CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR PROYECTO SAN ANTONIO INGENIERÍA DE PREFACTIBILIDAD
DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS ÁREA HÚMEDA T447-0000-MEM-PR-004
REVISIÓN
EMITIDO PARA
FECHA
PREPARÓ
REVISÓ
APROBÓ
A
REVISIÓN INTERNA
10/06/09
YOJ/JGC
JGC/PCH
ECM
B
REVISIÓN CLIENTE
16/06/09
YOJ/JGC
JGC/PCH
ECM
P
PAQUETE TÉCNICO
26/06/09
YOJ
JGC/PCH
ECM
COMENTARIOS:
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CONTENIDO
1.0
INTRODUCCIÓN ........................... ........................................ ........................... ........................... ......................... ........................4 ............4
2.0
ASPECTOS GENERALES ........................ ....................................... ............................ ......................... .......................... ................4 ..4 2.1 OBJETIVOS ........................ ...................................... ............................. ............................. .......................... .......................4 ...........4 2.2 ALCANCES ......................... ...................................... ............................ ............................ .......................... ......................... .............4 .4 2.3 LÍMITES DE BATERÍA ....................... ...................................... ............................. .......................... .......................4 ...........4 2.4 ANTECEDENTES UTILIZADOS ......................... ........................................ ........................... .......................5 ...........5 2.5 ABREVIATURAS Y SIGLAS .......................... ........................................ .......................... .......................... ................6 ..6
3.0
DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE LIXIVIACIÓN..........................................7 3.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES..........................................7 3.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES .......................... ........................................ ................ 10 3.3 INSTALACIONES DE EMERGENCIA .......................... ...................................... .......................... ................ 13
4.0
DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTE................14 4.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES........................................14 4.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES .......................... ........................................ ................ 26
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5.0
DIMENSIONAMIENTO DIMENSIONAMIENT O PLANTA PLANTA DE ELECTROOBTENCIÓN ELECTROOBTENC IÓN ........................ ............................31 ....31 5.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES........................................31 5.2 EQUIPOS E INSTALACIONES AUXILIARES .......................... ........................................ ................ 33
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MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
1.0
: : : :
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PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
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INTRODUCCIÓN Codelco Chile, División Salvador (DSAL ( DSAL)) está desarrollando la Ingeniería de prefactibilidad en el Proyecto San Antonio, que considera la extracción y procesamiento de minerales oxidados provenientes de la Mina Vieja, ubicada aproximadamente a 7 km al este de Potrerillos. El presente documento corresponde a la memoria de cálculo del dimensionamiento de equipos para el Área Húmeda de la Planta que incluye las Plantas de Lixiviación (LX), Extracción por Solventes (SX) y Electroobtención (EW).
2.0
ASPECTOS GENERALES A continuación, se abordan algunos aspectos generales, que dicen relación con los objetivos, alcances, límites de baterías y antecedentes utilizados.
2.1
OBJETIVOS Efectuar el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones del Área Húmeda de la Planta, a objeto de permitir una adecuada cubicación de los materiales y trabajos requeridos, y la posterior valorización de los costos de capital, de acuerdo con la precisión demandada en la Ingeniería de prefactibilidad contratada.
2.2
ALCANCES La presente memoria de cálculo contempla el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de procesos. Para lo cual se consideran dos alternativas de emplazamiento, Mina vieja y Potrerillos, con el mismo ritmo de procesamiento y reservas mineras.
2.3
LÍMITES DE BATERÍA La definición del dimensionamiento de equipos e instalaciones de esta memoria de cálculo se circunscribe al Área Húmeda de la Planta, cuyos límites de batería están dados por:
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2.4
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: : : : :
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FLUJOS DE ENTRADA •
Mineral fino (-3/4”), producto de la Planta de Chancado.
•
Ácido sulfúrico concentrado (94%), estanques de almacenamiento.
•
Agua industrial, piscina de almacenamiento.
•
Agua tratada, planta de osmosis inversa.
•
Petróleo diesel, estanque de almacenamiento.
•
Extractante orgánico, bodega de reactivos.
•
Diluyente orgánico, estanque de almacenamiento.
•
Aditivos de EW, bodega de reactivos.
ANTECEDENTES UTILIZADOS Los principales antecedentes considerados en la elaboración de este documento son: •
•
•
•
•
Ingeniería de Perfil Proyecto San Antonio Óxidos, Informe de cierre, documento T429-INF-AD-001 y Anexos, JRI Ingeniería S.A., noviembre de 2008. Planos, Ingeniería de prefactibilidad: T447-0000-PL-PR-203@205, Diagrama de flujos planta LX-SX-EW, A– Mina Vieja/Potrerillos. Criterios de Diseño, Ingeniería de Prefactibilidad Proyecto PSAO, documento T447-0000-CRT-PR-002, JRI Ingeniería S.A., Mayo/09. Plan Minero Ingeniería de Prefactibilidad operativizado: Plan Minero definitivo operat con CAA (06 mayo 09).xls Antecedentes propios de JRI.
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ABREVIATURAS Y SIGLAS En este informe se emplearán las siguientes siglas (o abreviaturas), ordenadas alfabéticamente: DSAL :
División Salvador – CODELCO
EW
:
Planta (o proceso) de Electro-Obtención
JRI
:
JRI Ingeniería S.A.
LX
:
Planta (o proceso) de Lixiviación
PSA
:
Proyecto San Antonio
SX
:
Planta (o proceso) de Extracción por Solventes
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3.0
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DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE LIXIVIACIÓN En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la etapa de lixiviación, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:
3.1
•
Equipos e instalaciones principales
•
Instalaciones y equipos auxiliares
•
Instalaciones de emergencia
EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo: •
Tambores de aglomeración
•
Piscinas de almacenamiento
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3.1.1 PISCINAS DE ALMACENAMIENTO Las piscinas de almacenamiento se excavarán directamente en el terreno, habilitando muros de relleno compactado si procede. Tendrán forma de pirámides truncas invertidas, revestidas con una lámina doble de HDPE de 1,5 mm de espesor. A)
BASES DE CÁLCULO
Se consideran las siguientes bases de cálculo para las diferentes piscinas, según el tipo de solución a contener: contener: Unidad
Valor PLS
PLS
Refino
ILS
efluente
limpio
Caudal balance
m3 /h
740
1.112
989
674
Factor de diseño
-
1,1
1,1
1,1
1,1
Utilización
%
98
98
98
98
m3 /h
831
1.248
1.110
757
Tiempo de retención
h
8
8
8
12
Altura húmeda máxima
m
4,0
4,0
4,0
4,0
Altura revancha
m
0,5
0,5
0,5
0,5
Talud H/V paredes
-
1,5
1,5
1,5
1,5
Caudal de diseño
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RESULTADO CÁLCULOS
Tomando en cuenta los criterios de diseño, se obtienen las dimensiones de las piscinas de soluciones. Unidad
Valor PLS
PLS
Refino
ILS
efluente
limpio
Lado superior (A)
m
48
57
55
55
Lado Inferior (B)
m
35
44
41
42
Altura total (H)
m
4,5
4,5
4,5
4,5
Volumen total
m3
7.767
11.586
10.452
10.550
Capacidad útil
m3
6.645
9.985
8.992
9.078
NOTA: NOTA: Dado que la piscina de PLS efluente y PLS limpio tienen dimensiones similares, y en su configuración tienen una pared en común, común, se considerarán considerarán las dimensiones de de la piscina más grande correspondiente correspondiente a la piscina piscina desarenadora desarenadora (PLS limpio).
Figura 1. Esquema de piscinas de almacenamiento
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INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que almacenarán suministros para el desarrollo de las operaciones: •
Estanque de ácido sulfúrico
•
Piscina de agua industrial
3.2.1 ESTANQUE DE ÁCIDO SULFÚRICO A)
BASES DE CÁLCULO
Se emplearán estanques de acero al carbono, tipo cilíndrico vertical, dimensionados según los siguientes criterios que se indican. En este caso, se ha tomado en cuenta la distancia relativa entre el suministro de ácido y la ubicación del Área Húmeda. Se considerarán estanques independientes para el suministro de ácido sulfúrico a las operaciones unitarias de aglomeración y lixiviación.
Unidad
Valores Aglomerador
Piscina ILS
Caudal balance
m3 /h
8,9
15,8
Factor de diseño
-
1,25
1,25
Utilización
%
98
98
Caudal diseño
m3 /h
11,4
20,2
Tiempo retención
días
2
2
Volumen líquido
m3
545
967
Razón h / D
-
1/2
1/2
Capacidad efectiva
%
90
90
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RESULTADO CÁLCULOS
Unidad
Valores Aglomerador
Piscina ILS
Nº de estanque
c/u
1
2
Diámetro estanque (D)
m
11,6
11,1
Altura estanque (ht)
m
5,8
5,6
Volumen estanque
m3
605
537
Capacidad útil
m3
545
484
Figura 2. Esquema de los estanques de almacenamiento
ht
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3.2.2 PISCINA DE AGUA INDUSTRIAL A)
BASES DE CÁLCULO
Se habilitará una piscina excavada, con forma de pirámide trunca invertida, revestida con una lámina doble de HDPE (e= 1,5 mm), cuyas dimensiones se calcularán según:
Unidad
Valor Planta
Consumos
Planta
Chancado
Aglom.
LX
O.R
SX-EW
potab.
5,4
74
41
22
3,5
0,39
1,10
1,50
1,50
1,50
1,25
4,0
85
85
98
98
98
100
7
130
62
33
4,5
1,6
Caudal m3 /h
balance Factor de diseño Utilización
%
Caudal de diseño
m3 /h
Unidad
Valor
m3 /h
239
Tiempo de retención
h
12
Altura máxima líquido
m
4,0
Altura revancha
m
0,5
Talud H/V pared
-
1,5/1
Caudal de diseño total
B)
RESULTADO CÁLCULOS
Considerando los flujos de diseño establecidos en los balances de masas, además de un volumen de 250 m 3 que permite un uso continuo de 2 grifos simultáneos por 2
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horas, de acuerdo con la norma NPFA 14, se dimensionará la piscina de almacenamiento de agua industrial cuyos resultados de dimensiones y capacidades son los siguientes:
Unidad
Valor
Lado superior (A)
m
35,2
Lado Inferior (B)
m
21,7
Altura total (H)
m
4,5
Volumen total
m3
3.707
Capacidad útil
m3
3,114
NOTA: NOTA: Referencia de dimensiones consultar en Figura 1.
3.3
INSTALACIONES DE EMERGENCIA
3.3.1 PISCINA DE EMERGENCIA PILAS A)
BASES DE CÁLCULO
Se considera la habilitación de una piscina de emergencia, capaz de recibir la humedad libre contenida en la pila de lixiviación. Unidad
Valor
Mineral anual a procesar
kt
8.000
Duración ciclo de riego
día
64
Humedad dinámica pilas
%
12
Altura húmeda piscina
m
5,0
Altura revancha piscina
m
0,5
Talud H/V paredes
-
1,5/1
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RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
Lado superior (A)
m
193
Lado Inferior (B)
m
177
Altura total (H)
m
5,5
Volumen total
m3
188.760
Capacidad útil
m3
170.194
NOTA: NOTA: Referencia de dimensiones consultar en Figura 1.
4.0
DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTE En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la la etapa de SX, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:
4.1
•
Equipos e instalaciones principales
•
Instalaciones y equipos auxiliares
EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo: •
Estanque de solución PLS
•
Estanque de electrolito rico sin filtrar
•
Estanque de orgánico cargado
•
Estanque agitado para solución acidulada
•
Estanque para refino de extracción
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•
Mixer-settler extracción
•
Mixer-settler re-extracción
•
Mixer-settler lavado
•
Coalescedor de orgánico
•
Post-decantador refino
•
Post-decantador electrolito rico
•
Filtros de electrolito
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: : : : :
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4.1.1 ESTANQUE DE SOLUCIÓN PLS A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono revestido con FRP, del tipo cilíndrico vertical, dimensionado según: Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
673
Factor de diseño
-
1,1 1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3 /h
755
Tiempo de retención
min
15
Capacidad efectiva
%
90
Razón altura/diámetro
-
1/2
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RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
8,1
Altura estanque
m
4,1
Volumen estanque
m3
210
Capacidad efectiva
m3
189
4.1.2 ESTANQUES DE ELECTROLITO RICO SIN FILTRAR A)
BASES DE CÁLCULO
Se emplearán un estanque acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:
B)
Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
295
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3 /h
331
Tiempo de retención
min
15
Capacidad efectiva
%
90
Razón altura/diámetro
-
1/2
Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
6,2
Altura estanque
m
3,1
Volumen estanque
m3
92
Capacidad efectiva
m3
83
RESULTADO CÁLCULOS
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4.1.3 ESTANQUE DE ORGÁNICO CARGADO A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:
Unidad Caudal balance
B)
Valor 741
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3 /h
832
Tiempo de retención
min
20
Capacidad efectiva
%
90
Razón altura/diámetro
-
1/2
RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
9,2
Altura estanque
m
4,6
Volumen estanque
m3
308
Capacidad efectiva
m3
277
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4.1.4 ESTANQUE DE SOLUCIÓN ACIDULADA (AGITADO) A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de FRP, tipo cilíndrico vertical, dimensionado según: Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
15
Factor de diseño
-
1,5
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3 /h
23
Tiempo de retención
min
30
Capacidad efectiva
%
85
Razón altura/diámetro
-
1/1
kW/m3
0,2
Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
2,6
Altura estanque
m
2,6
Volumen estanque
m3
13,3
Capacidad efectiva
m3
11,3
Potencia motor
HP
3
Potencia específica B)
RESULTADO CÁLCULOS
4.1.5 ESTANQUE DE REFINO A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, del tipo cilíndrico vertical, dimensionado de acuerdo con:
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Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
691
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3 /h
776
Tiempo de retención
min
15
Capacidad efectiva
%
90
Razón altura/diámetro
-
1/2
Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
8,2
Altura estanque
m
4,1
Volumen estanque
m3
215
Capacidad efectiva
m3
194
: : : : :
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RESULTADO CÁLCULOS
4.1.6 MIXER-SETTLER EXTRACCIÓN (E1, E2), RE-EXTRACCIÓN (S) Y LAVADO (L) A)
BASES DE CÁLCULO
Se emplearán mixers cuadrados de FRP, provistos de agitadores Lightnin R320 o equivalente, con variadores de velocidad. Se utilizarán settlers de FRP de flujo directo, contando cada uno con vertederos de orgánico y acuoso, y sus respectivos cajones de recepción.
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Unidad
Valor
m3 /h
739
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Razón O/A interna
-
1,1
Caudal de diseño mezcla
m3 /h
1.584
Tiempo de retención
min
3,0
Capacidad efectiva
%
85
Potencia específica
kW/m3
0,25
Caudal de diseño
m3 /h
1.584
Caudal específico
m3 /h/m2
3,0
cm/s
3,0-3,5
Altura banda orgánico
m
0,3
Altura de settler
m
1,0
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
1. MIXERS E1 – E2 Caudal balance orgánico
2. SETTLERS E1- E2
Velocidad lineal orgánico
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
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HOJA
21
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
Unidad
Valor
m3 /h
742
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Razón O/A interna
-
0,9
Caudal de diseño mezcla
m3 /h
1.758
Tiempo de retención
min
2,0
Capacidad efectiva
%
85
Potencia específica
kW/m3
0,25
Caudal de diseño
m3 /h
1.758
Caudal específico
m3 /h/m2
3,0
cm/s
3,0-3,5
Altura banda orgánico
m
0,3
Altura de settler
m
1,0
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
3. MIXERS S – L Caudal balance orgánico
4. SETTLERS S - L
Velocidad lineal orgánico
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
22
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
B)
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
N° de estanques E1 – E2
c/u
3
N° de estanques S - L
c/u
2
Lado estanque cúbico
m3
3,3
Volumen total estanque
c/u
34,5
Volumen líquido estanque
m3
29,3
Potencia por agitador
HP
10
N° de settlers
c/u
1
Ancho efectivo settler
m
24,0
Largo efectivo settler
m
24,0
Área efectiva en planta
m2
586
Altura total de settler
m
1,0
1. MIXERS E1-E2-S-L
2. SETTLER E1-E2-S-L
NOTA: NOTA: Para uniformizar los Mixers y Settlers de la planta, se consideran consideran las dimensiones dimensiones resultantes para para los equipos equipos de la etapa de de Lavado que contempla contempla las condiciones condiciones de diseño más exigentes.
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
23
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
4.1.7 COALESCEDOR DE ORGÁNICO A)
BASES DE CÁLCULO Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
741
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal a entregar
m3 /h
832
Tiempo de retención
min
6
m3 /h/m2
20
Flujo específico
B)
RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son: Unidad
Valor
Sección lecho
m2
20,8
Diámetro lecho
m
5,2
Altura lecho
m
2,0
Altura total
m
4,0
N° estanques
c/u
2
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
24
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
4.1.8 POST-DECANTADOR DE REFINO A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un post-decantador de refino, para retener parte del arrastre de orgánico en fase acuosa, construido de FRP y dimensionado según: Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
674
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3
757
Caudal específico equipo
m3 /h/m2
25
Ancho colector orgánico
m
0,5
Razón largo/ancho B)
5,0
RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
Area efectiva de líquido
m2
30,3
Largo efectivo equipo
m
12,3
Ancho efectivo equipo
m
2,5
Ancho total equipo
m
3,0
4.1.9 POST-DECANTADOR DE ELECTROLITO RICO A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un post-decantador de electrolito rico, para retener parte del arrastre de orgánico en fase acuosa, construido de FRP y dimensionado según:
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
25
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
295
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3
331
Caudal específico equipo
m3 /h/m2
25
Ancho colector orgánico
m
0,5
Razón largo/ancho
B)
4.1.10 A)
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
5,0
RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
Area efectiva de líquido
m2
13,2
Largo efectivo equipo
m
8,19
Ancho efectivo equipo
m
1,63
Ancho total equipo
m
2,13
FILTROS DE ELECTROLITO BASES DE CÁLCULO
Se emplearán filtros Spintek como mecanismo de retención secundario del arrastre de orgánico en electrolito, seleccionando el modelo en base a: Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
295
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3
331
N° de filtros operando
c/u
3
N° de filtros stand-by
c/u
1
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
26
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MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
B)
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
RESULTADO CÁLCULOS
Se emplearán filtros Spintek, tipo CoMatrix Tower, modelo CM-1010 ó similar.
4.2
Unidad
Valor
N° de filtros operando
c/u
3
Nº de filtros stand-by
c/u
1
Flujo servicio por filtro
m3 /h
114
Capacidad de tratamiento
m3 /h
342
INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que almacenarán suministros para el desarrollo de las operaciones: •
Estanque de Ácido Sulfúrico
•
Estanque de Agua Osmosis Reversa
•
Estanque de Diluyente
•
Estanque de Petróleo Diesel
4.2.1 ESTANQUE DE ÁCIDO SULFÚRICO A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
27
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
B)
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
0,16
Factor de diseño
-
1,5
Utilización
%
98
Caudal a entregar
m3 /h
0,24
Tiempo de retención
días
5
Capacidad efectiva
%
90 90
Razón largo/diámetro
-
2,5/1
Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
2,6
Largo estanque
m
6,4
Volumen estanque
m3
32,7
Capacidad efectiva
m3
29,4
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
RESULTADO CÁLCULOS
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
28
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
4.2.2 ESTANQUE DE AGUA OSMOSIS INVERSA A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro vertical, dimensionado de acuerdo con: Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
16,2
Factor de diseño
-
1,5
Utilización
%
98
m3 /h
24,8
Tiempo de retención
h
12
Capacidad efectiva
%
90
Razón altura/diámetro
-
1/2
Caudal diseño
B)
RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son: Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
9,4
Altura estanque
m
4,7
Volumen estanque
m3
331
Capacidad efectiva
m3
298
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
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HOJA
29
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
4.2.3 ESTANQUE DE DILUYENTE ORGÁNICO A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:
B)
Unidad
Valor
Caudal balance
t/h
3,5
Factor de diseño
-
1,5
Utilización
%
98
Consumo específico
l/tCu
10
Producción Cu diseño
tCu/d
84,4
Caudal diseño
l/d
5,4
Tiempo de retención
días
7
Capacidad efectiva
%
90
Razón largo/diámetro
-
2,5/1
RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son: Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
1,7
Largo estanque
m
4,3
Volumen estanque
m3
10
Capacidad efectiva
m3
9,0
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
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HOJA
30
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
4.2.4 ESTANQUE DE PETRÓLEO DIESEL A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con: Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
0,22
Factor de diseño
-
1,5
Utilización
-
0,98
Caudal diseño
m3 /h
0,33
Tiempo de retención
días
7
%
90
Capacidad efectiva Razón largo/diámetro
B)
2,5/1
RESULTADO CÁLCULOS
De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son: Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
2,6
Largo estanque
m
6,6
Volumen estanque
m3
35,5
Capacidad efectiva
m3
31,9
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
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HOJA
31
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
5.0
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE ELECTROOBTENCIÓN En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la planta de EW, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas: •
Equipos e instalaciones principales
•
Instalaciones y equipos auxiliares
En cada sub-área, se explicitan los criterios de diseño y se entregan los resultados de los cálculos realizados, cuyo desarrollo puede consultarse en el Anexo C. 5.1
EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo: •
Circuito Nave EW
•
Transfo-Rectificadores
5.1.1 CIRCUITO NAVE EW A)
BASES DE CÁLCULO
De acuerdo con el Plan Minero operativizado entregado entregado por DSAL, DSAL, la producción máxima de cobre será 30.000 t/año en ambas alternativas. De aquí que los criterios de definición de la Nave EW son únicos, y se resumen en:
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
32
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
Unidad
Valor
t/año
30.000
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
1. PRODUCCIÓN POR PROCESO Producción nominal Factor de diseño
1,05
Producción de diseño
t/año
31.500
Operación anual
d/año
361
Operación diaria
h/día
24
N° Nave EW
c/u
2
Nº de bancos Planta EW
c/u
4
Nº celdas productivas por banco
c/u
35
Nº celdas lavado por banco
c/u
1
Área activa por cátodo
m2
2
Eficiencia de corriente
%
90
N° de celdas por banco
4
c/u
Unidad
Valor
2. PRODUCCIÓN POR CORRIENTE
B)
RESULTADO CÁLCULOS 1. PRODUCCIÓN COBRE POR PROCESO Producción Cu anual
t/año
31.500
Producción Cu diaria
t/día
87,26
Producción Cu instantánea
kg/h
3,64
2. PRODUCCIÓN COBRE POR CORRIENTE A/m2
280
Área catódica por celda
m2
90,0
Corriente por celda
A
25.200
Depósito Cu por celda
kg/h
26,9
Producción Cu instantánea
kg/h
3.763
Densidad de corriente
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
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HOJA
33
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
5.2
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
EQUIPOS E INSTALACIONES AUXILIARES Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que servirán de apoyo a las operaciones productivas: •
Estanque de electrolito rico filtrado
•
Estanque de electrolito pobre
•
Estanque de electrolito circulante
•
Intercambiadores de calor electrolito pobre/rico
•
Intercambiadores de calor agua caliente/electrolito rico
•
Calentadores de agua
5.2.1 ESTANQUES DE ELECTROLITO RICO FILTRADO A)
BASES DE CÁLCULO
Se empleará un estanque acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según: Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
295
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3 /h
331
Tiempo de retención
min
15
Capacidad efectiva
%
90
Razón altura/diámetro
-
1/2
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
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HOJA
34
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
B)
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
6,2
Altura estanque
m
3,1
Volumen estanque
m3
92
Capacidad efectiva
m3
83
5.2.2 ESTANQUES DE ELECTROLITO POBRE Y ELECTROLITO CIRCULANTE A)
BASES DE CÁLCULO
Se emplearán estanques de acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, los cuales estarán comunicados comunicados en su base y serán dimensionados según:
B)
Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
890
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño
m3 /h
999
Tiempo de retención
min
7,5
Capacidad efectiva
%
90
Razón altura/diámetro
-
1/2
Unidad
Valor
Diámetro estanque
m
7,1
Altura estanque
m
3,5
Volumen estanque
m3
139
Capacidad efectiva
m3
125
N° estanque electrolito pobre
c/u
1
N° estanque electrolito circulante
c/u
1
RESULTADO CÁLCULOS
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
JRI INGENIERÍA S.A.
HOJA
35
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
5.2.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR ELECTROLITOS POBRE Y RICO La transferencia de calor entre el electrolito pobre (fluido caliente) y el electrolito rico (fluido frío), se llevará a cabo en intercambiadores de placas de acero inoxidable 316L. A)
BASES DE CÁLCULO Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
296
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
m3 /h
332
°C
50
kg/m3
1.200
KJ/°C/kg
4,2
Caudal balance
m3 /h
296
Factor de diseño
m3 /h
1,1
Utilización
°C
98
Caudal de diseño
°C
332
kg/m3
1200
°C
20
KJ/°C/kg
4,2
1. FLUIDO CALIENTE (E.P.)
Caudal de diseño Temperatura de entrada Densidad del fluido Calor específico 2. FLUIDO FRÍO (E.R.)
Densidad del fluido Temperatura de entrada Calor específico
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
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HOJA
36
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
B)
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
N° de equipos en operación
c/u
1
N° de equipos en stand-by
c/u
1
Capacidad calórica mínima
kW/°C
465
Calor transferido
kW
11.163
Temperatura de salida E.P.
°C
26
Temperatura de salida E.R.
°C
44
Coef. global de tranferencia
KW/m2 /°C
3,5
m2
532
Área de transferencia I.C.
5.2.4 INTERCAMBIADORES DE CALOR AGUA CALIENTE/ELECTROLITO RICO La transferencia de calor entre el agua caliente (fluido caliente) y el electrolito rico (fluido frío), se llevará a cabo en intercambiadores de placas de acero inoxidable 316L. A)
BASES DE CÁLCULO
Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
65,8
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
m3 /h
74
°C
80
kg/m3
1.000
KJ/°C/kg
4,2
1. FLUIDO CALIENTE (AGUA)
Caudal de diseño Temperatura de entrada Densidad del fluido Calor específico
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
JRI INGENIERÍA S.A.
HOJA
37
DE 77
MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
296
Factor de diseño
m3 /h
1,1
Utilización
°C
98
Caudal de diseño
°C
332
kg/m3
1.200
°C
44
KJ/°C/kg
4,2
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
1. FLUIDO FRÍO (E.R.)
Densidad del fluido Temperatura de entrada Calor específico
B)
RESULTADO CÁLCULOS
Unidad
Valor
N° de equipos en operación
c/u
1
N° de equipos en stand-by
c/u
1
Capacidad calórica mínima
kW/°C
86
Calor transferido
kW
2.791
Temperatura de salida agua
°C
47,6
Temperatura de salida E.R.
°C
50
Coef. global de tranferencia
KW/m2 /°C
3,0
m2
74,7
Área de transferencia I.C.
5.2.5 CALENTADOR DE AGUA PARA INTERCAMBIADORES A)
BASES DE CÁLCULO
Para obtener agua a 80°C, se emplearán calentadores de agua, operados con petróleo diesel, cuya capacidad se definirá según:
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio
JRI INGENIERÍA S.A.
HOJA
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MEMORIA DE CÁLCULO CLIENTE PROYECTO MATERIA DOCUMENTO Nº
B)
: : : :
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR SAN ANTONIO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS T447-0000-MEM-PR-004
PREPARÓ REVISÓ APROBÓ REV. FECHA
Unidad
Valor
Caudal balance
m3 /h
65,8
Factor de diseño
-
1,1
Utilización
%
98
Caudal de diseño de agua
%
74
Temperatura de entrada
°C
48
Temperatura de salida
°C
80
Poder calorífico diesel
KJ/kg
42.350
Densidad de combustible
kg/m3
850
Eficiencia mínima calentador
%
90
Pérdidas de calor en líneas
%
5
: : : : :
YOJ JGC/PCH ECM p 26/06/09
RESULTADO CÁLCULOS Unidad
Valor
N° de equipos en operación
c/u
1
N° de equipos en stand-by
c/u
1
Flujo combustible
l/h
326
Potencia útil por calentador
kW
2.930
CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR T447-0000-MEM-PR-004-RP.doc
Proyecto San Antonio