Por: Héctor Paitamala, jefe Turno Planta, y Julio Guizado, jefe de Investigación Metalúrgica, Compañía Minera Poderosa.

Resumen

Compañía Minera Poderosa en sus operaciones está dedicada a la exploración, explotación y procesamiento de minerales con contenido de oro en la sierra norte del país, región La Libertad y provincia de Pataz. Como parte de su política de mejoramiento continuo, tiene un programa de identificación de oportunidades para el perfeccionamiento de los diferentes procesos.

El presente proyecto ha sido realizado con el objetivo de incrementar la recuperación de Au en la operación de la planta Marañón por lo que se ha trabajado en conjunto con el laboratorio de Investigaciones Metalúrgicas de la empresa, en el que se realizan pruebas con los tipos de minerales que se procesan para determinar los parámetros óptimos en el circuito de molienda, se logró determinar la granulometría óptima, con la cual se obtiene la máxima extracción de Au. 

El actual circuito contempla la molienda primaria, secundaria, concentración gravimetría y solamente la molienda de concentrados, con todo estos cambios y rediseños se ha logrado incrementar la recuperación de Au de 88% a 91.5%, manteniendo los consumos unitarios de reactivos e incrementando el tratamiento de mineral de 700 tms/día a 800 tms/día, un logro que se mantiene hasta ahora.  

Es así como en la planta de Cianuración Marañón, se han identificado oportunidades de mejora en los procesos de chancado, molienda, CCD, Merrill Crowe y refinería, todos enfocados a maximizar la eficacia y eficiencia de cada uno, contando para ello con inversiones de capital. Considerando la creatividad y experiencia de cada uno de los involucrados en el proceso productivo, se ha logrado alcanzar las metas planteadas para cada proceso, en particular el de molienda, cuya función es exponer al oro que se encuentra en el mineral hacia las soluciones cianuradas, es el responsable directo del grado de extracción aurífera de los minerales. 

Marañón es una planta de cianuración directa, realizándose la lixiviación del oro principalmente en los circuitos de molienda primaria, secundaria, concentración gravimétrica y remolienda de concentrados. Con la finalidad de maximizar la extracción en molienda y la extracción total, se han realizado cambios en todo el circuito.

Introducción

Compañía Minera Poderosa, líder en la producción de Au a nivel nacional, está ubicada en la región La Libertad en la provincia y distrito de Pataz, entre los 1,250 y 3,200 msnm.

Nuestra visión de ser la empresa en la que te sientas orgulloso de trabajar y misión de Transformar responsablemente nuestra riqueza mineral en oportunidad de desarrollo, conjuntamente con nuestros valores de productividad, nos comprometen a producir más, de mejor manera y con un buen uso de los recursos minerales, lo que es vital y desafiante en el desarrollo de los proyectos de mejora de la empresa.

La planta Marañón inicia sus operaciones en mayo de 1982 con una capacidad de 120 tms/día y ha venido en etapas de ampliación sucesivas a 250 tms/día, 350 tms/día, 550 tms/día, en 2011 recibe la autorización a 700 tms/día y en marzo de 2017 para 800 tms/día. Con el incremento de la capacidad de tratamiento no se contempló la modificación del circuito de molienda, por lo que a partir del último incremento se tiene problemas con la granulometría de molienda y como consecuencia se produce la reducción de la extracción de Au. Entonces el proyecto contempla analizar las alternativas para mejorar la granulometría del mineral procesado y así optimizar la extracción de Au en esta etapa.

Objetivos

Objetivo general

Incrementar la recuperación de Au en la operación de la planta Marañón en Compañía Minera Poderosa.

Objetivos específicos

- Determinar la granulometría óptima para obtener las máximas recuperaciones en la planta Marañón.

Realizar pruebas de cianuración a diversas granulometrías del mineral de cabeza para determinar la granulometría óptima de molienda donde se obtiene la máxima recuperación de Au.

- Determinar los consumos de cianuro de sodio y cal para las pruebas de cianuración a nivel de laboratorio y establecer los consumos unitarios óptimos de reactivos. 

- Realizar los cambios del circuito de molienda de acuerdo con los parámetros establecidos en las pruebas metalúrgicas. Hay que considerar que el cambio de los circuitos propuestos no interrumpirá la normal operación de la planta.  

- Realizar la evaluación económica del proyecto. En este objetivo específico determinaremos como han influenciado los cambios realizados en el circuito de molienda.

Desarrollo y colección de datos

La planta de cianuración Marañón inicia sus operaciones en 1982 con una capacidad de tratamiento de 120 tms/día, incrementándose progresivamente hasta alcanzar las 800 tms/día (Figura1). 

Con el aumento de la capacidad de tratamiento del mineral en la planta Marañón y, de acuerdo con los programas de producción, se va incrementando también la ley del mineral de cabeza.

El aumento del tonelaje del mineral procesado y ley de Au en el mineral de cabeza trae como consecuencia la reducción de la recuperación de oro. 

La consecuencia de la reducción de recuperación de Au del mineral es generada por la reducción de la granulometría en el material que se procesa, debido a la reducción del tiempo de molienda por el incremento del tonelaje.

Desde el 2011 hasta 2015 se mantiene la granulometría del relave general de la planta en 64% -m200, en 2016 se nota una reducción de la granulometría en un 7% y reduciéndose aún más entre 2017 y 2018, llegando a valores de 53.8%, con las mejoras implementadas se logra incrementar en un 28% la granulometría del relave general de la planta.

La ley de Au en el relave se incrementa con la reducción de la granulometría en la etapa de molienda, con valores de 0.75 grAu/tn en 2011 y el aumento sucesivo hasta valores de 2.04 grAu/tn. Con la implementación del proyecto empieza la reducción de la ley de Au en el relave alcanzando en 2022 un valor de 1.38 grAu/tn, lo que representa una reducción de la ley de Au de 32.3%.

El diagrama de flujo de la operación de la planta de cianuración antes de los cambios comprendía los equipos principales en molienda y concentración que se muestran en la Tabla 1.

El diagrama de flujo comprende una molienda primaria en un molino 8’x10’, una zaranda de alta frecuencia que reduce en un porcentaje la carga circulante, dos etapas de concentración gravimétrica, de las cuales se obtiene tres productos, concentrados a los cuales se realizaba la remolienda de concentrados, los medios (alto contenido de cuarzo) a los cuales se realizaba la remolienda de medios y el producto de los relaves de los espirales los cuales son destinados a la etapa de espesadores.

En todas las actividades que comprenden la molienda y concentración gravimétrica se obtenía una granulometría de 54% -m200 antes de realizar las mejoras.

Las pruebas de cianuración realizadas al relave general composito del 2017 nos están indicando, que al realizar una molienda al relave desde malla 54% -200 a 78% -200m estos son lixiviados en las diversas granulometrías desde la m70 a -m400, como ejemplo de la tabla adjunta en la malla 400 la ley de relave es de 3grAu/tn este se reduce a 2.3 grAu/tn con una molienda a 78%-200m.

Para determinar la granulometría optima de nuestra molienda, se ha realizado las pruebas de cianuración de los relaves con la cual determinaremos la molienda óptima. 

Entonces podemos considerar que la granulometría optima es de 78%-200m.

Presentación y discusión de resultados

Determinado todos los datos en las diversas pruebas metalúrgicas y balances del circuito de molienda, podemos indicar que la reducción de la granulometría de molienda es crucial para el tipo de mineral que procesamos.

Por contener un alto % de cuarzo el Word index del mineral es de 16.4 kwh/tn, se adjunta resumen del cálculo del WI del mineral procesado en planta Marañón en el 2017.

Realizando el análisis desde el 2011, año en que se comenzó a procesar las 700 tms/día, se identifica el incremento de las leyes de Au en el relave, y ya con la autorización en 2017 a 800 tms/día, nos determina a realizar un análisis de costo beneficio considerando reducir la ley de relave de 1.99 a 1.82 grAu/tn e incrementando el tonelaje a 800 tms/día a partir del 2018.

En la evaluación económica pudimos determinar la recuperación de 1,580 por año lo cual a un precio del 2018 de 1,200 $/onzas nos determinaba un beneficio anual de 1’900,000 solamente considerando reducir la ley de relave de 1.99 a 1.82 gr/tn y también se estableció un incremento de costo anual en molienda 2.5%.

Se consideró la restructuración del circuito de molienda considerando el cambio de los equipos mostrados en la Tabla 6.

A partir del 1 de enero de 2019 el circuito de molienda comprende una etapa de molienda primaria, el circuito de molienda secundaria, tres etapas de concentración gravimetría el cual se asemeja a un circuito de flotación, solamente los concentrados gravimétricos que tiene un tonelaje de 3.2 tms/hr son los que son remolidos a una granulometría de 100% -200m (75um).

En tablas anteriores se puede apreciar la mejora de la granulometría de la molienda primaria de 42.37% a 58.22% -m200.

En la clasificación secundaria se ha logrado incrementar la granulometría de 96.88% a 99.42% -m200.

Respecto a la remolienda de concentrados se a logrado incrementar de 97.17% a 99.42% -m200.

Considerando la granulometría del relave general es decir todos los productos de la molienda y remolienda este valor de 54.66% -m200 en 2018 se ha incrementado a un 82.59% -m200.

Entonces el nuevo circuito que tenemos implementado a partir del 1 de enero de 2019 se muestra en la Figura 9.

Se puede apreciar que solamente se ha considerado la molienda primaria, molienda secundaria y remolienda de concentrados, ya no se a considerado la remolienda de medios (silicatos) en el actual circuito.

 Se puede determinar que con el incremento del tonelaje procesado en Planta se incrementaba la ley del relave el incremento de esta ley de relave se aprecia hasta el año 2018, ya en el año 2019 se nota la reducción de la ley de relave hasta alcanza valores de 1.38 gr/tn en el año 2022 procesando 300,319 tms, lo cual significa una reducción de un 32.35% en la reducción de la ley de relave.

Respecto a la granulometría de todo el mineral de molienda primaria, secundaria y remolienda de concentrados se obtiene la granulometría final del relave general, al cierre del 2018 la granulometría del relave general tenia un valor de 54.7% -200m, con el cambio de circuito se tiene valores en el año 2022 de 82.6% -200m lo cual es un incremento de 27.9% -200m, lo cual ha repercutido favorablemente en la reducción de la ley de relave.

La relación directa entre granulometría del mineral procesado y la recuperación de Au en toda operación de procesamiento es crucial y nos determinara las mejoras que podemos realizar en todo el circuito de planta, es este trabajo técnico se ha logrado determinar la granulometría optima de molienda que es de 80% -200m (Figura 8); en la Figura 12 se presenta la relación directa de recuperación de Au y granulometría y la relación de estos dos indicadores.

Si consideramos el mineral procesado en el año 2022 en planta Marañon y la ley de relave de Au obtenido en 2018 y la ley de relave luego del cambio del circuito, en 2022 se obtuvo una ley de relave de 1.38 grAu/tn, considerando esta diferencia y un precio de 1,900 $/onza se ha obtenido un beneficio económico en el año 2022 de 12’109,323 dólares por efecto de la reducción de la ley de relave.

Considerando el consumo de cianuro de sodio desde el 2011 el valor de consumo unitario existe desde el 2011 el incremento de este indicador y de acuerdo con las pruebas realizadas en el laboratorio de investigaciones metalúrgicas el consumo óptimo para nuestra mineralogía actual se encuentra en el rango de 0.95 a 1.2 kg NaCN/ton de mineral procesado.

Respecto al consumo unitario de Cal (CaO) estas se han incrementado respecto a años anteriores debido a que al incrementar la granulometría de los productos de molienda de 54% -m200 a 80%-200m se incrementa la cantidad y activación de las arcillas, estas son difíciles de sedimentar y debemos incrementar el pH para ayudar en la sedimentación de las partículas finas formadas.

También en este aspecto se ha considerado no elevar demasiado el pH debido a que esto interfiere en la disolución del oro. 

Conclusiones

1. Considerando que el análisis de los parámetros que influyeron en el incremento de la recuperación de Au en el desarrollo del proyecto, el objetivo del presente estudio se ha cumplido debido a que se ha logrado incrementar la recuperación y trayendo consigo muchos beneficios económicos para la empresa y partidas económicas para continuar desarrollando mejoras en la línea del proceso y considerando las evaluaciones metalúrgicas que se realizan periódicamente, podemos decir que el reto ha sido superado.

2. Las pruebas metalúrgicas desarrolladas en la evaluación de la granulometrías en los diversos circuitos de planta nos determinaron las posibles alternativas del tratamiento del mineral; en el circuito actual ya no se cuenta con la remolienda de productos medios de los espirales granulométricos, actualmente se tiene un producto de los relaves espirales que tiene una granulometría de 63% -200m y 26% -m400, este producto ya no tiene que ser remolido por el contenido menor a 2 grAu/tn y con una agitación de 12 horas se reduce a valores menores de 1 gr Au/tn.

3. El inicio de los trabajos previos al cambio del circuito se dio a mediados del 2017 y paulatinamente se logró implementar sin paradas extensas de planta, por lo que en el desarrollo del proyecto no interfirió en la operación de esta.

4. En el 2022 pese a las situaciones adversas por las consecuencias del COVID-19 se logró incrementar el tratamiento de mineral a 302,319 obteniéndose valores de ley de relave de 1.38 gr Au/tn.

5. El incremento de la recuperación de Au ha sido notorio luego de la implementación de las contramedidas y considerando que en 2018 se tiene una recuperación de 89.71% y en 2022 se obtuvo un 92.14% de recuperación de Au, lo cual es un incremento de 2.43%.

6. Realizando la evaluación económica y considerando en la evaluación inicial del 2018, la inversión del proyecto ha sido recuperado en cuatro meses considerando una inversión de $1’650,000.

7. El incremento del cianuro y la cal ha sido necesario para incrementar la recuperación de Au, debido a que al incrementar el grado de molienda se liberan más partículas finas como las arcillas y algunos consumidores de cianuro y, por el contenido de silicatos en el mineral, estos necesitan también mayor consumo de acero.

8. Para la evaluación de los circuitos de molienda ha sido necesario optimizar los diámetros de ápex y vortex por lo que se tiene las siguientes medidas:

Ciclón primario ápex: 75mm vortex 105mm.

Ciclón secundario ápex 60mm vortex 100mm

Clasificación secundaria ápex 38.1mm vortex 76mm

Remolienda de concentrados ápex 38.1mm vortex 76mm

9. Gracias al apoyo de la alta Gerencia y las áreas que trabajaron en el desarrollo y puesta en operación del nuevo circuito de molienda y concentración gravimétrica, podemos decir que hemos logrado el objetivo y que nos sentimos orgullosos de trabajar en esta empresa.