E11-Potabilización de agua de mar para la gran minería

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Potabilizadora de agua de mar para la Gran Minería

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Tema: Potabilizadora de agua de mar para la gran minería

Proyecto

“

Proyecto Esperanza”:

Planta de Molibdeno

Profesor : Lorna Guerrero.

Alumnos : Loreto Delgado

Javiera Izaurieta

Andrea Tapia

Ayudante : Rodrigo Solís H.

Ramo : Taller de Ingeniería Química.

Fecha de entrega : Viernes 2 Marzo 2012.




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Resumen Ejecutivo

“Proyecto Esperanza” es un proyecto minero de gran envergadura perteneciente aMinera Esperanza, compañía del Grupo Chileno Antofagasta Minerals (en un 70%)

y de la japonesa Maruberi (en un 30%).El Proyecto se localiza en la Región de Antofagasta, provincia de Antofagasta eintegra las comunas de Mejillones, María Elena y Sierra Gorda y consiste en laexplotación y procesamiento de mineral, producción de concentrados de cobre-oroy molibdeno, su transporte hacia el muelle, embarque y posterior comercialización.

La característica esencial de esta inversión de $1500 millones de dólares es quetoda el agua que se utiliza en “Proyecto Esperanza” es agua de mar como formade suplir la falta de recurso hídrico de la zona. De esta forma se convierte en elprimer desarrollo minero a gran escala que utiliza agua de mar sin desalinizar parasus procesos de producción de metales.

La “Planta de Molibdeno” corresponde a la Tercera actualización de “ProyectoEsperanza”; se generan en las producciones de concentrados colectivos deCobre-Oro-Molibdeno y como una forma de incrementar la cadena de valor segenerarán como subproductos concentrados de molibdeno.

Esta Planta también operará con agua de mar, pero desalinizada. Estaactualización tendrá un costo de $200 millones de dólares y pretende tratar 5500toneladas de concentrado al día y generar alrededor de 35 toneladas diarias deconcentrado de Molibdeno.

Todas las modificaciones y ajustes que se realizarán para la construcción de la

Planta de Molibdeno estarán dentro del territorio donde actualmente opera MineraEsperanza que contempla el área del Muelle (Michilla), para el desembarco delmineral, la trayectoria del acueducto y contra acueducto y el área de Mina PlantaEsperanza.

Su implementación prácticamente duplicará el caudal de agua de mar a utilizar ysu aumento se traducirá en aumentar la cantidad de agua de mar tratada en laPlanta Desaladora de Osmosis Reversa ya existente.

Figura N°1: Ubicación Geográfica Minera

Esperanza.




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Introducción

Descripción del tema y relevancia

La Planta de Molibdeno es la Tercera Actualización del “Proyecto Esperanza” quecomenzó a operar en la región de Antogafasta el año 2008.

Como se mencionó anteriormente, Minera Esperanza opera en un 100% con aguade mar que se obtiene desde el Sector de Michilla y es enviada hasta el sector dela Mina El Tesoro por medio de un acueducto para todos los procesos detratamiento de mineral necesarios.

A diferencia de los procesos que se utilizan para tratar los concentrados de cobre

actualmente que utilizar el agua de mar sin desalar, la Planta de Molibdenorequiere de agua desalinizada.

La desalinización ya no es un lujo para la minería sino una necesidad,especialmente en el Norte Grande donde están las mayores inversionesmundiales en materia cuprífera, aurífera y minería no metálica.

Los derechos de agua allí están prácticamente acabados, y la mayoría de lasreservas hídricas de Parinacota, Taparaca, Antofagasta y Atacama también. Estono solo ha afectado a la minería, sino también el consumo de los habitantes deesas zonas y la producción agrícola-ganadera. Ejemplo de esto es lo que sucede

con el río Copiapó que mientras sufre la progresiva sequía, la cantidad dederechos de agua otorgados cuadriplica la capacidad de recargarse del mismo.

Es por lo anterior que se ha hecho necesario buscar nuevas formas deabastecerse de este vital recurso. La implementación de Minera Esperanza, con laproducción que se generará, bajo ningún punto de vista hubiese sido posible si nose lograse generar este recurso por medio de la desalinización del agua de mar,porque simplemente, no hay más fuentes hídricas disponibles.

Objetivos

La puesta en marcha de la Planta de Molibdeno tiene como objetivos principales:

a) Auto-abastecimiento del recurso hídrico para las faenas y también paraabastecer a la comunidad que allí trabaja.

b) Incremento de la cadena de valor de los recursos actualmente explotados.




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Antecedentes

El problema hídrico que existe en la zona del Norte Grande de Chile, se debe

precisamente a que las precipitaciones son muy escasas, sólo se presentan lluviasen altura, debido al fenómeno denominado “invierno boliviano”. Otro factor queinfluye en este problema es que en esa zona se presentan altas temperaturas enel día, alcanzando los 30°C, y cercano a los 10°C en la noche, además sepresentan los máximos valores de radiación solar, causados por su localización enla zona intertropical. Este problema no afecta solo a la minería, sino también elconsumo de los habitantes de esa zona y la producción agrícola-ganadera.

Por lo mencionado anteriormente se ha necesario buscar nuevas formas deabastecerse de este vital recurso. La implementación de Minera Esperanza, con laproducción que se generará, bajo ningún punto de vista hubiese sido posible si no

se lograse generar este recurso por medio de la desalinización del agua de mar,porque simplemente, no hay más fuentes hídricas disponibles.

La desalinización del agua de mar consiste en eliminar la sal del agua de mar, conel propósito de obtener agua potable.

Para el problema hídrico, la empresa española de servicios Acciona se adjudicóun contrato para construir y operar durante 20 años una desalinizadora de agua demar en el desierto de Atacama. Esta planta contará con una capacidad inicial de17 millones de litros al día, aunque podría aumentar hasta 52 millones de litrosdiarios. La puesta en marcha de esta planta estaría para principios del 2013,siendo esto la solución principal para el problema hídrico de la zona del NorteGrande.

Otras alternativas para este problema serían:

Desalinización por destilación lo que consiste en que el agua salada se evapora yse convierte en agua dulce.

Desalinización por congelación, consiste en pulverizar agua de mar en unacámara refrigerada y a baja presión, como consecuencia de esto se formancristales de hielo sobre la salmuera. Estos cristales se separan y se lavan conagua normal, obteniendo agua dulce.




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Alcances

A partir de los antecedentes recopilados, nuestro proyecto contempla la utilización

del mtodo de osmosis inversa, debido a que resulta ser la opción ms eficientedesde el punto de vista tcnico ya que permite remover la mayora de los sólidosinorgnicos u orgnicos disueltos en el agua hasta el , remueve losmateriales suspendidos y microorganismos. Por otra parte, realiza el proceso depurificación en una sola etapa y en forma continua, siendo una tecnologaextremadamente simple, que no requiere de mucho mantenimiento y puedeoperarse con personal no especializado. inalmente, el proceso se realiza sincambio de fase, con el consiguiente ahorro de energa.

Marco Legal

El proyecto Esperanza, en su tercera actualización, se acoge al Sistema deEvaluación de mpacto Ambiental, segn lo sealado en el artculo , literal i, dela Ley No ., en relación con el artculo o del .. No , eglamento delSEIA. Este sistema de evaluación fue aprobado a través del Decreto SupremoNº30 del 1997, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, y cuyo textorefundido, coordinado y sistematizado fue fijado en el Artículo 2 del DecretoSupremo Nº95 del 2001, del mismo Ministerio. El estudio de Impacto Ambientaldel Proyecto Esperanza ha sido aprobado en la Resolución Exenta Nº0212 del2008, de la Comisión Regional de Medio Ambiente de Antofagasta, el 23 de Juniode 2008.

Marco Teórico

El funcionamiento deuna planta de osmosisreversa se basa en lacirculación forzada delagua a través de unamembranasemipermeable. Si lapresión ejercida essuperior a la presiónosmótica, la

membrana actúa comobarrera para las salesy/o moléculas, rechazándolas. De allí se obtienen dos corrientes: una libre desales (permeado) y la otra concentrada en sales (rechazo)

El desarrollo alcanzado en los últimos años por las membranas semipermeablespresenta una solución muy ventajosa como consecuencia de su bajo costo




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operativo, alta confiabilidad, bajo mantenimiento, facilidad de operación y óptimaperformance. La operación de las unidades de Osmosis Inversa es continua eininterrumpida, requiriendo un mínimo consumo de productos químicos y mano deobra para su atención.

Análisis de Mercado

El mercado del molibdeno tiene una importancia creciente en la economía chilena,al representar cada vez más parte importante de los resultados operacionales dela minería nacional, lo cual en un país que vive principalmente de esta actividades,se traduce en aumentos significativos en los ingresos fiscales. En el ao elmolibdeno generó . millones en eportaciones, equivalente al de laseportaciones mineras de hile, constituyndolo como su segundo productominero de eportación. Por el contrario, en el mercado mundial de los metales, el

molibdeno posee una participación relativamente baja, representando el 1,5% delmercado de cobre.

egn cifras de “nited tates eological urvey” las reservas de molibdeno en elmundo ascienden a , millones de toneladas mtricas. hina cuenta con ,millones de toneladas (38%), Estados Unidos con 2,7 millones (31%) y Chile con1,1 millones (13%)

Por su parte, las reservas base, aquellas que dependiendo de diversos factores,podran ser etradas en el futuro, ascienden a millones de toneladas mtricas,de las cuales China posee 8,3 millones (44%), Estados Unidos con 5,4 millones(28%) y Chile con 2,5 millones (13%).

La producción del molibdeno se obtiene ya sea de minas primarias destinadas almolibdeno, y como subproducto de las minas de cobre, como es el caso de latercera actualización del proyecto Esperanza.

Los principales productores de molibdeno son encabezados por hina, queparticipa del , de la producción mundial de mina, Estados nidos con el24,3% y Chile con un 15,4%. Entre estos tres pases poseen casi un de laproducción mundial, lo cual da cuenta de un mercado con alto grado deconcentración geogrfica. En el siguiente grfico se puede observar la distribuciónmundial de la producción de molibdeno de el año 1999 al 2010.

El consumo del molibdeno se concentra principalmente la industria del acero,representando casi un Otros usos del molibdeno son como catalizador en laindustria qumica, como lubricante molibdeno metlico y para la fabricación desper -aleaciones.

El principal consumidor de molibdeno es China, debido a su fuerte proceso deindustrialización y a la localización de industrias extranjeras en el gigante asiático.




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Debido a que el molibdeno se transa en la bolsa desde 2010, su precio dereferencia se publica semanalmente por “Platts Metals Week” y en enero de se fijó en 13.8 dólares la libra.

Descripción del Proceso Productivo

1. Detalle de la Ubicación y Sectores del Proyecto Esperanza

Ubicado en la Segunda Región de Antofagasta, el territorio que abarca ProyectoEsperanza es desde Esperanza (Rojo), a 25 kms. de Sierra Gorda, que es dondese ubica la Mina Tesoro y hasta el Sector Michilla desde donde se proveerá elagua de mar (se enviará por el acueducto hasta Sector Esperanza) y sealmacenará y embarcará el concentrado una vez tratado.

Figura N°3: Ubicación de Sectores de Proyecto Esperanza.

1.1 Sector Michilla

1.1.1 Impulsión del agua de mar

Una vez que la Planta de Molibdeno comience a operar las necesidades de aguaserán mayores. Es por ello que se incrementará la impulsión de agua de mar en

780[L/s] llegando al máximo de la capacidad del ducto que es 1500[L/s].




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1.2 Sector Acueducto/Concentraducto (145kms)

1.2.1 Impulsión de agua de mar

El acueducto se ver “afectado” pues se trasladarn ahora [Ls] más. Sin

embargo, para la implementación de esto no serán necesarias obras adicionalespara la impulsión de agua, se procederá a aumentar la potencia de las cuatrobombas de impulsión, se instalarán cuatro más del mismo tipo, y dos bombasstand by.

1.3 Sector Esperanza

1.3.1 Planta de Molibdeno

Minera Esperanza genera concentrados de cobre-oro-molibdeno como principal

producto dentro de su proceso industrial. A partir de la implementación de estaPlanta se aumentará la cadena de valor pues de producirá concentrado demolibdeno.

La planta se ubicará cercana a la actual planta de Flotación Colectiva en el SectorEsperanza junto a la planta concentradora existente.

La operación de dicha Planta será en base al principio de Flotación Selectiva deMolibdeno que contempla las etapas de: Flotación Primaria, Flotación deLimpieza, Filtrado, Secado y Almacenamiento del Concentrado de Molibdeno.

Figura N°3: Disposición de las instalaciones de la Planta de Molibdeno.




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2. Descripción del Proyecto: Planta de Molibdeno

La planta de flotación de molibdeno operará de forma continua las 24 horas del díay los 365 días del año. En condiciones estándar de trabajo, procesará

concentrados de cobre-oro-molibdeno (Cu-Au-Mo, concentrado colectivo). Elrelave de esto, será enviado a la actual planta concentradora donde se procesaCu-Au. Solo en caso de que los análisis mineralógicos indiquen leyes de Mo queno justifiquen económicamente su recuperación serán enviados directamente a laplanta concentradora.

La Planta será capaz de tratar 5500 toneladas diarias de concentrados de cobre-oro-molibdeno y obtener aproximadamente 50 toneladas al día de concentrado deMolibdeno. Todo el procedimiento realizado con agua desalinizada.

La operación de dicha Planta será en base al principio de Flotación Selectiva deMolibdeno donde se reconocen las siguientes etapas:

a) Espesamiento y acondicionamiento de concentrado colectivo

Tal como lo dice su nombre, se espesa el colectivo de cobre-oro-molibdenoy se acondiciona la pulpa para pasar al proceso de Flotación Selectiva.

b) Flotación Selectiva

- Flotación Primaria.

- Flotación de Limpieza.

c) Espesado, Filtrado y Secado de Concentrado de Mo.

- Espesado de concentrado de Mo.

- Filtrado de concentrado de Mo.

- Secado de concentrado de Mo.

- Ensacado de concentrado de Mo.

d) Manejo y distribución de reactivos.

- Colector de Mo.

- Depresante de Cu.

- Controlador de pH.




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e) Suministro de Agua

Luego de la utilización del agua desalada para los procesos anteriormenteseñalados que así lo requieran, el agua utilizada se incorpora a los demás

procesos de Minera Esperanza siendo reutilizada con pérdidas sonprácticamente nulas.

Figura N°4: Diagrama de Flujo Flotación.

La Planta de Molibdeno demandará un caudal de agua desalada de 90[L/s] por loque será necesario ampliar la planta de Osmosis Reversa ubicada en el SectorEsperanza actualmente operativa.




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Figura N°5: Diagrama de Flujo del agua general del Proyecto




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Toda el agua utilizada en Minera Esperanza es reutilizada por lo que las pérdidasdiarias de agua en la Minera son prácticamente nulas.

La potabilización de agua de mar también se realiza con el objetivo de abastecer

de agua a todas las personas que viven y trabajan en el campamento de MineraEsperanza.

La planta desaladora del Sector Esperanza produce 100[m3 /h] de agua potable.

El consumo esperado en Sector Esperanza durante la operación de la planta seresume en la siguiente tabla:

Tabla de consumo de agua potable en Sector Esperanza.

La planta desaladora del Sector de Michilla es capaz de producir 82 [m3 /h] de

agua potable.

El consumo esperado en Sector Michilla durante la operación de la planta seresume en la siguiente tabla:

Tabla de consumo de agua potable en Sector Michilla.

Por lo que la cantidad de agua potable que se genera en la Minera Esperanzapara su personal alcanza a cubrir en su totalidad las necesidades de las personasque trabajan en cada uno de sus sectores.




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Impacto Ambiental

La presente actualización del proyecto Esperanza contempla un estudio deimpacto ambiental que contempla residuos, efluentes y emisiones atmosféricas:

Aguas servidas: Los desechos generados en los baños químicos dispuestosen la fase de construcción serán retirados y manejados según la regulaciónvigente. Las aguas servidas producidas en el campamento serán tratadosen la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas. Los mismosprocedimientos anteriormente expuestos serán llevados a cabo en las obrasa ejecutarse en el Muelle de Michilla. En el siguiente cuadro se estiman losvolmenes de aguas residuales en relación a la tasa de generaciónequivalente a Lpersonada.

esiduos domsticos e industriales no peligrosos: los residuos sólidosdomésticos e industriales no peligrosos provenientes del área Mina-Planta,

serán retirados periódicamente del rea de trabajo y depositados en elrelleno sanitario de Minera Esperanza. Por su parte, aquellos generados enel rea Mina sern enviados a un patio de almacenamiento temporal deresiduos no peligrosos, para luego ser reciclados, comercializados o bienenviados al relleno controlado de Minera Esperanza.

Residuos peligrosos: en la fase de construcción los residuos peligrosos quese generarn en rea Mina Planta, al igual que en el rea Acueducto yMuelle, sern retirados periódicamente del rea de trabajo y enviados alpatio de almacenamiento temporal de residuos peligrosos de MineraEsperanza , para luego ser trasladados a sit ios autorizados fuera de la

faena minera para su tratamiento yo disposición final El retiro y disposiciónfinal de los residuos peligrosos generados siempre sern gestionados enconformidad con el “eglamento anitario sobre manejo de esiduosPeligrosos”, del Ministerio de alud.

esiduos industriales Lquidos el proyecto no considera descargar residuosindustriales lquidos al ambiente, por cuanto las obras de mayor envergadura de que componen la actualización del Proyecto Esperanza serealizar en circuito cerrado, recirculado todas las soluciones de proceso.




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Conclusiones

El método de producción de Minera Esperanza utilizando 100% agua de mar paraabastecerse marca un importante precedente para la industria de la Mineria, y en

general para el gran Mercado siendo la primera Gran Minera que trabaja en un100% con agua de mar.

Gracias a sus análisis determinaron que varios de los procesos productivosinvolucrados en el tratamiento del Cobre no se veían alterados por trabajar conagua de mar y como este recurso en el norte abunda, se transformó en unaalternativa muy rentable para la Empresa y también favorable para las condicionesde la región donde las reservas de agua dulce están agotadas.

Para los procesos como la Flotación Selectiva (y algunos tratamientos menoresdel cobre) que es el método de tratamiento de Molibdeno donde no se podíautilizar agua salada, igualmente se trabaja con ella posterior a su desalinización.

El agua de mar es desalinizada en dos Plantas de Osmosis Reversa ubicadas unaen el sector cercano al muelle, Michilla, y otra en la Minera, sector más alejado dela costa. Luego es utilizada para los tratamientos principalmente del Molibdeno ytambién es potabilizada una pequeña fracción de ella para el consumo de laspersonas que trabajan y viven en todo el Sector de Minera Esperanza lograndoabastecer sin problemas a toda esa comunidad.

En Minera Esperanza toda el agua recuperada de los procesos es reutilizada y laspérdidas de este valioso recurso son prácticamente nulas.




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BiBliografía

www.mch.cl

www.mineraesperanza.cl

www.cochilco.cl

www.seia.gob.cl

http://www.mch.cl/

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