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OPTIMIZACIÓN DE LA CONMINUCIÓN PARA MAXIMIZAR LA MOLIENDA SAG EN MINERA LAS BAMBAS: INTEGRACIÓN DE LOS PROCESOS DE MINA Y PLANT

Por: Ing. Eric Ruiz, Ing. Zetti Gavelan, Ing. Jesús Cruces, Ing. Emilio Delgado e Ing. Ely Loayza, Minera Las Bambas.


Resumen 

La planta concentradora de Minera Las Bambas tuvo un arranque exitoso, logrando rápidamente y de manera sostenible llegar a su capacidad de diseño de 140 Kton/día, dentro de los grandes retos para hacer sostenible este tonelaje figuran: el conocimiento de las características mineralógicas del mineral, la competitividad de la roca y el entendimiento de las variables operativas de la planta que afectan directamente al procesamiento, entre ellas, la granulometría de alimentación a los SAG, lo que generó diversas acciones por parte del equipo de Las Bambas.

Para mejorar el concepto de conminución en Las Bambas se inició el proceso de reducción de tamaño en el manejo de los factores de carga, diseño de mallas de perforación y diseño de voladura del macizo rocoso, debido a la variabilidad de la competitividad del yacimiento que está formado por skarn y pórfidos. 

En Minera Las Bambas, subsidiaria de MMG Ltda., buscamos trabajar juntos. Es así, que la maximización de nuestro sistema de molienda SAG se consigue de manera sostenible con la integración del equipo de Voladura en las optimizaciones realizadas en la planta, logrando incrementar el procesamiento a 150 kton/día, utilizando de manera eficiente la energía de nuestra operación.

Introducción

Minera Las Bambas 

MMG completó en el 2015 la construcción de Las Bambas y es considerada como una de las diez principales minas de cobre a nivel mundial, con una intensificación gradual de la producción (ramp-up) más exitosa de los últimos 10 años. Está ubicada entre los 3,800 y 4,650 msnm., entre las provincias de Cotabambas y Grau, en la región Apurímac de Perú, a 75 km al suroeste de la ciudad de Cusco.

Contribuimos al desarrollo del país de diversas maneras. En primer lugar, el Perú se posiciona como el segundo productor cuprífero en el mundo gracias a nuestros niveles de producción. La operación ayuda a dinamizar la economía del sur del país. En 2018, tuvimos más de 1,900 empleos directos, de los cuales, el 20% correspondió a personal local. 

Por otro lado, tuvimos más de 7,000 empleos indirectos, lo que constituye un beneficio para las economías regionales. Las Bambas es una de las operaciones mineras que busca fomentar el diálogo con sus grupos de interés, y promover un modelo de desarrollo sostenible de la mano del Estado peruano. 

La mina explota los yacimientos de Ferrobamba, Sulfobamba y Chalcobamba, que tienen depósitos tipo skarn de cobre, molibdeno y oro, con una vida aproximada de 20 años. El tipo de mina es a tajo abierto y actualmente, llevamos a cabo actividades mineras de explotación del yacimiento Ferrobamba con un movimiento de más de 160 Mt de roca y mineral por año, se extraen 51.1 Mt de mineral para el proceso de planta.

La planta concentradora de Las Bambas tiene una capacidad instalada de 145,000 toneladas por día (t/d), y genera concentrado de cobre (Cu) y molibdeno (Mo) como producto. El concentrado se traslada mediante un sistema de transporte bimodal (camión-tren) en contenedores. Son 495 km. por camión hasta una estación de trenes ubicada en el Km. 99 en el distrito de Yanahuara, (Arequipa). Luego, recorre 238 km. adicionales por vía férrea hasta el puerto de Matarani. 

Yacimiento 

Geología

Las Bambas es un yacimiento de mineral pórfido y skarn. Actualmente, se viene explotando el depósito de Ferrobamba que tiene los tipos de rocas que se muestran en la Figura 1.

Caracterización de moliendabilidad 

La Tabla 1 presenta los resultados promedio de trituración para Ferrobamba y Chalcobamba del programa de caracterización.

Las muestras de variabilidad se compararon con la caracterización de los hitos. Según el análisis, el material de pórfido tiene una menor variabilidad en comparación con el skarn. Es evidente que el material de skarn es capaz de procesar un tonelaje más alto en comparación con el material de pórfido.

Cambios importantes

Búsqueda de soluciones 

Ciclos de Acción 

En MMG las Bambas queremos salir de la monotonía por lo que trabajamos juntos con herramientas que nos permitan incentivar el trabajo en equipo, una de ellas son los Ciclos de acción (ver Figura 3). 

El Ciclo de acción se basa en realizador y cliente, que según sea el caso cambiarían de roles, pero lo más importante es la forma cómo preparamos las acciones dividiéndolas en cuatro actos:

Preparación 

Que termina en una solicitud u oferta. La conversación para la acción comienza con un periodo que incluye todas las preparaciones relacionadas con las preocupaciones o actividades que suceden antes del momento específico en que se realiza una solicitud o una oferta.

Si este momento es una solicitud, significa que el potencial cliente está pidiendo algo.

Si es una oferta, el potencial realizador está ofreciendo algo al potencial cliente.

Negociación

Para obtener mutua aceptación de dos personas. De los muchos tipos de conversación que pueden ocurrir durante el proceso de negociación, solo un par mantienen un estado de compromiso entre las dos partes, aceptar la solicitud; rechazarla; hacer una contraoferta y llegar a un acuerdo satisfactorio o (la segunda) comprometerse a alcanzar una solución en una fecha futura. Hay una especial atención a las condiciones de satisfacción y plazos. Las acciones avanzan a la fase de realización si el cliente acepta la oferta del realizador.

Ejecución

Hacia una declaración de cumplimiento. La actividad de ejecución o realización de las promesas busca generar lo que llamamos cumplimiento de las “condiciones de satisfacción”, busca lograr las condiciones acordadas que han sido el resultado de las fases anteriores de preparación y negociación del ciclo.

Una realización o ejecución efectiva implica entender las condiciones de satisfacción y lo que debe hacerse para llevar al realizador al momento en que él o ella declara que ha cumplido y las acciones para avanzar hacia la próxima fase, que es la final.

Asegurarse satisfacción

Esta fase se necesita para mantener un estado de coherencia de la coordinación y la interpretación, en que el cliente evalúa lo que ha sido entregado y dice lo que es bueno, lo que no es bueno, y lo que falta.

El ciclo conversación-para-la-acción se cierra cuando el cliente declara su satisfacción, porque lo que se ha entregado es lo que se deseaba.

Voladura

Con la finalidad de mejorar la fragmentación en el mineral se realizaron los siguientes cambios.

Reducción del taco – mejora en la distribución de energía 

Con la finalidad optimizar el % de finos se buscó aumentar la carga de explosivo en el taladro, con esto se distribuye y se aumenta el nivel de energía de los taladros, obteniéndose un incremento en el % de finos <-1”. Esta mejora debe estar soportada con un proceso de tapado apropiado con el fin de minimizar la proyección de rocas (Figura 4). 

Aplicación de explosivos de alta energía – VISTIS™ 250

Con la aplicación de explosivos energéticos Fortis™ Extra 65 y de alta energía Vistis™ 250 se tiene una mejora significa en los finos ampliando la malla (Figura 5).

Se disparó distintos proyectos en la zona de Jahuapaylla Alta con una malla de 6x7 en el área del pórfido y se cargó con carga compartida Fortis™ Extra 65 y Vistis™ 250. En el análisis de fragmentación se obtuvo un P80 de 4.61 y % finos < -1” de 32.49%, resultado de acuerdo a las simulaciones.

Iniciación del explosivo – performance del explosivo

Con el propósito de mejorar el rendimiento de los explosivos en el taladro, se realizaron mediciones de VOD y se decidió usar Pentex de 2lb en toda la mina, anteriormente se utilizaba en zonas de mineral. Se aprecia que la VOD con Pentex de 2lb es superior al de 1lb, siendo la mejor opción para llegar a su velocidad de régimen (Figura 6).

Eficiencia en la perforación - “0 taladros tapados”

Para mejorar el % de finos se vienen reperforando todos los taladros tapados y no se realiza la voladura hasta tener toda la malla 100% habilitada. Esto permite no tener dentro de la voladura zonas sin energía, las cuales afectarían negativamente a los resultados de fragmentación (gruesos-bolonería), ver Figura 7.

Control en la retención de taco

Se está realizando pruebas de retención de taco por tipo de material, esto para minimizar la eyección de la roca y maximizar el aprovechamiento de la energía generada por la detonación del explosivo (Figura 8).

Control de dilución mediante secuencias óptimas 

Con la información actualizada de la proyección de mineral, se puede generar secuencias que controlen la dilución de los polígonos, para ello es de vital importancia tener la información de los blastholes antes de la voladura (información geológica – leyes).

Planta

En la Figura 9, se muestra el diagrama de flujo de la planta concentradora con una capacidad de diseño de 140 Ktpd.

Como parte de la mejora continua, la planta realizó cambios para incrementar el tonelaje procesado, los cuales son:

ν Instalación de anillo retenedor en molino de bolas con el objetivo de mantener un nivel de bolas de 35% y evitar la salida de estas por eventos de sobrecarga (Figura 10).

ν Instalación de Inner Bushing – Chancadora, con el propósito de reducir el top size, el P80 y el tamaño crítico, para enviar un producto de menor tamaño a molienda (Figura 11).

Nuevo collar de bolas 3.0” (40%)+2.5” (60%), con el fin de mejorar el P80 de la alimentación a la flotación (Figura 12).

ν Cambio de diseño de forros en chancadoras Pebbles, con la finalidad de mejorar el tiempo de asentamiento, con esto se pueda llegar a un CSS de 13 mm de manera más rápida y alimentar al molino SAG con partículas de un mejor tamaño (>%finos).

ν Cambio de material en shell del molino de bolas (acero a hibrido), con el objetivo de reducir el peso del molino y aprovechar su potencia para incrementar el tonelaje de tratamiento, así como mejorar la moliendabilidad (Figura 12).

ν Time line de cambios implementados. En la Figura 13 se describe los cambios implementados desde el 2016 hasta la fecha.

Resultados obtenidos 

Con los cambios realizados se ha podido ver una tendencia a incrementar los finos, manteniéndose en un rango de 32 a 34% consistentemente, el objetivo interno es seguir con la reducción del taco hasta llegar a 4.0 m para poder alcanzar el % de finos de 45% establecido por planta. Se viene evaluando como mejorar el aprovechamiento de la energía por la voladura (mejor QA/QC en el tapado de taladros), ver Figura 14.

Durante el proceso se pudo estimar el factor para nuestras diferentes litología, en el caso de voladura solo manejaremos pórfido y skarn como se muestra en Tabla 2.

En la planta se logró incrementar el tonelaje pese a la presencia de material más competente, con las mejoras realizadas en nuestro circuito, como se muestra en la Figura 15, pese a reducirse el porcentaje de material suave (skarn) e incremento del porcentaje de pórfido (duro), a valores muy similares al 2017, cuando el mineral fue más suave por mayor proporción de skarn.

Los resultados obtenidos en el primer trimestre de 2019 nos muestra claramente el efecto de las mejoras en voladura y en planta, estando hasta el momento sobre el Budget planeado (Figura 16).

Conclusiones

1. El uso de herramientas para la integración de equipos de trabajo como el Ciclo de acción nos permite controlar los acuerdos llegando a consensos de manera mucho más fácil.

2. El efecto de la voladura sobre el tonelaje es directamente proporcional, incrementándose el tonelaje promedio en un 5 %.

3. Los cambios desarrollados en mina ayudaron a incrementar el flujo de finos de 28% a 33% en promedio de manera sostenible, mejorando el rendimiento de los molinos SAG.

4. Los cambios realizados en la planta sostuvieron las modificaciones realizadas en la mina preparando el circuito para recibir el material con una granulometría más fina y logro subir el tonelaje en 2%.

5. El proceso de integración entre mina y planta logró incrementar el tonelaje en 7%. 

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