Caso de Estudio

Caso de Estudio
Compañía Minera Cerro Colorado
(CMCC)
Calentamiento de la Solución de
Refinado para CMCC Compañía
Minera de Cobre - Iquique, Chile
Visión General del Proyecto
En 1995 Inproheat proporcionó un
sistema de calentamiento de solución de
refinado con una capacidad de 10 MM
BTU/h para la empresa minera de cobre
Compañía Minera Cerro Colorado
(CMCC) en Iquique, Chile.
Esta
empresa, perteneciente a la gran minería
del cobre, está situada en una ubicación
remota a una altura de 2,500 metros
sobre el nivel del mar. Esta faena
minera se encuentra ubicada a tan sólo
dos horas al Este de Iquique en un sector
estéril y montañoso.
Correas
transportadoras de gran longitud
transportan el mineral hacia el chancado
primario y secundario.
El mineral chancado es enviado a un
aglomerador donde el material es
moldeado a partículas de un tamaño
equivalente a una pelota de golf. El
material aglomerado es transportado a
las pilas de lixiviación donde son
apiladas hasta una altura de 50 pies de
altura.
La solución de refinado es
impulsada en forma continua hacia las
pilas de lixiviación mediante un sistema
de tuberías donde la solución entra en
contacto con el mineral produciéndose
así la lixiviación del mineral de cobre.
La solución de refinado es colectada
entonces en la base de las pilas de
lixiviación y enviada al procesamiento
de extracción de cobre mediante el
proceso
de
electro-refinación
(electrowinning).
La experiencia de Inproheat con
instalaciones existentes estaba limitada
a los combustibles gaseosos.
La
utilización de combustible diesel No. 2
tuvo que ser investigada.
La unidad debía estar montado al
exterior y capaz de ser operada en forma
automática con partida/parada remota
desde la sala de control.
Antes de que la solución de refinado
sea circulada a las pilas de lixiviación
debe ser calentada desde 15 a 35oC
para incrementar su potencial de
lixiviación. La fuente primaria de la
energía para la mina es el petróleo
Diesel No. 2.
Gas propano está
disponible en cantidades limitadas.
El Desafío
La solución de refino es una solución de
ácido sulfúrico con un pH entre 1.2 y
2.0. Se requirió de una investigación de
materiales
para
la
correcta
especificación de construcción del
sistema, tanto para la cámara de
combustión, el tanque de solución, tubo
y válvulas.
La ubicación de la planta a 2,500
metros (8,250 ft) s.n.m. tuvo que ser
considerado al momento de diseñar los
componentes de sistema de combustión.
El requisito para la alta eficiencia estuvo
determinado no sólo por economía sino
también por logística de transporte por
carretera del combustible hasta la planta
ubicada en una zona montañosa y
alejada.
La Solución
Inproheat diseñó y fabricó un sistema de
combustión sumergida de 10 MM
BTU/h para el incremento de
temperatura de la solución de refinado.
Se realizaron pruebas metalúrgicas para
establecer el mejor material para la
cámara de combustión. Una aleación
Carpenter 20Cb-3 fue seleccionada para
todos componentes de cámara de
combustión.
El tanque, el ducto de ventilación y las
tuberías se construyeron de fibra de
vidrio con el uso de una resina antiácida
Derakane 411-45.
Una válvula de control de alimentación
mantiene el nivel de agua dentro del
calentador. En el lado de descarga una
bomba centrífuga retira la solución de
refino calentada en el calentador.
La temperatura del refinado en la
descarga fue impuesta a 35oC, para una
temperatura de pila entre 34 y 36oC. La
eficiencia de global del sistema se
calculó en 93 % sobre el valor máximo
de calentamiento, con ahorros de 12
Para abordar las incertidumbres técnicas US$/h comparado con un sistema de
del proyecto Inproheat decidió simular intercambiador de calor - caldera
la operación de sistema con agua en la convencional.
fábrica. El sistema fue probado durante
aproximadamente por 2 semanas. Un Las operaciones exitosas resultaron en
generador de 50 Hz fue alquilado para una nueva orden.
Un segundo e
obtener la frecuencia del suministro idéntico calentador de refinado de
eléctrico en Chile. Una alimentación de combustión sumergida fue instalado y
agua fría de aproximadamente 8.2 lps puesto en operación en CMCC en Julio
(130 USgpm) estuvo conectado al de 1996.
calentador. La operación a gran altitud
fue simulada restringiendo la entrada de
aire al soplador combustión.
Para el manejo de la solución de refino
Inproheat seleccionó válvulas Durco y
bomba de impulsión de aleación CD4M.
Gas propano fue utilizado como un
combustible para el piloto y a Inicialmente, se detectó el problema de
combustible Diesel No 2 como el la generación de olas en el tanque con
combustible principal.
tapa cilíndrica.
El problema fue
resuelto mediante la incorporación de
La unidad completa fue montada sobre atenuador de olas tipo paneles dentro
una base, pre-ensamblada y pre- del tanque.
El rendimiento del
cableada incluyendo el tanque de quemador
Diesel
sobrepasó
las
calefacción, el quemador de combustión expectativas. La incertidumbre inicial
sumergida, el soplador de aire de del potencial residuo de aceite
combustión, las tuberías de gas propano combustible en el refinado fue resuelta
para el piloto de encendido, las tuberías con pruebas de control de calidad del
principales de combustible Diesel No. agua en la descarga. Todas funciones
2, la válvula de corte de agua de de sistema y rendimiento fueron
alimentación y la válvula de control, evaluados antes del envío a Chile.
bomba de descarga y el panel de Inproheat realizó la puesta en marcha y
control. El ducto de ventilación de fibra comenzó la operación en Noviembre de
de vidrio fue transportado separado. 1995.
Una serie de pruebas de
CMCC proporcionó la solución de combustión fueron realizadas.
refino y el combustible. La solución de
refino fue alimentada por gravedad
desde un tanque de almacenamiento
grande adyacente al sistema de
calefacción.
Paso 1. El aire es forzado en la cámara
central.
Paso 2. El líquido es purgado de la
cámara.
Paso 3. Una llama es provocada en la
cámara calentando el aire.
Paso 4. Las burbujas resultantes se
filtran a través de la solución
calentándola a la temperatura
requerida.
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