Chuquicamata Rajo Informe Técnico

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Informe técnico Chuquicamata Rajo

Alumnos:

Jorge Carcey (Universidad de Santiago de Chile Eduardo Díaz (Universidad de Chile) Héctor González (Universidad de Chile) Karin Ijurra (Universidad de Santiago de Chile)

Gira minera profesional 2016

Antecedentes CHUQUICAMATA RAJO

La división Chuquicamata de CODELCO es una mina a rajo abierto con transición a minería subterránea ubicada 15 [km] al norte de Calama, en la región de Antofagasta, Chile. Sus instalaciones se posicionan a 2870 metros sobre el nivel del m ar, a 1650 [km] de la capital de Chile. El rajo abierto, que constituye la forma en que el mineral ha sido extraído por más de 100 años, posee una forma elíptica con una profundidad de 1250 [m] y cuyas dimensiones horizontales son de aproximadamente 3 [km] de ancho y 5 [km] de largo.

Ilustración 1. Rajo de la división Chuquicamata de CODELCO.

El yacimiento corresponde a un pórfido cuprífero caracterizado por ser un depósito de baja ley, pero con gran tonelaje. Particularmente, Chuquicamata fue caract erizado el año 2004 con una ley media de 0.56% de Cu, pero con más de 10 billones de toneladas de mineral. El pórfido de Chuquicamata pertenece a la franja del Eoceno Superior – Oligoceno Inferior de pórfidos de Cu – Mo, la cual corresponde a la más importante franja porfídica de Chile. Las unidades litológicas que se reconocen en el depósito de Chuquicamata son: granodiorita Este, granodiorita Elena, unidad metasedimentaria, granodiorita fortuna (Fiesta), complejo intrusivo Chuquicamata (pórfido Este, pórfido Oeste y pórfido Blanc o) y gravas. Además, Chuquicamata está en medio de las denominadas Falla Oeste, el Sistema Messabi, la Zona de Deformación Este, la Falla Americana, la Falla Zaragoza y la F alla C – 2. Gran parte de la mineralización de cobre fue introducida al sistema hidrotermal como componentes de alteraciones tempranas, las que fueron posteriormente obliteradas por alteraciones tardías. Los eventos tempranos se caracterizan por bajo contenido de pirita y los tardíos por abundante pirita. Los eventos tempranos son las alteraciones: potásica de fondo, clorítica, feldespato potásico – cuarzo de grano fino, vetas y vetillas de cuarzo – molibdenita, sericita gris – verde temprana. Los eventos tardíos son las alteraciones: cuarzo – sericita con asociaciones de alta pirita. Además, la actividad supérgena generó importantes cambios en la parte superior del pórfido, habiendo grandes zonas lixiviadas, oxidadas, zonas con enriquecimiento secundaria y lixiviación total o parcial de sulfatos de calcio.

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Ilustración 2. Franja de pórfidos Eoceno Superior - Oligoceno Inferior.

Ilustración 3. Unidades litológicas principales (izquierda) y Sistemas de fallas (derecha) del pórfido de Chuquicamata.

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Ilustración 4. Alteraciones de Chuquicamata.

El producto principal de Chuquicamata es el cobre, el cual produce en forma de 528.377 toneladas de cátodos junto el molibdeno, cuya producción alcanza las 10.760 toneladas (tonelajes producidos el 2010). Como subproducto obtiene barros anódicos y ácido sulfúrico principalmente. Tabla 1. Productos de Chuquicamata.

Producción de cobre y molibdeno TMF 2010 Cobre

Molibdeno

2009

2010

2009

2010

874,748

528.377

13.067

10.760

Desde su apertura Chuquicamata ha operado como una mina a rajo abierto, llegando a ser el rajo más grande del mundo. La etapa subterránea de Chuquicamata es un proyecto estructural y estratégico que representa parte importante del futuro de Codelco que permitirá explotar parte de los recursos que quedarán bajo el actual yac imiento. Bajo el rajo se han cuantificado cerca de 1.700 millones de toneladas en reservas de mineral de cobre (ley 0.7%) y molibdeno (502 ppm), que representan más de 60% de lo explotado en los últimos 90 años. El proyecto considera la explotación por medio de macro bloques, con el proceso de extracción “block caving”, en una mina subterránea que comprende cuatro niveles de producción; un túnel de acceso principal de 7.5 kilómetros; cinco rampas de inyección de aire limpio, y dos piques de extracción de aire, entre muchas otras obras. Asimismo, prevé una tasa de producción en

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régimen de 140.000 toneladas de mineral por día, lo que significará una producción de 366.000 toneladas de cobre fino y más de 18 .000 toneladas de molibdeno fino al año.

Ilustración 5. Vista perfil proyecto estructural Chuquicamata Subterráneo.

En el año 2004, Chuquicamata produjo 692 mil toneladas de cobre, mientras que en 2012 la producción fue tan sólo de 356 mil toneladas. El descenso en la producción ha sido la tónica en los últimos años y actualmente, se producen del orden de 340 mil toneladas, desde donde se generan alrededor de 530 mil toneladas de cátodos al año y cerca de 11 mil toneladas de molibdeno.

El procesamiento de minerales de la división Chuquicamata de CODELCO considera una etapa de chancado primario del material ROM, para luego depositarlo en un stock pile que alimentará a un circuito de molienda SAG. El producto de molienda pasa a una etapa de concentración primaria mediante flotación colectiva para generar un concentrado colectivo de cobre y molibdeno, el cual se trata en un circuito selectivo para obtener un concentrado de cobre y otro de molibdeno. El concentrado de cobre es espesado y filtrado para luego ser procesado mediante pirometalurgia en etapas de fusión, conversión, refinación a fuego y refinación electrolítica. Los descartes de los procesos, como lo son los relaves y las escorias, son manejados para ser dispuestos en forma medioambientalmente segura. Los relaves son espesados y dispuestos en un tranque, mientras que las escorias son flotadas para extraer el cobre atrapado mecánicamente y luego dispuestas en escoriales de descarte.

Equipos de perforación La perforación que se ejecuta es de tipo rotatoria. Dentro de sus equipos principales se destacan los siguientes: PERFORADORAS: ING DMH-100, ING DML, PIT-VIPER y ROC L8 5



Tabla 2. Perforadoras DTH

Dimensiones Marca

Modelo

Ingersoll-Rand

DMH-100

19.5

7.1

99.7

31.12

Ingersoll-Rand

PIT-VIPER

23.2

7.9

169.2

31.12

Ingersoll-Rand

D.M.L

9.4

4

40.8

16.51

ROC L8

7.5

3

27.2

16.51

Atlas Copco Equipos de Carguío

Longitud (m) Ancho (m)

Peso (tm) Diámetro (cm)

Para los trabajos de carguío de material Chuquicamata cuenta con una serie de palas eléctricas. Entre las más destacadas están palas Eléctricas P & G con sus modelos 2800XP, 2800XPA y 2800XPB y la serie 4100A y 4100XPB, cargadores ML-1400, ML-1850 Tabla 3. Serie de palas 2800 XPB.

Capacidad Carga útil Capacidad balde Ideal para camiones

Dimensiones

59

Tm

Longitud

14.8

m

26-33

m3

Ancho

13.1

m

154-218

Tm

Alto

12.4

m

Tabla 4. Serie de palas 4100XPB.

Capacidad Carga útil Capacidad balde Ideal para camiones

Dimensiones

100

Tm

Longitud

52.8-61.2

m3

218-363

Tm

15

m

Ancho

14.4

m

Alto

14.7

m

Equipos de Transporte Para los trabajos de movimiento de material, Chuquicamata opera camiones Caterpillar de gran capacidad, uno de sus modelos es CATERPILLAR 793B. El año 2012 se agregó una flota de 13 camiones japonenses marca y modelo KOMATSU 930E-4SE, además de ya contar con una serie de camiones LIEBHERR T282 Tabla 5. Serie de camiones CAT 793B.

Características Carga útil 218 Potencia bruta 2415 Neumático 40.00-R57 Velocidad máxima cargado 54.3 Distribución Peso Vehículo vacío Vehículo cargado

Eje frontal eje posterior Eje frontal eje posterior

Dimensiones

Tm HP km/h

Longitud

12.86

m

7.6

m

Alto

5.87

m

Alto total

13.1

m

Ancho

46% 54% 33% 67%

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Tabla 6. Serie de camiones KOMATSU 930E-4SE

Características Carga útil 320 Potencia bruta 3500 Neumático 53/80 R63 Velocidad máxima cargado 64.5 Distribución P eso Vehículo vacío


Vehículo cargado

Tm HP km/h 49% 52% 33% 67%

Tabla 7. Serie de camiones LIEBHEER T282

Características Carga útil 326 Potencia bruta 3750 Neumático 59/80 R63 Velocidad máxima cargado 64 Distribución Peso Vehículo vacío

km/h


Vehículo cargado

Dimensiones

Tm HP

46% 54% 33% 67%

Dimensiones

Longitud

15.6

m

Longitud

15.7

m

Ancho

7.52

m

Ancho

9.6

m

Alto

7.37

m

Alto

7.4

m

Alto total

14.02

m

Alto total

15

m

Chuquicamata cuenta con una serie de equipos de apoyo como: Tractores oruga: Komatsu D475A, Cat D-10R. Tractores rueda: Komatsu W-500, Cat (854-G; 834-G; 824-G) Motoniveladoras: Cat (16-H; 24-H) Camiones regadores: Dresser 330M y Komatsu 330M Cargador frontal: Cat 966.

Taludes verticales: En Chuquicamata Rajo se ha buscado implementar un quiebre tecnológico al tratar de incorporar un nuevo método de explotación para la minera a rajo abierto. En este co ntexto, se inició la primera etapa de prueba experimental con taludes verticales, o peración que contempla el uso de operación remota y telecomandada en la Mina Sur de División Chuquicamata. La prueba consideró la creación de una pared vertical de 52 met ros, para validar las características del macizo rocoso en gravas. Procesos pirometalúrgicos: En el marco de la estrategia para e l desarrollo del negocio de fundición y refinería, se realiza la validación en División Chuquicamata de innovaciones en sensores para instrumentar hornos de fusión con el propósito de mejorar e l control del proceso de fusión Automatización, telecomunicaciones y robótica: Chuquicamata puso en marcha estrategias de control avanzado en los espesadores Hi-Cap e integraron el sistema de control de la planta de flotación de escoria, al sistema de control central. En relación a sistemas de control de monitoreo de las condiciones de funcionamiento de los equipos, se actualizó el sistema del área de chancado

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primario de Chuquicamata y, en paralelo, se implantó el sistema a la correa OverLand, que se extiende desde Radomiro Tomic a Chuquicamata. Planta Fotovoltaica: Construida y operada por Solarpack, es la primera planta solar industrial del país con 1MW de potencia instalada. Inyectará energía limpia a las zonas industriales de Chuquicamata y aportará una importante reducción de emisiones de CO2. La potencia instalada en la planta equivale a la electricidad que reciben diariamente m il familias de Calama. Para el funcionamiento de esta planta fotovoltaica se utilizan tres tipos de módulos solares, montados sobre dos seguidores de eje horizontal. Estas tres variantes de módulos están bajo los soportes de un eje que sigue milimétricamente y de manera automática el movimiento del sol, en sentido este- oeste. Videoscopios: Con el uso de videoscopios Chuquicamata refuerza vigilancia en la entrada y salida de materiales. La compra de cuatro videoscopios (cámaras con pértiga de 2 metros), posibilitará a los vigilantes de las distintas puertas de acceso al mineral, controlar de manera eficaz y segura el tránsito de elementos como concentrado, ácido y combustible. El objetivo es mejorar al procedimiento de ingreso y salida de materiales desde y hacia la División Chuquicamata, utilizando tecnología de punta.

Las primeras extracciones masivas de cobre comenzaron hacia fines del siglo XIX, en medio del apogeo de la industria salitrera. La compañía norteamericana propiedad de los hermanos Guggenheim adquirió en 1912 los derechos sobre el yacimiento y bautizó la firma como "Chile Exploration Company". Las instalaciones fueron inauguradas oficialmente el 18 de mayo de 1915, con el entonces Presidente de la República Ramón Barros Luco. En 1920, los hermanos Guggenheim vendieron sus derechos y las instalaciones a la empresa norteamericana "Anaconda Copper Mining Co." En 1969 el Estado de Chile adquirió el 51 por ciento de las acciones de la "Chile Exploration Company" y tras la nacionalización del cobre en julio de 1971, Chuquicamata pasó a ser 100% chilena. El 1 de abril de 1976, se creó la Corporación del Co bre, Codelco, y Chuquicamata pasó a ser parte de ella.

Chuquicamata originalmente fue explotada por los indios "Chucos", indígenas de la zona, quienes fueron los primeros en descubrir las propiedades del cobre para confeccionar herramientas y armas. Recibe su nombre a raíz de estos, cuyo significado es "límite de la tierra de los Chucos" y también "Punta de Lanza".

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Desde que comenzó su operación en 1910, la faena de Chuquicamata ha sido la protagonista de la producción de cobre en Chile, transformándose en el mayor rajo cuprífero del mundo. Considerando los datos desde la década de los 60, el proyecto de la Corporación Nacional del Cobre (Codelco), ha alcanzado una producción media de cobre de 481.500 toneladas métricas (TM) al año, totalizando en el periodo más de 26 millones de TM.

1.

¿Qué medidas se están tomando para contribuir a la eficiencia energética en áreas tales como la molienda y la electro-refinación?

2.

¿Cómo se podrían optimizar los procesos de carguío y transporte en rajos de gran profundidad?

3.

¿Cómo enfrentan los problemas de estabilidad geomecánica de la falla oeste y qué alternativas de control y monitorio poseen?

4.

¿Cuáles son los principales pasivos ambientales que se generan en mega proyectos como Chuquicamata y qué medidas deben tomarse para estabilizarlos de la mejo r forma?

5.

¿Cómo podría afectar la subscidencia generada por el proyecto Chuquicamata Subterránea a la estabilidad del rajo abierto?

6.

¿Existe posibilidad de implementar el uso de agua de mar y de energías renovables no convencionales como aporte a la sustentabilidad del proyecto? ¿Qué inversiones y cambios habría que hacer?

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Chuquicamata Rajo Informe Técnico

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