectos mineros, y salarios que aumentaron más del 15% al año), materiales (sulfato de cobre, cal, combustible, neumáticos, y nitrato de amonio (base para fabricar ANFO), también subieron sus precios), y servicios. 2) Deficiencias en los Procesos, tales como: despilfarros, duplicidad de actividades, antigüedad de maquinaria, accidentes, sobre consumo de recursos, entre otros. 3) Caída de la Ley del Mineral y a disfuncionalidades internas y externas, esta última en relación a las demandas externas de los stakeholders, que incluso vienen tomando mayor protagonismo. 4) Variación del Tipo de Cambio, la caída del dólar estadounidense afecta los costos y utilidades de las empresas mineras, ya el 40% de los gastos operativos está expresado en moneda nacional. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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2.1 COSTO OPERATIVO DE UNA MINA ANALISIS POR NATURALEZA DE GASTO (Ley de Pareto) Producción Anual:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

3,325,000 TM-Min Costo Anual Costo Unit. VARIABLES Individual (US$) ($/TM-Min) Salarios 11,200,000 3.368 Energía Eléctrica 6,400,000 1.925 Combustible 4,300,000 1.293 Neumático 3,150,000 0.947 Nitrato de Amonio 1,256,800 0.378 Sobretiempos 1,125,000 0.338 Cal Viva 950,000 0.286 Sulfato de Cobre 840,000 0.253 Bolas de Acero 735,000 0.221 Lubricante 550,000 0.165 Flete de Concentrados 450,000 0.135 Repuestos Equipo Móvil 334,000 0.100 Repuestos Equipos Fijos 282,530 0.085 Floculantes 186,000 0.056 Equipos de Seguridad 133,200 0.040 Otros rubros 4,356,890 1.310 Total Costo Operativo 36,249,420 10.902


(%) (%) Indiv. Acum. 30.9% 30.9% 17.7% 48.6% 11.9% 60.4% 8.7% 69.1% 3.5% 72.6% 3.1% 75.7% 2.6% 78.3% 2.3% 80.6% 2.0% 82.6% 1.5% 84.2% 1.2% 85.4% 0.9% 86.3% 0.8% 87.1% 0.5% 87.6% 0.4% 88.0% 12.0% 100.0%

4. PROCESO GLOBAL MINERO METALURGICO EXTRACCION (MINA)

PERFORACION VOLADURA

PROCESAMIENTO (PLANTA) DESAGUADO

ACARREO

CHANCADO

CARGUIO

ESPESADOR

FLOTACION

MOLIENDA

SECADO

FUNDICION

REFINACION FUNDICION

ALMACENAJE CONCENTRADO


TRANSPORTE

REFINERIA

METAL (Producto Terminado)

8

RESULTADOS ECONOMICOS Y ANALISIS DE COSTOS DE UNA MINA METALICA


9

5. PROCESOS DE CONMINUCION • La Extracción y Procesamiento de Minerales son un conjunto de operaciones íntimamente relacionadas entre sí. Un factor importante para mantener un flujo constante de mineral desde la mina a la planta,

es controlar el grado de fragmentación, el cual requiere un gran consumo de energía • Cada proceso de tratamiento de mineral requiere de diferente grado de fragmentación, para de esa forma extraer el material de valor (metal) de la manera más eficiente. • La CONMINUCIÓN es un término general utilizado para designar procesos de reducción de tamaño de un material, y que puede ser aplicado sin importar el mecanismo de fractura involucrado. La importancia de las operaciones de conminución radica especialmente por sus altos costos de operación y de capital. • Se reconocen 2 tipos de conminución: a) Conminución Minera, o Química (con energía de explosivos), y b)Conminución Metalúrgica, o Mecánica (chancado y molienda). Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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5.1 PROCESOS DE CONMINUCION EN MINERIA METALICA PERFORACION ACARREO VOLADURA VOLADURA

CHANCADO CHANCADO

CARGUIO

Energía Química DESAGUADO

ESPESADOR

FLOTACION

Energía Mecánica Energía Mecánica

SECADO

FUNDICION ALMACENAJE CONCENTRADO


MOLIENDA MOLIENDA

TRANSPORTE

REFINERIA

METAL (Producto Terminado)

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Conferencia:

“ADMINISTRACION DE COSTOS EN CONMINUCION DE MINERIA METALICA”

II. ENFOQUES DE COSTOS DE CONMINUCION EN MINERIA


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1. ENFOQUE ANTERIOR OPTIMIZACION DE COSTOS MINA Y PLANTA 1.1) ENFOQUE N N° ° 1: COSTOS MINA Y PLANTA POR SEPARADO • Tradicionalmente, el proceso global de producción en minería es clasificado dentro de 2 grupos como: Mina y Planta de Procesos. • En este enfoque, la gestión de la Mina y Planta de Procesamiento apuntan a optimizar cada proceso independientemente, en lugar de una gestión integral. • El objetivo era maximizar su producción a un mínimo costo, cumpliendo con el presupuesto pre-establecido, y logrando que la eficiencia de cada subproceso esté dentro de los objetivos de producción, con centro de costos separados dada su “supuesta”

independencia. • En este caso, la conminución con voladura no era considerada como una parte integrante del proceso de agregación de valor. Su objetivo económico era realizar el arranque y fragmentación del

mineral con un costo mínimo (US$ / TM rota o volada). Mg. Ing. Fredy Ponce R.

1. ENFOQUE ANTERIOR OPTIMIZACION DE COSTOS MINA Y PLANTA 1.2) ENFOQUE N N° ° 2: COSTOS MINA Y CHANCADO PRIMARIO • En este caso, la conminución con chancado primario se agrega al proceso de la mina, y considera que “UNA FRAGMENTACION OPTIMA" es la que permite que la operación de minado exprese el más bajo costo, mediante la siguiente relación:

CTMinado = CPerforación + CVoladura + CCarguio + CTransporte + CChancado Cperforación = f1 (Diámetro de taladro, Burden, Espaciamiento) Cvoladura = f2 (Peso del explosivo, Precio del explosivo) CCarguio + CTransporte + CChancado = f3 (Tamaño de fragmento) • Esta optimización está enfocada a minimizar el costo total mina, impactando hasta el chancado primario (ver figura siguiente). • Identifica el elemento de costo más alto y trata de minimizarlo, sin considerar la mayor productividad posible de lograr en el resto de procesos de conminución. La perforación y voladura son los que influyen más en los costos de los procesos subsiguientes. • Es decir falta aún, una visión más integral del negocio minero . Mg. Ing. Fredy Ponce R.

COSTO DE MINADO VS. FRAGMENTACION CON EXPLOSIVOS ENFOQUE N° 2 (Mina – Chancado Primario) US$/TM

o t n a r e u i d o m a i l m d o i t V n e p e R O d

Nivel de Fragmentación


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ENFOQUE N N° ° 2: COSTOS MINA Y CHANCADO PRIMARIO INCIDENCIA DE LA PERFORACIÓN Y VOLADURA EN LA REDUCCION DEL COSTO MINA – CHANCADO PRIMARIO CASO: MINA DE HIERRO ) S L T / $ S U ( O I R A T I N U O T S O C

2010

2011

AÑO Mg. Ing. Fredy Ponce R.

2012

2. ENFOQUE ACTUAL DEL COSTO DE OPERACIÓN EN MINERIA (“MINE TO MILL”) PERFORACION OPTIMA

OBJETIVO

+

VOLADURA ÓPTIMA

MENOR COSTO MINA - MOLIENDA

FRAGMENTACION OPTIMA EN PROCESOS DE CONMINUCION

1) Aplicar la Perforación y Voladura como etapas de Cadena de Valor definiendo la fragmentación óptima ( el cual debe ser de un tamaño según requerimiento del proceso global Mina – Planta Procesos ) que genere altas eficiencias en los procesos subsiguientes de carguío acarreo, chancado y molienda). 2) En este enfoque, optimizar la fragmentación por perforación y voladura no es buscar “la TM rota más barata” (enfoque anterior) , sino hallar

“la TM más económica del proceso Mina - Molienda”. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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ANALISIS DE COSTOS EN LA CADENA DE VALOR DE UNA MINA (Distribución Porcentual de Costos)

• Preparación • Desarrollo COSTOS DE • Perforación MINA Y PLANTA • Voladura • Carguío • Acarreo 79.6 % • Chancado • Molienda • Flotación • Etc.

OPERACIONES: EL ESLABON PERDIDO DE LA ESTRATEGIA EMPRESARIAL.

“La gerencia debe prestar atención al grupo de actividades que concentra y es responsable del 75% de la inversión, 80% de su personal, y del 85% o más de los costos de la empresa, y cuyo tratamiento por la alta gerencia debe ser fundamentalmente estratégico y no meramente operacional”. Wickham Skinner, Harvard University, Octubre Mg. Ing. Fredy Ponce R. 18 1979

Conferencia:


III. CONMINUCION QUIMICA Y CONMINUCION MECANICA


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1. CONMINUCION QUIMICA DEL MINERAL (VOLADURA) 1.1 FRAGMENTACION DE ROCAS CON EXPLOSIVOS • Se reconoce a la Voladura de Rocas como el primer proceso de Conminución, y es la segunda operación minera unitaria después de la Perforación, y su objetivo principal es el arranque y

fragmentación del macizo rocoso, según el requerimiento del proceso global Mina - Planta, • Esta fragmentación se produce por el desbalance de energías que debe existir entre:

a) La energía físico-química producida por la detonación de una mezcla explosiva comercial, y

b) La energía de deformación de la roca a fragmentarse. • La Voladura de Rocas sigue siendo la técnica más efectiva y

económica para la fragmentación inicial de rocas y minerales.


20

FASE 2: 1: AGRIETAMIENTO GENERACION DEPOR LA ONDAS ONDA DE CHOQUE FASE DE TENSION FASE INICIAL: TALADRO CARGADO DE EXPLOSIVOS (Vistaen enPerfil) Perfil) (Vista

TACO

BURDEN O PIEDRA

TALADRO CARGA DE COLUMNA

CARGA DE FONDO INICIADOR + DETONADOR


CONDICIONES FUNDAMENTALES PARA UNA Condiciones: Condiciones: FRAGMENTACION DE ROCAS

Las de compresión Lasondas ondas o fuerzas de al 1) Condiciones geológicas. llegar compresión generadasdiferente en el 2) Cara libre. a una atmósfera 3) Burden adecuado (distancia óptima del y (cara libre) en ésta, taladro porse la reflejan detonación del taladro a la cara libre). regresan enviajan formahacia de Ondas o explosivo, la cara CARA 4) Relación entre diámetro del taladro a burden. Fuerzas de Tensión agrietan libre.entre Las que escapan producen LIBRE 5) Relación burden, alturaque de banco y yconcusión fragmentan la rocasísmicas. en un y ondas profundidad del taladro. 6) Explosivo generar fisuramiento rango para de 20 a 30elveces el cilíndrico radial, y la consecuente rotura diámetro de la carga explosiva. flexural. Se nota ya la expansión de los 7) Iniciador suficiente. gases. 8) Taco inerte. 9) Confinamiento del explosivo en taladro.

SOBREPERFORACIÓN

Ondas de compresión viajando después de la detonación. 21

FASE 5: DE LA PILA ESCOMBROS 3: 4: FORMACION ROTURA EXPANSION PORMAXIMA EXPANSION DE DE ROCA TRITURADA (ROTURA FLEXURAL) (Fase de una Voladura Convencional) (Vista Final en Perfil) LosLos gases gases a presionan alta entran presión en al contacto cuerpo se de expanden roca con entre el medio rápidamente el taladro ambiente, y lapenetrando cara pierden en libre, fuerza, lasdoblándola grietas y el de material ytensión creando triturado iniciando planos cae la derotura alrotura pie de radial horizontales la nueva y el desplazamiento cara adicionales. libre. de la roca.

MATERIAL TRITURADO MATERIAL ROTURA ADICIONAL DESPLAZADO POR DESCOSTRE


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PARTICION DE LA ENERGIA EN UNA VOLADURA (DESCRIPCION DE LOS MECANISMOS QUE ACTUAN)

DETONACION DEL EXPLOSIVO SU INTERACCION CON LA ROCA Y EL MEDIO AMBIENTE ONDA DE CHOQUE: 20%

GASES A ALTA PRESION: 80%

FRAGMENTACION: 43% 10% 5% 1%

• GRIETAS RADIALES Y CIRCUNFERENCIALES • GRIETAS POR REFLEXION • PROPAGACION DE GRIETAS

DESPLAZAMIENTO: 51%

28% 50%

FORMACION DE LA PILA DE ESCOMBROS

VIBRACIONES: 4% Mg. Ing. Fredy Ponce R.

ONDA AEREA: 2% 23

2. CONMINUCION MECANICA DE MINERALES • Este proceso tiene 2 etapas: Chancado y Molienda, y se caracteriza por su alto consumo de energía. Entre sus objetivos están;

1) Producir partículas de mineral, de tamaño y forma definidos. 2) Liberar los minerales valiosos, del material de desecho (ganga), de modo que ellos puedan ser concentrados. 3) Acelerar la velocidad de reacción en los procesos de concentración.

ETAPAS DEL PROCESO DE CONMINUCIÓN MECANICA MINERAL ROM (De Voladura)

CHANCADO

ROM R.O.M . 40” 40"

6” a 6" - 8"

CHA NCADO 1º PRIMARIO: Mandíbulas 1)Mandíbulas 1% de Giratorio 2)Giratorio Mineral de Cobre 3)Impacto Impacto

ROCA MINERALIZADA

8”

CHANCADO

CHANC ADO 2º SECUNDARIO: Cono Estándar 1)Cono Estándar Impacto 2)Impacto

1" - 2"1” a

2”

CHANCADO CHANCADO3º TERCIARIO: ConoCabeza Cabeza Corta 1) Cono Corta e ejeVertical vertical 2)DeDEje 3)Rodillos Rodillos

1/2” a 3/4” 1/2" - 3/4"

TAMAÑO DEL PRODUCTO

MOLIENDA MOLIENDA

150 300 150 -a300 umum

2.1 CHANCADO (O TRITURACION) • Es la primera etapa de reducción de tamaños mecánicamente. • Se realiza normalmente en seco por equipos que aplican esfuerzos a bajas velocidades sobre los trozos de mineral, los cuales se fracturan sobre superficies de acero al manganeso.

2.2 MOLIENDA • Reducción de tamaño de partículas relativamente gruesas dejadas por el chancado, al tamaño óptimo para el proceso de concentración.

Conferencia:


IV. COSTOS DE CONMINUCION Y SUS IMPACTOS


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1. IMPACTO DE LA FRAGMENTACION EN LA RENTABILIDAD DE OPERACIONES MINA –– MOLIENDA (MINE TO MILL) • En la mayoría de las operaciones mineras, los costos de Chancado y Molienda son los más relevantes (del 40% al 60% del Costo Mina - Molienda). • Por eso, se debe redistribuir los costos de operaciones unitarias más eficientes y baratas. Por ejemplo, después de conocer la distribución granulométrica más adecuada (mediante los modelos de simulación) comenzar la optimización de los diseños de perforación y voladura, de modo que esta distribución granulométrica optimice el desempeño de los procesos posteriores del tratamiento del mineral. • Ello podría conllevar probablemente al incremento de los costos de perforación y voladura si es necesario. • La suma de los costos de cada operación unitaria resulta en una curva mostrada en la siguiente figura, de donde se concluye que:


EFECTOS DEL GRADO DE FRAGMENTACION EN LOS COSTOS DE UNA OPERACIÓN MINA - MOLIENDA PERFORACION Y VOLADURA

$

GRUESA

Curva de Costos

$

FINA

GRUESA

GRADO DE FRAGMENTACION

GRUESA

FINA

COSTO TOTAL $

GRUESA


FINA

TOTAL VOLADURA

GRUESA

FINA

GRADO DE FRAGMENTACION Mg. Ing. Fredy Ponce R.

CHANCADO Y MOLIENDA

GRUESA

FINA



OTRAS CONSIDERACIONES:

IMPACTOS AMBIENTALES $

FINA


$

CARGUIO

$

TRANSPORTE

“Existe un grado de fragmentación tal, que representa un menor costo global Mina – Molienda”.

SEGURIDAD DAÑOS POR VOLADURA TAMAÑO POR VOLADURA DISEÑO Y PLANIFICACION MINERA CARACTERISTICAS DE LA PILA DE ESCOMBROS, EXCAVABILIDAD • CONTROL DE LEYES, DILUCION • CONTROL GEOLOGICO • DISPONIBILIDAD DE EQUIPOS, ETC . • • • • •

CASO:: IMPACTOS DE UNA BUENA FRAGMENTACIÓN EN UNA MINA A CASO TAJO ABIERTO • Teniendo en cuenta como cliente al molino SAG, se esta desarrollando el mejoramiento de fragmentación de rocas de tal forma que incremente su tonelaje de procesamiento, hasta lograr el objetivo de 5,200 TM/hr en su rendimiento. Malla de Factor Retardos Mezcla TM Perforac. Carga Booster (ms) Explosiva Molino (m) (Kg/TM) Antes 7x8 0.41 25 y 100 1 45 / 55 2,700 Ahora 6 x 7.5 0.50 17 y 100 2 46 4,800


2. MINIMIZACIÓN DEL COSTO OPERACIONAL OPTIMIZANDO LA FRAGMENTACIÓN POR VOLADURA • Para resaltar el impacto que tiene la fragmentación como resultado de la voladura de rocas en las operaciones unitarias de chancado y molienda, se presenta las estadísticas obtenidas en una operación minera, a partir de la siguiente información de campo: a) Mineral explotado: Taconita (mineral de hierro). b) Explosivo: Heavy AN/FO (HAN/FO). c) Calor de explosión (Q3) = 850 Kcal/Kg. • Los resultados de los cálculos, se muestran en la siguiente tabla. Operación Unitaria Voladura Chancado primario Chancado secundario Molienda

Tamaño Alimentado (cm) ∞

40 10.20 1.91

Tamaño Energía de Producido Ingreso (cm) (Kw-Hr/TM) 40 1.24 10.20 0.23 1.91 0.61 0.0053 19.35 Σ= 20.43

Costo de Energía (US$/TM) 0.087 0.016 0.043 1.350 1.500

¡¡ LA ENERGIA QUIMICA ES MAS BARATA QUE LA ENERGIA MECANICA !! Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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PROCESOS DE CONMINUCION ENERGIA REQUERIDA (Kwh/ton)

COSTOS DE ENERGIA (US$/ton)

Molienda 19.35 95%

Chancado Secundario 0.61 3% Chancado Primario 0.23 1%


Explosivos 0.24 1%

Molienda 1.35 90%

Chancado Secundario 0.043 3% Chancado Primario 0.016 1%

Explosivos 0.087 6%

2. MINIMIZACIÓN DEL COSTO OPERACIONAL OPTIMIZANDO LA FRAGMENTACIÓN POR VOLADURA En la tabla anterior, se muestran los tamaños de alimento y producto; la energía de ingreso total calculada y el costo de cada operación unitaria. • El costo del explosivo está basado en un factor de carga de 0.33 Kg/TM disparada; y un costo del explosivo de 0.264 US$/Kg, con lo que resulta un costo de 0.087 US$/TM. • Por otro lado, el costo de la energía eléctrica consumida fue calculado, y se obtuvo un promedio de 0.07 US$/Kw-Hr. • También se puede deducir de la tabla, que la operación de

molienda es la que consume mayor cantidad de Kw-Hr/TM (19.35), del cual resulta un costo de energía de 1.35 US$/TM. • Por lo tanto, se puede afirmar que los resultados de una voladura con buena fragmentación, reducirán los costos de la energía consumida en la operación de molienda. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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2. MINIMIZACIÓN DEL COSTO OPERACIONAL OPTIMIZANDO LA FRAGMENTACIÓN POR VOLADURA • De lejos, la mayor energía consumida está en la molienda. El tamaño se reduce por un factor de 360. En chancado primario, éste se reduce por un factor de cuatro, y en chancado secundario por encima de cinco veces. Evidentemente, los cambios en las

voladuras que reducen requerimientos de molienda, tendrá el mayor impacto en ahorro de energía. • Desde el punto de vista de consumo de energía, está claro que las voladuras que disminuyen el índice de trabajo, producirá grandes ahorros en el caso que la reducción conduzca hasta la molienda.

Cambiando el Consumo de Energía 1°Si el tamaño de alimentación a la chancadora primaria disminuye, se requerirá menos energía para fragmentar el mineral al mismo tamaño. 2°Una disminución de Wi relacionadas con las macrofracturas y microfracturas dentro de los fragmentos individuales. 3°Un mayor % de menor tamaño que no pasa por las siguientes etapas de chancado, disminuirá el % del total de toneladas chancadas. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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3. MINIMIZACIÓN DEL COSTO OPERACIONAL OPTIMIZANDO LA FRAGMENTACIÓN POR VOLADURA • Se propuso aumentar el factor de carga a 0,45 kg/ton. • Nuevamente, se consideran dos etapas de chancado, y un circuito de molienda. El mineral es del tamaño 80% pasando malla 270. El Cuadro 2 ofrece los resultados de este análisis. El mismo HANFO se usa como explosivo, y el costo de voladura se basa en el factor de carga, que es una energía muy alta. Tamaño

Operación Explosivos Chancado Primario Chancado Secundario Molienda Total


Energía Tasa Alimento Producto Reducc. Requerida Tamaño Kwh/ton cm cm 30.00 0.270 30.00 10.20 2.92 0.135 10.20 1.91 5.34 0.428 1.91 0.0053 360.38 13.550 ∞

14.38

Costo de Energía $/ton 0.119 0.009 0.030 0.949 1.107

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3. MINIMIZACIÓN DEL COSTO OPERACIONAL OPTIMIZANDO LA FRAGMENTACIÓN POR VOLADURA • En el ejemplo, la energía de ingreso ha disminuido en un 30%, y el costo total en un 26%. El costo en el chancado y molienda se ha reducido en un 30%. No se tiene en cuenta aquí el aumento de la producción, menor desgaste, e incremento de fragmentos de menor tamaño que no pasan por las etapas de chancado. • La actual energía de ingreso por explosivos es 0,42 kwh/ton, mientras que la ecuación de Bond da un requerimiento de 0,27 kwh/ton. La eficiencia es de un 65 %, y representa la variabilidad del entorno del campo y de la naturaleza de transferencia de energía de la roca. • Asumiendo una mina que trata 40 millones de toneladas por año. En el caso básico, la mina gastará $ 60,0 millones de dólares por año por la energía calculada en la tabla 1. Cuando el factor de carga es mayor, el gasto baja a $ 44,28 millones de dólares, • Por lo tanto se realiza un ahorro de $ 15,72 millones de dólares por año, o de $ 0,39 por tonelada. Esta es una reducción significativa de costos Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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5. MODELO DE RENTABILIDAD MINA - PLANTA (Mine to Mill) Desde el punto de vista de la Conminución, la voladura influye en: 1) DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA DEL MATERIAL VOLADO, es la parte “visible” del resultado de una voladura y es muy importante en el desempeño de los procesos de carguío, acarreo, y chancado.

2) PREACONDICIONAMIENTO CON MICROFRACTURAS DEL MATERIAL VOLADO. Un segundo efecto de la voladura es de carácter “invisible” y es la generación de meso y microfracturas con que se preacondiciona el material volado. El efecto de este fracturamiento interno es de “ablandamiento” de los fragmentos facilitando su ruptura. Esto tiene un importante beneficio en la productividad, consumos de energía y de acero de los equipos de conminución. • Con estos conceptos en mente, el negocio minero debe enfocarse con una visión global de la Mina a la Planta de tal forma de maximizar los beneficios generados. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

5. MODELO DE RENTABILIDAD MINA - PLANTA (Mine to Mill)

Es importante señalar que la fragmentación que minimiza el costo global de la mina-molienda, no necesariamente representa la fragmentación que maximice la rentabilidad de la operación global. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

Conferencia:


V. NUEVA ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL RESPECTO DE LA CONMINUCION


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2. UNA VISTA HACIA EL PASADO: DEPARTAMENTOS MINA Y PLANTA • La minería es una actividad en la que se le paga por las ventas de metal producido. Las empresas han organizado tradicionalmente su estructura en torno a : Departamento de Mina y Departamento de Planta. Sus gerentes tienen otros objetivos de corto y mediano plazo que afectan al objetivo principal. • El Departamento de Mina, que excava el mineral, con un tonelaje y cantidad estimada de metal y un tamaño máximo de rocas que se ajuste al ingreso a la chancadora primaria. El Departamento de Planta funciona como una fábrica dentro de la propiedad de la mina, que reduce el tamaño del mineral, y extrae el metal en lo posible. • El personal de Mina y Planta, tradicionalmente son reticentes a los cambios propuestos desde fuera de sus departamentos. Por lo tanto, dos "tribus" con líderes de fuerte personalidad se ven obligadas a trabajar juntos, se reúnen de manera rutinaria y juegan a la política de fragmentación. Estos ingredientes generan sin duda la confrontación y la ineficiencia. • Esto se agrava si las toneladas de metal previsto no se entregan al cliente al final de mes. 39

2. UNA VISTA HACIA EL PASADO: DEPARTAMENTOS MINA Y PLANTA • Cuando la presión proviene de niveles superiores sobre los costos, uno de los primeros gastos que el Departamento de Mina aplica es el de perforación y voladura. • Una reducción en el consumo de explosivos no detiene la actividad minera. Si el consumo de combustible se reduce, los camiones se detendrán en algún momento. Pero menos explosivos aún puede volar masas rocosas, aunque disminuye la fragmentación, el cual por lo general conduce a una menor tasa de excavación del carguío y transporte. Pero, lo más importante es el efecto sobre la chancadora y molino, al aumentar sus kwh/t y sus costos de mantenimiento. El

aumento de los costos de la molienda es generalmente varias veces los ahorros de perforación y voladura. • En la medida que la minería tuvo que cambiar a depósitos de mineral con bajo contenido de mineral, pasó a una minería con aumento de tonelaje. Pero no se tuvo en cuenta la calidad de la fragmentación requerida de dicho tonelaje. Los resultados son: el incremento del costo total de producción y la reducción de los beneficios. Mg. Ing. Fredy Ponce R.

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3. ¿POR QUÉ HAY UNA NECESIDAD DE CAMBIAR OTRA VEZ? • Algunas de las razones que enfrenta actualmente la industria de la minería: 1) Disminución de las leyes de mineral.

2) 3) 4) 5)

Escasez de energía y altos costos de la energía. Falta de mano de obra calificada (mineros y metalurgistas). Dureza de la roca. Reducción del tamaño de molienda (liberación del mineral).

6) Minerales de alta ley, también son muy complejos. 7) Acceso a agua dulce. • Los aspectos nombrados del 2) al 5) son algunos de los desafíos relacionados con esta estrategia: la eficiencia energética y de la interacción de los seres humanos. • Algunas empresas han dado el primer paso de eliminar ineficiencias

creando Superintendentes e Ingenieros de Fragmentación.


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ESQUEMA ACTUAL DE LA ORGANIZACIÓN DE UNA EMPRESA MINERA

GERENTE GENERAL GERENTE DE MINA PLANEAMIENTO Y CONTROL DE MINERAL

OPERACIONES:

• Perforación y Voladura • Carguío y Transporte • Servicios Auxiliares


MANTENIMIEN TO:

• Mecánico • Eléctrico

GERENTE DE PLANTA OPERACIONES:

• Chancado y Molienda • Flotación o LX/SXEW • Relave • Servicios Auxiliares (agua, etc.)

MANTENIMIEN TO:

• Mecánico • Eléctrico e

PLANEAMIENTO Y CONTROL DE PROCESOS

Instrumentac ión

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ESQUEMA PROPUESTO DE LA ORGANIZACIÓN DE UNA EMPRESA MINERA

GERENTE GENERAL GERENTE DE OPERACIONES OPERACIONES:

• Carguío y Transporte • Servicios Auxiliares (Propietario o Contratista)

MANTENIMIEN TO:

• Mecánico • Eléctrico

GERENTE DE FRAGMENTACION SUPERINTENDENTE DEPARTAMENTO FRAGMENTACION: TECNICO:

• Perforación y

• Planeamiento

Voladura • Chancado y Molienda

de Producción • Control de Mineral • Control de Procesos

GERENTE DE PROCESOS OPERACIONES:

• Flotación o LX/SXEW • Relave • Servicios Auxiliares (agua, etc.)

MANTENIMIEN TO:

• Mecánico • Eléctrico e Instrumentac ión

Sólo las empresas que incorporan estas innovaciones en su cultura empresarial pueden alcanzar la excelencia y estará en mejor posición para competir en un mercado con muchos retos.

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Conferencia:


IV. CONCLUSIONES


CONCLUSIONES 1) Dado que la Conminución es el proceso más caro de la explotación de minerales, se la debe considerar como un todo, no dividido en departamentos que compiten. 2) En los procesos de Conminución en minería metálica, la energía química (con explosivos) es más barata que la energía mecánica (con equipos de chancado y molienda). 3) La voladura como primer proceso de la conminución tiene un enorme impacto en el resultado global de la operación minera, controla el resultado del carguío y transporte e influye de manera importante en la conminución mecánica (chancado y molienda). 4) El uso de una mayor energía en la voladura (inicio del proceso de conminución) será a menudo menos costoso de gastar energía en los procesos posteriores (chancado y molienda).


CONCLUSIONES 5) Las mejoras relacionadas con las voladuras en la molienda dependerá básicamente del grado de microfracturación alcanzado expresado por una disminución en el índice de trabajo. 6) El ahorro en costos de molienda puede ser grande, pero a veces los ahorros en otras etapas como: carguío, transporte y chancado secundario pueden ser tan grande. La reducción de accesorios consumibles y el uso de equipos ligeros son otros factores a considerar. 7) Otra posibilidad es la oportunidad de aumentar los ingresos mediante una mayor producción en la planta. 8) La extracción y el procesamiento del mineral están íntimamente ligados, sobre todo en el área de reducción de tamaño de partículas. Pero tradicionalmente, estas dos etapas han sido vistas como entidades independientes, lo que a menudo hace que se pierdan posibles beneficios económicos, y ahorro de energía. 9) Por lo tanto, los departamentos de minería deben ser re-agrupados en: transporte, fragmentación y flotación.

FRAGMENTACIÓN QUIMICA

FRAGMENTACIÓN MECÁNICA

• Optimicemos el uso de la energía de los explosivos para maximizar la rentabilidad de la operación minera.


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Administracion de Costos de Conminucion en Mineria Metalica

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