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 realizó la siguiente estrategia de implementación:

ν Primera fase. Identificamos las variables que afectaban la recuperación de oro.

ν Segunda fase. Se analiza las variables para priorizar e identificar las causas críticas o principales.

ν Tercera fase. De acuerdo al análisis obtenido en la segunda fase, se implementan las soluciones para mejorar la recuperación de oro.

ν 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 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 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:

ν Leyes de Cu, Zn, Pb, Ag y Mn.

ν Litologías.

ν Plan de minado 2019.

ν Distribución 3D.

Los objetivos principales fueron:

ν Asegurar el tonelaje de producción de la planta de acuerdo a lo proyectado.

ν Mejorar las comunicaciones entre el personal (mineros, geólogos y metalurgistas).

ν 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:

ν ACC-01: (Fase 3 Norte, Fase 3 Sur).

ν 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:

ν Las muestras son predominantemente silicatos, principalmente cuarzo. 

ν Presencia de hasta 10% de muscovita.

ν Los principales minerales valiosos son la galena y esfalerita.

ν La esfalerita presenta alrededor de 75% liberada a 150µm, y 25% asociada principalmente a pirita, cuarzo y muscovita.

ν La galena se encuentra liberada en un 60% a 150 µm, presentando asociaciones con cuarzo, pirita, esfalerita, y calcita. 

ν 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.

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: 

ν Circuito de flotación para recuperar el oro.

ν Desplazamiento de Au al concentrado de Cu y relave final.

ν Calidad del concentrado de las celdas flash.

ν Contenido de Au en el concentrado final de plomo.

ν Tipo de reactivos usados.

ν Característica mineralógica del mineral.

Fuera: 

ν Variabilidad en la ley de cabeza.

ν 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: 

ν Disponibilidad de las celdas flash.

ν Modificación del circuito de plomo.

ν Flujo de alimento a las celdas flash.

ν 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 las celdas flash, originaron desplazamiento de plomo al circuito de zinc y relave final.

Se analizaron los escenarios: 

ν Bajar la carga circulante en los molinos para que disminuya el flujo de alimento a las celdas flash.

ν 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.

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.

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

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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.