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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA
ANTONIO JOS DE SUCRE
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL
TRABAJO DE GRADO
ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS
CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-
REDUCCIN DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE
REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL
SINGH DELVALLE, ERIKA AMADIS
CIUDAD GUAYANA MARZO 2011
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ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS
CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-
REDUCCIN DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE
REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL
CIUDAD GUAYANA, MARZO 2011
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA
ANTONIO JOS DE SUCREVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL
TRABAJO DE GRADO
ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS
CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-
REDUCCIN DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE
REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL
Br. Erika Amadis, Singh Delvalle.
CIUDAD GUAYANA, MARZO 2011
MSc. ING. IVN TURMERO
TUTOR ACADMICO
ING. HAYDEE BARRIOS
TUTOR INDUSTRIAL
Trabajo presentado a los f ines de cum pl i r con
los requis i tos qu e establece la inst i tuc in para
op tar al ttu lo de Ing eniero Indu st rial.
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA
ANTONIO JOS DE SUCRE
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL
TRABAJO DE GRADO
ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS
CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-
REDUCCIN DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE
REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL
Br. Erika Amadis, Singh Delvalle.
CIUDAD GUAYANA, MARZO 2011
ING. FLIX MARTINEZ
JURADO ACADMICO
ING. MIRELLA ANDARA
JURADO ACADMICO
Trabajo presentado a los f ines de cum pl i r con
los requis i tos qu e establece la inst i tuc in para
op tar al ttu lo de Ing eniero Indu st rial.
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SINGH DELVALLE ERIKA AMADIS
ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS
CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-REDUCCIN
DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE REDUCCIN, DE LA
EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL, 2010.
MINERA LOMA DE NQUEL
154 Pginas.Trabajo de Grado.
Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre.Vicerrectorado Puerto Ordaz.
Departamento de Ingeniera Industrial.Departamento de Entrenamiento Industrial.
Tutor Acadmico: MSc.Ing. Ivn Turmero
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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICAANTONIO JOS DE SUCREVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIALTRABAJO DE GRADO
Quienes suscriben, los tutores acadmico e industrial, para examinar el
Trabajo de Grado presentado por la Br. ERIKA AMADIS SINGH
DELVALLE, portador de la cdula de identidad N 18.882.142, titulado
ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS
CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-
REDUCCIN DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE
REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL, como
requisito para la aprobacin del Trabajo de Grado , consideramos que
dicho trabajo cumple con los requisitos exigidos para tal efecto y por tanto
lo declaramos:APROBADO
ACTA DE APROBACIN
_________________________
MSc.ING. IVN TURMEROTutor Acadmico
_________________________
ING. HAYDE BARRIOSTutor industrial
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DEDICATORIA
A mi Dios, por ser quien gua mis pasos y quien me da la fortaleza y la
sabidura necesaria para cumplir mis metas, me da salud, ganas de vivir yoptimismo en cualquier circunstancia que se me presente.
A mi madre:Dolisay Del Rosario Delvalle, por darme la vida ser mi gua
mi patrn a seguir y por ser lo mas bello que tengo, al ser la persona que
me inculc buenos valores, y gracias a ella soy una persona
independiente y estudiosa, por eso y muchas cosas te dedico este trabajo
mami te amo mucho y Dios te bendiga hoy, maana y siempre.
A mi padre: Carlos Armando Singh, por ensearme que hay que dar sinesperar nada a cambio, ser buena persona , que siempre al mal tiempo
hay que tener buena cara y que hay que disfrutar la vida porque es una
sola, s que desde el cielo estas orgulloso de mis logros TE AMO papi, y
este trabajo te lo dedico.
A mi hermana: Rosemary Singh por su ayuda a lo largo de mi carrera y
formacin acadmica Dios te bendiga hermana te quiero mucho.
A mis Tas Belkis Delvalle y Margarita Delvalle, Por su apoyo en todo
momento y por ser mis segundas mams. Me siento muy afortunada de
tenerlas a mi lado y por eso les dedico este informe.
A mi Abuela Iria Gulabsinghpor brindarme incondicionalmente su apoyo
y su amor s que desde el cielo est muy orgullosa de m.
A mi To Padrino Adrin Gulabsingh, por ser un segundo Padre para m,
por estar siempre en las buenas y en las malas brindndome su apoyo y
amor incondicional Dios lo bendiga y le d mucha vida y salud..
A todos les dedico mi esfuerzo, sacrificio y el deseo de ser una
profesional. Esto es por ustedes y para ustedes.
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AGRADECIMIENTOS
A Dios por darme el milagro de la vida, salud, bienestar y siempre colocar
en mi camino personas excelentes. Eres la persona ms importante en mi
vida.
A mis padres, los seres que ms amo en mi vida. Carlos Armando Singh
y Dolisay Delvalle les doy gracias por todos los valores que me han
inculcado y sobretodo el amor incondicional, aunque mi padre fsicamente
no est le agradezco la vida y hasta ms, y mi madre por siempre estar
conmigo siendo mas que una madre, mi mejor amiga te amo mami.
A mi hermana Rosemary Singh, por brindarme esta oportunidad en la
empresa y por guiarme los pasos, por ser un modelo a seguir y estar
conmigo apoyndome y ayudndome en todas las decisiones que tomo,
por eso y mucho mas te estoy muy agradecida hermana te quiero mucho.
A Elenir lvarez, por ser mi amiga y hermana incondicional por su apoyo
a lo largo de mi carrera, uno de los pilares mas importantes de mi vida, y
por brindarme su amistad tan incondicional y desinteresada desde el
primer da de clases hasta el ltimo es por eso que te agradezco mucho y
este es un logro tanto mo como tuyo.
A Sabrina Malav, por formar parte de mi vida y ser una de las personas
ms nobles que conozco, brindndome todo su apoyo para el
cumplimiento de esta meta, ayudndome en todo momento tanto en vida
personal como en el trabajo, es por eso que te agradezco por ser comouna hermana para mi, y puedes contar con mi apoyo siempre te quiero
mucho.
A mi To Adrin Gulabsingh, por ser un padre para mi, brindarme
seguridad y todo su apoyo a lo largo de mi vida te quiero mucho to Dios
te de mucha vida y salud.
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A mis tas bellas Margarita Delvalle y Belkis Delvalle por ser unas
madres para mi las quiero, las adoro y estoy muy agradecida conDios
por ponerme en esta grandiosa familia.
A mi gran amiga Juvelitza Salazar, por ser una de las mas fieles amigas
y siempre estar conmigo en las buenas y en las malas por darnos ese
regalo hermoso como lo es Ma Victoria, y por ser un modelo a seguir,
gracias por formar parte de mi vida
A mi compaera de bachillerato Ana Cristina Noriega, por su apoyo a lo
largo de mi carrera, Dios te d mucha salud y Prosperidad siempre.
A mis vecinas Nodlis y Noblis Marcano, por siempre estar pendientes de
nosotras y por muchos momentos gratos compartidos muchsimas
gracias.
A mis amigas bellas: Carla Marvez y Maryvet Ccerespor estar conmigo
en las buenas y en las malas y compartir tan gratos momentos que deuna u otra manera contribuyeron a lo que soy hoy en da las quiero
mucho.
A mis compaeros de trabajo Joseph Montilla, Edgar Gonzlez y
Gheyson Mejas, Richard Daz por brindarme desde el primer momento
su ayuda y apoyo incondicional, es por eso que les estoy muy agradecida
por todo, y este trabajo no seria lo mismo sin ustedes.
A mis jefes Freddy Espinoza, Simn Herrera y mi tutora Haydde
Barrios por toda su ayuda, por compartir sus conocimientos conmigo y
por todo su apoyo y comprensin en todo momento estoy muy agradecida
con ustedes.
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A la Sra. Arelys y Laury Fernndez por ser las personas ms
extraordinarias que haya conocido y por ser tan especiales con nosotras
estoy muy agradecida con ustedes.
A Mairelys Andrade por darme esta oportunidad en la empresa,
muchsimas gracias y dios te de mucha vida y salud.
A las seoras que ms adoro en la UNEXPO Sra. Loira, Melvis Mora y
Yumelys Bentez.
A mis compaeros de estudios y futuros colegas: Luz Rodrguez, Jos
Velzquez (Bumba), Dewis Devadi, Kike, Luis Daniel Serrano,por suapoyo y ayuda en el momento oportuno, a todos muchas gracias.
A mis profesores Alfonzo Moffi y Rafael Medina, por ser unos
excelentes profesores y ser un modelo a seguir, por ensearme y gracias
a ellos soy una persona estudiosa y trabajadora, Dios les de mucha salud
y bienestar hoy maana y siempre.
Y finalmente mi Profesor y Tutor Acadmico Ivn Turmero por ser el
profesor que me cambio la perspectiva de ver las cosas y amar ms mi
carrera desde que me dict la ctedra Ingeniera de Mtodos, es un honor
para mi tenerlo de Tutor, Muchsimas Gracias y Diosito le de mucha vida
y salud para que siga regalando sus conocimientos a los alumnos y
cambindole la vida a los futuros ingenieros.
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INDICE
DEDICATORIA viiAGRADECIMIENTOS viiiNDICE DE FIGURAS xivNDICE DE GRFICOS xvNDICE DE TABLAS. xviLISTA DE ANEXOS.. xviiRESUMEN. xviiiINTRODUCCIN....................................................................... 1CAPTILO I 3
EL PROBLEMA. 31.1 Definicin del problema 31.2 Antecedentes de la situacin. 41.3 Objetivo General 5
1.3.1 Objetivos especficos 61.4 Justificacin.. 61.5 Alcance. 71.6 Limitaciones 7
CAPTULO II 8
GENERALIDADES DE LA EMPRESA 82.1 Razn Social o nombre de la empresa 82.2 Ubicacin Geogrfica 82.3 Actividad a la que se dedica 92.4 Resea Histrica 102.5 Sector Productivo 142.6 Tipo de Mercado 152.7 Misin 152.8 Visin 15
2.9 Valores 162.10 Reglas de Oro 172.11 Normas Certificadas 192.12 Objetivo General 192.13 Objetivos Especficos 202.14 Organigrama estructural 202.15 Funciones de la Gerencia Metalrgica 232.16 Departamento de Proceso 232.17 Descripcin del Proceso productivo de MLdN 25
CAPTULO III 31
MARCO TERICO 31
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3.1 Conceptos Bsicos 313.1.1 Ferronquel 313.1.2 Proceso de Produccin del FeN 313.1.3 Pre-Reduccin 383.1.4 Muestreo 43
CAPTULO IV 49MARCO METODOLGICO 49
4.1 Tipo de investigacin 494.2 Diseo de la investigacin 504.3 Poblacin y Muestra 504.4 Instrumentos 514.5 Procedimientos de recoleccin de muestra. 51
4.5.1 Diagnstico de la situacin actual de lnea I y II 51
4.5.2 Toma de Muestreo 524.5.3 Cuantificacin de las paradas de Calcinadores 534.5.4 Determinacin de Variable 53
4.6 Tcnica de Muestreo 534.6.1 Materiales y Equipos 55
CAPTULO V. 81SITUACIN ACTUAL.. 81
5.1 Descripcin actual del Proceso Productivo. 815.1.1 Proceso del rea de PPM 81
5.1.2 Proceso de Calcinacin 875.1.3 Proceso del rea de H.E.R.. 935.2 Situacin Actual de los Calcinadores 995.3Anlisis de las paradas del Proceso de Calcinacin 111
CAPTULO VI 66ANLISIS Y RESULTADOS 66
6.1 Diagnstico de situacin Actual de Calcinadores 666.2 Anlisis cuantitativo de paradas de Calcinadores 786.3 Muestreo de Comportamiento Fsico y Qumico.. 85
6.3.1 Proceso de la toma de muestra 866.3.2 Efectos de la Pre-Red en el proceso 876.3.3 Volmen de gases generados/ Presin interna.. 886.3.4 Consumo especfico de energa HER 906.3.5 Impacto de la Pre-Red en el Proceso de Red. 926.3.6 Efecto de la continuidad en la Pre-Red 936.3.7 Prioridades para aumentar la productividad 946.3.8 Paradas e interrupciones en el Proceso 946.3.9 Estabilidad durante la operacin 956.3.10 Parmetros de operacin H.E.R 95
6.4 Determinar las variables que causan Paradas. 96
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6.4.1 Paradas en Horno Elctrico de Reduccin. 1036.4.2 Paradas Monorrieles 1, 2, 3,4 1066.4.3 Paradas por Pila Seca 112
6.5 Elaboracin de plan de accin.... 1156.5.1 Minimizar paradas en HER 1166.5.2 Minimizar paradas en Monorrieles 1166.5.3 Minimizar paradas en Pila Seca 117
CONCLUSIONES 118RECOMENDACIONES.. 120BIBLIOGRAFA 121
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NDICE DE FIGURAS
Figura 1. Ubicacin Geogrfica de MLdN 9
Figura 2.Diagrama de Procesos de ventas. 10
Figura 3.Organigrama estructural de la empresa 22
Figura 4.Organigrama de la gerencia de Operaciones 24
Figura 5.Organigrama del proceso productivo.. 30Figura 6. Calcinador lnea I y II 35
Figura 7. Diagrama de Proceso de Minera Loma de Nquel 37
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NDICE DE GRFICAS
Grfica 1. Pre-Red anual 5
Grfica 2. Diagrama de Flujo del proceso de PPM 58
Grfica 3. Diagrama de Flujo del proceso de Calcinacin 60
Grfica 4. Diagrama de Pareto de las horas de Paradas.. 61
Grfica 5.Grfica del mineral Calcinado y prdida anual. 62
Grfica 6. Diagrama de Flujo del recorrido del mineral en H.E.R 63
Grfica 7.Diagrama de Pareto horas detenidas de H.E.R 65Grfica 8. Diagrama de Pareto de horas detenidas K1 yK2.. 67
Grfica 9.Diagrama de Pareto Horas detenidas Enero.. 68
Grfica 10. Diagrama de Pareto Horas detenidas Febrero 68
Grfica 11. Diagrama de Pareto Horas detenidas Marzo.. 69
Grfica 12.Diagrama de Pareto Horas detenidas Abril. 70
Grfica 13. Diagrama de Pareto Horas detenidas Mayo 71
Grfica 14. Diagrama de Pareto Horas detenidas Junio 72
Grfica 15.Diagrama de Pareto Horas detenidas Julio.. 73
Grfica 16. Diagrama de Pareto Horas detenidas Agosto. 74
Grfica 17. Diagrama de Pareto Horas detenidas Septiembre... 75
Grfica 18. Diagrama de Pareto Horas detenidas Octubre. 76
Grfica 19. Diagrama de Pareto Horas detenidas Noviembre.... 77
Grfica 20. Diagrama de Pareto Horas detenidas Diciembre 78
Grfica 21. Diagrama de Pareto tipo de Paradas. 80
Grfica 22. Diagrama de Pareto de Paradas del Calcinador 83
Grfica 23. Diagrama del Precio de Nquel Ene-Dic 2010 84
Grfica 24. Presin de gas formada en HER 89
Grfica 25.Efecto de la Pre-Red en el consumo de energa.. 91
Grfica 26.Disponibilidad Pre-Red 2001-2010 94
Grfica 27.Diagrama de Pareto motivos paradas de K1 y K2 99
Grfica 28. Diagrama de Pareto HER 102
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NDICE DE TABLAS
Tabla 1. Pre-Red y factores asociados en plantas mundiales. 39
Tabla 2. tem del ao 2010 de paradas calcinador I 79
Tabla 3. tem del ao 2010 de paradas calcinador II. 82
Tabla 4. Efecto del cambio de la Pre-Red y alimentacin 89
Tabla 5. Efecto del cambio de la Pre-Red en la energa.. 92
Tabla 6. Paradas del Calcinador Ene-Dic. 2010. 97
Tabla 7. Paradas del Horno Elctrico de Reduccin 100Tabla 8. Paradas de Monorrieles 1, 2, 3,4 107
Tabla 9. Paradas de Pila seca 113
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LISTA DE ANEXO
ANEXO 1. Descarga de Tolva 156
ANEXO 2. Piscina de enfriamiento 157
ANEXO 3. Lab Data. Muestras especiales. 158
ANEXO 4. Lab Data. Muestras especiales. 159
ANEXO 5. Departamento de Mantenimiento 160
ANEXO 6. Secador del rea de PPM 161
ANEXO 7. Trituradora del rea de PPM 162ANEXO 8. Pila Seca 163
ANEXO 9. Calcinadores . 164
ANEXO 10. Horno Elctrico Reduccin 165
ANEXO 11. Vaciado de Metal. 166
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICAANTONIO JOS DE SUCRE
VICERRECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL
ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS
CALCINADORES DE LNEA I,II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-
REDUCCIN DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE
REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL
Autor: Erika SIngh
Tutor Acadmico: Msc. Ing. Ivn Turmero
Tutor Industrial: Ing. Hayde Barrios
RESUMEN
El presente informe estuvo dirigido al anlisis de las causas queocasionaron las paradas en los calcinadores de lnea I y II y la afectacinen la Pre-Reduccin del hierro y sus efectos en el proceso de reduccin,de la empresa Minera Loma de Nquel, con la finalidad de determinar lasprincipales causas que causaron las paradas y sus efectos en el proceso
productivo.La investigacin se realiz mediante un estudio experimental-evaluativo, pues se tomaron muestras del mineral calcinado y laevaluacin de las mismas, as como la data de la intranet para laevaluacin de las paradas y su afectacin en el ao 2010. Se obtuvocomo resultado las horas totales en paradas pertenecientes a fallas deequipos y por falla de los operarios, y se determin el 20% de las causasque ocasionan el 80% de los problemas por paradas ya sea en HornoElctrico de Reduccin, Monorrieles y Pila Seca.
Palabras claves:Anlisis de Causas, Muestreo, Anlisis de Afectacin.
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INTRODUCCIN
La empresa Minera Loma de Nquel es una empresa dedicada a la
explotacin y procesamiento del mineral de Nquel proveniente del
yacimiento Loma de Hierro, para ser exportado a diferentes corporaciones
mineras internacionales.
El yacimiento niquelfero de Minera Loma de Nquel consiste de
una mina a cielo abierto donde no se emplean explosivos de ningn tipo
para la extraccin y remocin del mineral; mediante el uso de palas
excavadoras el mineral es extrado y cargado en camiones para ser
trasladado a la planta de procesamiento.
Luego de ser extrado, el mineral pasa por una fase de preparacin en
donde se reduce de tamao hasta alcanzar un mximo establecido, para
ser apilado y luego pasar por el proceso de calcinacin que se encarga dereducir parcialmente el hierro y eliminar el agua fsica y qumica utilizando
carbn mineral como agente reductor, esto se realiza en dos hornos
rotatorios.En los ltimos dos aos el proceso se visto afectado motivado
principalmente a la discontinuidad del proceso raz de todos los
problemas del paro laboral, trayendo como consecuencia una
considerable variabilidad en la pre-reduccin del mineral. En los aos
2005, 2006 y 2007 se alcanza un promedio de Pre-Reduccin por encimade 72% estable y sostenible. Posteriormente en el ao 2008 por los
problemas mencionados anteriormente disminuy levemente, en el 2009
presenta un aumento en la Pre-Red como resultado de haber operado
con un solo horno, motivo por el cual ambos calcinadores trabajaron a
bajas capacidades, condiciones en las cuales la rotacin de los mismos
es ajustada a la alimentacin (disminuida) y por tanto el tiempo de
residencia del mineral dentro del calcinador aumenta exponencialmente
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favoreciendo las reacciones de Pre-Red. Una vez cuantificado el efectode la Pre-Red en los mecanismos que favorecen el desempeo de los
hornos elctricos, se puede definir que el mayor impacto se presenta
sobre la disminucin de la presin interna del horno que a su vez tal como
se indica anteriormente, impacta considerablemente en la estabilidad,
productividad, consumos de electricidad, pasta electrdica, etc. En los
ltimos meses, las condiciones de trabajo de los hornos de reduccin y
por tanto de los calcinadores han estado determinadas por lasrestricciones energticas, trayendo como consecuencia retrasos y
prdidas de produccin, es por ello que este trabajo se enfoca
principalmente en el estudio de las causas por lo cual los calcinadores
detienen y como afecta en la Pre-Red del mineral una vez que estos
continan con el proceso,el comportamiento del mismo y de la estabilidad
y control de los parmetros elctricos: potencia/corriente/impedancia
dentro del Horno.El mismo se apoya en una investigacin de tipo aplicada
con modelo descriptiva y se sustenta en un diseo de investigacin de
campo.
En este proyecto se presentan estructuralmente el siguiente contenido
producto del resultado de la investigacin realizada en los siguientes
captulos, en el captulo I, se exponen el problema objeto de la
investigacin en el captulo II: se describe las generalidades de la
empresa Minera Loma de Nquel. En el captulo III: se explican los
aspectos tericos necesarios para la elaboracin de la investigacin. En el
captulo IV: se presenta el diseo metodolgico seguido en la
investigacin. En el captulo V se presenta la situacin Actual de la
empresa seguido del captulo VI donde se exponen los anlisis y
resultados de la investigacin y finalmente se presentan las conclusiones
y recomendaciones.
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
A continuacin se expondr detalladamente la situacin que se
presenta en la empresa MLdN.
1.1 Definicin del Problema:
Minera Loma de Nquel es una industria de minera lder en el pas,
dedicada a la produccin y mercadeo de nquel, ferronquel, metal de
aleacin siderrgica, fundamentalmente dirigido a la produccin de una
amplia gama de aceros inoxidables, aleaciones de nquel, metalurgia
ferrosa, entre otros. Dicha industria realiza el proceso para la obtencin
del mineral el cual comienza con la extraccin, en el yacimiento que es a
cielo abierto, luego la preparacin, lugar en donde el mineral mediante un
proceso de trituracin disminuye sus dimensiones para pasarlo a
calcinacin, en donde se reduce parcialmente el hierro presente y se
elimina el agua qumica y fsica, utilizando el carbn mineral como
reductor, para luego pasar al rea de reduccin donde se funde y reduce,
y finalmente se refina.
En los ltimos meses, las condiciones de trabajo en los hornos de
reduccin y por tanto en los calcinadores han estado determinadas por las
restricciones energticas. Sin embargo, y a pesar de estar trabajando a
capacidades inferiores a la nominal, se han experimentado retrasos y
prdidas de produccin por factores no vinculados a la energa. Los
principales factores que afectaron la produccin durante estos meses
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fueron las fallas de los monorrieles; y eventos relacionados al horno
elctrico de reduccin, entre otros de menor contribucin
Estos eventos poseen una influencia directa en la Pre-Red, ya que
generan paradas de calcinador y la consecuente quema del carbn y
posteriores horas con bajos valores de Pre-Red. Adems, los efectos son
de gran importancia en los perfiles trmicos de los hornos de reduccin,
ya que al bajar potencia se pierden parte de las condiciones y el carbn
consumido en los calcinadores durante las paradas produce variaciones
qumicas dentro del horno (deficiencia de carbn para las reacciones
necesarias), as como repercusiones en la produccin puesto que al
detenerse los Calcinadores no se cumplen con las metas de produccin
diarias ya establecidas.
Es por ello que esta investigacin est enfocada en la investigacin
mediante un anlisis del ao 2010 para determinar las posibles causasque provocan el detenimiento de los calcinadores, las consecuencias en
cuanto a la produccin y en cuanto a las operaciones.
Resulta importante en toda investigacin analizar la problemtica
existente que envuelve la necesidad del estudio as como tambin
determinar losobjetivos,sus razones, justificacin, crear ideas y ubicarlas
para su desarrollo actual y posterior. En el presente captulo, se
desarrollaran cada uno de estos puntos.
1.2 Antecedentes de la Situacin
A continuacin se presenta una grfica con el comportamiento
histrico de la Pre-Red en los calcinadores de Loma de Nquel. Como se
observa en la grfica # 1, partiendo de la base que los calcinadores
fueron diseados y concebidos para Pre-reducir el mineral, se evidencia
http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml7/24/2019 Anailis Causas Paradas Calcinadores Loma Niquel
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que la optimizacin del proceso ha permitido mejoras sustanciales desde
el inicio hasta la actualidad. Para ello se ha evaluado y optimizado el perfiltrmico de los calcinadores (en varias oportunidades), las caractersticas
fsico-qumicas del mineral y del carbn alimentado, parmetros
operacionales como rotacin y relacin aire-gas, se ha rediseado el
quemador, sistema y procedimiento de muestreo, etc. A comienzos del
ao 2010 se puede observar como la pre-reduccin disminuye en los
calcinadores trayendo como consecuencia inestabilidad en los hornos de
reduccin, disminuyendo as su rata de fusin.
En la grfica tambin se puede observar la variabilidad presente en los
resultados de Pre-Red, siendo que la Pre-red depende de muchas
variables y factores como: Caractersticas Fsico-qumicas del mineral y el
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carbn, parmetros de operacin del calcinador, continuidad operacional,
etc. Es lgico esperar una gran variabilidad a lo largo del tiempo
1.3 Objetivo General.
Analizar las causas que ocasionan las continas paradas en los
Calcinadores I y II a fin de buscar las mejoras en el proceso de
Calcinacin y Reduccin de la Empresa Minera Loma de Nquel
1.3.1 Objetivos Especficos
1. Diagnosticar la situacin actual de los Calcinadores de Lnea I y II de la
empresa Minera Loma de Nquel.
2. Analizar y cuantificar las paradas de los Calcinadores en lnea I y II en
un periodo determinado.
3. Determinar las variables claves que afectan y causan las paradas de
los calcinadores en lnea I y II en funcin de su optimizacin.
4. Impacto de las Paradas en la Produccin.
5. Realizar un muestreo para determinar el comportamiento fsico y
qumico del mineral cuando los Calcinadores detienen.
6. Elaborar un plan de accin para minimizar fallas.
1.4 Justificacin
El ferronquel es un metal de aleacin siderrgica, fundamentalmente
dirigido a la produccin de acero inoxidable, el cual es utilizado en
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diversas reas de consumo, tales como construccin, transporte,
instrumentos quirrgicos, artculos del hogar entre otros. y su calidaddepende de los procesos ya antes mencionados. Es por esto que la
importancia de este estudio radica en la necesidad de analizar las
posibles fallas o problemas que se pudiesen estar presentando dentro del
proceso de calcinacin para darle as una solucin ptima mediante
herramientas de ingeniera que a su vez servirn para establecer los
correctivos pertinentes para mejorar el funcionamiento, dando de esta
manera cumplimiento a los objetivos a nivel global y/o general de laempresa.
1.5 Alcance
La presente investigacin se llevar a cabo en la empresa Minera
Loma de Nquel especficamente en el rea de Calcinacin, la cual est
adscrita al Departamento de Procesos y abarca el diagnstico ymejoramiento dicho proceso en los calcinadores.
1.6 Limitaciones
La presente investigacin se llevar a cabo en un periodo de 16
semanas, cuyo horario es de lunes a viernes de 7.30am - 4.30pm,
teniendo como limitaciones los das festivos y fines de semana
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CAPTULO II
GENERALIDADES DE LA EMPRESA
A continuacin se presenta una breve descripcin de la empresa
Minera Loma de Nquel, en donde se manifiestan las actividades que
realiza, su misin, visin, el tipo de mercado al cual pertenece, la
importancia econmica que posee dicha empresa para el pas, sus
objetivos y su estructura organizativa.
2.1 Razn Social o Nombre de la Empresa:
Minera Loma de Nquel
2.2 Ubicacin Geogrfica:
La empresa Minera Loma de Nquel se encuentra en el sector Noroeste
del cinturn niquelfico de Tinaquillo. Ubicada a 10 de latitud y 67 de
longitud Oeste en la costa montaosa, a 100 mts. sobre el nivel del mar, e
la serrana del interior, entre los municipios Guaicaipuro y Santos
Michelena, en los lmites de los estados Miranda y Aragua. Situada a
unos 20 Km. de la Autopista Regional del Centro. Cuenta con una va de
acceso propia a la altura del Km. 54 de la misma y la poblacin ms
cercana es Tiara a unos 5Km. (Ver figura 1).
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Fuente (Intranet Minera Loma de Nquel)
Figura 1.Ubicacin Geogrfica de la Empresa Minera Loma de Nquel
2.3 Actividad a la que se dedica:
Producto Elaborado: Ferro-Nquel.
Objetivo Principal: Dedicarse a la produccin y mercadeo del Ferro-
Nquel.
rea de Distribucin: El mineral es distribuido al Norte de Europa,
Alemania, Blgica, China e Italia y Nacional se le distribuye a
fundiciones Lemos, Siderrgica del Orinoco (SIDOR) y consorcio
Amazonas. En la Figura N 2 se muestra el Diagrama de procesos de
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la distribucin del material comenzando desde el despacho del FeNi,
hasta llegar a la planta-clientes.
Fuente: Intranet (Minera Loma de Nquel)
Figura 2. Diagrama de procesos de las exportaciones y ventas
2.4 Resea Histrica
La empresa Minera Loma de Nquel es una empresa dedicada a la
explotacin y procesamiento del mineral de Nquel proveniente del
yacimiento Loma de Hierro, para ser principalmente exportado a
diferentes corporaciones mineras internacionales. MLdN es una de las
dos empresas a nivel nacional que est certificada bajo las Normas de
Calidad ISO 9000. Debido a esto, es de suma importancia para laempresa estar al da con la debida documentacin de los procesos de
Evaluacin de los Sistemas de Gestin de Calidad, la cual es una de las
clusulas indispensables de ISO-9000 e implica cumplir con El Control de
los Documentos (Clusula 4.5). Esta documentacin se realiza utilizando
la aplicacin ISO-Document (Software basado en Lotus Notes que facilita
el cumplimiento de la Norma ISO durante las auditorias de Gestin de la
Calidad).
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Durante los aos 40 y durante las ltimas tres dcadas, empresas
mineras internacionales, realizaron exhaustivos estudios para determinarel potencial minero de Venezuela, pero entre los aos 1975 y 1990, la
actividad minera en este aspecto, se redujo notablemente debido a la
instauracin de un rgimen impositivo con gravmenes demasiado
onerosos para las exportaciones mineral.
Los cambios histricos que sacudieron al mundo a finales de la dcada
pasada han llevado a una apertura de las barreras, tanto polticas como
econmicas, que han transfigurado a Latinoamrica, con una expectativa
de crecimiento que va desde un 5% a un 8% en los aos noventa (90) y
con ms de 250 billones de Dlares de capital extranjero en inversiones
durante el decenio. La mayor parte de sta inversin se realiz dentro del
sector energtico y el sector minero.
Dentro de ste contexto, Venezuela tom un nuevo rumbo a partir de
1990 y busc reducir su tradicional dependencia de las exportacionespetroleras, reactivando el sector minero, el cual posee inmensas
perspectivas de desarrollo. Al mismo tiempo se liberaliza la economa y se
establece un nuevo reglamento que grava con un mximo de 30% las
actividades econmicas, la cual permiti promover las inversiones
privadas en minera y otros sectores productivos y de servicios.
La nueva poltica implementada permiti el ingreso de empresas y
capitales internacionales, interesados en el amplio potencial minero que
ofreca el territorio venezolano, encontrndose trabajando activamente en
el pas empresas tales como: Placer Dome de Canad y Monarch de
Inglaterra, dedicadas a la explotacin de Oro y Diamantes; Young Group
de Inglaterra y Shell Chemical de Holanda, minas de carbn y Anglo
American de Inglaterra, minas de Nquel.
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El depsito de Minera Loma de Nquel, situado a 80 Km. al sudoeste
de Caracas, en los Estados Miranda y Aragua, fue descubierto durante losaos 40, y est localizado en el sector noreste del cinturn Niquelfero de
Tinaquillo, el cual, adems de significar el mayor depsito de nquel del
pas, tambin incluye manifestaciones de otros metales bsicos y
minerales industriales de inters tanto para la exportacin hacia el
mercado mundial, como para el abastecimiento nacional.
Las exploraciones efectuadas en Minera Loma de Nquel indican que
ste yacimiento contiene alrededor de treinta y ocho millones y medio de
toneladas de material con un contenido de 1,48 % promedio de nquel.
Los estudios fueron realizados por la empresa Societe Le Nickel de
Francia y el Gobierno Venezolano.
Ms de 21.500 metros de perforaciones se realizaron para determinar
la riqueza del yacimiento fueron hechas durante los aos sesenta y al
concluir esos estudios de factibilidad, los clculos estimados, de maneraconservadora pronosticaron la extraccin de 1.700.000 toneladas de
material por ao, de los cuales resultara una produccin de 20.000.000
millones de kilogramos de nquel anuales. En la actualidad se espera
ampliar y mejorar sensiblemente estas estimaciones, al trmino de las
exploraciones que se vienen realizando para verificar la extensin del
yacimiento.
Cabe sealar que, desde la adjudicacin de las concesiones sobre el
depsito de Minera Loma de Nquel se han realizado intensos trabajos
para obtener y evaluar muestras de ms de 500 calicatas (test pits) en
ms de 2.500 metros de perforaciones efectuadas con taladros tipo auger
(taladro en tirabuzn), con bocas de diamante, los cuales han confirmado
los estudios anteriores en ms de un 90%.
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Al mismo tiempo, la exploracin de Minera Loma de Nquel se ve
favorecida por su excelente localizacin, muy cercana a la infraestructuranecesaria para su desarrollo, que sumada a las facilidades energticas
que ofrece Venezuela, convierten la operacin en un proyecto productor
de nquel muy rentable.
En efecto, el yacimiento se encuentra a 8 Kilmetros de una lnea
elctrica de alta tensin, por el Sur y un gasoducto cercano por el Norte.
El agua necesaria se obtiene de los ros locales, mediante obras
hidrulicas especializadas construidas en las inmediaciones del
yacimiento.
En lo relativo a las reas donde se encuentran las lateras de nquel,
estas son naturalmente sin forestacin, y se cubren slo de gramneas,
debido a que la concentracin mineral en la zona no permite el
crecimiento de vegetacin boscosa.
Por consiguiente, para la explotacin de Minera Loma de Niquel, se
trabaja en un programa de conservacin ecolgica, respetando y
cuidando las reas de los bosques que se encuentran dentro de la
concesin, y que contempla un adecuado control de desechos, para
asegurar de ste modo la no-contaminacin del ambiente.
Minera Loma de Nquel est situada apenas a 20 kilmetros de la
Autopista principal que une a la ciudad de Caracas con la ciudad de
Valencia, la cual transita el cinturn industrial venezolano, y el proyectado
ferrocarril de los Valles del Tuy, por autopista. Asimismo, queda a 150
kilmetros de la poblacin de Puerto Cabello, uno de los puertos ms
importantes del pas, y a 100 kilmetros del Puerto de la Guaira, el
principal de Venezuela, lo cual facilita enormemente el transporte del
producto hacia los mercados internacionales.
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La produccin de Minera Loma de Nquel, estimada en 20 millones de
kilogramos de ferro nquel equivaldra de un 2,5% a un 3% del aportemundial de ste valioso metal de aleacin siderrgica, fundamentalmente
dirigido a la produccin de una amplia gama de aceros inoxidables.
En el ao 1970, el Ministerio de Minas e Hidrocarburos asumi los
derechos sobre el yacimiento y mediante decreto declar especialmente
afectado para el desarrollo, el Yacimiento Niquelfero Loma de Hierro, un
polgono de aproximadamente 7.000 hectreas.
En Diciembre de 1992, el Ministerio de Minas e Hidrocarburos concede
la empresa Cofeminas, C.A. los derechos para la explotacin del
yacimiento. El estudio de factibilidad fue financiado y gerenciado por el
grupo Anglo American, importante grupo internacional con inversiones en
recursos naturales, y desarrollado por Tecnoconsult, empresa venezolana
de Ingeniera de Consulta.
Con la incorporacin de Cofeminas, C.A. al grupo Anglo American,
para el ao de 1996, cambia de razn social y pasa a llamarse Minera
Loma de Nquel, C.A., empresa operativa responsable de desarrollar el
proyecto.
El grupo Anglo American, ha acumulado significativa experiencia en la
explotacin minera de nquel desde el ao de 1962, a travs del
desarrollo de las minas Morro de Nquel y Codermin, ambas ubicadas en
el pas de Brasil.
De acuerdo con el plan minero, el yacimiento es explotado a cielo
abierto, mediante la construccin de terrazas con una altura de 5 metros
entre ellas y un ngulo mximo de taludes de 34 grados.
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El programa de explotacin, apilamiento y manejo del mineral est
diseado para una produccin mxima de un milln doscientos miltoneladas secas al ao, durante un perodo de casi 30 aos, con un
porcentaje de nquel que variara entre 1,78% y el 1,0%, con un promedio
de 1,48%.
De sta manera, el grupo Anglo American y Minera Loma de Nquel,
C.A. asumen su compromiso con el progreso de Venezuela, siempre en la
bsqueda de nuevos horizontes en la especialidad minera, con el
respaldo de la ms moderna tecnologa y de un personal compenetrado
con los objetivos de superacin que ese reto impulsa, y con la conviccin
de su calidad para la competencia en el concierto mundial.
2.5Sector Productivo:
Minera Loma de Nquel, es una empresa ubicada dentro del sector
primario, ofreciendo Ferro-Nquel. Aprovecha las bondades de losyacimientos para la explotacin y transformacin del mineral.
2.6 Tipo de Mercado:
Minera Loma de Nquel, es una empresa ubicada dentro de un
mercado de competencia ya que suministra bsicamente Ferro-Nquel
material que se utiliza en un 65% en acero inoxidable, y a nivel Nacional
le suministra FeNi a empresas importantes del pas:
a) Siderrgica del Orinoco (SIDOR)
b) Fundiciones Lemos
c) Consorcio Amazonas.
Y en el exterior es distribuido al Norte de Europa, Alemania, Italia, Blgica
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y China.
2.7 Misin:
Es una empresa dedicada a la produccin y venta de Nquel, a
costos competitivos mediante:
La produccin con seguridad.
La inversin en las mejoras tecnolgicas.
Sentido de responsabilidad social con nuestros trabajadores.
El compromiso con la prevencin de lesiones y enfermedades
ocupacionales.
Respeto por el medio ambiente, la comunidad, contratistas y
proveedores.
El compromiso con la mejora continua y la optimizacin de los
activos.
2.8 Visin
Ser reconocida como una gran empresa por sus niveles de
productividad y calidad en la produccin de Nquel, contemplando la
seguridad, la responsabilidad social y la preservacin del medio ambiente.
2.9 Valores
Seguridad:
- La Seguridad esta primero en todo lo que hacemos.
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- Hacemos de la seguridad una forma de vida, dentro y fuera de
nuestro lugar de trabajo.- Creemos firmemente que todos los incidentes, lesiones y
enfermedades ocupacionales pueden prevenirse.
- Evaluamos los riesgos de manera continua y cumplimos con los
estndares establecidos.
Preocupacin y respeto:
- Siempre tratamos a las personas con respeto, dignidad y cortesa,
independientemente de sus orgenes, estilo de vida o posicin,
brindndoles igualdad de oportunidades para su desarrollo laboral
y personal.
- Construimos confianza a travs de una comunicacin abierta y
bilateral y valoramos todos los puntos de vista tanto internos como
los de nuestras comunidades.
- Nos preocupamos por mantener una relacin de mutuo apoyo y
respeto con nuestras comunidades facilitando el crecimiento
endgeno, el desarrollo sustentable de la regin, enfatizando la
responsabilidad social en nuestro entorno.
- Tomamos en cuenta lo que es mejor para todos nuestros grupos
de inters.
- Integridad:
- Somos honestos, justos, ticos y transparentes.
- Hacemos lo que decimos, nuestras acciones son consistentes con
nuestras palabras.
- Cumplimos con todos nuestros compromisos, leyes, cdigos
regulatorios, normativas y lineamientos aplicables.
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Responsabilidad:
- Asumimos responsabilidades por nuestras decisiones, acciones y
resultados, sin culpar a otros.
- Mantenemos una actitud de se puede hacer, con expectativas de
alto desempeo y orientacin a la accin.
- Reconocemos abiertamente nuestros errores y aprendemos de
ellos.
Colaboracin:
- Tomamos decisiones basadas en lo que es mejor para la compaa y no
en nuestro inters personal.
- Trabajamos en conjunto a travs de toda la organizacin, para lograr
que las cosas se hagan.
- Valoramos el esfuerzo y la contribucin de los dems.
Innovacin:
- Estamos visiblemente abiertos a adoptar nuevos enfoques y a fomentar
nuevas formas de pensar.
- Buscamos y aplicamos el aprendizaje de nuestra propia experiencia y la
de los dems.
- Desarrollamos activamente soluciones orientadas al futuro.
- Estamos constantemente en la bsqueda de la mejora continua y de la
optimizacin de nuestros activos procesos.
2.10 Reglas de Oro
Regla de Oro N 01: Certificado de trabajo seguro (CTS). El CTS es un
permiso escrito mediante el cual previamente se revisan los aspectos
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bsicos de seguridad, salud y ambiente, para evitar incidentes por
interferencia de trabajos o actividades simultneas.
Regla de Oro N 02: Sistema LOTO (Lock Out Tag Out) Para evitar
incidentes se dispone de un sistema de bloqueo, llamado LOTO (Sistema
de bloqueo mediante tarjeta y candado), el cual se aplica mientras se
realizan las operaciones de intervencin de equipos o sistemas, bien sea
por instalacin, mantenimiento, reparacin o construccin que este en
desarrollo..
Regla de Oro N 03: Trabajo en espacios confinados. Actividades que se
desarrollan en lugares con entradas y salidas limitadas, con ventilacin
limitada que puede contener o producir contaminantes dainos y que no
esta destinado para la ocupacin continua.
Regla de Oro N 04: Excavaciones. Toda excavacin requiere verificar,
antes de su ejecucin, con la gerencia de ingeniera y desarrollo, posiblesinterferencias con ductos, tuberas o sistemas de aterramiento.
Regla de Oro N 05: Trabajos en alturas. Trabajo que se realiza en altura i
zonas en las cuales hay riesgo de cada de 2 metros o ms.
Regla de Oro N 06: Trabajos elctricos. Revisar el estado de enchufes y
conductores antes de iniciar cualquier trabajo. Si detecta alguna falla
elctrica comunquela de inmediato a su supervisor.
Regla de Oro N 07: Utilizacin de gases comprimidos
Regla de Oro N 08: Utilizacin de herramientas manuales y elctricas.
Regla de Oro N 09: Conducciones de vehculos y equipos. . Los
vehculos y equipos podrn circular solo si estn certificados y
autorizados para conducir clase de vehculo o equipo.
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Regla de Oro N 10: Carga y manejo de material.
Regla de Oro N 11: reas con riesgos de deslizamiento y taludes
Regla de Oro N 12: reas expuestas a riesgos de materiales calientes.
Los procedimientos operacionales y de emergencia operacional han sido
elaborados para cada rea, y el personal que labora en ella ha sido
adiestrado y certificado en su utilizacin.
2.11 Normas Certificadas:
MLdNes la primera empresa minera-metalrgica que se ha certificado al
mismo tiempo en las normas Internacionales: ISO 9001 - Calidad; ISO
14001Ambiente y OHSAS 18001 Seguridad y Salud Ocupacional,
tanto en Venezuela como en Latinoamrica. Adems de ser la primera
empresa del Grupo Angloamerican en obtener las tres certificaciones al
mismo tiempo.
BVQI (Bureau Veritas Quality International), que es una de las mayores
y ms importantes organizaciones de certificacin a nivel mundial, verifico
nuestro Sistema De Gestin Integrado (SGI) y recomend a MLdN para la
certificacin de las tres nomas en Diciembre del 2003.
En Agosto del 2004 MLdN siguiendo con sus procesos de estandarizacin
y mejoramiento continuo, obtuvo el reconocimiento de certificacin, por
parte de BVQi, de la Norma ISO 17025 referida a los Laboratorios de
Ensayos.
2.12 Objetivo General:
La gestin comercial de MLDN deriva en el objetivo primordial de
satisfacer las necesidades de los clientes mediante el conocimiento de
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sus expectativas. Esta gestin esta soportada en la generacin de valor a
travs de una cultura de mejora contina en todos los procesos yactividades de la empresa, para contribuir con la misin de MLDN en el
desarrollo del pas.
Objetivos Estratgicos:
Ampliar la cobertura de MLDN de nmeros de clientes y sectores
de la economa.
Lograr la satisfaccin de los clientes mediante un servicio de
excelente calidad.
Garantizar la confiabilidad del FeNi.
Mantener precios competitivos.
Ser eficiente y rentable.
Lograr un recurso humano idneo y motivado que satisfaga las
necesidades de MLDN.
Velar por la conservacin, proteccin de los yacimientos y reas de
inters para MLDN.
Ofrecer un servicio excelente.
Mantener un personal capacitado y motivado.
Ser una empresa participativa en el desarrollo del sector primario.
Ser una empresa equilibrada financieramente.
Ser una empresa tecnolgicamente avanzada.
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2.13 Objetivos Especficos:
Operaciones: Se mantienen las instalaciones buscando tener altos
niveles de eficiencia para producir el FeNi con calidad y confiabilidad
cumpliendo los siguientes pasos:
Mantener el nivel adecuado que permita cumplir con la demanda.
Cumplir con las funciones de mantenimiento.
Colaborar con las instituciones responsables a la preservacin de
los yacimientos y reas aledaas.
Finanzas: Cumplir con las obligaciones y compromisos financieros
a la fecha de vencimiento; utilizar servicios de auditora para juzgar los
estados financieros.
Desarrollo: Realizar estudios de expansin delegando ysupervisando la calidad de los trabajos.
Suministros: Realizar las diferentes compras bajo condiciones
razonables de calidad, precio y oportunidad.
Personal: Reclutar al personal requerido mediante la seleccin del
mismo de acuerdo a los requisitos exigidos por la empresa.
2.14 Organigrama estructural de la Empresa:
La empresa es coordinada por un Director Ejecutivo; se divide en
doce (12) Gerencias
Gerencia Operaciones
Gerencia de RRHH
Gerencia de SySO (Seguridad y Salud Ocupacional)
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Gerencia de Mina
Gerencia de Optimizacin de Activos
Lograr un crecimiento eficiente y acorde con las necesidades del
pas.
Gerencia de Metalurgia
Gerencia de Sistema y Calidad
Gerencia de Optimizacin de Proyectos
Gerencia de Abastecimiento
Gerencia de Mantenimiento
Fuente: Intranet (Minera Loma de Nquel)
Figura 3. Organigrama estructural de la empresa
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2.15 Funciones de la Gerencia de Metalurgia:
La gerencia de metalurgia tiene como funcin dirigir, coordinar,
planificar y controlar todas las actividades de la planta metalrgica en
general, desde el rea de Preparacin de Mineral hasta Refinacin
(producto final). Es la encargada de transformar el Mineral extrado de la
Mina en Ferro-Nquel (producto final).As como llevar el control de los
siguientes parmetros:
Contabilidad Metalrgica y el control de los sistemas depesajes.
Proyecto de mejoras propuestas evaluacin e implementacin.
Control diario de la operacin.
2.16 Departamento de Procesos:
El departamento de procesos es el encargado de controlar y optimizartodas las etapas del proceso de produccin de Ferro-Nquel, as como el
seguimiento y control de los parmetros de operacin de las diferentes
reas (Preparacin de Mineral - Planta Pirometalrgica) que determinan
los resultados finales en el proceso productivo.
Adems consta de la siguiente estructura de actividades.
Control De Estoque De Fe-Ni (Granulacin)
Manejo del Formato de Control de Inventario
Actualizacin de pilas.
Chequeo de Certificados de Coladas.
Chequeo del lote en conformacin.
Elaboracin de Certificado del lote.
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Elaboracin de Reporte Metalrgico.
Control Estadstico de valores de Produccin
Actualizacin de Resultados.
Chequeo de reporte Metalrgico.
Muestreo
Control de Muestreo
Identificacin de Puntos de Muestreo
Toma de Muestra
Investigacin de Operaciones
Estudios de mejoras de proceso
Investigacin de incidentes que afecten la produccin y la
integridad de los equipos
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Fuente: Propia
Figura 4. Organigrama estructural de la Gerencia de Operaciones
2.16.1 Funciones del Departamento:
Definicin y modificacin de puntos de control de planta, que
incluye los puntos de control de producto, anlisis a realizar y
frecuencia de muestreo.
Realizar auditorias peridicas que garanticen la conformidad en las
tomas de muestras y la aplicacin de los mtodos segn
requerimientos.
Es responsable de la creacin y/o cambios en los registros de las
reas operativas (reportes de operaciones) segn el procedimiento
Gerencia
Coordinacin
Jefe dePPM
Jefe deCalcinacin
Jefe deReduccin
Jefe deRefinacin
Analista
AnalistaAnalistaAnalistaAnalista
Supervisor
Tcnico
Operario
Supervisor
Tcnico
Operario
Supervisor
Tcnico
Operario
Supervisor
Tcnico
Operario
Procesos
Tcnico
Ingeniero
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Crear o cambiar plantillas de registro de control de proceso en las
reas de metalurgia.
2.17 Descripcin del Proceso Productivo de Minera Loma de Nquel
Extraccin de Mineral de la Mina:
El rea de mina tiene dos funciones principales: explotacin del
mineral de nquel y el manejo y mantenimiento de las unidades mviles ymoto generadores de la empresa.
La explotacin del mineral es realizada a cielo abierto, utilizando el
mtodo de excavaciones por terrazas de cinco metros de altura y
pendientes de hasta 34 grados. El mineral es extrado por palas
excavadoras y transportado por camiones de 55 t de capacidad, hasta la
etapa de preparacin de mineral.
Preparacin de mineral:
Esta rea tiene como objetivo suministrar a calcinacin la cantidad de
mineral requerida, con un contenido de humedad de entre 18 y 20%,
adems del suministro del carbn requerido diariamente en la Planta Piro
Metalrgica de acuerdo con las especificaciones de calidad. Para lograr
este objetivo, se llevan a cabo ciertos procesos como son: recuperar el
mineral de pila de homogenizacin, reducir la humedad a ciertos valores,
reducir el tamao del mineral de acuerdo a los requisitos establecidos.
El rea de preparacin de mineral se divide en tres sub-reas:
Reclamacin o Recuperacin, Secado y Trituracin, adicionalmente esta
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rea se encarga del traslado y triturado del carbn mineral utilizado en la
planta.
El objetivo del rea de Reclamacin es la recuperacin y alimentacin
constante al secador, con ptima homogenizacin manteniendo la
contabilidad del mineral que es reciclado. En el rea de Secado lo
esencial es mantener un porcentaje de humedad del mineral procesado
bajo las especificaciones requeridas para aumentar la eficiencia en la
trituracin, manteniendo las emisiones de polvo controladas. Por ltimo, elrea de trituracin tiene como objetivo fundamental proveer un mineral
con la granulometra necesaria para facilitar su posterior manejo,
transformacin y evitar segregaciones.
El proceso del rea de secado denominado rea380; se describe de
manera siguiente: el mineral, luego de ser triturado y apilado en pilas de
homogenizacin, es recuperado, homogeneizado y transferido al rea desecado.
El recuperador, un raspador tipo puente de 234 t/h de capacidad
nominal, y una mxima de 400 t/h, retira el mineral en forma transversal a
la pila. Una cinta transportadora descarga el mineral proveniente de las
pilas de homogenizacin directamente en el silo de alimentacin al
secador rotativo.
El secador es del tipo tambor rotario de 4,4 m de dimetro y 27 m de
largo, con una inclinacin de 4 hacia el extremo de descarga y girando a
una velocidad de hasta 3,5 rpm. Es de tipo co-corriente, es decir, los
gases calientes fluyen en la misma direccin del flujo de mineral. El
combustible es gas natural. El aire necesario para la combustin, es
suministrado por ventiladores centrfugos.
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El mineral es alimentado por medio de una balanza dosificadorareversible identificada: Hassler. El mineral a la salida del secador es
descargado en una cinta transportadora que lo conduce a la siguiente
estacin de trituracin. Aqu una criba vibratoria separa las rocas de sobre
tamao y las lleva al triturador terciario tipo cono, donde se reducen hasta
un tamao que puede ajustarse entre 15 a 30 mm mximo. El material
que pasa a travs de la criba y del triturado es descargado a un
transportador comn que lo conduce a pila cubierta de almacenamientode mineral seco.
La pila de mineral seco es una montaa cnica de base de 50 m de
dimetro y 17,5 m de altura. El mineral es alimentado por cinta
transportadora que viene de la trituracin, descargndolo en el centro del
techo de la pila.
Los gases de escape del secador, con temperatura de 100 a 120 C,
son conducidos a un precipitador electrosttico el cual remueve el polvo
con un 99% de eficiencia. Estos gases de escape son descargados en
una chimenea (30 m de alto) a travs de un ventilador centrifugo
ventilador de tiro.
Calcinacin:
Esta rea se encarga de procesar el mineral proveniente de
preparacin de mineral (PPM), por medio de hornos rotativos en los que
se eliminan componentes no deseados del mineral a travs de los gases
de salida. Los componentes que son eliminados en forma de gases son:
humedad, agua qumicamente ligada y parte del oxgeno que conforman
los xidos de hierro y nquel. El mineral producido debe cumplir con
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ciertas especificaciones en cuanto a temperatura y composicin qumica
resultado de las reacciones y debe ser suficiente para atender el procesosiguiente.
Los calcinadores son hornos cilndricos rotatorios donde se llevan a
cabo ciertas reacciones. MLdN cuenta con 2 hornos calcinadores que
tienen longitud de 120 m, dimetro de 5 m e inclinacin de 3. Ambos
calcinadores funcionan en contra corriente, es decir, la carga alimentada
avanza en direccin descendente, producto de la rotacin e inclinacin delhorno; mientras que los gases producidos por la combustin lo hacen en
sentido contrario.
Durante el proceso de calcinado ocurren varias reacciones dentro del
horno que se especificaran por zonas:
a) Zona de secado: donde ocurre toda eliminacin de la humedad o
agua fsicamente combinada. Esto se produce a temperaturas mayores alos 100 C, y debido a las altas temperaturas y tiempo de residencia a las
que el mineral est expuesto esta eliminacin se lleva a cabo en un
100%.
b) Zona de deshidratacin: ocurre la eliminacin del agua qumicamente
combinada con la molcula de mineral. Esta reaccin no se lleva a cabo
en su totalidad, sin embargo, el proceso debe garantizar perdida de agua
hasta alcanzar valores por debajo del 0.5%.
c) Zona de pre-reduccin:consiste en la eliminacin parcial del oxgeno
combinado qumicamente al hierro y al nquel. Para lograr la pre-
reduccin de estos xidos es necesaria la adicin de carbn como agente
reductor. Estas reacciones comienzan a temperaturas cercanas a los
300, acelerndose y completndose a temperaturas por encima de los
700C. En esta etapa se requiere alcanzar una pre-reduccin del 80% en
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cuanto al hierro se refiere, mientras que para el nquel, debido a su bajo
contenido en el mineral, solo se logra pre-reducir cerca de un 10%.
En el proceso de calcinacin existen 3 variables que afectan la calidad
de calcinado producido, tales variables son:
a) Tiempo: el tiempo de residencia del mineral dentro del horno influye
directamente sobre la cantidad de gases liberados ya que las
reacciones de secado, deshidratacin y pre-reduccin poseen unacierta cintica, por lo que, a mayor tiempo de residencia se logra la
mayor completacin de las mismas y en consecuencia un mejor
producto calcinado. El tiempo de residencia vara en funcin de la
velocidad de rotacin del horno de forma inversamente
proporcional.
b) Temperatura: como se explic anteriormente las reacciones de
secado, deshidratacin y pre-reduccin requieren de unatemperatura. El perfil trmico del horno vara segn la combinacin
de mltiples factores: flujo de aire, potencia del ventilador de tiro,
etc.
c) Granulometra: la granulometra es un factor que influye en la
velocidad de reaccin y por tanto en el grado de completacin de
las mismas. A menor granulometra las reacciones ocurren con
mayor velocidad, ya que es un proceso que ocurre de afuera hacia
adentro y se aumenta el rea de contacto entre las partculas de
mineral, el carbn y los gases. Sin embargo, una granulometra
muy fina incrementa el arrastre de material por la exhaustin, es
por ello que debe operarse dentro de un rango granulomtrico.
Reduccin:
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El propsito de esta etapa del proceso es transformar el mineral pre
reducido y calcinado en dos fases: una denominada escoria y otrametlica con proporciones importantes de Fe y Ni. Para ello el mineral es
transportado a travs de un sistema de alimentacin a los hornos
elctricos, en donde pasa del estado slido a lquido, al estar sometido al
calor generado por un arco elctrico. La separacin del metal y la escoria
se logra por diferencia de densidad, la escoria menos densa, y el grado
de reduccin de Fe y Ni, al igual que las perdidas de Ni en la escoria son
controladas a travs de la dosificacin del carbn en calcinacin y elaporte de carbn del consumo de los electrodos del horno. Las fases
lquidas son extradas por medio de piqueras ubicadas a distintitos
niveles.
Reduccin es un trmino que define proceso piro-metalrgico de
fusin reductora de mineral, utilizndose carbn mineral como agentereductor y electricidad como fuente de energa, con el fin de obtener una
relacin de ferro-nquel en forma metlica.
Refinacin:
El proceso de refinacin del metal est divido en tres etapas, una
primera etapa de vaciado y desfosforacin, donde se procede a la
remocin de impurezas contenidas en el metal no refinado para su
conformacin final. Para ello se procede a bajar a los estndares el
porcentaje de carbono, fsforo y silicio en una primera fase de soplado de
oxgeno y adicin de cal, estas se conocen como descarburizacin y
desfosforacin; seguida de la segunda etapa que consiste en desoxidar y
desulfurar el metal vaciado, proceso llamado refino, donde se realiza un
calentamiento de metal para lograr la remocin de azufre, conocido como
desulfuracin, utilizando diversas materias primas como aluminio; y la
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tercera y ltima etapa del proceso, la elaboracin del producto final a
travs del granulado del metal refinado.Todo el proceso se puede visualizar en la figura N 5
Fuente: Propia
Figura 5. Organigrama del proceso productivo
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CAPTULO III
MARCO TERICO
Para el desarrollo de esta investigacin es necesario hacer referencia
a una serie de conceptos que servirn de gua para llevar a cabo dicho
estudio y logro del los objetivos.
3.1 Conceptos Bsicos
3.1.1 Ferronquel (FeNi)
El ferronquel es una aleacin de hierro y nquel que se compone
por lo general de 72 %hierro (Fe) y de 28 % de nquel (Ni). El ferro-nquel
(FeNi) es un metal ferromagntico, de alta dureza, que fcilmente es
transformado en una variedad de productos. Su uso ms frecuente escomo un componente de varias aleaciones, de las cuales los aceros
inoxidables son los ms comunes.
En el acero inoxidable el ferronquel es aleado con hierro, cromo y
en algunos casos el molibdeno segn el nivel deseado de resistencia a la
corrosin
El ferronquel posee excelentes propiedades de revestimientos y
por consiguiente es extensamente usado para agregar capas y tanto en
usos decorativos como ingeniera.
3.1.2 Proceso de produccin del ferronquel en MLdN:
Extraccin d el Mineral de la Mina:
El yacimiento radica de una mina a cielo abierto ubicada en la parte
superior de la planta procesadora a 4.5 Km. aproximadamente, la cual es
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explotada empleando mtodos de excavaciones por terrazas, de 5 metros
de altura y pendientes de 34 grados. La excavacin se realiza por mediode palas excavadoras, donde el mineral es extrado y transportado a
travs de camiones roquero al rea de Preparacin de Mineral (PPM)
donde los camiones descargan el mineral en una criba fija.
El mineral pasa por el triturador primario, es un triturador de
mandbula que lleva la granulometra del mineral a una menor de 300
mm, este se une con el mineral pasante de la criba y pasa a un triturador
secundario de rodillos, este se encarga de llevar esta granulometra a unamenor de 50mm; posteriormente es trasladado hacia el rea del apilador
por medio de cintas transportadoras, creando pilas de formas de chevron
de manera que el mineral se encuentre homogneo, (con composiciones
similares)de aproximadamente 90.540 toneladas.
rea de PPM:
El mineral es retomado con ayuda de un recuperador y es transportadopor cintas transportadoras hasta llegar a la tolva que conlleva el mineral al
proceso de secado.
El secador disminuye la humedad del mineral de un 30-35% hasta un
16-17% humedad aproximadamente, esto va a depende de los requisitos
en el proceso aguas abajo. En el secador rotatorio se pueden controlar
principalmente las variables presin, rotacin, caudal de gas, velocidad de
tiro y la alimentacin del material. Del secador sale finos que son
desprendidos de este proceso y atrados por un ventilador de tiro para ser
llevados a un electrofiltro y posteriormente al rea de peletizacin para ser
rehusados en el proceso. El mineral de salida del secador pasa por unas
cintas que lo transportan hasta la criba vibratoria, la cual posee una malla
de acero de 30mm, all se asegura la granulometra del mineral, y el
material rechazado por la maya que supera el tamao es enviado a una
trituradora terciaria de cono hasta alcanzar el tamao, posteriormente el
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mineral se traslada por medio de una cinta transportadora hasta llegar a
pila seca; en donde el material se almacena y se alimentada para laslneas de calcinacin
rea de calcin acin
En esta rea se procesa el mineral proveniente de PPM el cual se le
mezcla con carbn a la alimentacin de cada calcinador, el carbn va a
ayudar a que ocurran las reacciones qumicas en los hornos rotatorios
donde se eliminan los componentes no deseados del mineral a travs delos gases de salida. Los componentes que se eliminan son: la humedad,
el agua qumicamente ligada (PF) y parte del oxigeno que conforma los
xidos de hierro y nquel. El mineral producido debe cumplir con ciertas
especificaciones en cuanto a temperatura y composicin qumica,
resultados de las reacciones, y debe ser suficiente para atender el
proceso de aguas abajo.
El carbn antes de ser agregado en el proceso es transportado atravs de gandolas hacia las tolvas vibratorias; donde este pasa por
medio de un tamiz de 100 mm, llevando el carbn a la trituradora de
rodillos a travs de la cinta transportadora, donde se encuentra un
muestreador automtico que realiza barridos durante intervalos de tiempo
para determinar la granulometra y anlisis proximal del carbn de
entrada. El carbn es llevado al silo donde de se alimentan los
calcinadores para el proceso de reduccin del mineral.
En el proceso adems del mineral y el carbn se la agrega polvos de
reciclo en forma de pellas, proveniente del mineral fino recolectado en las
estaciones de desempolvado de planta (electrofiltros), el cual es enviado
a la planta de peletizacin, donde se aglomera con agua, sin uso de
aditivos qumicos.
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Reacciones que ocurren en el Calcinador:
Secado:
Eliminacin de la humedad o agua fsicamente combinada. Esto se
produce a temperaturas mayores a los 100 C, debido a las altas
temperaturas y tiempo de residencia a las que el mineral est expuesto
esta eliminacin se lleva a cabo en un 100%.
H2O(l) H2O(g)
Deshidratacin:
Eliminacin del agua qumicamente combinada con la molcula de
mineral. Esta reaccin no se lleva a cabo en su totalidad, sin embargo, el
proceso debe garantizar prdidas de agua hasta alcanzar valores por
debajo del 0,5% (El proceso tambin es llamado prdida de fuego). Las
reacciones inician a partir de 150 C, no obstante, la cintica de la
reaccin aumenta considerablemente a temperaturas cercanas a los 650
C, temperaturas a las cuales se elimina la mayor cantidad de aguaqumicamente combinada.
Las reacciones que se llevan a cabo son:
Deshidratacin de la Garnierita
3(Mg,Ni)O.2SiO2.2H2O(s) 2(Mg,Ni)O.SiO2 (s)+ (Mg, Ni)O.SiO2 (s)+
2H2O (g)
Deshidratacin de la Goetita:2 FeO (OH) (s) Fe2O3 (s)+ H2O (g)
Pre-Reduccin:
Consiste en la eliminacin parcial del oxgeno combinado
qumicamente al hierro y al nquel. Para lograr la pre-reduccin de los
xidos de hierro y nquel es necesaria la adicin de Carbn (C) como
agente reductor. Estas reacciones comienzan a temperaturas prximas a
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los 300 C, acelerndose y completndose a temperaturas por encima de
los 700 C. Se requiere lograr una pre-reduccin del 65% en cuanto alhierro se refiere, mientras que para el nquel, debido a su bajo contenido
en el mineral, slo se logra pre-reducir cerca de un 10%. Las reacciones
de pre-reduccin son las siguientes:
Fe2O3 (s)+ C (s) 2 FeO (s)+ CO (g)
NiO (s)+ C (s) Ni (s)+ CO (g)
Adicionalmente a la eliminacin parcial de los gases asociados almineral y subproductos del proceso de calcinacin, se logra producir
mineral calcinado a una temperatura aproximada de 950 C, con un
porcentaje de carbono residual o Carbono Fijo de aproximadamente
1,5%. Estas caractersticas son necesarias para obtener una mayor
eficiencia en el proceso de reduccin, as como tambin completar las
reacciones qumicas en el mismo. En tal sentido, cuanto mayor sea la
temperatura del mineral calcinado producido, (Dentro de los lmitesoperacionales) ser mayor el aprovechamiento trmico y elctrico en el
horno de reduccin. El carbono fijo resultante es necesario para completar
las reacciones de reduccin, tanto del hierro como del nquel, de tal forma
de lograr separar la aleacin de inters del resto de la produccin
(escoria). En general, se pueden enumerar las caractersticas que debe
tener el mineral calcinado como objetivos del proceso de calcinacin:
1. Humedad: 0 %.
2. Prdida de Fuego (PF): mx. 0,5 %.
3. Pre-Reduccin de Hierro (P-R): 65 %.
4. Carbono Fijo (CF): 1,5 %.
5. Temperatura de Salida de Mineral: 950 C.
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CALCINACIN
Calentamiento por debajo del punto de
Fusin para la eliminacin completa de la humedad
y extraccin del agua qumica
Fuente: Propia
Figura 6. Calcinador lnea I y II
Reduccin Fusin:
El propsito de esta etapa del proceso es transformar el mineral
Pre-reducido y calcinado en dos fases: una denominada escoria, la cual
esta conformando principalmente por xidos de Si y Mg y otra metlica
con proporciones importantes de Ni y Fe.
El mineral Pre-reducido y calcinado es introducido en dos
hornos de arco elctrico sumergido de 17,5 m de dimetro y 45 MVH,
donde la generacin de un arco elctrico sobre la carga de mineral,
genera el calor para su fusin a aproximadamente 1650 C. El control del
proceso se realiza a travs de la dosificacin de carbn al horno de
calcinacin, controlando as el grado de reduccin de Fe y Ni, como
tambin las prdidas de Ni en la escoria. La escoria, representa
aproximadamente el 80% de la carga, y la misma es granulada durante su
colada por una corriente de agua. La fase metlica, es colada cada cuatro
horas en cucharas para su posterior depuracin o refino de impurezas
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como Azufre, Fsforo, Carbn y Silicio de acuerdo a los requerimientos de
los clientes. El consumo de energa especfico en la operacin es de 560kWh/t y la recuperacin de Nquel desde el mineral a la fase metlica de
90%.
Refino:
En esta etapa el metal es colado del horno de reduccin sobre
la cuchara precalentada, se inicia la inyeccin de oxgeno y cal en forma
controlada para la primera fase de remocin del nivel de Fsforo. El
fsforo retirado pasa a ser parte de la escoria, la cual es retirada por unequipo especial para este fin. Posteriormente la cuchara es integrada a
un sistema de electrodos, para conformar un horno de arco tipo cuchara
de 9 MVA, donde a una temperatura de 1600 C, ser desoxidada con la
adicin de aluminio. Con la inyeccin de una mezcla de FeSi, cal y la
agitacin del bao con una lanza de nitrgeno, se realizar la reduccin
del nivel de Azufre, el cual pasara a la escoria que ser retirada. Son
tomadas muestras para el control del grado de desfosforacin hastaaproximadamente 0.03%
El ferro-Nquel (Fe-Ni) es granulado en un tanque especial de agua,
clasificada por tamao y almacenada para su posterior expedicin a los
clientes. La escoria de refino ser triturada y depositada para la posterior
recuperacin del Ni contenido. La composicin final del ferro-nquel es:
Ni: 2035%
Si: mx. 0.03%
C: max. 0.04%
S: max. 0.06%
P: mx. 0.03%
Granulometra de 3 a 30 mm.
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Planta de carbn
Alimentacinde carbn = 4,5 t/h
Carga de mineral = 90 t/h
Peletizador (3)16 t/h D = 5,5 m
Trituradorde rod illo
-60 mm
Gases de salidaFiltro electrostatico
(E.P.)
Mineral 1,2 MTPA secoNi% = 1,7
Fe% = 15
Trituradorade cono
Aire+
Gas Natural
Trituradorade mandibula
Mina
Cribafija
Apilad or355 t/h
SecadorL = 27 m, D = 4 m.
Pila de mineral seco12.000 t secas
Horno de fusinArco
RefinacinFase 1
O2 , CaO
O2 , CaO , FeSi,CaSi
Horno cucharaRefinacin
Fase 2
Metal Fe-Nia g ranulacin% Ni = 22 - 25
Escoria a d epositode desechos% Ni = 0,101440 ton/dia
Escoria de refino adeposito (A Recuperar)
Pilas de homogeneizacin2x 90.540 t
Metal
Minera Loma de Nquel Diagrama de Proceso
Trituradorade rodillo
Peletizacin
CalcinadoresE.P.
Polvo
SecadorE.P. Polvo
+Mineral fino
Mineral finoa peletizacin
CribaVibratoria
Polvos a peletizacin
Aire+
GasNatural
+ 250mm
-250mm
+ 30
-30
-30 mm
Calcinador (2)L =120 m , D = 5 m
Temperaturadel calc inado = 900 C
Recuperador150 t/h
%H2O = 30
Nota: Todoslos numerosson en baseseca
Mineral %H2O = 15-20
Concentracin depolvo
100 mg/Nm3
228 ton. FeNi/dia
18 300 ton. Ni/Ao
Polvos a peletizacin
Concentracin depolvo
100 mg/Nm3Filtro electrostatico
(E.P.)
Gases de salida
Adems esta rea cuenta con una sub-rea de servicios
refractarios la cual se encarga de realizar los revestimientos yreparaciones necesarias a las cucharas contenedoras y dems equipos
de la planta que cuentan con recubrimiento de algn material refractario.
Fuente: Intranet (Minera Loma de Nquel)
Figura 7. Diagrama de Proceso Minera Loma de Nquel.
Pila seca:
La pila seca es un rea importante para el proceso de
calcinacin, debido a que es donde se almacena el mineral a ser
alimentado, tratando de mantener las condiciones estables de humedad,
para ser alimentado a los calcinadores. En la pila seca se generan
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segregaciones al momento de la cada libre desde la cinta transportadora
debido a la altura que tiene la pila de la cinta transportadora, la cual elmineral se dispersa dependiendo del tamao y peso de las partculas,
donde el mineral grueso tiende a ir al fondo de la pila y los finos quedan
dentro de la pila.
Los polvos o slidos finos comprenden materiales que van en
un rango de 10 a 1000 micrones. Esto induce el fenmeno de
segregacin por precolacin del mineral mas fino, debido a que dispersan
o quedan inicio de la pila.
Estos servirn de gua en la realizacin del trabajo de investigacin.
3.1.3 Pre- Reduccin:
La Pre- Reduccin como se dijo anteriormente consiste en la eliminacin
parcial del oxgeno combinado qumicamente al hierro y al nquel.
Es importante mencionar que las condiciones ideales, con variables
controladas en plantas piloto, Krupp Polysius alcanz valores de P-R de
80% para nuestro mineral.
Igualmente, en el desarrollo de Barro Alto, tanto en Fl Smith como
Polysius alcanzaron 80% de Pre-Red bajo condiciones ideales y
controladas.
A continuacin se presenta una tabla comparativa de las Pre-red de
algunas plantas a nivel mundial y algunas caractersticas asociadas a
dicha Pre-Red.
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En la tabla se puede observar que la Pre-Red promedio (2005-2007)
alcanzada en Loma de Nquel se encuentra por encima de la mayora de
las plantas a excepcin de PAMCO y un calcinador de Cerro Matoso, de
hecho muy cercano al medido en las pruebas controladas. El casi de
Cerro Matoso (K1) el nivel de Pre-Red alcanzado est directamente
relacionado con el tiempo de residencia del mineral dentro del calcinador
dada la longitud del mismo (185mts), por lo tanto, es lgico esperar
valores muy altos. Por otra parte el caso PAMCO se encuentra asociado
con la temperatura que puede alcanzar el calcinado (1050 C) dadas las
caractersticas mineralgicas y fsico-qumicas de su mineral estas altas
temperaturas son posibles de alcanzar sin sintetizar el mismo, y por
consiguiente favorecer enormemente las reacciones de Pre-Red.
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Reacciones de Reduccin del Hierro
La reduccin del oxido de hierro (III) viene dado por la consecuencia de
tres reacciones que conforman un sistema endotrmico el cual requiere
de una energa de 46.52 KW/Ton de fe2o2 alimentada y la oxidacin de
carbn en presencia de oxgeno para cumplir la funcin del agente
reductor en las reacciones.
Extrapolando las reacciones de reduccin del hierro al proceso de MLdN
las mismas se inician en la etapa de calcinacin con la oxidacin del
carbn (1)(2) y la reduccin del xido de hierro (III) (Fe2o3) a xido de
Hierro (II) (FeO) en un 72% aproximadamente (3)(4). La secuencia de
reacciones culmina en la etapa de reduccin, llegando parte del hierro a
su estado elemental (hierro metlico) y quedando parte en la escoria enforma de xido de hierro (FeO).
Como producto de cada una de las reacciones de reduccin del hierro se
genera la liberacin de Dixido de Carbono (CO2) siguiendo el siguiente
comportamiento estequiomtrico:
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Efectos de la Pre-reduccin en el proceso
La Pre-Reduccin favorece la operacin, eficiencia, productividad y
estabilidad de los hornos de reduccin por dos razones:
Disminuye la cantidad de gases liberados dentro del horno de
reduccin:
Como se explic anteriormente, la reduccin del hierro genera dixido
de carbono (CO2) en cada una de sus etapas o reacciones. La Pre-
Red obtenida en calcinacin libera parte de este volumen de gases
dentro del calcinador, disminuyendo de este modo la generacin de
gases dentro del horno de reduccin. Evidentemente, a mayor grado
de Pre-red mayor ser la liberacin de gases en el calcinador y menor
la cantidad de gases remanentes que debern ser liberados en el
horno de reduccin y viceversa.
Dentro del horno de reduccin los gases liberados deben encontrar
salidas a travs de la carga interna del mismo (pilas de mineral
calcinado alimentado al horno) y posteriormente por las chimeneas. En
la medida en que esto se dificulta, por exceso de gases (baja Pre-Red)
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o por baja porosidad de la carga (que dificulta el flujo de los gases a
travs de si misma), la presin interna del horno aumenta y traeconsigo inestabilidad operacional, escoria espumosa que sube de
nivel incluso hasta alcanzar la bveda, prdidas trmicas hacia la
bveda y chimeneas del horno, modificacin del perfil de temperaturas
del mismo (si la condicin se prolonga varias horas) y finalmente
prdidas de produccin, aumento del consumo de energa elctrica,
aumento de consumo de electrodos, disminucin de la vida til de los
refractarios de la bveda, etc.
Para contrarrestar este efecto negativo se debe disminuir la
cantidad de gases liberados dentro del horno, aumentando Pre-Red o
disminuyendo la alimentacin de calcinado o aumentando la porosidad
de la carga. Evidentemente, los efectos de estas acciones no son
inmediatos.
Disminuye el requerimiento de energa para las reacciones de
reduccin:
Como se present en la seccin de reacciones de reduccin de hierro,
dichas reacciones son endotrmicas (requieren energa calrica para
su ocurrencia). Esto indica que a mayor Pre-Red alcanzada dentro del
calcinador (mediante el aporte calrico otorgado por el quemador)
menor energa elctrica ser requerida dentro del horno para
completar las reacciones de reduccin.
Una vez identificados los dos mecanismos por los cuales la Pre-Red
afecta la eficiencia de los hornos elctricos, en la siguiente seccin se
presentar un estimado de las magnitudes o niveles de impacto de
cada uno de los mecanismos.
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Volumen de gases generados/ presin interna del horno.
El volumen de gases liberados dentro del horno de reduccin generar
una presin interna dentro del mismo, que depender de dicho
volumen gases y del rea de salida o superficie del horno (permanece
constante toda vez que para cualquier condicin el tamao del horno
seguir siendo el mismo).
El volumen de gases liberados dentro del horno depender del grado
de Pre-Red del calcinado (a mayor Pre-Red menor el volumen
remanente de gases liberados en reduccin y viceversa) y de la
cantidad de calcinado alimentado, expresado en TMS/h (a mayor
alimentacin mayor volumen de gases liberados dentro del horno y
viceversa).
3.1.4 Muestreo:
Es la actividad por la cual se toman ciertas muestras de unapoblacin de elementos de los cuales se requieren ciertos criterios de
decisin, a travs del muestreo se pueden realizar anlisis de situaciones
de la empresa o de algn campo de la sociedad. El tiene por objetivo, el
estudio de las relaciones existentes entre la distribucin de un carcter en
una poblacin y las distribuciones de dicho carcter en todas sus
muestras. El propsito de realizar un plan de muestreo radica en hacer
inferencia acerca de una poblacin con base a la informacin contenidaen una muestra.
Distinguimos dos tipos fundamentales de muestreo:
Muestr eo pro bab ilstic o (aleatorio ):
En este tipo de muestreo, todos los individuos de la poblacin pueden
formar parte de la muestra, tienen probabilidad positiva de formar parte de
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la muestra. Por lo tanto es el tipo de muestreo que debemos utilizar en
nuestras investigaciones, por ser el riguroso y cientfico.En el contexto de muestreo probabilstico, existen varias posibilidades de
obtencin de una muestra:
Muestreo aleatorio simple:
En un muestreo aleatorio simple todo el mineral tiene la misma
probabilidad de ser seleccionados. La seleccin de la muestra puede
realizarse a travs de cualquier mecanismo probabilstico en el que todoslos elementos tengan las mismas opciones de salir. Por ejemplo uno de
estos mecanismos es utilizar una tabla de nmeros aleatorios, o tambin
con un ordenador generar nmeros aleatorios, comprendidos entre cero y
uno, y multiplicarlos por el tamao de la poblacin.
Muestreo aleatorio estratificado:
Es frecuente que cuando se realiza un estudio interese estudiar una
serie de sub- poblaciones (estratos) en la poblacin, siendo importanteque en la muestra haya representacin de todos y cada uno de los
estratos considerados. El muestreo aleatorio simple no nos garantiza que
tal cosa ocurra. Para evitar esto, se saca una muestra de cada uno de los