CONVOCATORIA TRABAJOS TCNICOS Y DE INVESTIGACIN

ENCUENTRO DE OPERADORES

PERUMIN 30 Convencin Minera

Arequipa, 12 al 16 setiembre de 2011

Postulante a Presentacin de Procesos Metalrgicos

Operaciones en Planta

10 Aos de Historia en Molienda SAG Antamina

Javier Linares Garca Gerente de Concentradora

Compaia Minera Antamina S.A.

El Derby 055, Torre 1, Piso 8, Oficina 801, Surco Lima, Per

Telfono: (01) 2173000 Correo electrnico: jalinares@antamina.com

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Comit de revisin de trabajos tcnicos Encuentro de Operadores

PERUMIN 30 Convencin Minera Arequipa, 12 al 16 de Setiembre de 2011

RESUMEN Este ao, Antamina est cumpliendo 10 aos de operacin, sta es una resea de lo que se hizo durante todo este periodo de tiempo para mejorar la produccin y el tonelaje, pasando de un tonelaje de diseo de 70,000 toneladas por da hasta llegar en el ao 2010 a un promedio de 100,018 toneladas por da, significando un incremento de produccin de 42.88% utilizando los mismos equipos de molienda del diseo original - siendo ste un incremento muy significativo. En este trabajo se explicar las diferentes etapas de mejora desarrolladas a lo largo de este tiempo y la identificacin de sus repercusiones cronolgicamente que permitieron alcanzar estos resultados de produccin. El Grfico 1 muestra el promedio de toneladas tratadas de cada ao (resultado de las toneladas producidas cada ao / 365 das calendarios) as como el porcentaje que se mantuvo cada ao comparado con el tonelaje de diseo. Abstract: This year, Antamina is serving 10 years of operation, in this sense we are making an overview of what was done during this period of time to improve production and tonnage, from a design tonnage of 70,000 tons per day until 2010 to an average of 100.018 tonnes per day, meaning a production increase of 42.88% with the same gridding equipment being a very significant increase .In this document we will explain the steps that took place over time in order to get this results .also we will see the results of each one making them in a chronological order.

In chart #1 we can appreciate the average of tones treated every year (results of the procuded tones per year / 365 calendar days) and the percentage held each year compared with the tonnage of design.

Grfico 1: Tonelaje diario promedio anual y % sobre diseo.

INTRODUCCIN Antamina Es el mayor complejo minero polimetlico del mundo que produce concentrados de cobre, zinc, molibdeno; y como subproductos, concentrados de plata y plomo/bismuto. La mina est ubicada en el distrito de San Marcos, en la Regin Ancash, a 200 km. de la ciudad de Huaraz y a una altitud entre los 4200 y 4700 metros sobre el nivel del mar. Contamos con un puerto, llamado Punta Lobitos, ubicado en la provincia costera de Huarmey. Actualmente, es uno de los mayores productores de concentrados de cobre y el mayor productor de zinc en nuestro pas, as como el primer productor de Plata en el Per y el mundo por lo que es considerada como una de las diez minas ms grandes a nivel mundial en trminos de volumen de operaciones. Compaa Minera Antamina S.A. es una empresa constituida bajo las leyes peruanas, producto de un joint venture entre cuatro empresas lderes en el sector minero mundial, cuyos Accionistas son BHP Billiton (33.75%), Xstrata (33.75%), Teck (22.5%), Mitsubishi Corporation (10%).

10 Aos de Historia en Molienda SAG Antamina

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Antamina tiene cuatro zonas de operaciones: La Mina Ubicada en la Quebrada Antamina, en el distrito de San Marcos, a una latitud de 932'S y a una longitud de 7703'W. Es una operacin a tajo abierto que explota un depsito tipo skarn. Diariamente se extrae un promedio de 430,000 toneladas de material y opera 24 horas al da, 365 das al ao, en turnos de 12 horas, lo que la convierte en una de las diez principales operaciones mineras en trminos de volumen. El tajo de la mina mide actualmente 3,400 metros de largo por 1,800 metros de ancho y tiene una profundidad de 700 metros. Las reservas totales probadas y probables ascienden a 745 millones de toneladas mtricas con una vida til estimada hasta el ao 2029. Campamento Yanacancha All se ubica la Planta Concentradora, que puede ser considerada una de las plantas con alto grado de automatizacin que existen hoy en da en el mundo, equipada con una tecnologa de punta que permite procesar el mineral extrado del tajo. El campamento tambin cuenta con un moderno y cmodo alojamiento para todo el personal. Puerto Punta Lobitos Est ubicado en Huarmey, a 290 kilmetros al norte de Lima. Aqu se recepciona los concentrados que son transportados desde la mina a travs de un moderno ducto de acero, revestido con HDPE y que recorre 302 kilmetros. Los concentrados que vienen en forma de pulpa (con un contenido de 65% de slidos) son recibidos, filtrados, almacenados y embarcados en buques para su exportacin. El agua remanente de los concentrados es tratada y luego utilizada en la forestacin de un bosque de 170 hectreas de extensin. Asimismo, la operacin de Punta Lobitos cuenta con las certificaciones de Medio Ambiente (ISO 14001), Calidad (ISO 9001), Proteccin (Cdigo PBIP), Salud y Seguridad Industrial (OSHAS 18001); y recientemente obtuvo la Autorizacin de Uso de Marca de Garanta, lo que nos hacer el primer puerto en Latinoamrica en alcanzar dicha certificacin. Presa de Relaves Ubicada en la Quebrada Huincush, a 4,075 metros sobre el nivel del mar, es considerada la ms alta del mundo dada su gran dimensin, el que podra almacenar hasta 550 millones de toneladas de relaves. Su diseo estructural a prueba de filtraciones, garantizan un estricto cuidado del medio ambiente. Actualmente, la presa de relaves se encuentra en su cuarto recrecimiento para alcanzar los 215 metros de altura (a 4,090 msnm.). Se espera que

su altura final logre los 240 metros, con 1,3 Km de largo en su cresta final. Su resistencia ssmica es de 0.48g, equivalente a un terremoto mayor a 8 grados en la escala de Richter con epicentro debajo de la presa a 65Km de profundidad. Descripcin general del Proceso El tratamiento de mineral es por campaas de acuerdo a la planificacin de mina en coordinacin directa con las gerencias de Concentradora y Comercial, quien se encarga de planificar las ventas de estos concentrados. Dado los diversos tipos de mineral en Antamina, se extrae diferentes calidades de concentrados de acuerdo a cada campaa. En el Cuadro 1 se detallan los tipos de mineral, la diferencia entre stos y el tipo de concentrado extrado.

Cuadro 1: Tipos de Mineral y Concentrados.

WITT: Witichinita, este mineral no se procesa en el circuito de separacin por no flotar.

Los minerales tratados en mayor proporcin son minerales M1 y M2 que se denominarn a partir de ahora minerales de Cu; por otro lado, estn los minerales M3, M4 y M4A que desde hace 5 aos se mezclan formando mineral de Cu-Zn; las Bornitas son tratadas en menor proporcin. La descripcin general del proceso se ilustra mejor en el Grfico 2.

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Grfico 2: Descripcin General del Proceso de Produccin y sus Diferentes etapas

Grfico 3: rea de Molienda

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El Grfico 3 muestra el rea especfica de molienda, el que cuenta con un Molino SAG de 38 x 19 y 3 molinos de bolas de 24 x 36. Tal como se describe en el Grfico 4, ste tambin ilustra el proceso productivo y la evolucin de parmetros conseguidos en estos 10 aos, cabe mencionar que en el ao 2008 entr en operacin el circuito de pebbles. Objetivo

Explicar los diferentes cambios realizados en el proceso de molienda para lograr llegar a pasar el tonelaje de diseo desde el inicio de operacin, llegando al 2010 con un record de produccin anual de 36.5 millones de toneladas tratadas, lo que significa un incremento del casi 42.88%, pasando por diferentes etapas de optimizacin. El Grfico 4 explica la influencia de cada uno de estos cambios en cada tipo de material, se puede observar claramente los cambios que se realizaron y hacia qu tipo de material estaba enfocado. La lnea azul cruzando ambas curvas significa que el cambio fue til para ambos tipos de mineral, cabe destacar que se hace esta diferenciacin ya que el mineral M1 engloba a minerales de Cu que son un mineral que viene fino desde la mina y que es suave, por lo tanto el comportamiento en el molino SAG as como el tonelaje (throughput) son diferentes; mientras que el mineral M4 que engloba la descripcin de minerales de Cu-Zn son minerales con mayor dureza porque se encuentran ms pegados a la zona intrusiva de la mina y por eso viene ms grueso, y de ah que afecta el tonelaje a travs del molino SAG, ya que necesitan mayor tiempo para ser molidos dentro del molino. Grfico 4: Milling Rate Histrico Antamina Desarrollo y coleccin de datos

Luego del ramp-up (rampa de arranque) de molinos en el 2001, el cual se hizo de manera muy rpida cumplindose prontamente con los objetivos trazados vinieron nuevos retos en el tiempo, el primero de estos fue un material de tipo intrusivo con alta dureza y gran tamao de partculas que afect el tonelaje. Posteriormente, a finales del 2002, ciertas dificultades en la mina resultaron en la no disponibilidad del mineral de Cu (mineral mas fino y suave), por lo que se tuvo que recurrir a mineral expuesto de Cu-Zn que normalmente son mas gruesos y duros, por ende se obtuvo el tonelaje ms bajo de nuestra historia el cual continu durante el 2003. En el Grfico 6 se puede visualizar la cantidad de mineral por campaas y los tonelajes anuales que

se procesaron.

Grfico

6:

Grfico 5: Throughput Mensual Histrico

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Cantidad de mineral por campaas y tonelajes anuales.

Luego de este periodo se pudo accesar al mineral de Cu y se mejor el tonelaje tratado, el mayor tratamiento durante este periodo (2004 Oct. 2007) que se dio por la superior cantidad de tratamiento de minerales de Cu solo cuya finura y baja dureza permiti elevar nuestros promedios de tonelaje mensual y anual tal como se muestra en el Grfico 5, pero a mediados del 2006 identificamos un problema de Slurry Pool (piscina de lodo) dentro del molino SAG en minerales de Cu, minerales con los que pasbamos mayores tonelajes y que tenamos la oportunidad de pasar ms tonelaje en este tipo de mineral. Este fenmeno radica en la poca capacidad de evacuacin que tiene el molino SAG por la descarga y como resultado de la baja evacuacin se forma en la parte interior del molino una especie de piscina de lodo en lugar de haber molienda por impacto, amortiguando as el impacto y por ende la molienda dentro del SAG; adems no se evacua adecuadamente el fino que ya est molido. Desarrollamos diversas pruebas y las corroboramos implementando un nuevo diseo de tapas de descarga en el molino SAG, en este ltimo tramo advertimos cmo incrementar el rea de evacuacin llegando a un diseo que satisfizo las expectativas el cual se puso en operacin en enero del 2007 y cuyos resultados evitaron la formacin de este fenmeno mejorando el tonelaje tratado en este tipo de material, subiendo el tratamiento de tonelaje para minerales de Cu (M1) tal como muestra el Grfico 4.

Fotografa 1: En los Grficos 7 y 8 tambin se puede observar los cambios realizados en los liners de molinos en el lado de las tapas de diseo para bajar de 4 liners originalmente a 3, esto significa 1 movimiento menos por cada liner y eso a fin de cuenta redunda en el tiempo de cambio, por lo tanto, en horas de operacin del molino. Adicionalmente se puede observar el cambio en el ngulo de la descarga del SAG que fue de una altura de 345mm a 543mm, lo que ayud a mejorar la descarga del molino evitando la formacin del slurry pool.

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Start of Speed reduction

Speed Amp. Volt.

Volt. reduction

A inicios del 2007 se inicia el estudio Mine to Mill, un anlisis completo en mina y Concentradora enfocado principalmente en reducir el tamao de las partculas de alimentacin a Concentradora, para este estudio se revisaron varios procesos para refinar la malla de voladura y as mejorar el tonelaje tratado en planta, ya que el mayor costo generado en voladura es cubierta superiormente en proporcin al tonelaje pasado y el ahorro de energa especifica. Como resultado de este estudio se identific la oportunidad de cerrar ms la malla de voladura reduciendo as el tamao de partcula, el tamao identificado fue pasar de 7 x 8 mts a 6 x 7 mts., tambin se identific que se poda cambiar a detonadores electrnicos aumentando el factor de carga explosiva, esto obviamente signific un mayor costo por el incremento de perforaciones y cantidad de explosivos utilizados, sin embargo, estos costos como se explic anteriormente son ampliamente superados por los beneficios obtenidos en planta.

El 30 de Octubre del 2007 se tuvo la primera falla del estator del SAG haciendo parar la planta por varios das, esta falla de aislamiento se volvi a repetir en Diciembre del mismo ao y en Enero del 2008, en dos oportunidades casi seguidos, cayendo notablemente el tonelaje del mes y del ao. Cuando se analiz la falla de aislamiento se observ que era producto del calentamiento del estator por lo que se decidi limitar el voltaje del molino para que no se genere altas temperaturas que afecten el aislamiento ya deteriorado, esto signific para la operacin bajar la velocidad del Molino SAG y por tanto su velocidad critica de 80% a mximos de 63%, afectando as el levantamiento de la carga y la moliendabilidad. Para contrarrestar un poco este efecto se decidi, al mismo tiempo, subir poco a poco el nivel de bolas dentro del SAG sin necesidad de afectar el Voltaje, por lo que se fue aumentando el nivel de bolas de 13% a 16%, no subi el voltaje pero si se observ incidencia en el amperaje que s lleg a subir. Se lleg a la conclusin que no habra problema con esta subida

por lo que se mantuvo los niveles de bolas llegando en alguna oportunidad hasta 17% pero la limitacin hallada fue en el pad de segunda generacin que tiene este molino SAG, pero por otra parte, con esta subida de nivel se pudo contrarrestar de alguna forma la bajada de la velocidad crtica, cabe destacar que actualmente, esta opcin slo se viene ejecutando para minerales de Cu-Zn mas no para minerales de Cu

con los que continuamos trabajando con los niveles de 133, por lo tanto, se programa con antelacin la subida o bajada de nivel de bolas. El Grfico 9 muestra los cambios en las lecturas en lnea que se tuvieron con los cambios mencionados.

Grfico 7: Diseo de liners originales.

Grfico 8: Diseo de liners despus del cambio.

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En el 2006 se analiz la opcin de instalar el Chancado de Pebbles, como se puede encontrar en la mayora de operaciones. Todos los anlisis resultaron positivos, los que se trasladaron a las etapas de ingeniera desde el concepto hasta la construccin, llegndose a concretar esta opcin a mediados del 2008, proporcionando una ganancia de casi 11% en el incremento de tonelaje. A mediados del 2007 se identific la oportunidad de cambiar partes del diseo de las tapas del SAG para reducir el nmero de stas y en consecuencia

el tiempo de cambio, permitiendo incrementar as su disponibilidad anual. Al final del ao, con los cambios realizados se reconoci tambin la oportunidad de cambiar la recmara de descarga del SAG a goma cermica para tener mayor rea de evacuacin y bajar hasta en 100 toneladas el peso del molino que ya por el nivel de llenado de bolas estaba al borde de la presin mxima en los descansos. A mediados del 2008 se pudo hacer el cambio de esta recmara aliviando as el peso y teniendo ms rea de descarga el cual tambin contribuy con el tonelaje procesado.

Grfico 9: Pantalla de lecturas en lnea luego de los cambios realizados.

A

C

AREAS DE EVACUACION [m2]

AREA

TOT

CANT.

AREA

(UNT

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Grfico 10

Grfico 11 En cuanto a las mallas del trommel, stas tambin fueron evolucionando segn las necesidades presentadas. Al inicio de la operacin se arranc con un tamao de malla del trommel de 13mm x 38mm; posteriormente, cuando se analizaron los cuellos de botella y se identific que el SAG era la principal restriccin se cambi a una malla de 17mm x 38mm, llegando tambin a probar luego una malla de 17mm x 40mm, para finalmente quedarnos con una malla de 22mm x 40mm trasladando as un poco de los gruesos a los molinos de bolas. A continuacin, con la instalacin de la Planta de Pebbles se abri el tamao del outer grate (parrilla de descarga) de 1 a 3 , como consecuencia de esto al inicio las bolas salieron an de este tamao hasta limpiarse luego con la operacin; reparamos en observar que la operacin de las chancadoras eran en forma de baches, esto significaba que no aprovechbamos toda la capacidad instalada en esta planta as que con el fin de aumentar el tonelaje se contempl la necesidad de cerrar ms la malla del trommel para pasar ms carga al pebbles y al mismo tiempo aliviar un poco a los molinos de bolas que ya estaban al lmite por la reduccin de la velocidad crtica llegando a reducirlos a 15mm x 38mm. Se obtuvieron los resultados deseados teniendo ms carga en la faja 21 que alimenta a la planta de Pebbles y al mismo tiempo se aliviaron los molinos de bolas que ya se hallaban como cuello de botella, maximizando as el uso de la capacidad instalada en la Planta de Pebbles y subiendo el tonelaje total tratado. Con el objetivo de continuar maximizando la alimentacin a la planta de chancado se evalo la oportunidad de mejorar la descarga del SAG, as se lleg a analizar la posibilidad de mejorar el porcentaje de rea abierta de la parrilla de descarga (outer grate) del SAG. Despus de evaluar varias alternativas pudimos incrementar el

R=845

B

D

AREAS DE EVACUACION [m2]

8.316

36 0.231

A

2.682

9 0.298

D

6.552

36 0.182

C

9.612

36 0.267

B

AREA TOTAL

CANT.

AREA (UNT.)

- 100 Tons. En peso @ 3%

nivel en bolas

D

B

A

C

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rea abierta de 8.15% a 12.17% agregando ms aberturas (slots) y bajando un poco el metal en la parte central de esta pieza, consiguiendo el objetivo. Grfico 12: Outer grate anterior a 8.15% (A), y Outer grate actual a 12.17% (B). Finalmente, ocurrida la falla del estator en el ao 2008 se conform un equipo de trabajo para buscar una alternativa que permitiera continuar operando pese a las fallas del molino SAG. En ese entonces, se revisaron diversas alternativas y dentro de las posibilidades que se evaluaron se consider la instalacin de la Opcin 5. Esta opcin fue sustentada para brindar una solucin a mediano plazo ya que permita procesar 3000 tph operando con el circuito de pebbles, el cual ya se encontraba instalado, y tambin en circuito cerrado con 2 molinos de bolas en minerales finos como minerales de Cu; esta opcin tambin fue construida, teniendo en consideracin que de todas maneras en el 2012 se realizar la parada de planta para el cambio del estator, lo que significa una parada de planta de 45 das aproximadamente; en ese momento, la opcin 5 trabajar a plena capacidad. Cuando se desarroll la etapa de ingeniera bsica se consider tambin la oportunidad de pasar en paralelo parte de la carga a la opcin 5 para que ayude al SAG cuando hubiera materiales intrusivos y se tuvieran tonelajes bajos, esto tambin colabora en subir el milling rate tal como lo muestra el Grfico 4. En el Grfico 13 se muestran los cambios que se desarrollaron en la planta. Los que se observan en color fueron los cambios que se realizaron adicin de un tripper a la faja 4 para derivar total o parcialmente la carga, 2 grizzlis en paralelo, 1 chancadora que se cierra desde un mximo de 3 hasta 1 dependiendo de si trabaja a carga completa o en paralelo, los finos de sta alimentan a una zaranda hmeda doble deck de 4000 toneladas de capacidad cuyos gruesos son dirigidos al pebbles y los finos directamente a los molinos de bolas 1 y 2.

Grfico 13: Cambos implementados en la Planta Concentradora

A. B.

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PRESENTACIN Y DISCUSIN DE RESULTADOS CONCLUSIONES

En Antamina, pese a los diferentes problemas que se tuvieron a lo largo de estos aos, se puede observar claramente que la produccin estuvo en franca mejora llegando en el 2010 a tener un tonelaje mayor al de diseo en 43%, el que se alcanz realizando diferentes cambios operativos y manteniendo constancia hacia la mejora continua, el cual se refleja claramente en los siguientes grficos.

Tonelaje anual y tipos de campaa.

Produccin anual de concentrados expresadas en metlico fino.

17482

9347

20697 21197 22356 19552 1849214992

18333

9267

17064

97466291

65919931 11333 16545

156820 0

8122856 1309

1691 613

2037

2502

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Cu only (' 000 ton) Cu-Zn (' 000 ton) Bornite (' 000 ton)

331253

375 385330 344 316 325

231 363190 185 156 292

348457 427

362

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Cu (kMT) Zn (kMT)

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Tonelaje Promedio ao (tons anuales/365 dias) Esto nos ha colocado en el 2010 como segundos productores de Cu, Primeros productores de Zn y primeros productores de Ag, segn la ultima publicacin del MINEM.

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