UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
Cía. Minera Pampa De Cobre “UNIDAD MINERA CHAPI”
ALUMNO
: MENESES ENCISO, Ne Nelson.
CURSO
: TRATAMIENTO DE MINERALES (MI-449)
DOCE DOCENT NTE E DE TEO TEORÍ RÍA A : Ing. Ing. DE LA CRU CRUZ Z PALO ALOMINO MINO,, Fort Fortun unat ato. o. DOCENTE DE PR PRÁCTICA
: Ing. ZAGA HUAMÁN, Ju Julio. AYA AYACUCH CUCHO O – PERÚ ERÚ
2009
DEDICATORIA DEDICATORIA
“Para
todos aquellos que sin condiciones
hacen posible que la información circule libre, gratuita y sin restricciones ”.
DEDICATORIA DEDICATORIA
“Para
todos aquellos que sin condiciones
hacen posible que la información circule libre, gratuita y sin restricciones ”.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………….…..I RESUMEN……………………………………………………………………….II
CAPÍTULO I ASPECTOS GENERALES 1.1.- Ubicación y acceso………………………………………………….3 acceso………………………………………………….3 1.2.- Clima Y Vegetación………………………………………………….4 Vegetación………………………………………………….4 1.3.- Reseña Histórica………………………………… Histórica……………………………………………………..4 …………………..4 1.4.- La Empresa……………………………… Empresa…………………………………………………………….5 …………………………….5
CAPÍTULO II GEOLOGÍA 2.1.- Geología Regional……………………………………………………….8 2.2.- Estratigrafía y Petrología…………………………….………………….8 2.3.- Mineralización………………………………………….…………………9 2.4. 2.4.-- Alt Alter erac ació ión…………… n…………… …… …………… ……… ……… …… …………. ……. .… .………… ……… …… ………10 …10 2.5. 2.5.-- Explo Explora raci cion ones es y recur recurso sos……… s…………… ………… ………… …….… .… …… ………… ………… ………. …..1 .100 2.6. 2.6.-- Geo Geolo logí gíaa E Eco conó nómi mica ca…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …… …… …….… .… …… …….. ..11 11
CAPÍTULO III OPERACIONES MINERAS 3.1.- Explotación……………… ……… …………………… .………………..1 2 3.2.- Detalle De Trabajos…………………………………………… ………..13 3.3.- Equipos en Obra………………………..………………………….…..14
CAPÍTULO IV TRATAMIENTO DE MINERALES 4. 1. - Estudios y Pruebas Metalúrgicas…………………………….. …….. 15 4. 2. - Procesamiento Y Obtención Del Mineral…… ………………..… …. .1 5 4.2.1.- Chancado y Aglomerado……….…………………… …..……..1 6 4.2.2.Lixiviación……………………………………..……………..…………..16 4.2.3.- Plantas de Extracción por Solventes (SX) y Cristalización.… .17 4.2.4.- Electroobtencion……………………………………. ………..….1 9 4.2.5.- Cátodos Elestroobtenidos………………………………..…..…20 4.8.- Productividad……… ……… …………… ……… ……… ……….… ..… 20
Conclusiones ……………………………………………………….……..…21 Recomendaciones……………………………………………………………22 Anexo………………………………………………………………………….23 Bibliografía……………………………………………………………………33
INTRODUCCIÓN
La compañía minera Pampa de cobre a través de su unidad minera Chapi viene laborando en el campo de la minería desde el 2005 pero fue en el 2006 que empezó con la etapa de la explotación de su yacimiento para ello lo hace de dos modos, emplea la explotación subterránea (de la que obtiene sulfuros), y por otro lado a tajo abierto (de la que obtiene óxidos), en ambos casos de cobre. La empresa en sus inicios procesaba solamente sulfuros de cobre (obteniéndose sulfuro de cobre pentahidratado), para obtener el cobre refinado tenía que transportar el material a tratar hasta la unidad minera Iván (Antofagasta – Chile) -que al igual que la unidad Chapi pertenecen a la compañía minera Milpo- en el que se obtenía el cobre electrolítico, pero desde fines del 2007se instalo la planta Electrowinning (electroextraction), con lo que el catión de cobre es obtenido al 99.99% de pureza. Para el futuro inmediato se esté planeando realizar un mega proyecto, ya que las diferentes estudios realizados entre el 2006 y 2008 por la compañía en sí y por contrata por terceros, estipulan que el yacimiento de Chapi puede alcanzar la categoría de gran minería pues la el tipo de yacimiento estudiado es parecida al de Toquepala y Cuajone que también se encuentran por los alrededores. Cabe señalar que a la mina se le dio una vida útil de 10 años pero con estas nuevas investigaciones se le da una vida promedio de 30 años.
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RESUMEN
El presente trabajo es un resumen extraído de la información consultada en los sitios web, que al final se mencionan en su mayoría, no encontrándose información basta como si se puede encontrar de otra compañías mas antiguas y por tanto con mayor bagaje en el rubro minero, precisamente la carencia de información importante y detallada es por el reciente proceso d explotación. La información que se resume en el presente trabajo está dividida en cuatro capítulos, tratando el primero de ellos sobre la información general como la ubicación y acceso, clima y vegetación. El segundo capítulo trata sobre la geología regional, local y económica con que cuenta el yacimiento el capítulo tercero se habla de los métodos de explotación empleados en la mina a si mismo de los equipos utilizados tanto en subterránea como en superficial. En el cuarto capitulo se hace referencia al proceso de tratamiento del mineral extraído de la cual se obtiene como producto final los sulfuros de cobre y el cobre refinado. Sin más preámbulos pasaremos a desarrollar el presente informe
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CAPÍTULO I ASPECTOS GENERALES 1.1.- Ubicación y acceso La Unidad Minera Chapi Se encuentra ubicado entre los departamentos de Arequipa y Moquegua con las siguientes coordenadas geográficas1:
Latitud: 16°42'36" (Sur)
Longitud: 71°27'24" (Oeste)
La mina se encuentra en las partes altas de la quebrada de Campayoc entre los 2300 y 2750 msnm, perteneciente al distrito La Capilla, provincia de Sánchez Cerro, departamento de Moquegua, pero su concesión abarca también una parte del departamento de Arequipa más específicamente se ubica en el distrito de Polobaya, provincia y departamento de Arequipa, a una distancia de 40 kilómetros al S.E. de la ciudad de Arequipa. el área del
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Ver el plano Nº 01 del Anexo (pág. 22)
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proyecto presenta altitudes que fluctúan entre los 2400 y 2800 m.s.n.m. en cambio la distancia al puerto de Ilo es de 100 kilómetros quedando esta al sur. El acceso al Proyecto se realiza mediante vía carrozable tanto mor Moquegua como por Arequipa, siendo esta ultima el de mayor preferencia por factores de distancia y de estado de la carretera. Es accesible desde Lima mediante 2 itinerarios: 1) Saliendo de Lima en avión a Arequipa (1 h 30 m), de Arequipa por carretera asfaltada hasta el Puente El Fiscal (100 km) y subir por la carretera afirmada hasta el prospecto (57 km). 2) Saliendo de Lima por la Panamericana Sur hasta el puente El Fiscal (1,052 km) y subir por la carretera afirmada hasta el prospecto (57 km)
1.2.- Clima Y Vegetación El área de la unidad minera Chapi está comprendida entre las regiones Chala y Yunga, la zona es completamente árida y estéril; la precipitación pluvial anual es casi nula (va de 0 a 50 mm); la granulometría y espesor del material del suelo hacen poco factible el cultivo aun con riego. No existen cultivos, a 10 Km. en línea recta dirección oeste encontramos la localidad del Fiscal
que vendría a ser el poblado más cercano, a 2
Km. pasa el rió tambo, la temperatura promedio anual es de 18 grados, su clima es semicalido y seco, tampoco hay especies vegetales, animales o áreas naturales protegidas.
1.3.- Reseña Histórica La zona de los mantos fue explotada intermitentemente desde la década del 30, aunque fue durante la década del 70 y los primeros años del 80 que fue explotada continuamente, realizándose el minado mediante el método de cámaras y pilares y la concentración de minerales con una planta de flotación de 800 TM/día de capacidad.
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Luego de una larga etapa de paralización, Phelps Dodge retoma la exploración de este proyecto y entre 1995 y 1997 realiza la perforación de 255 taladros con 46,300 metros, determinando recursos de 450 millones de toneladas con 0.45 %CuT. Luego de que Phelps Dodge decidiera dejar el proyecto en 1998, en el 2001, MILPO se concentró en la evaluación de los mantos de enriquecimiento de calcosita secundaria de mayor ley, con el objetivo de desarrollar una operación con bio-lixiviación de tamaño mediano. En el 2002, MILPO adquirió el 100% de la propiedad, mediante el ejercicio de una opción de compra A través de su titular Minera Pampa de Cobre S.A., subsidiaria 100% propiedad del Grupo Milpo.. En el 2003, la empresa realiza el Estudio de Factibilidad para desarrollar este proyecto. Para ello, se realizó una reestimación y reclasificación de recursos geológicos y una serie de pruebas metalúrgicas piloto a fin de estudiar el comportamiento hidrometalúrgico. El 9 de septiembre de 2005, la Dirección General de Asuntos Ambientales del Ministerio de Energía y Minas emitió la Resolución Directoral N° 3992005-MEM/AAM, mediante la cual se aprobó el Estudio de Impacto Ambiental del Proyecto. Luego de la etapa de construcción y de las inversiones necesarias la unidad minera Chapi se convirtió en la tercera unidad del Grupo MILPO, luego de haber iniciado sus operaciones en enero de 2006. Produce sulfato de cobre en su propia planta de cristalización, la misma que tiene una capacidad instalada de 80 toneladas de sulfato al día. Adicionalmente y como parte de su proceso productivo, se incluye la explotación de sulfuros, en mina subterránea, y de óxidos, en tajo abierto. En el 2007, se inició la construcción de la Planta Electrowining, la misma que ampliará la capacidad de producción en 50% y que entró en funcionamiento en 2008.
1.4.- La Empresa El Grupo Milpo Es un grupo económico minero dedicado a la exploración y operación de minas productoras de zinc, cobre, plomo, plata y oro. Sus
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cuatro unidades mineras (U.M) consolidan su posición de líder en el sector minero:
U.M El Porvenir (Pasco).
U.M Iván (Antofagasta).
U.M Chapi (Moquegua).
U.M Cerro Lindo (Ica).
Asimismo, el Grupo continúa priorizando su estrategia de crecimiento orientada a la construcción de nuevas unidades operativas, así como a posibles adquisiciones. Para ello, se cuenta con una interesante cartera de proyectos, en diferentes estados de avance, en la que destacan los Proyectos Hilarión y Pukaqaqa. Minera Pampa de Cobre S.A., empresa en etapa operativa, se dedica a la exploración y explotación de la Unidad Minera Chapi ubicada en Arequipa y Moquegua. Al 31 de diciembre del 2000 el valor patrimonial de esta inversión ha sido determinado sobre la base de estados financieros no auditados, habiéndose registrado una pérdida atribuible a esta asociada en dicho año de S/.1,202,000 MILPO suscribió contrato con Minera Andina de Exploraciones S.A.A. y con Minas de Cobre Chapi en Liquidación S.A. para adquirir el 99.03% de acciones con derecho a voto de Minera Pampa de Cobre S.A.
Minera Pampa De Cobre S.A.
RUC: 20268062671 Razón Social: MINERA PAMPA DE COBRE S.A. Página Web: http://www.milpo.com Tipo Empresa: Sociedad Anónima Condición: Activo Actividad Comercial: Exp. Otras Minas y Canteras Nia. CIIU: 14290
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Dirección Legal: Av. San Borja Norte Nro. 523 Distrito / Ciudad: San Borja Departamento: Lima Teléfonos: 7105500 / 7105560 / +511 7105500 Fax: +511 7105544
Representantes Legales de MINERA PAMPA DE COBRE SA
Gerente General: Anibal Meza Povis
Apoderado: Seminario Chirichigno de Mendez Wilma Ivonne
Apoderado: Doria Rojas Manuel Omar Martin
Apoderado: De Rivero Bramosio Jaime Eduardo
Apoderado: Ismodes Mezzano Francisco Atilio
Apoderado: Chahuan Abedrrabo Abraham Isaac
Apoderado: Dominguez Velez de Villa Carlos Alberto
Apoderado: Araya Cortes Luis Guillermo
Superintendente de Planta: Victor Benavente Reyes (i)
Superintendente de Mina: Marco Calderón Marranillo (i)
Superintendente de Mantenimiento: José Cochachi Rosado (i)
Superintendente de Planeamiento: Jerry Vila Valenzuela
Superintendente de Geología y Exploraciones: Juan Medina Zegarra Superintendente de Recursos Humanos: Julio Bendezú Jiménez (i) Superintendente de Seguridad, Salud Ocupacional y Medio Ambiente: Germán Ramón Rojas Jefe de Almacén: Miguel Calcín Minaya.
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CAPÍTULO II GEOLOGÍA 2.1.- Geología Regional Litologías asociadas Diques y sills de andesita, el rasgo estructural más importante es un graben (graben de Chapi) limitado por fallas NO-SE (Chapi y América). Con la intrusión de los pórfidos controlados por las fallas que limitan al graben se produce un intenso fracturamiento polidireccional y brechamiento de rocas silicoclásticas.
2.2.- Estratigrafía y Petrología La zona muestra afloramientos de andesitas pertenecientes al Volcánico Toquepala del Terciario inferior en contacto con granodioritas del Batolito de la Costa, ambas unidades se encuentran parcialmente cubiertas por volcánicos más recientes y depósitos aluviales. La Roca Huésped es el Stock de cuarzo feldespato que intruye a pórfido de biotita-cuarzo-feldespato; éste a su vez intruye una granodiorita hornbléndica (Batolito de La Caldera). Todos estos intrusivos están
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emplazados y cortan a los sedimentos silicoclásticos y carbonatados del Grupo Yura2 (Fms. Gramadal y Hualhuani del Cretáceo inferior) y a los volcánicos de la formación Chocolate (Jurásico inferior).
2.3.- Mineralización En Chapi (también conocido como Proyecto Pampa de Cobre), se han reconocido y trabajado cuatro mantos que en conjunto tienen una extensión de 4 km en dirección WNW-ESE y 2 km en dirección NNE-SSW, con buzamiento entre 0 a 25° (en promedio 10°) hacia el SSW. Estos mantos se relacionan a sistemas de cobre porfiríticos originados por el emplazamiento de stocks intrusivos del Batolito de la Costa, controlados principalmente por la familia de fallas del Sistema Incapuquio. La mineralización se ubica en horizontes de areniscas y limolitas feldespáticas con fuerte silicificación, piritización y calcosita como mineral económico. La misma mineralización existe en pequeñas estructuras verticales que cortan y alimentan los mantos. Las cajas están argilizadas y presentan fracturamiento de diferente grado, hasta llegar a conformar un stockwork en algunos sectores. El horizonte de silicificación estaría relacionado a las leyes altas y la caja fracturada y argilizada tiene contenidos variables de mineralización que disminuyen al alejarse del manto. En algunos sectores, las secuencias de areniscas cuarzosas y cuarcitas llegan a contener mineralización de baja ley asociada a la intensidad del fracturamiento. La mineralización está fuertemente asociada a las alteraciones fílica y potásica. los valores de cobre mayores a 0,5% de Cu, provenientes de los sulfuros (pirita, calcopirita, molibdenita) primarios se concentran en las rocas porfiríticas alteradas. La zona de enriquecimiento está principalmente dentro de los sedimentos silicoclásticos formando mantos (pirita, calcosita, covelita). Los minerales oxidados se encuentran impregnados en las rocas y en las partes altas del depósito. Reservas Recursos geológicos: 642 Mt con 0,39% Cu y 2,2 Mt con 1,5% Cu provenientes del mineral enriquecido (calcosita). 2
Véase el Plano Nº02 del Anexo (pág. 23)
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2.4.- Alteración Las alteraciones reconocidas tienen un distribución zonal y tienen la forma de un cono invertido. La alteración potásica (ortosa-biotita-cuarzo) ocupa la parte central y profunda del depósito, está rodeada por un ensamble de cuarzo-sericita. Ambas alteraciones afectan principalmente a los pórfidos y en la parte superior del yacimiento a los sedimentos. Un halo delgado de cuarzo-sericita-illita-pirita rodea a la zona fílica. Finalmente un ensamble de cuarzo-epidota-clorita afecta a la granodiorita y a los volcánicos de la formación Chocolate.
2.5.- Exploraciones y recursos Durante el 2004, se efectuaron 3,428 metros de perforación de aire-reversa (RC) a cargo del contratista A.K. Drilling, 749 metros de perforación diamantina (DDH) a cargo de Geotecnia y 2,886 metros de perforación a cargo de Vankar. En base a estas exploraciones, se estimaron como Recursos Medidos e Indicados 9´752,053 TM con 1.68% CuT de sulfuros (ley de corte de 1% CuT) y 580,542 TM con 1.17% CuT de óxidos (ley de corte de 0.6% CuT). Además, se estimaron Recursos Inferidos de 14’198,105 TM de sulfuros con 1.58% CuT (ley de corte de 1% CuT) y 531,484 TM de óxidos con 1.30% CuT (ley de corte de 0.6% CuT). En los años 2006 al 20083, se realizaron exploraciones en las diferentes zonas de la Unidad, con equipo de perforación diamantina, tanto de la empresa como de terceros, dividiéndose para lograr dos grandes objetivos: El megaproyecto exploración en Sulfuro secundariospórfidos y óxidos para los sostenibilidad de la unidad en el corto plazo. También, se realizó la perforación de aire reverso con terceros. Con respecto a los logros se incrementaron los recursos de óxidos de 1,068,262 TM (Dic. 2007) a 2,244,345 TM (Dic. 2008). Por el lado del total de reservas y recursos en mineral de sulfuros también se tuvo un incremento de 23% aproximadamente (a 52,264,097 TM). 3
Véase las tablas Nº01 al Nº04 del Anexo (pág. 24 - pág.25 )
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Actualmente, se está evaluando la factibilidad de un “megaproyecto”, dado que se tiene identificado recursos por más de 450 millones de toneladas de 0.45% CuT con lo que se evalúa la posibilidad de una operación de 50 mil TPD. A la fecha, Chapi cuenta con reservas y recursos medidos e indicados de 2.6 millones de TM en óxidos y 42.6 millones de TM en sulfuros. Dado que se han identificado recursos por más de 450 millones de TM, con 0.45% de CuT.
2.6.- Geología Económica En Chapi, las reservas y recursos en sulfuros le permiten a esta unidad contar con una vida útil mucho mayor a la supuesta (más de 30 años, en comparación a los 10 años supuestos). Los recursos identificados por Phelps Dodge totalizan 642 millones de toneladas de 0.39% Cu. Los mantos, que presentan enriquecimiento secundario en calcocita, han sido parcialmente explotados y el recurso minable inferido se estima actualmente en unos 2.2 millones de toneladas de 1.5% Cu. Las reservas minables para estas dos etapas permitirán una vida útil de la mina de 14 años. Asimismo, a la fecha, el programa de exploración que se viene ejecutando ha dado los siguientes resultados adicionales que permitirán ampliar la vida del Proyecto: Recursos medidos e indicados: Sulfuros: 9.93 MM Ton @ 1.79 % Cu Óxidos: 0.7 MM Ton @ 1.10 % Cu Recursos inferidos: Sulfuros: 4.14 MM Ton @ 1.76 % Cu Óxidos: 0.11 MM Ton @ 1.27 % Cu
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CAPÍTULO III OPERACIONES MINERAS 3.1.- Explotación Mina Subterránea.- La explotación de los sulfuros es
subterránea,
mediante el método de minado por cámaras y pilares, debido a que el yacimiento se presenta como mantos sub-horizontales4 Durante el 2006 y en enero de 2007, se realizaron trabajos de excavación en las etapas de exploración, preparación y desarrollo de mina, con la finalidad de contar con cámaras de explotación, a través de este método, en el año se extrajeron alrededor de 225,000 toneladas de sulfuros. En el 2007, se decidió paralizar las operaciones de la mina subterránea para dar preferencia a la explotación del tajo abierto.
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Este método consiste en dejar pilares longitudinales que siguen el buzamiento del manto, ya que trabajan como vigas entre las cámaras.
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Tajo Abierto.- El método de explotación para extraer los óxidos será el de minado a tajo abierto debido a la proximidad que éstos tienen con la superficie. Durante el primer año, se extrajeron alrededor de 650,000 toneladas de óxidos provenientes de los tajos de superficie. Esta operación se efectuará en los dos primeros años de vida de la mina. Las operaciones en estos tajos han sido subcontratados a la Empresa especializada Desprominc, la misma que cuenta con sus propios equipos de perforación sobre orugas (rock dril y track drill). El carguío de mineral y desmonte se realiza con retroexcavadoras CAT 350, las que cargan el material a los camiones de 30 toneladas. Una vez cargados, el material se transporta a la zona de chancado y el desmonte a la pila de desmonte.
3.2.- Detalle De Trabajos Las operaciones de explotación en interior mina, se realizaron en forma mecanizada con equipos trackless. Para los trabajos de perforación, se emplean jumbos electro hidráulicos de un brazo; para la limpieza de mineral y desmonte, scooptrams diesel de 6 yd3; para el transporte del mineral y desmonte, camiones de 30 toneladas; entre otros. Asimismo, el sostenimiento de las labores se realiza con pernos helicoidales de 19 mm más malla electro soldada, shotcrete y cimbras, lo que es aplicado de acuerdo con el tipo de terreno previa evaluación por parte del área de Geomecánica. La explotación y Desarrollo de Mina a Tajo Abierto, incluye trabajos de:
Perforación,
Voladura masiva y Controlada,
Tractoreo de material,
Carguío de mineral y desmonte con excavadora y cargador f rontal,
Acarreo de mineral y desmonte de los Pits hasta los puntos de acopio,
Mantenimiento de canchas y botaderos,
Mantenimiento de las vías.
Para la Planta, realizamos el transporte de aglomerado desde la zona de chancado hasta los Pads de Lixiviación, formación de las Pilas de
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Lixiviación, del mismo modo realizamos la descarga de las pilas y su eliminación a los botaderos de ripios. Del mismo modo se viene realizado trabajos adicionales como construcción y mantenimiento de accesos dentro y fuera de la mina, construcción de Pads de Lixiviación, etc. Desde el inicio de las actividades hasta la fecha se han movido:
2,800,000 Toneladas de Mineral.
3,900,000 Toneladas de desmonte.
2,550,000 Toneladas de ripio transportado al botadero.
3.3.- Equipos en Obra Subterráneo: Los principales equipos empleados fueron.
02 jumbos electro-hidráulicos de un brazo.
02 scooptrams de 6 yd3.
05 camiones de 30 toneladas.
01 scissor lift.
01 moto niveladora.
Superficial: Los equipos empleados en superficie son.
03 Rock Drill Atlas Copco EC-590.
02 Excavadoras CAT 330DL.
01 Excavadora CAT 330CL.
01 Excavadora CAT 330BL.
02 Tractores CAT D8R y D8T.
01 Tractor CAT D7R.
02 Tractores CAT D6R y D6G.
02 Cargadores Frontales CAT 966F y 966G.
02 Cargadores Frontales CAT 950F.
20 Volquetes Scania/Iveco de 15m3.
02 Cisternas de agua de 5,000 gal.
01 Motoniveladora CAT 135H.
01 Retroexcavadora CAT 416D.
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CAPÍTULO IV TRATAMIENTO DE MINERALES 4. 1. - Estudios y Pruebas Metalúrgicas Se realizaron diversas pruebas en columna con el objetivo de determinar la recuperación del cobre y definir los principales parámetros del proceso industrial, tales como el consumo de ácido sulfúrico, la granulometría, la altura y el tiempo de lixiviación5. Las columnas fueron cargadas a diferentes alturas (2, 4 y 6 metros). Se trataron indistintamente tanto óxidos, como sulfuros y diferentes mezclas. Se utilizó una granulometría en un 100% menor a ½”.
4.2.- Procesamiento Y Obtención Del Mineral Cuenta con plantas de chancado, aglomeración, lixiviación, extracción por solventes y cristalización, con una capacidad actual de producción de 80 5
Véase las Tablas Nº05 y Nº06 del Anexo (pág. 26)
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t/día de sulfato de cobre penta-hidratado (CuSO4*5H2O). El proceso en planta industrial se inicia con la aglomeración y lixiviación en pilas de minerales oxidados, mixtos y sulfuros. El PLS obtenido ingresa al proceso convencional de extracción por solventes, de donde el orgánico cargado producido, pasa a una etapa donde ocurren simultáneamente los procesos de re-extracción-cristalización6.
4.2.1.- Chancado y Aglomerado La planta de chancado y aglomerado fue suministrada, instalada y operada por METSO. La capacidad de producción es de 1,000 TMD para óxidos y 1,400 TMD para sulfuros. La chancadora primaria tiene una capacidad de 170 toneladas por hora (TPH) y la secundaria de 240 TPH. triturando el material para que alcance una granulometría de un 100% bajo las 0,5 pulgadas7. Se cuenta con una Zaranda AS300-HP. El material chancado es transportado mediante fajas transportadoras y depositado en una tolva de 150 tn., por gravedad es transportado por dos correas que alimentan a dos tambores aglomeradores de 3 m. de diámetro por 9 m. de largo con una inclinación de 7º, que permite una operación de 2,500 TMD y operan a una velocidad de rotación de 6 rpm., donde se mezcla con ácido sulfúrico concentrado y con agua caliente proveniente del sistema de enfriamiento de los generadores de energía eléctrica. Este proceso aumenta la temperatura del material y su humedad en un 10%, mejorando la porosidad, oxigenación, permeabilidad y el escurrimiento de la solución para facilitar la extracción del cobre. El mineral aglomerado es distribuido por un tripper hacia dos pilas8.
4.2.2.- Lixiviación
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Véase el Gráfico Nº01 del Anexo (pág. 27)
7
Véase el Gráfico Nº02 del Anexo (pág. 28)
8
Véase el Gráfico Nº03 del Anexo (pág. 28)
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Las correas transportadoras en cascada llevan el material hacia las pilas. Este material será depositado sobre un piso preparado e impermeabilizado, donde se han instalado ductos Drenaflex, de 4 pulgadas para canalizar la solución drenada y de 2 pulgadas para inyectar aire a las pilas. En este proceso se forman 2 pilas de alrededor de 6 m. de altura. La lixiviación en pilas se divide en:
Pads de óxidos: con pilas dinámicas y riego con ácido sulfúrico.
Pads de sulfuros: con pilas estáticas, con lixiviación bacterial y con riego intermitente. Sobre el mineral apilado se esparce una solución ácida diluida o solución lixiviante, mediante un sistema de irrigación que está compuesta por las líneas de goteros. La solución lixiviante escurre a través de la pila, disolviendo el cobre diseminado. El proceso de lixiviación dura aproximadamente 360 días, en dicho período se alcanza una recuperación metalúrgica del 85% de Cobre. La utilización de pilas dinámicas, permite que al termino del ciclo de lixiviación el material sea retirado y cargado nuevamente, formando una nueva pila. La solución obtenida de las pilas de 2,7 a 3,0 gr./lt. de Cu+2 (cation), es contenida por canaletas de recolección, las que alimentan a la Piscina PLS que tiene una capacidad de 40.000 m3, donde por gravedad se entrega a la planta de Extracción por Solvente.
Sistema de apilamiento a pads: se efectúa por medio de un Staker 9.
4.2.3.- Plantas de Extracción por Solventes (SX) y Cristalización La capacidad de diseño de ambas plantas es de 20 toneladas por día de cobre fino, equivalentes a 80 toneladas por día de cristales de sulfato de cobre. 9
Véase el Gráfico Nº04 del Anexo (pág. 29)
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La Planta SX cuenta con dos trenes de extracción, uno para PLS óxido y otro para PLS sulfuro, con la finalidad de procesar ambos PLS en paralelo. Se han previsto tres etapas de re-extracción-cristalización y una zona de tanques para el traspaso de líquidos entre las etapas. La planta de cristalización permitirá obtener una pulpa que será enviada hacia un proceso de centrifugación, en donde se separarán la solución de los cristales de sulfato, tipo nieve. La solución proveniente de la piscina PLS se mezcla con una solución orgánica, compuesta por diluyente Orfon SX-12 y extractante LIX 984. La solución captura los iones de cobre (Cu+2) en forma selectiva. De esta reacción se obtiene, por un lado una solución empobrecida en cobre que se denomina refino, la que se reutilizará nuevamente en el proceso de lixiviación y por otro lado, el orgánico cargado. Este orgánico cargado es tratado con el Spent proveniente de la nave de electroobtención, para mejorar la concentración de cobre, produciendo el electrolito rico que avanza hacia el Tank Farm para continuar con el proceso de Electroobtención10. En el proceso extracción por solventes – cristalización (SX-CR), ocurren tres reacciones principales, La alta acidez saturada en cobre, produciéndose en ese momento la descarga del orgánico (ec.1 y 2+
ec.2), para que posteriormente el cobre descargado Cu cristalice en forma de CuSO4*5H2O (sulfuro de cobre penta hidratado), (ec. 3). A continuación se muestran las ecuaciones: Cu2+ (a) + 2RH(org)
R 2Cu(org) + 2H+(a)
...(ec.1)
R 2 Cu(org) + 2H+(a)
Cu 2+ (a) + 2RH(org)
...(ec.2)
Cu2+(a) + SO 4 2+(a) + 5H2O
CuSO 4 5H2O
...(ec.3)
El proceso no convencional de reextracción-cristalización, opera en una constante meta-estabilidad, lo cual requiere un control fino de las
10
Véase el Gráfico Nº05 y Nº06 del Anexo (Pág.30 )
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variables físicas y químicas para lograr su equilibrio, el circuito se puede apreciar en el nexo11.
4.2.4.- Electroobtencion El electrolito rico que contiene el cobre en forma de sulfato de cobre (Cu SO4) es llevado a la nave de electroobtención (EW), que contiene 264 celdas de electroobtención que corresponden a estanques rectangulares de concreto polímero donde está la solución. Cada celda contiene en su interior 60 cátodos de acero inoxidable, de aproximadamente 1 m2 cada una y 61 ánodos compuestos de una mezcla de plomo, calcio y estaño. El electrolito rico que contiene el cobre en forma de sulfato de cobre (Cu SO4) es llevado a la nave de electroobtención (EW), que contiene 264 celdas de electroobtención que corresponden a estanques rectangulares de concreto polímero donde está la solución. Cada celda contiene en su interior 60 cátodos de acero inoxidable, de aproximadamente 1 m2 cada una y 61 ánodos compuestos de una mezcla de plomo, calcio y estaño12. Estas celdas alternan un ánodo y un cátodo, y están conectadas conformando un circuito por el que se hace transitar una corriente eléctrica continua de muy baja intensidad, la que entra por los ánodos y sale por los cátodos. De esta forma, en el circuito los ánodos hacen las veces de polo positivo y los cátodos actúan como polo negativo. El cobre en solución (catión, de carga positiva +2: Cu+2) es atraída por el polo negativo, pegándose partícula por partícula en la superficie del cátodo en forma metálica (carga cero). Este proceso dura de 6 a 7 días, plazo en el que se ha depositado cobre de alta pureza en ambas caras del cátodo con un espesor de 3 a 4 cm., lo que proporciona un peso total de 40 kg. por cátodo.
11
Véase el Gráfico Nº07 del Anexo (pág. 31)
12
Véase el Gráfico Nº08 del Anexo (pág. 32)
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Finalizado este período, una grúa retira de a 20 cátodos por maniobra. Esta lingada es lavada con agua caliente para remover las impurezas de su superficie y luego es transportada a la máquina Stripping Machine automática (despegadora de cátodos).
4.2.5.- Cátodos Elestroobtenidos Las láminas de cobre son embaladas en lotes de 60, enzunchadas y pesadas. En cada paquete de cátodos de cobre, el primer cátodo identifica el número de lote, el total de kilos del paquete y la fecha. En el segundo cátodo se realiza el muestreo, que permite determinar el contenido de cobre del paquete, éste debe ser de un 99,99% de pureza y las impurezas deben ser de menos de 0,01% (principalmente azufre). Los paquetes son despachados en camiones, que transportan una carga de hasta 11 paquetes, hacia el puerto de Iquique, desde donde serán enviados a los clientes de Quebrada Blanca.
4.8.- Productividad En el 2006, se produjeron 22,760 toneladas de sulfato de cobre, lo que equivale a alrededor de 5,000 toneladas de cobre fino. Durante su segundo año (2007) de operación, Chapi incrementó su producción de cobre fino en un 35%, a 6,631 toneladas (28,083 toneladas de sulfato de cobre), lo que se consolidará una vez que inicie la operación de la planta Electrowining cuya construcción está culminando, estimándose un total de 30 toneladas de cobre fino al día. Durante el tercer año de operación, Chapi logró producir un total de 5,857 toneladas de Cu fino haciendo un total de 1,076,089 libras de Cu fino. De los cuales 8,268 toneladas han sido como sulfato de cobre que se produjo hasta el mes de Abril e inicios de Mayo donde entró a operar la planta de Electrowining, a partir de esa fecha se está produciendo Cátodos de cobre en forma exclusiva.
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CONCLUSIONES Y COMENTARIOS
Aproximadamente el 80% del CuSO4*5H2O que se produce en el mundo utiliza como insumo chatarra de cobre. EL sulfato de cobre producido a partir de chatarra de cobre no presenta garantía referente al contenido de impurezas, a niveles de producción ni a continuidad de producción.
La producción de CuSO4*5H2O por LIX-SX-CR, en relación a la producción de CuSO4*5H2O a partir de chatarra, asegura un producto bajo en impurezas, de características similares en el tiempo, además de una producción sostenida.
La reacción de reextracción en el proceso LIX-SX-CR se ve limitada por la sobresaturación en cobre que es condición para que ocurra la nucleación y crecimiento.
El principal problema operacional, en plantas SX-CR es la continua metaestabilidad que provoca la sobresaturación del Cu2+, la cual provoca a su vez la cristalización espontánea de CuSO4*5H2O en los equipos y la no disponibilidad de planta.
La disponibilidad de la planta de MPC, se incremento rápidamente evitando los fenómenos de cristalización en equipos y sistemas de transporte.
Los costos de inversión en plantas LIX-SX-CR son menores en un 40% que los del proceso convencional de LIX-SX-EW, principalmente porque no se invierte en una planta EW.
A diferencia del proceso convencional, el proceso de reextraccióncristalización se realiza en una sola planta, mientras que el proceso convencional tiene una planta adicional de EW. Otro factor importante es el bajo consumo de energía en el proceso SX-CR.
Los costos de producción en SX-CR, son muy sensibles al consumo y costo del ácido sulfúrico, debido a que el proceso no genera ácido y a que hay un gasto adicional en relación al proceso convencional, para precipitar el cobre como sulfato.
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ANEXO Plano Nº01 Ubicación de la unidad minera Chapi
Mina Cha i
MOQUEGUA
Km
Ríos
Carretera Panamericana Sur
Mina
Carretera sin Asfaltar
Carretera Asfaltada
Limite departamental
Limite Provincial
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Plano Nº02 Estratigrafía del yacimiento Chapi
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Tabla Nº01 Reservas y recursos al cierre del 2006
Óxidos
Sulfuros
Categoría TM
Cu T%
TM
Cu T%
Reservas
199189
0.84
11068933
1.30
Recursos (medios + indicados)
76325
1.29
3158078
1.40
Recursos inferiores
573047
1.17
26076673
1.24
Fuente: Cía Minera Milpo Memoria 2006
Tabla Nº02 Reservas y recursos al cierre del 2007
Óxidos
Sulfuros
Categoría TM
Cu T%
TM
Cu T%
Reservas
1541291
0.60
25728246
1.51
Recursos (medios e indicados)
1068262
0.82
16864471
1.45
Recursos inferiores
1143718
0.92
14307963
1.45
Reservas de ripios y relaves
2780481
0.49
-
-
Fuente: Compañía minera Milpo S.A.S./ Elavoracion: PCR
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Tabla Nº03 RESERVAS Y RECURSOS MINA CHAPI – Al 31 de Diciembre de 2008 La siguiente Tabla resume el nivel de reservas y recursos de la Mina Chapi al 31 de diciembre:
Óxidos (Cut Off 0.50% CuT) Categoría
Tons
CuT %
CuS%
Reservas
574,618
0.93
0.72
Recursos
2,244,345
0.81
0.57
Total Reservas y Recursos (a)
2,818,963
0.83
0.60
Recursos Inferidos (b)
128,205
0.79
0.61
Total Recursos (a+b)
2,947,168
0.83
0.60
4,715
0.86
0.73
Reservas Relaves
2,775,766
0.49
0.32
Total Ripios + Relaves
2,780,481
0.49
0.32
Gran Total Recursos
5,727,649
0.67
0.46
Reservas Ripios
Tabla Nº04 Sulfuros (Cut Off 0.70% CuT) Categoría
TMS
CuT %
CuS%
Reservas
28,690,084
1.48
0.23
Recursos
23,574,013
1.28
0.14
Total Reservas y Recursos (a)
52,264,097
1.39
0.19
Recursos Inferidos (b)
11,257,499
1.15
0.37
Gran Total Recursos (a+b)
63,521,596
1.35
0.22
Pá
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Tabla Nº05 Pruebas En C lumna Mineral Oxido Y Sulfuro
Mineral
Columna Cu Total (metros) (%)
Óxido
Sulfuro
Tabla Nº 06
Cu sol. Ácido Solubilidad de Cobre H+ Bruto (%) (%) (%) (kg/ton)
ixiviación (días)
2.82
1.44
1.31
91
82.88
24.90
26
4.10
1.44
1.31
91
84.15
24.60
45
5.90
1.44
1.31
91
87.20
24.70
47
2.14
1.85
0.20
11
85.90
32.50
190
4.00
1.85
0.20
11
88.70
31.70
280
5.90
1.85
0.20
11
79.37
31.30
371
Pruebas En olumna Mezclas De Mineral Y Relaves
P á g i n a | 27
Gráfico Nº01 n ói c a zi l a t si r c y ) X S( s et n e vl o s r o p n ói c c a r t x e , n ói c ai vi xi l , o d a c n a h c e d o s e c o r P e d a m a D
ai
g
r
P á g i n a | 28
Gráfico Nº02
Chancado
Gráfico Nº03
A g l o m e r a d o
P á g i n a | 29
G r á fi c o Nº 0 4
Proces o de Lixiviación
Correas transportadoras
Pads de oxidos y de sulfuros
P á g i n a | 30
Gráfico Nº05
Extracción por Solventes (SX) y Cristalización
Diagrama de flujos esquemático para la producción de Gráfico Nº06 CuSO4*5H2O. Hacia la derecha circula el Cu2+ y en sentido contrario circula el H+ que es adicionado como H2SO4.
P á g i n a | 31
Diagrama esquemático del proceso de ReextracciónGráfico Nº07 Cristalización y separación sólidolíquido del CuSO4*5H2O.
Pá
Grafico Nº08
Elect o obtención del cobre
i n a | 32
P á g i n a | 33
BIBLIOGRAFÍA Libros revistas y folletos
Ministerio de Energía y Minas (2000) Atlas de Minería y Energía del Perú. Chirif, H. y Amstutz, G. (1997)
Petrografía y mineralogía del yacimiento de Chapi (Moquegua-Perú).
IX Congreso Peruano de Geología, Soc. Geol. Perú, Resúmenes extendidos, p. 21-23.
Phelps Dodge Peru (1995) Chapi district tour, p. 15
Herdrick, M. et al. (1995) Chapi mine area investigation: Geology, Mineralization and capping evaluation of the Chapi sylfide system, Peru.
Phelps Dodge Peru, internal report, p. 21
Memorias anuales de la Compañía Minera Milpo (2001-2008)
Web
http://www.milpo.com.pe/p03_03.htm
http://mineriadelperu.com/noticias1.html
http://www.bnamericas.com/news/mineria/Milpo_acelera_construccion_d e_Chapi
http://www.classrating.com/Milpo.pdf
http://elcomercio.pe/edicionimpresa/Html/2008-02-04/milpo-invertiramas-us200-mlls.html
http://190.216.166.155/ConsultasP8/temp/z5u0drvf.jve.pdf
http://www.ratingspcr.com/PCRAntigua/peru/informes/2007/12/E_Milp.pd f
http://www.entereseminero.com/proyecto/proyecto_12.asp
http://www.bnamericas.com/news/mineria/Milpo_inicia_produccion_en_C hapi
http://intranet2.minem.gob.pe/web/dgaam/ini_eias.asp
http://intranet2.minem.gob.pe/web/archivos/dgaam/estudios/pampacobre /Levantamiento_observaciones.pdf
