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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 4 Ofrecer a nuestros lectores conocimiento, tecnología e innovación, orientados al desarrollo productivo y sostenible de las operaciones mineras, buscando la mejora de la calidad y competitividad del sector minero. Misión: PRESIDENTE: Víctor Esteban Gobitz Colchado 1er. VICEPRESIDENTE: Roberto Fernando Maldonado Astorga 2do.VICEPRESIDENTE: Luis Miguel Cardozo Goytizolo DIRECTORES Raúl Máximo Garay Villanueva Juan Carlos Ortiz Zevallos Luis Alberto Tadeo Brocos Gutiérrez Darío Amet Ali Zegarra Macchiavello Enrique Alfonso Paredes Rivero Richard René Contreras Vilca Alfredo Gabriel Alfaro Lagos Zetti Gavelan Chávez Diana Rake Portugal Concepción Santos Ramón Toribio Carlos Homar Lozano Domínguez EXPRESIDENTE: Luis Alberto Rivera Ruiz REPRESENTANTE CIP: Germán Arce Sipán GERENTE GENERAL: Carlos Diez Canseco COMITÉ EDITORIAL: Miguel Cardozo Roberto Maldonado Richard Contreras Darío Zegarra Luz Cabrera Diógenes Uceda PUBLICACIÓN OFICIAL DEL IIMP www.revistamineria.com.pe rmineria@iimp.org.pe 533 Febrero 2022 Director: Venancio Astucuri Editor: Hebert Ubillús Arriola Publicidad: 961748318 / 944570038 Colaboradores: Juliana de Souza y Rubén Ulloa – Williams Morales – Joe Pezo – Rolando Ruiz – J. Fernández, A. Espinoza, C. Quispe, E. Asencio y R. Aponte – Jean Bueno, Nickol Estrada y Jhonatan López – Por: Ernesto López – Augusto Ramírez Diagramación: César Blas Valdivia Corrección: C & S Comunicaciones MINERÍA es la publicación oficial del Instituto de Ingenieros de Minas del Perú Calle Los Canarios 155-157, Urb. San César - II Etapa, La Molina, Lima 12, Perú. Telf. (511) 313-4160 / E-mail: rmineria@iimp.org.pe http://www.iimp.org.pe «Hecho el Depósito Legal Nº 98-3584 en la Biblioteca Nacional del Perú» El Instituto de Ingenieros de Minas del Perú no se solidariza necesariamente con las opiniones expresadas en los artículos publicados en esta edición de MINERÍA. Se autoriza la reproducción de los textos siempre que se cite la fuente Contenido Histórico 62 Apuntes para la historia de la minería en los Andes centrales del Perú Plantas de Beneficio 06 Metalurgia del oro en el mineral polimetálico de Nexa Atacocha, sucesos y oportunidades 18 Nuevas formas de almacenamiento de relaves dentro de un pad Tecnología 28 Verificación de concentración de esfuerzos en base al plan de minado en 3D con software computacional de análisis numérico 36 Importancia del desarrollo de modelos geomecánicos 3D en entornos geológicos complejos, aplicado a la mina Catalina Huanca, Ayacucho - Perú 22 Systems Dynamics y Design Thinking para la gestión de operaciones mineras y el procesamiento de minerales (1ra. Parte) Proyectos 45 Generando valor en el yacimiento tipo VMS en la unidad minera Cerro Lindo a través de la búsqueda de nuevos dominios geológicos Geomecánica 52 Aplicación de perno Split Set cementado en labores permanentes Foto: Anglo American.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 5 Las oportunidades de la minería del cobre para el Perú Editorial Si hace cerca de una década el Perú era considerado un país aurífero, en especial, por el importante aporte de la mina Yanacocha en Cajamarca, en la actualidad a la luz de las cifras no cabe duda que se ha convertido en uno de los principales productores cupríferos del mundo, con un considerable potencial de crecimiento. Un ejemplo lo constituye el peso de las exportaciones de cobre en 2021, que alcanzaron US$ 20,698 millones, lo que representó el 52.2% del total de ventas de minerales, 44.5% de las exportaciones tradicionales y 32.8% del total de las ventas al exterior del Perú, con lo que eso significa para la generación de divisas y la estabilidad macroeconómica. Si bien esas cifras son absolutamente alentadoras, al revisar la cartera de proyectos mineros que asciende a US$ 53,168 millones, de los cuales más del 70% están dirigidos a la futura explotación de nuevas operaciones cupríferas, que hasta podrían duplicar la producción actual, queda claro que la minería del cobre no solo es ahora la industria más importante del país, sino que lo puede seguir siendo en los próximos años. Para que ese nivel de inversión, sin precedentes en la historia del Perú, se concrete, es fundamental seguir los pasos de las dos últimas unidades cupríferas que han visto la luz en el país: Mina Justa de Marcobre – Minsur (Marcona, Ica) y Quellaveco de Anglo American (Moquegua). En el primer caso, es grato apreciar como una operación minera puede lograr el respaldo mayoritario de la población, cuando se desarrolla una estrategia de acercamiento y trabajo conjunto con las autoridades, en la que se pone como prioridad cerrar las brechas sociales existentes antes de inici r la construcción de la mina. Similar situación se presenta en el caso de Quellaveco, en el que se hizo inicialmente una inversión millonaria para garantizar la disponibilidad de agua de la población, con la que se trabaja en forma transparente y oportuna. El resultado final, es que ambos proyectos: uno que ya inició operaciones y otro apunto de comenzar, actualmente son ejemplo de relacionamiento y han logrado con sus estrategias particulares ser parte del progreso de sus zonas de influencia con una visión de desarrollo territorial sostenible. En ese sentido, estas empresas que son de capitales foráneos como Anglo American y también nacionales como Marcobre, marcan la pauta general de la forma como deben abordarse los proyectos en su relacionamiento social, para lograr más allá de la denominada “licencia social”, tener un impacto real y concreto en la mejora de la calidad de vida de las poblaciones que las acogen. La minería cuprífera se erige de esta manera en una gran oportunidad para el Perú, ya que sumado al gran potencial que hemos aludido, en el ámbito internacional se presenta un contexto favorable con un horizonte de largo plazo por el crecimiento de potencias como China e India y, fundamentalmente, por el cambio de la matriz energética que atraviesa el mundo hacia las energías renovables. Si alguna vez en la historia tuvimos una posición de ventaja comparativa, esta es ahora, trabajemos para que también sea una ventaja competitiva en beneficio de todos los peruanos. Venancio Astucuri, Director
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 6 Metalurgia del oro en el mineral polimetálico de Nexa Atacocha, sucesos y oportunidades Plantas de Beneficio Por: Juliana de Souza Siqueira, gerenta de Planta de la unidad minera Aripuana, Nexa Resources Brasil y Rubén Ulloa Barbarán, jefe de Proyectos y Mejora Continua de la unidad El Porvenir y Atacocha, Nexa Resources Perú. Introducción Nexa Atacocha, ubicada en el departamento de Cerro de Pasco, distrito de Yarusyacán, procesa un mineral polimetálico con contenido de Au a un ritmo de tratamiento de 4,600 tmsd. La proporción del mineral alimentado hacia la concentradora es de 80% del open pit y 20% del underground. A partir del 2017 la proporción de mineral del open pit fue incrementándose en forma progresiva y también el contenido de Au, desde valores de 0.35 a 0.50 g/ton, por lo que nos vimos en la imperiosa necesidad de identificar como era la mineralización del Au, estaba libre o asociada a algún otro elemento, este trabajo se realizó en dos etapas: Geometalurgia.- para aplicar esta valiosa herramienta se formó un equipo multidisciplinario de trabajo con la participación de geólogos, metalurgistas y de planeamiento con el asesoramiento de la empresa Transmin Metallurgical Consultans, cada cual con objetivos definidos. Se realizó un estudio básico a nivel geológico en mina y otro más completo de caracterización geometalúrgica, logrando identificar a los minerales portadores de Au. Posteriormente, ya con los datos e información a la mano nuestro desafío fue estabilizar la recuperación de este elemento valioso para mantener los ingresos económicos para nuestra organización. Six Sigma.- Para usar esta herramienta también se formó equipos de trabajo en planta a nivel de metalurgia, operaciones y mantenimiento. Para tener un orden lógico y sistematizado de aplicación de las cuatro fases de este sistema, se Fuente: Flow Sheet general de planta concentradora. Figura 1. El concentrado de Pb/Au se obtiene de las celdas flash y celdas tanque.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 7 realizó la siguiente estrategia de implementación: Primera fase. Identificamos las variables que afectaban la recuperación de oro. Segunda fase. Se analiza las variables para priorizar e identificar las causas críticas o principales. Tercera fase. De acuerdo al análisis obtenido en la segunda fase, se implementan las soluciones para mejorar la recuperación de oro. Cuarta fase. Se estandarizan las mejoras realizadas en los procesos, para garantizar un resultado sostenido en la mejora de recuperación de oro. Geometalurgia La geometalurgia es una valiosa herramienta multidisciplinaria que nos permite identificar problemas y reducir el riesgo en los procesos de las operaciones mineras. No existe información suficiente sobre aplicaciones de la geometalurgia en yacimientos polimetálicos con contenido de oro. Geometalurgia 2017 El 2017, se solicita el apoyo de la empresa Transmin Consultants para iniciar un proceso sistemático de recolección y preparación de compósitos con el objetivo de realizar un estudio de Abstract Nexa Atacocha, located in the department of Cerro de Pasco, Yarusyacán district, processes a polymetallic ore with Au content at a treatment rate of 4,600 DMTD. The proportion of ore fed to the concentrator is 80% from the open pit and 20% from underground works. Since 2017, the proportion of ore from the open pit was increasing progressively and also the Au content, from values of 0.35 to 0.50 g/ton, so we saw the imperative need to identify what the Au mineralization was like, was it free or associated with some other element; this work was done in two stages: Geometallurgy - to apply this valuable tool, a multidisciplinary work team was formed with the participation of geologists, metallurgists, and planners with the advice of the company Transmin Metallurgical Consultants, each one with defined objectives. A basic geological study was carried out in the mine and a more complete geometallurgical characterization study, identifying the Au-bearing minerals. Subsequently, with the data and information at hand, our challenge was to stabilize the recovery of this valuable element in order to maintain the economic income for our organization. Six Sigma - To use this tool we also formed work teams in the plant at the metallurgy, operations, and maintenance levels. In order to have a logical and systematized order of application of the four phases of this system, the following implementation strategy was carried out: First phase. We identified the variables affecting gold recovery. Second phase. The variables are analyzed to prioritize and identify the critical or main causes. Third phase. According to the analysis obtained in the second phase, solutions are implemented to improve gold recovery. Fourth phase. The improvements made in the processes are standardized to guarantee a sustained result in the improvement of gold recovery.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 8 caracterización geometalúrgica más completo y formular un modelo capaz de predecir la recuperación real del oro. Debido a que los resultados de este proceso iban a demorar de 6 a 12 meses, Metalurgia y Operaciones Planta nos enfocamos en realizar estudios de grado de liberación del mineral, análisis valorado y microscopia del concentrado de plomo, para mejorar la performance del procesamiento del elemento valioso. En la Figura 1, se muestra el diagrama del proceso de flotación de plomo con contenido de oro en la concentradora. Se realiza el análisis valorado del concentrado de las celdas flash, que representa el 45% de plomo total alimentado al circuito de flotación. En la Tabla 1, se advierte la alta correlación de los valores de Au, con hierro y plomo llegando a 90%. En las Figuras 2 y 3 presentamos la microscopia del concentrado de plomo de las celdas flash. Six Sigma 2017 En 2017, se tuvo un mayor aporte del mineral del tajo San Gerardo, como consecuencia la ley del Au en la cabeza se incrementó, entonces nos vimos en la necesidad de hacer un proyecto Six Sigma con el objetivo de incrementar la recuperación del oro de 50 a 55%. Finalmente se logró alcanzar una recuperación de 63% en promedio al culminar el año. Geometalurgia 2018 Invertir para obtener datos confiables, es decir, de calidad comprobada, reducirá el riesgo de cometer errores en el modelado geometalúrgico de la recuperación de Au. Con la data geometalúrgica de 2017 se seleccionó 10 muestras representativas y se realizó pruebas metalúrgicas exploratorias, trabajo que Tabla 1. Análisis Valorado del Concentrado Pb Celdas Flash Fuente: Reporte progresivo interno de Metalurgia. Figura 2. Granos mixtos de galena con posible telururos (TLR), seguida por galena (gn) con pirita (py) y galena libre (gn) en luz reflejada. Malla 100. Fuente: Reporte progresivo interno de Metalurgia. Figura 3. Grano mixto ternario de electrum (el) y posible telururos (TLR) como inclusiones en galena (gn). LR: Luz Reflejada. Malla 140.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 9 se continuó en 2018 incrementando el número de muestras a 40, para generar mayor volumen de datos geometalúrgicos. De esta manera, se logró desarrollar modelos predictivos para la recuperación de Pb, Zn, Au y Ag. Durante 2017 y parte de 2018 el área de Geología realizó 762 perforaciones de diamantina al tajo San Gerardo. De dichos sondajes 1/4 de core estuvo disponible para pruebas metalúrgicas. Los sondajes cuentan con información geología y geoquímica. De los sondajes perforados por Geología se seleccionaron 40 muestras para pruebas de flotación y 40 para ensayos de conminución. El presente documento se centrará en el estudio geometalúrgico para desarrollar modelos predictivos para la recuperación de Au por el método de flotación. Las muestras fueron seleccionadas según la distribución de parámetros geológicos y geoquímicos presentes en el modelo de bloques: Leyes de Cu, Zn, Pb, Ag y Mn. Litologías. Plan de minado 2019. Distribución 3D. Fuente: Reporte interno de gestión AT. Figura 4. Correlación entre recuperación vs la ley de cabeza de Oro gr/ton. Fuente: Reporte interno de gestión AT. Figura 5. Resultados estadísticos de la recuperación de oro durante el 2017. Tabla 2. Compósito ACC – Fracción de Tamaño Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Compósito Fracción µm %Peso ACC-01 +150 0.33 +53 0.31 -53 0.35 ACC-02 +150 0.33 +53 0.34 -53 0.33 Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Figura 6. Compósito AAC - Caracterización mineralógica.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 10 Los objetivos principales fueron: Asegurar el tonelaje de producción de la planta de acuerdo a lo proyectado. Mejorar las comunicaciones entre el personal (mineros, geólogos y metalurgistas). Identificar y documentar los dominios y parámetros geometalúrgicos. Las muestras tienen ubicación 3D conocida, así como parámetros geológicos obtenidos durante el logueo y caracterización química. Adicionalmente, se formaron dos compósitos de alimento a planta para calibrar el esquema de flotación y caracterizar mineralógicamente el mineral del tajo San Gerardo: ACC-01: (Fase 3 Norte, Fase 3 Sur). ACC-02: (Fase 3 Sur). Para caracterización mineralógica los compósitos fueron preparados a P80 180 µm y separados en tres fracciones de tamaño. A partir de la caracterización mineralógica se observa: Las muestras son predominantemente silicatos, principalmente cuarzo. Presencia de hasta 10% de muscovita. Los principales minerales valiosos son la galena y esfalerita. Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Figura 7. Compósito AAC - Caracterización por especies mineralógicas. Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Figura 8. Compósito AAC - Caracterización mineralógica - Asociación de la galena. Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Figura 9. Variación recuperación de Au por cuerpos. Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Figura 10. Variación recuperación de Au por litologías.
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 12 Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Figura 12. Recuperación de Au en concentrados de Pb vs HA_Au. La esfalerita presenta alrededor de 75% liberada a 150µm, y 25% asociada principalmente a pirita, cuarzo y muscovita. La galena se encuentra liberada en un 60% a 150 µm, presentando asociaciones con cuarzo, pirita, esfalerita, y calcita. Se identificó tenantita/tetraedrita y arsenopirita como aportantes de As. Se determinó que existe una relación importante entre la recuperación de Au y la ley de cabeza de Au en el depósito. Por lo tanto, en base al análisis de datos se seleccionaron tres dominios geometalúrgicos para la recuperación de Au en Atacocha, en base a la ley de cabeza. A cada dominio identificado se le asignó un valor de recuperación de Au, según los resultados y análisis de datos realizados. Antes de continuar con la implementación de los dominios y modelos geometalúrgicos identificados, se contrastaron los resultados obtenidos y los modelos propuestos con las recuperaciones obtenidas en planta durante el 2017 y 2018, observándose que el modelo propuesto está dentro del comportamiento observado en la operación. Finalmente, se logra encontrar una ecuación que representa la recuperación en función de la ley de cabeza de Au, para tres rangos de leyes. A partir de esta ecuación se debe programar la realización de trabajos para la próxima etapa de optimización de la geometalurgia 2019. La geometalurgia es un proceso de mejora continua, y actualmente la unidad se encuentra trabajando en iniciar un nuevo estudio generando data para validar y ajustar los modelos definidos iniciales, así como evaluar y tratar de minimizar los riesgos identificados Six Sigma 2018 Descripción del problema De acuerdo al programa de producción de 2018, la ley de Au en el mineral de cabeza bajaría hasta un promedio de 0.40 g/ton. Fuente: Reporte de geometalurgia 2018. Figura 11. Recuperación de Au vs ley de cabeza de Au. Tabla 3. Modelos de Recuperación Au en Concentrados Pb Dominio Algoritmo Recuperación de Au, % ID Cabeza Au_01 HA_Au g/t<=0.3 44.8 Au_02 HA_Au g/t<=0.8 60.2 Au_03 Remainder 74.3
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 13 Según las tendencias de recuperación y ley de oro, para la ley de cabeza programada de 0.4 g/ton la recuperación de oro bajaría a niveles de 58%. En este escenario, nuestro principal desafío fue mantener los valores de recuperación de oro obtenidos en 2017 con apoyo de la información geometalúrgica y aplicación de un nuevo proyecto Six Sigma. Objetivo Mantener la recuperación del Au en 62%, para una disminución de la ley de cabeza de 0.51 g/ ton 2017 a 0.40 g/ton 2018. Alcance del proyecto Dentro: Circuito de flotación para recuperar el oro. Fuente: Reporte de gestión interno AT. Figura 13. Evolución de la recuperación de oro durante el primer trimestre de 2018. Fuente: Reporte de gestión interno AT. Figura 14. Correlación entre recuperación de oro total vs ley de cabeza de oro en el concentrado de plomo. Fuente: Reporte de gestión interno AT. Figura 15. El nivel Sigma antes del proyecto fue de 0.76 y los defectos fueron de 77% (datos que están fuera de la meta de recuperación de 62%). Fuente: proyecto Six Sigma 2017. Figura 16. Matriz de evaluación de variables. Fuente: Reporte de gestión interno AT. Figura 17. Variables de alto esfuerzo y alto impacto seleccionadas, a las que se genera un plan de acción.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 14 Desplazamiento de Au al concentrado de Cu y relave final. Calidad del concentrado de las celdas flash. Contenido de Au en el concentrado final de plomo. Tipo de reactivos usados. Característica mineralógica del mineral. Fuera: Variabilidad en la ley de cabeza. Relación %Au/Pb, %Au/Fe, Au/Ag. Histórico del problema En el primer trimestre de 2018, la ley de cabeza de oro disminuyó a niveles de 0.39 g/ton, como consecuencia la recuperación en promedio fue de 57.8%. El nivel Sigma antes del proyecto lo apreciamos en la Figura 15. La identificación y selección de variables principales se presenta en la Figura 16. De acuerdo al gráfico, se genera un plan de acción inmediato para las variables de bajo esfuerzo y alto impacto. Para priorizar con que variables de alto esfuerzo y alto impacto podríamos trabajar, se hace un análisis estadístico y se genera un plan de acción. Los principales trabajos considerados para realizar un plan de acción fueron: Disponibilidad de las celdas flash. Modificación del circuito de plomo. Flujo de alimento a las celdas flash. Evaluación de reactivos secundarios para Au. Disponibilidad de las celdas flash Para mejorar la disponibilidad de las celdas flash, se trabajó coordinadamente con las áreas de mantenimiento mecánico y cadena de abastecimiento, se comunicó que las restricciones de envío de repuestos originaban baja disponibilidad de las celdas de flotación, consecuentemente generaba mucha variabilidad en la recuperación de oro. Modificación del circuito de plomo Los problemas de disponibilidad y capacidad de Figura 18. El plomo liberado remanente se alimenta al acondicionador 10'x10' y luego se flota en las tres celdas Ok-30. Figura 19. El flujo de plomo liberado, se comparte entre las tres celdas ok-30 y 3 celdas ok-8 disponibles del circuito de cobre, aumentando el tiempo de flotación logrando mantener la recuperación del oro.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 15 las celdas flash, originaron desplazamiento de plomo al circuito de zinc y relave final. Se analizaron los escenarios: Bajar la carga circulante en los molinos para que disminuya el flujo de alimento a las celdas flash. Flotar el plomo remanente que no se pudo recuperar en las celdas flash, en un banco de celdas disponible del circuito de Cu. Se optó por la segunda opción porque el circuito de molienda estaba trabajando a su máxima capacidad con una cc de 350%. Flujo de alimento a las celdas flash A medida que se incrementa el tratamiento en la concentradora, las celdas flash SK-80 quedan subdimensionadas, y se tiene una flotación restringida. La descarga del molino se alimenta a la celda flash. En un molino 8'x10' con un tonelaje de alimento de 38 tph y una CC: 350%, el sólido alimentado a la celda es de 171 tph, superando largamente a los 80 tph de capacidad de las celdas. Se realiza un análisis valorado del U/F de los hidrociclones, para verificar la presencia de Au en este flujo, notándose que los valores de Au eran mayores en este flujo. Figura 20. Banco de celdas disponibles del circuito de flotación de cobre, se usó las tres primeras. Fuente: Reporte de gestión interna. Figura 21. Control de resultados después de realizados los trabajos de Six Sigma. Se reconfigura el circuito de flotación flash, ahora se flota el U/F. Logrando mejorar la flotabilidad de las celdas, para mantener la recuperación del Pb y Au. Evaluación continua de reactivos secundarios para flotar oro En el mercado no existe un reactivo específico para flotar oro, se coordina en forma permanente con los diversos proveedores, para que nos proporcionen reactivos. Se forma acuerdos estratégicos con los proveedores Resco, Chemic Supply, Clariant y Renasa para realizar formulaciones específicas para el mineral de AT. Actualmente, estamos usando el AF-3418 que se alimenta a las celdas flash junto con el xantato Z-11. El consumo de 3,418 es de 3 a 5 g/ton. El consumo de Z-11 es del 4 g/ton. Culminados los planes de acción para los cuatro trabajos se observa un incremento en la recuperación de oro total desde 57.8 a 61.8%, con respecto los resultados obtenidos en el primer trimestre. Logrando alcanzar los objetivos propuestos en el proyecto.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 16 Conclusiones 1. Se redujo el riesgo en la recuperación de oro, en la ley de cabeza, como consecuencia del mayor conocimiento de la mineralogía asociada a este elemento. 2. De igual manera, se identificaron áreas en el depósito, en las cuales los valores de Au son mayores y se establece un modelo de recuperación del Au en función a la ley de cabeza que servirá de base para calcular el NSR. 3. Se logra alcanzar el objetivo de trabajar en equipo con las diversas áreas que conforman la unidad minera. 4. Respecto a la aplicación de la herramienta Six Sigma, se logró identificar cuatro variables altamente significativas, a cada una de las cuales se dispuso un plan de acción definido donde participan todos los involucrados. 5. Se logró el objetivo de mantener la recuperación del oro total a niveles de 61.8%, a pesar que la ley de cabeza de oro bajó desde 0.51 a 0.44 g/ton. 6. La influencia (dependencia) de la ecuación de la recuperación de oro en función a la ley de cabeza de oro bajó de 44% a 25%, como consecuencia de los trabajos realizados en el proyecto Six Sigma 2018. 7. Culminado el proyecto se incrementó el nivel Sigma de 0.76 a 1.56. Agradecimientos Queremos expresar nuestro agradecimiento a los directivos de nuestra organización Nexa, por brindarnos la oportunidad de compartir estos conocimientos. Bibliografía Bennett, D, Crnkovic, I and Walker, P. 2012. Recent process developments at the Phu Kham copper-gold concentrator, Laos, in Proceedings 11th AusIMM Mill Operators’ Conference 2012, pp 257–272 (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne). Bye, A.R., 2011. Case studies demonstrating value from geometallurgy initiatives, in Proceedings of the International Geometallurgy Conference, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne, Australia, 9-30. Coleman R. 2010. “Maximize your recoveries in a flash”, Output, Outotec Inc., Australia, December. Bourke P. 1995. “Flash flotation in the gold industry,” Randol Gold Forum, Perth, March. Johnstone, R.H. and Rais, S.A. 1988. “Increased Performance through Flash Flotation and Cyclone Optimization,” Third Mill Operator’s Conference, Cobar NSW, May. Lamberg, P. and Bernal, L. 2009. “Modeling and simulation of skim air flash flotation as a part of grinding-flotation circuit – Case Study in Esperanza, Chile”, Proceedings 41st Annual Meeting of Canadian Mineral Processors, Ottawa, Canada, January 20-22. Ulloa, R. 2017. “Six Sigma incremento de la recuperación de oro en el concentrado de plomo, en Compañía Minera Atacocha”. Reporte interno progresivo, Cerro de Pasco, Perú. Figura 22. La nueva capacidad, culminado el proyecto, es de 1.56 con 47% de defectos (47% de datos por debajo de la meta de recuperación objetivo 62%).
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 18 Nuevas formas de almacenamiento de relaves dentro de un pad Plantas de Beneficio Por: Williams Morales Céspedes, jefe general de Lixiviación, Minera Yanacocha. Resumen El desarrollo del presente trabajo, encuentra una innovadora forma de almacenamiento de relaves en la industria minera, aprovechando las sinergias de operaciones combinadas de lixiviación y planta Gold Mill. Se muestra el diseño, construcción, operación y los controles para dar estabilidad y solidez al almacenamiento de relaves en el pad La Quinua de Minera Yanacocha. Asimismo, entre los beneficios destacan la reducción en los costos de construcción y protección del medio ambiente a través de la captación de agua directa hacia las plantas de EWTP. Figura 1. Figura 2. Los resultados del proyecto de construcción y operación del Depósito de Arenas de Molienda (DAM) Sur han sido exitosos al haber descargado hasta el nivel de cota máxima 3670 con 56 millones de toneladas desde su inicio hasta octubre de 2017 y, después se descargaron en el DAM Norte 6.3 millones de toneladas de arenas del molino. No existen registros de este tipo de trabajos en otros proyectos mineros, por lo que es importante dar a conocer el diseño, construcción y controles a nuevas operaciones mineras que tengan pads de lixiviación y plantas concentradoras que generen relaves.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 19 Figura 3. Figura 4. Abstract This paper finds an innovative way of tailings storage in the mining industry, taking advantage of the synergies of combined operations of Leaching and Gold Mill Plant. It shows the design, construction, operation, and controls to give stability and robustness to the tailings storage at Minera Yanacocha's La Quinua pad. The benefits include reduced construction costs and environmental protection through direct water collection to the EWTP plants. Results of the construction and operation project of the South Mill Sands Deposit (DAM) have been successful having discharged up to the maximum elevation level 3670 with 56 Million tons since its implementation until October 2017, and at this moment 6.3 Million tons of Mill Sands are discharged in the North DAM. There are no records of this type of work in other mining projects, which is why it is important to publicize the design, construction, and controls to new mining operations that have Leach Pads and Concentrator Plants that generate tailings. Introducción En las operaciones y procesos de Minera Yanacocha durante la construcción del nuevo pad la Quinua, se consideró implementar un depósito de arenas de molienda que sería una relavera para recibir las arenas provenientes de la planta Gold Mill. En 2005 en el yacimiento de la Quinua se había identificado la aparición de mineral transicional con altos contenidos de cobre y sulfuros, los cuales no se podían depositar en las pilas por ser sulfuros. Para tratar este tipo de minerales se diseñó una planta procesadora denominada Gold Mill, cuyos procesos consideran chancado, molienda, lixiviación en tanques, lavado en contracorriente, SART y AVR. Objetivos Dar a conocer los avances en innovación referentes a nuevas formas de almacenamiento de relaves en la minería. Evidenciar el diseño, construcción, operación y los controles para dar estabilidad y solidez al almacenamiento de relaves en Yanacocha. Metodología El proyecto se desarrolló de acuerdo a los es-
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 20 tándares corporativos de Newmont referentes a Tailings Store Facility (TSF). Desarrollo del proyecto El enfoque del diseño del Depósito de Arenas de Molienda (DAM) es contener las arenas provenientes del molino dentro del pad confinando el depósito con mineral que se va a lixiviar para dar solidez a toda la instalación. En la construcción se consideraron dos sistemas de evacuación de agua drenada de las arenas, una es por filtración que está colocada en el lado sur de la fundación del pad y la otra es por decantación. Ambos sistemas han funcionado a la perfección, estas aguas son colectadas por un sistema de tuberías y son almacenadas en una posa SWP4-LQ y, posteriormente, regresan al sistema. Para la puesta en marcha de esta operación hay una filosofía de control de las operaciones para ver temas como: La secuencia de las descargas. La pendiente necesaria para que el agua remanente en la playa se direccione hacia la zona de filtrado. Decantadores formando el espejo de agua en forma de media luna. Se han depositado más de 50 millones de toneladas en el DAM y se construyó la ampliación del DAM Norte, que está operando desde noviembre de 2017. Diseño hidráulico de tuberías de colección Ver Figuras 1 a la 4. Estudios hidráulicos y estabilidad Ver Figura 5. Operaciones en DAM Sur y DAM Norte La descarga de las arenas de molienda en el pad la Quinua es una operación sin precedentes en la industria minera. El agua que es filtrada y decantada de las arenas es colectada por tuberías que en ningún punto se mezcla con la solución rica del pad de lixiviación. En el DAM Sur el almacenamiento ha cumplido con los objetivos del nuevo diseño basado en los exhaustivos controles geotécnicos y operacionales. En la ampliación del DAM Norte hemos diseñado bajo Figura 5. Figura 6. Vista panorámica del DAM Sur.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 21 otro concepto operacional: la instalación de un sistema de bombeo para evacuar el espejo de agua hacia el SWP04. Conclusiones 1. Entre los principales beneficios del proyecto tenemos: Se redujeron los costos de construcción. El uso de suelos aprovechando sinergias con un pad de lixiviación y planta Gold Mill. Reducción del impacto en el medio ambiente, a través de la captación de agua directa hacia las plantas de EWTP. 2. Los resultados del proyecto de construcción y operación de la relavera sur (Depósito de Arenas Sur, DAM Sur) fueron exitosos. El DAM Sur ha sido descargado hasta el nivel de cota máxima de 3670 con 56 millones de toneladas desde el inicio de operaciones hasta octubre de 2017. El DAM Norte tiene una capacidad de 6.3 millones de toneladas de arenas del molino. Recomendaciones 1. El monitoreo de los controles operativos y geotécnicos es fundamental para evitar cualquier evento de inestabilidad. 2. En las relaveras necesariamente deben instalarse equipos de instrumentación geotécnica como son piezómetros e inclinómetros. Referencias bibliográficas Se consideraron como sustento del trabajo los Criterios de Diseño y Construcción de la Consultora Knight Piesold. Nomenclatura DAM: Depósito de Arenas de Molienda. TSF: Tailings Storage Facility. HLF: Heap Leach Facility. EWTP: Excess Water Treatment Plants.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 22 Systems Dynamics y Design Thinking para la gestión de operaciones mineras y el procesamiento de minerales (1ra. Parte) Tecnología Por: Joe Pezo, Metso Outotec Peru. Introducción La dinámica para el desarrollo de proyectos mineros e incluso la gestión de las operaciones mineras actuales en Perú es altamente exigente, desafiante y compleja. La interrelación de las variables que dominan el negocio es cada vez más intensa y requiere de una atención y enfoque metodológico de tal manera que se puedan proponer y desarrollar soluciones más creativas y efectivas en función del grado de impacto de cada una de estas variables. Los métodos de minería ya no son suficientes, la mejora en los equipos, el perfeccionamiento de los procesos productivos, ahora incluso antes de iniciar un proyecto una empresa minera debe tener una comprensión del contexto: gobierno, comunidades, recursos, medio ambiente, etc. Las operaciones mineras que se están ejecutando actualmente deben mantener un equilibrio saludable de sus relaciones con sus principales grupos de interés como comunidades, gobiernos locales, gobierno central, cualquier cambio en el proceso no puede ignorar a estos grupos dejando de lado el impacto en diferentes aspectos operativos internos. Las interacciones y efectos que las variables tienen entre sí, su compresión, hacen que las alternativas de solución sean más potentes en escenarios complejos. Aquí se presenta una combinación de dos métodos: Systems Dynamics y Design Thinking. El primero sirve para mapear las variables y sus interacciones y el segundo para mejorar la solución propuesta a partir de un proceso de optimización y mejora. Enunciado del problema La mayoría de los gerentes locales de las empresas mineras y los invest igadores están de acuerdo en que la interacción de las par tes interesadas se está convir t iendo en uno de los aspectos más impor tantes, si no Figura 1. Feedbacks positivos y negativos.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 23 Abstract The ambient for the development of mining projects and even the management of the current mining operations in Peru is highly demanding, challenging and complex. The interrelation of the variables that dominate the business is increasingly intense and requires a methodological attention and approach in such a way that more creative and effective solutions can be proposed and developed based on the degree of impact of each one of these variables. The mining methods are no longer enough, the improvement in equipment, the improvement of productive processes, now even before starting a project a mining company must have an understanding of the context: government, communities, resources, environment, etc. The mining operations that are currently running must maintain a healthy balance of their relationships with their main stakeholders such as communities, local governments, central government, any change in the process cannot ignore these groups aside but also the impact in different internal operational aspects. The interactions and effects that the variables have on one another, their compression, make the solution alternatives more powerful in complex scenarios. A combination of two methods is presented here: system dynamics & design thinking. The first serves to map the variables and their interactions and the second to improve the solution proposed from an optimization and improvement process. el más trascedente, de cualquier operación minera. Es responsabilidad de cada gerente en una compañía minera mantener la operación funcionando de manera amigable y óptima, asegurando que los aspectos ambientales, sociales, de seguridad y rentabilidad estén alineados. Muchos investigadores han desarrollado diferentes herramientas, técnicas y estrategias para comprender los negocios mineros rodeados de ambientes complejos desde el punto de vista ambiental, social y operativo. El tema central en este trabajo es presentar un enfoque cuantitativo basado en la dinámica de sistemas (Systems Dynamics) y el pensamiento de diseño (Design Thinking) para ambientes mineros complejos que abarque los principales aspectos que afectan una operación. Este modelo abarca diferentes y varias variables, es decir, comunidades, regulación ambiental, complejidad del mineral, entre otras. Además, no solo el personal está involucrado en este modelo, hay algunos aspectos de diseño y organización para tener en cuenta que podrían contribuir a la solución de cualquier situación que pueda afectar las operaciones mineras. Figura 2. Factores interrelacionados que impactan el futuro de la industria minera en un país.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 24 Por las razones anteriores, este trabajo tiene la intención de estudiar y comprender la combinación de variables y sus interacciones. Finalmente, el modelo de Dinámica del sistema mostrará cómo la retroalimentación a través de algunas variables puede afectar el enfoque del problema en una operación minera. Objetivos El objetivo principal de este estudio es modelar cuantitativamente la rentabilidad de las operaciones mineras debido a variables o contextos internos y externos. Además, demostrar que es posible cuantificar y modelar situaciones complejas que afectan la rentabilidad minera o el flujo de caja. El uso de la dinámica de sistemas nos permitirá formular la complejidad de las interacciones de los stakeholders y cómo estas interacciones pueden ser tratadas por el esfuerzo de las organizaciones mineras para lograr una confiabilidad saludable, confiable y sustentable. Dinámica de sistemas: relevancia de la herramienta La Dinámica de sistemas es una metodología desarrollada por Forrester (1961), con el fin de estudiar y gestionar sistemas de retroalimentación complejos. Sistema es una palabra que se ha aplicado a muchas situaciones, sin embargo, en este método, la retroalimentación es el descriptor diferenciador. System Dynamics Society (2005) describe la "retroalimentación" como una situación de X que afecta a Y e Y a su vez afecta a X tal vez a través de una cadena de causas y efectos. No se puede estudiar el vínculo entre X e Y y, de forma independiente, el vínculo entre Y y X y predecir cómo se comportará el sistema. Solo el estudio de todo el conjunto como un sistema de retroalimentación conducirá a resultados correctos. Los métodos de dinámica de sistemas también llamados pensamiento sistémico proporcionan herramientas importantes para comprender mejor los escenarios complejos. Estas herramientas ayudan a los gerentes a tener una visión o comprensión de todos los problemas de gestión. El enfoque del pensamiento sistémico no es mirar el evento y las causas como situaciones independientes. Con estos sistemas, las personas deben ver a cualquier organización como un sistema completo que está hecho de partes que interactúan. El término sistema es definido por Kirkwood (1998) como un grupo interdependiente de elementos que forman un patrón unificado. Retroalimentación Según Sterman (2000), el aspecto más importante del modelado de la dinámica de sistemas es el descubrimiento y la representación de los procesos de retroalimentación que, junto con las estructuras de tock y flow, los retrasos de tiempo Figura 3. Diagrama de bucle causal de la decisión "Dónde explorar". Figura 4. Diagrama de bucle causal del sistema de planificación minera.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 25 y las no linealidades, determinan la dinámica de un sistema. En el sistema donde ocurre una transformación, hay entradas y salidas. Las entradas son el resultado de la influencia del medio ambiente sobre este, y las salidas son la influencia del sistema sobre el medio ambiente. La entrada y la salida están separadas por la duración del tiempo, como antes y después, o pasado y presente. En cada bucle de retroalimentación, la información sobre el resultado de una transformación o una acción en el sistema se devuelve a la entrada del sistema en forma de datos de entrada. Si estos nuevos datos facilitan y aceleran la transformación en la misma dirección que los resultados anteriores, se denominan retroalimentación positiva: sus efectos son acumulativos. Si los nuevos datos producen un resultado en la dirección opuesta a los resultados anteriores, se denominan retroalimentación negativa: sus efectos estabilizan el sistema. En el primer caso hay crecimiento o declive exponencial y, en el segundo, mantenimiento del equilibrio. Para una mejor comprensión de la retroalimentación positiva y la negativa, se utilizará la representación gráfica realizada por Sterman (2000), (ver Figura 1). Comprender el modelo en la práctica La Figura 2 presenta una representación de alto nivel del bucle causal de las variables clave del sistema y, en particular, su impacto en el atractivo de un país como sitio para la inversión minera. El propósito de esta sección es describir el desarrollo y la estructura de un modelo de Dinámica de sistemas que capture los procesos clave de los puntos de decisión que afectan la interrelación entre la política ambiental y fiscal y el flujo de inversión mineral internacional. En este caso, el zinc se eligió como base para los valores de los parámetros en la construcción del modelo, pero cualquier otro metal podría usarse con la misma facilidad. Como el desarrollo de la exploración y el mercado de la mayoría de los minerales se comportan de manera similar, se intentó garantizar que el modelo, como se describe aquí, sea potencialmente aplicable a una gama de minerales. La información que resume los riesgos asociados con un país en particular está disponible en las agencias mineras internacionales. Esto es utilizado por las empresas mineras para evaluar el riesgo vinculado con cada ubicación de inversión potencial. Una empresa minera generalmente evaluará el riesgo asociado con cada país y asignará una ponderación a estos factores de riesgo. La ponderación está determinada por la actitud de las compañías ante el riesgo y sus objetivos estratégicos. Por lo tanto, cada ubicación de inversión potencial puede ser calificada de manera diferente por las empresas individuales. En el ejemplo siguiente de la Figura 3 se muestra el diagrama de bucle causal de alto nivel para la decisión "Dónde explorar". El punto de partida siempre está relacionado con un diagrama de bucle causal muy básico que posteriormente se amplía para mostrar la complejidad del sistema y su interacción de variables. En la Figura 4, se presenta otro ejemplo relacionado con la planificación minera donde el concepto principal se convierte en un diagrama de bucle causal. Figura 5. El diagrama conceptual para la decisión de planificación minera.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 26 Después de que el concepto principal se convierte en un diagrama de bucle casual. El detalle analítico de las variables se desarrolla para comprender las conexiones de los parámetros económicos y la condición actual de la planificación del proyecto, pero esta condición evolucionará considerando aspectos estratégicos y relevantes como asuntos sociales y ambientales debido a la relación entre estos factores con la operación minera y el cierre de la mina. El concepto de costo de protección social y ambiental podría ser cualquier cosa para proteger a la comunidad cercana a la minería de los efectos de la mina, que se ven afectados directamente. Además, debe mejorar la calidad de vida de la comunidad, como, salud, seguro de atención, becas, infraestructura pública, etc. El costo de cierre de la mina también es importante porque después del final de la operación, muchas empresas intentan detener cada actividad y extender el periodo de operación para retrasar el cierre de la mina porque es costoso sin ingresos. Por lo tanto, una solución que sería clave para la sostenibilidad de la minería y la comunidad social y comunitaria cercana es el fondo minero. El fondo minero debe ser administrado por el comité, que incluye a la compañía minera, la comunidad, el gobierno, etc. Es una mejor garantía para proteger el medio ambiente y la calidad de vida después del final de la minería como se muestra en la Figura 5. Con base en los ejemplos anteriores en la Figura 6 se aprecia la representación de un modelo muy complejo para mantener la licencia social en una operación minera. Una vez que se ha desarrollado el modelo dinámico del sistema, el siguiente paso es comprender el comportamiento del sistema y resolver problemas mediante el uso de software de simulación por computadora, en otras palabras, la estructura del modelo de Dinámica de sistemas se coloca en ecuaciones para conectar todas las variables consideradas. Design Thinking dentro del proceso de definición u optimización del modelo de Dinámica de sistemas El pensamiento de diseño es un proceso no lineal e iterativo que busca comprender a los usuarios, desafiar suposiciones, redefinir problemas y crear soluciones innovadoras para prototipos y pruebas. El método consta de cinco fases: empatizar, definir, idear, prototipar y probar, y es más útil cuando se desean abordar problemas mal definidos o desconocidos. Esta metodología se puede utilizar de forma complementaria al modelo de Dinámica de Sistemas para reevaluar si las variables de las metodologías pueden tener otro tipo de impacto o interacción basada en una evaluación para redefinir las interacciones preexistentes o asumidas. El papel de las partes interesadas puede cambiar positivamente una vez que se ha redefinido la interacción, entonces el siguiente paso debe considerar una evaluación completa de las ecuaciones para ver si todavía representan las variables o no. Dado que la complejidad de la minería ha aumentado últimamente, esta metodología se utilizará para abordar problemas mal definidos o desconocidos porque replantea estas situaciones Figura 6. Complejidad de la licencia social.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2022 / EDICIÓN 533 27 de manera centrada en el ser humano y permite a los diseñadores concentrarse en lo que es más importante para las partes interesadas. Es fundamental tener en cuenta que las cinco etapas: Empatizar, Definir, Idear, Prototipar y Probar, no siempre son secuenciales, no tienen que seguir ningún orden específico y a menudo pueden ocurrir en paralelo y repetirse iterativamente. Como tal, las fases deben entenderse como diferentes modos que contribuyen a un proyecto, en lugar de pasos secuenciales. Por ejemplo, de la Figura 6, ¿es solo implementando programas sociales (educación, servicios de agua, etc.) y teniendo un buen cumplimiento de las políticas ambientales la única forma de mejorar las condiciones de la comunidad y obtener una retroalimentación positiva y la aprobación de ellos para obtener la "Licencia Social"? El Design Thinking nos ayudará a reevaluar los supuestos para tener en cuenta algunos otros aspectos innovadores. Conclusiones El modelo de Dinámica de sistemas es una herramienta o metodología para comprender las interacciones de los sistemas y resolver problemas, para ello, se recopila información analítica del contexto minero, y luego se encuentran o definen las variables y relaciones, o ecuaciones entre ellas, este conocimiento se transfiere a un modelo mental o a un diagrama de bucle causal. Después de eso, el área de detalles analizó las relaciones de las variables que se conectan en el diagrama de flujo o conceptual. El enfoque de investigación y el desarrollo del modelo dinámico del sistema se proponen, luego se define el mapeo analítico del diagrama de bucle causal para un sistema de minería de datos, después se utiliza el bucle causal para analizar los parámetros y la relación de cada parámetro, para convertirse en el diagrama conceptual económico. Pero el proceso se completa si no se produce la redefinición de las variables y es aquí donde la metodología Design Thinking ayuda a encontrar algunas otras interacciones innovadoras entre variables o a introducir otras nuevas con el objetivo de optimizar la economía del modelo propuesto. Bibliografía Bala, Bilash. Kanti, Arshad. 2010. Dinámica de sistemas, Springer, P 20-50. O'Regan, Bernardette. Topos, Ricardo. 2005. Uso de la dinámica de sistemas para modelar la interacción entre factores ambientales y económicos en la industria minera. Elsevier. Putsis, Guillermo. 2013. Compite más inteligentemente, no más duro. Wiley Editorial, p. 15-36. Sontamino, Phongpat. 2014. Sistema de Apoyo a la Decisión de Planificación de Minas de Carbón utilizando el Modelo Dinámico del Sistema. Tesis para El Título de Ingeniero Dr. Figura 7. Pensamiento de diseño.
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