Reactor Altonorte Work Shop

Teniente Converter Workshop Technology

“REACTOR CONTINUO FUNDICIÓN ALTONORTE”

Preparado por: Ricardo Zapata N. Ingeniero Metalurgista Senior Superintendencia de Metalurgia Fundición Altonorte [email protected]

NOVIEMBRE 2006

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Índice 1. Introducción....................................................................................................................3

2. Desarrollo de Fundición Altonorte...............................................................4 2.1. Historia...................................................................................................................................4 2.2. Ubicación Fundición Altonorte.................................................................................... 6 3. Esquema Operacional Fundición Altonorte........................................8

4. Reactor Continuo Fundición Altonorte...................................................11

5. Descripción de Equipos e Instalaciones..............................................14 5.1. Reactor de fusión............................................................................................................14 5.2. Quemador calentamiento Reactor lado Garr Gun............................................15 5.3. Quemador calentamiento Reactor por placa de escoria...............................15 5.4. Máquina Punzonadora..................................................................................................15 5.5. Máquina taponeadora placa escoria Reactor.....................................................15 5.6. Maquina taponeadora placa metal blanco culata y placa manto Reactor................................................................................................................................15

6. Filosofía de Control del Reactor Continuo Altonorte................16 6.1. Principales objetivos......................................................................................................16 6.2. Control de variable............................................................................................17

6.2.1. Control de Fierro en Metal Blanco.........................................................17 6.2.2. Control de razón Fe/SiO2 en la escoria...............................................17 6.2.3. Control de temperatura del baño............................................................17 6.2.4. Control de Nivel..............................................................................................18

7. Campañas Reactor Continuo Altonorte................................................20 7.1. Alimentación Carga Nueva Reactor Continuo Altonorte ..............................20 7.2. Alimentación de Circulantes Reactor Continuo Altonorte............................20 7.3. Alimentación de Carga Total Reactor Continuo Altonorte............................22 7.4. Duración Campaña Reactor Continuo Altonorte...............................................23 7.5. Tiempo de soplado del Reactor Continuo Altonorte........................................23 7.6. Extracción de líquidos Reactor Continuo Altonorte.........................................26

8. Bibliografía ...................................................................................................................28

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1. Introducción El siguiente trabajo ha sido preparado para ser presentando en el “Workshop Internacional de Tecnologías Convertidor Teniente” en la ciudad de Viña del Mar, Chile en Noviembre 2006. En esta oportunidad Fundición Altonorte perteneciente a la Compañía Xstrata presentara el trabajo “Reactor Continuo de Fundición Altonorte” en el cual se describirá la experiencia obtenida durante los años de operación de este equipo en Fundición Altonorte.

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2. Desarrollo de Fundición Altonorte 2.1. Historia Las instalaciones de Fundición Altonorte datan desde 1988, cuando el antiguo dueño, REFIMET instaló en el sector La Negra de Antofagasta una operación de Tostación para la desarsenisación de concentrados, lo que permitía agregarle valor a un producto que estaba siendo fuertemente penalizado en los mercados internacionales. El año 1993, REFIMET amplio sus operaciones de Tostación a Fundición de Concentrados de Cobre, siendo en esa época y a la fecha la fundición de concentrados de cobre más nueva construida en el país. En esa época parte de los equipos instalados fueron adquiridos de segunda mano en U.S.A., lo que obligó a su reacondiconamiento. Esta estrategia permitió bajar la inversión inicial. El Proyecto y Construcción de la Fundición solo demoró 20 meses e inició las operaciones en Agosto de 1993, (Figura 1). La operación original consideró la instalación de un Horno de Reverbero para la fusión de los concentrados alcanzando una capacidad de 225.000 toneladas de concentrados nuevos por año y la producción de Cobre Blister moldeado a piso a razón de 220 toneladas por día (Fase I). En el año 1995 Noranda Inc. se incorpora a la propiedad de la Fundición adquiriendo un 25 % de las acciones, que hasta esa fecha era 100% de capitales nacionales. En 1997 se introducen diversas mejoras tecnológicas, como adición de oxigeno en los procesos de fusión y conversión, inyección de concentrado seco en convertidores, producción de cobre anódico y una segunda Planta de Ácido dedicada a los gases del horno reverbero tratándose así el 100% de los gases generados por la Fundición. Las mejoras tecnológicas introducidas a la Fundición permiten alcanzar 380.000 toneladas de concentrados nuevos por año y una producción de ánodos de 370 toneladas por día (Fase II). En 1998 Noranda Inc. paso a controlar el 100% de la propiedad de la Fundición y desde entonces, se denomina Fundición Altonorte. Desde el año 2002 se desarrolla un importante proceso de expansión de la Fundición mediante el reemplazo del Horno Reverbero por la tecnología Bath Smelting instalándose para ello un Reactor de fusión continua con inyección concentrado seco por toberas en el baño y aire enriquecido al que se le denomina Reactor Continuo. El Reactor Continuo (Rx) para la fusión de concentrados, es el horno cilíndrico de mayor tamaño existente en el mundo. A este se le incorporan 3 nuevos Convertidores Pierce Smith (CPS) para la conversión de metal blanco (74 % ley Cu), una segunda rueda de moldeo y una nueva Planta de Ácido. La expansión fue realizada en dos etapas, denominadas Fase III A y Fase III B. La Fase III A, se inició en Marzo del 2002 fecha en que se apago definitivamente el Horno Reverbero a los 15 días de haber partido el Reactor Continuo. Los gases de proceso del reactor

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junto con otra parte de los gases del proceso de convertidores eran tratados en la planta de ácido # 2 y la otra parte de los gases de convertidores en la planta de ácido # 1.

• Figura 1 – Evolución de Fundición Altonorte. La Fase III B, como se indicó anteriormente incorpora una nueva Planta de Ácido, una segunda Rueda de Moldeo, un tercer Horno de Refinación y el aumento de abastecimiento de oxigeno a 550 toneladas finas por día. Una vez lograda la consolidación de la Fase III (Fase III A + Fase III B) en Enero del 2003 la Fundición alcanza la capacidad de diseño de 820.000 toneladas de concentrado nuevo por año. Actualmente la Fundición tiene una capacidad de 900.000 toneladas de Carga Nueva por año y en Julio del 2008 se espera tener consolidado el Proyecto de Expansión denominado Proyecto Mejoramiento Operacional (Fase IV) con 1.200.000 toneladas Carga Nueva por año. En Junio de 2005 Noranda Inc. adquiere Falconbridge acordando unánimemente el nombre de Falconbridge Limited. En Agosto de 2006 Xstrata adquiere Falconbridge Limited, por lo tanto, Fundición Altonorte a contar de esa fecha pertenece al grupo minero Xstrata.

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2.2. Ubicación Fundición Altonorte Fundición Altonorte se encuentra ubicada en el sector La Negra, Segunda Región de Chile, aproximadamente a 25 km. al Sur-este de la ciudad Antofagasta. Fundición Altonorte no posee concentrados propios y por lo tanto es una fundición llamada Custom Smelter donde su negocio es la compra de concentrados y venta de ánodos y ácido sulfúrico. El abastecimiento de concentrados proviene de múltiples fuentes, principalmente de los grandes centros mineros de la región, como Minera Escondida, Empresa Minera Mantos Blancos, Compañía Minera Zaldívar, Codelco Norte, Collahuasi, etc., por lo que se tiene una composición química de elementos principales y de impurezas altamente variable. Desde el exterior se abastece de concentrados provenientes de Perú como son Tintaya y Antamina, empresas mineras en las cuales Xstrata posee propiedad. En la Figura 2, se muestra la localización de Fundición Altonorte en Chile y los diferentes productores y proveedores de concentrados de cobre alrededor de Fundición Altonorte. En la Figura 3, se observan las operaciones de Cobre de Xstrata en Sud América, las cuales se indican en naranja aquellas que proveen de concentrados de cobre a Fundición Altonorte.

Santiago

Antofagasta

AltonorteSantiago

Antofagasta

Santiago

Antofagasta

Altonorte

ChileChile

• Figura 2 – Mapa de localización de Altonorte

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• Figura 3 – Operaciones de Cobre “Xstrata” en Sud América

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3. Esquema Operacional Fundición Altonorte Fundición Altonorte en Agosto del 2003 terminó de implementar el proyecto Fase III de ampliación de capacidad y de modernización tecnológica. Tal proyecto estuvo dirigido a alcanzar una capacidad anual de fusión de 820.000 TM de Carga Nueva (Figura # 4).

• Figura 4 – Diagrama de Fase III Fundición Altonorte Para cumplir con tal finalidad, Fundición Altonorte opto por la tecnología de fusión en baño vía inyección de concentrados seco por toberas en un Reactor Continuo y Convertidores Peirce-Smith para la conversión de metal blanco a blister. En el Reactor, la materia prima alimentada (concentrado seco, en lo fundamental) es fundida y oxidada hasta obtener como productos fundidos “metal blanco” (74 % Cu) y escoria (6% Cu), y gases de alta concentración de anhídrido sulfuroso (20 – 25 % % SO2 en la boca), los que son posteriormente tratados en una Planta de Ácido Sulfúrico con capacidad nominal de 175.000 Nm3/hr, para una concentración de 12 % SO2 base seca. Para el secado de concentrado se consulta un Secador Rotatorio, el cual entrega un producto con humedad promedio de 0.2 %. El concentrado seco es transportado en forma neumática, en fase densa, hacia 2 Silos de almacenamiento ubicados adyacentemente al Reactor, con capacidad nominal de 400 TMS cada uno. Desde éstos, el concentrado es nuevamente transportado en forma neumática hacia las toberas de inyección del Reactor, las que permiten su alimentación en el seno de la fase fundida en el interior del equipo. El concentrado húmedo (8% H2O) es conducido, al igual que el fundente, coke y materiales circulante, por un sistema de correas transportadoras hacia las Tolvas de almacenamiento dispuestas en el área del Reactor. Desde éstas, mediante otro sistema

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de correas, los materiales anteriores son alimentados al Reactor vía un Garr-Gun ubicado en el cabezal de extracción de metal blanco de culata (Figura # 5).

• Figura 5 – Reactor Continuo, Fundición Altonorte El “metal blanco” producido, transportado mediante ollas pendientes de Grúas-puente, es alimentado a Convertidores Peirce-Smith, en donde se oxida hasta la producción de cobre blister (99.1 % Cu). Se dispone de 4 Convertidores instalados, de los cuales se mantienen 3 en servicio al estar el cuarto de ellos en mantención. De las tres unidades disponibles para operación, normalmente una sola de ellas es operada (en servicio de soplado), estando las dos restantes cumpliendo etapas de llenado de metal blanco, vaciado de cobre blister, de limpieza de boca o de repaso de toberas. Actualmente se tiene la opción de soplar con 2 convertidores en forma simultánea cuando la capacidad de plantas de ácidos lo permite (disminuir flujo de soplado del Reactor). Los gases de conversión producidos en estos equipos, son igualmente procesados en una segunda Planta de Acido Sulfúrico con capacidad nominal de 127.000 Nm3/ hr, para una concentración de 11.4 % SO2 base seca.

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Por su parte, la escoria fundida del Reactor es transportada mediante camiones de diseño especial y vaciada a pozos para su enfriamiento en forma controlada. Desde estos pozos, la escoria es retirada y transportada a una Planta de Tratamiento de Escoria, en donde se procesa vía molienda – flotación hasta obtener como productos finales concentrado de escoria ( 32 – 38 % Cu), producto que es retornado al proceso de la Fundición y relave (0.5 – 0.6 % Cu) el que es bombeado y conducido hacia un tranque de relaves para su descarte. El cobre blister producido en Convertidores es transportado por Grúas-Puente hacia los Hornos de Refinación (3 unidades instaladas), en donde es transformado mediante un proceso de oxidación y reducción, a cobre refinado a fuego con una pureza de 99.65 % Cu. Este cobre es posteriormente moldeado en la forma de ánodos, utilizando para ello 2 Ruedas de Moldeo, de 24 moldes cada una y con capacidad nominal cada una de 60 TM/hr para producción de ánodos de 400 kgs. Actualmente se moldean 4 tipos de formatos de ánodos los que varían en peso entre 330 Kg. a 420 Kg. Tanto el Reactor como Convertidores disponen de su propio sistema de manejo de gases hacia las Plantas de Ácido Sulfúrico. Tales sistemas lo componen : una campana colectora de gases (una por equipo), una cámara de enfriamiento (una por equipo), precipitadores electrostáticos (2 cuerpos para el sistema de manejo de gases del Reactor y 2 para el conjunto de Convertidores) y extractores de tiraje inducido (3 unidades en cada sistema). Oxígeno industrial es suministrado desde dos Plantas de Oxígeno ( 550 TM/ día , capacidad total), de propiedad de terceros . En la figura # 6 se observa el diagrama de Proceso de Fundición Altonorte.

• Figura 6 – Diagrama de Proceso Fundición Altonorte.

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4. Reactor Continuo Fundición Altonorte El Reactor Continuo de Fundición Altonorte es el principal centro de fusión de concentrado y este puede operar con inyección de concentrado seco vía toberas (operación normal) o con carga húmeda, vía Garr Gun. El Reactor está equipado con 6 paneles de puerta toberas, con 11 toberas cada uno, de los cuales solo se utilizan 5 para el soplado e inyección de concentrado (desde el 1 al 5), Figura # 7.

• Figura # 7 – Puertas toberas (paneles) Reactor Continuo de Altonorte. El Reactor cuenta con 5 toberas de inyección, las cuales se encuentran ubicadas en los extremos de los paneles 2, 3 y 4 (Figura # 7). En el centro de los paneles 4 y 5 se ubican los pirómetros Noranda para la detección y el control de la temperatura del baño. La descarga de metal blanco desde el reactor se lleva a cabo por 2 sangrías. Una está ubicada en la culata opuesta a la boca de gases, mientras que la otra esta ubicada sobre el manto del reactor, entre las toberas y la boca de gases (Figura # 4). El metal blanco producido es descargado directamente a ollas de 5 m3 (capacidad útil 4.2 m3 o equivalente a 23 ton de metal blanco) las que se encuentran encapsuladas en un túnel para la extracción de gases fugitivos. Las ollas de metal blanco son extraídas desde túnel hacia las nave por medio de un carro accionado eléctricamente. Desde los carros las ollas son transportadas a los convertidores Peirce Smith por medio de grúas puente.

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La escoria del reactor es descargada por una sangría ubicada en la culata cercana a la boca de gases. La escoria es recibida directamente en una olla de 11 m3, la que se encuentra encapsulada en un túnel para la extracción de gases fugitivos. Posteriormente la olla de escoria es trasladada vía camión a camas de enfriamiento (mini tranques). En estas camas, la escoria es sometida a un ciclo de enfriamiento controlado previo a su futuro tratamiento en la Planta de Tratamiento de Escorias (PTE) vía el proceso de Flotación y así obtener las mejores recuperaciones de cobre. El control del proceso del Reactor Continuo se realiza desde la Sala de Control del Reactor mediante estaciones de operación dedicadas, esta sala de control se encuentra ubicada en las cercanías del Reactor. En la Sala de Control del Reactor se tiene el control del sistema de giro normal del Reactor (joystick) y de emergencia (botonera de giro), control y manejo de la maquina punzonadora de toberas (Máquina Gaspe). Para la inyección de concentrado seco se cuenta con dos tolvas de almacenamiento de 400 ton. cada una y dos sistemas de inyección de 80 ton. horas cada uno. Cada sistema de inyección cuenta con dos vasos presurizados de 30 ton. cada uno, los cuales inyectan en forma alternada en cada sistema. El flujo de concentrado de cada línea de inyección es independiente para cada grupo de tobera. En forma normal el sistema de inyección # 1 inyecta a 3 toberas y el sistema # 2 inyecta a 2. Existe la alternativa de inyectar con un sistema a las 5 toberas (Figura # 7). La inyección de concentrado es continua al Reactor y cada línea de inyección es capaz de alimentar desde 40 hasta 80 t/h. En consecuencia la capacidad de inyección total del sistema al Reactor es de 160 t/h. La razón del aire a sólido inyectado al Reactor es de 6 Nm3/t de concentrado. El sistema de alimentación de carga fría o húmeda vía Garr Gun, permite la alimentación de concentrados húmedo, sílice, carbón y circulantes. Estos materiales son almacenados en la cancha de almacenamiento de materiales y son enviados vía correas transportadoras a las tolvas de almacenamiento diario del Reactor desde donde son alimentada vía Garr Gun dependiendo de los requerimiento del proceso. La alimentación de concentrado húmedo al Reactor se lleva a cabo cuando existe un déficit de concentrado o bien cuando la operación lo requiere para controlar algunas de las variables de proceso. El aire de proceso o aire de soplado es proporcionado por un turbosoplador dedicado capaz de alimentar 60000 Nm3/h @ 22,5 psig a las toberas del Reactor. El aire de soplado se puede enriquecer con oxigeno hasta 40%, donde el oxigeno es suministrado desde 2 Plantas con capacidad de 250 y 300 TMF día cada una.

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El Reactor cuenta con sistemas auxiliares tales como: quemadores de mantención, ventilador para aire de combustión, máquina punzonadora, máquinas taponeadoras metal blanco culata y manto, máquina taponeadora escoria culata y carro portaollas.

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5. Descripción de Equipos e Instalaciones 5.1. Reactor de fusión Reactor Continuo: El equipo incluye el casco, culatas, boca de gases, garr gun y componentes estructurales. Las dimensiones generales del reactor son 5.300 mm de diámetro y 26.400 mm de largo. Los materiales empleados para la fabricación son planchas de Ac. 15Mo3 y ASTM A-515 grado 70, en 100 mm de espesor para el casco y 75 mm para las culatas (figura # 8).

• Figura 8 – Dimensiones Reactor Continuo Altonorte El Reactor utiliza un sistema motriz y rodadura con un motor de 250 hp (188 kW), incluye freno, cardan, bogiflex, piñón y corona, para dar una velocidad lineal de 0,6 m/min. Incluye un sistema de lubricación para el sistema de giro del reactor con un motor de 1 kW, un sistema manual de lubricación para ejes de polines de rodadura, pista de rodadura, polines de rodadura y placas bases. El reactor es revestido interiormente por ladrillos refractarios de distintas calidades, tipo cromo-magnesita, y en distintas dimensiones. El espesor del recubrimiento de las culatas es de 21”, con ladrillo refractario de calidad HW 21/74 XF de dos tamaños 9”x6”x4” y 12”x6”x4. El espesor del recubrimiento del manto es 18” en un sector de la base, 21” sobrepasando el center line y de 18” en la parte superior y la calidad del ladrillo es HW 21/74 XF de tamaños y 18”x6”x(4”-3,3/16”), 18”x6”x(4”-3.5/16”), y 15”x6”x(4”-3.27/64”). En la zona de toberas la calidad del refractario es HW 21/74 de tamaño 21”x6”x(4”-3.3/16”). En la boca salida de gases la calidad del refractario es HW 60 LD FGM y su tamaño es 15”x6”x(4”-3.27/64”), 15”x9”x(4”-3.27/64”), 15”x6”x3” y 15”x4”x4”(462Q).

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5.2. Quemador calentamiento Reactor lado Garr Gun El quemador para calentamiento del Reactor por Garr Gun, es utilizado para mantención de temperatura del reactor. Es un quemador a gas natural ó diesel, tiene una capacidad de 30Mbtu/h, incluye trenes de gas natural y diesel, oxígeno y aire de combustión. 5.3. Quemador calentamiento Reactor por placa de escoria El quemador para calentamiento del reactor por placa de escoria, también es utilizado para mantención de temperatura del reactor y tiene una capacidad de 15 MBtu/h, incluye trenes de gas natural y diesel, oxígeno y aire de combustión. 5.4. Máquina Punzonadora La Máquina Punzonadora (Maquina Gaspe), utilizada para el punzonado de las toberas del Reactor es de operación automática. El sistema de traslación es por accionamiento eléctrico, incluye rieles guías para la traslación y riel centrador, punzonado neumático por cilindros y válvulas, y bastidor guiado. 5.5. Máquina taponeadora placa escoria Reactor La máquina es utilizada para el taponeado de la sangría de escoria del reactor, es de accionamiento hidráulico. Incluye mecanismo de taponeado, cilindros hidráulicos, estructura soporte, estructura deslizante, caseta de control, cañerías y mangueras hidráulicas, motor eléctrico de 22 kW para sistema hidráulico, además un mecanismo retráctil de emergencia neumático. 5.6. Máquina taponeadora placa metal blanco culata y placa manto Reactor La máquinas son utilizadas para el perforado y taponeado de las sangrías de metal blanco lado culata y lado manto del Reactor, y son de accionamiento hidráulico. Incluyen mecanismo de perforado/taponeado, cilindros hidráulicos, estructura soporte, estructura deslizante, caseta de control, cañerías y mangueras hidráulicas, motor eléctrico de 22 kW para sistema hidráulico, además un mecanismo retráctil de emergencia neumático.

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6. Filosofía de Control del Reactor Continuo Altonorte. El objetivo del Control Operacional del Reactor Continuo Altonorte es mantener el Reactor en un punto estable y consistente con la cantidad y calidad de los recursos disponibles. La filosofía de control esta orientada a operar el Reactor dentro de los márgenes establecidos para cumplir con las metas y objetivos operacionales y evitar episodios críticos. 6.1 Principales Objetivos

• Producir un Metal Blanco con una determinada concentración de Fe. • Producir una escoria con una determinada razón Fe/SiO2 y bajo contenido de Cu. • Mantener el metal blanco a una determinada temperatura. • Mantener los niveles del metal blanco y la escoria dentro de los rangos establecidos

La operación y control del proceso se efectúa de acuerdo a un balance de masa, el cual en forma continua es apoyado por un programa computacional denominado “Consejero Metalúrgico”. Como el proceso de fusión en el Reactor debe aprovechar al máximo el calor de las reacciones de oxidación con el objeto de minimizar las alzas temperaturas en el baño de Metal Blanco se utilizan dos (2) Pirómetros Noranda para la medición de temperatura del baño y así poder aplicar las medidas de control, así mismo, estos Pirómetros alertan ante las baja de temperatura del baño de Metal Blanco. La temperatura del baño de Metal Blanco a mantener es de 1220 a 1240 °C. La preparación de mezclas de concentrado se basa en los siguientes aspectos fundamentales:

• Composición química y mineralógica de los concentrados. • Balances de masa y energía.

• Niveles de impurezas

Las mezclas se preparan con los concentrados disponibles para obtener la máxima capacidad de fusión, con un adecuado manejo del balance de energía dentro de las restricciones que imponen las capacidades de las Plantas de Ácido y la Planta de Oxígeno y el stock de concentrados. Es importante tener en cuenta que Fundición Altonorte es una Custom Smelter y los stock de concentrados que debe mantener son bajos, debido a esto las calidades de los concentrados recepcionados debieran ser lo más estables posible para evitar alteraciones en el proceso y calidad de su productos. En la realidad esta situación no ocurre y se han debido desarrollar técnicas de control para poder evitar y paliar estas alteraciones, como son Modelo de Fijación de Impurezas y Modelo de Seguimiento Operacional.

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6.2 Control de Variables Las variables de control de la operación del Reactor Continuo Altonorte son:

• Control de Fierro en el Metal Blanco • Control de razón Fe/SiO2 en la escoria • Control de temperatura del baño de metal blanco • Control de nivel del baño del Reactor

6.2.1 Control de Fierro en el Metal Blanco La operación del Reactor esta cifrada en mantener una ley constante de Fierro (Fe) en el Metal Blanco el que se encuentra seteado en 3.5 % Fe (grafico # 1 y # 2). Para lograr este objetivo cada 30 minutos se toman muestras de Metal Blanco ya sea esta por tobera o por alguno de los sangrados de Metal Blanco (Culata ó Manto). Esta muestra es enviada al Laboratorio Químico y su análisis es recibido con un máximo de 20 minutos. Los valores recibidos servirán para ajustar la ley de Fe del Metal Blanco de acuerdo a variaciones en el tonelaje de alimentación de carga base (inyección). La recomendación de carga base es calculada on line por el Programa Computacional “Consejero Metalúrgico” cuya filosofía es realizar un balance de oxígeno en el Reactor, para calcular la razón de alimentación de concentrado base necesaria para mantener el contenido de fierro en el Metal Blanco dentro de los niveles establecidos como meta en la operación y recomienda al operador el nuevo valor de alimentación. El flujo de soplado y enriquecimiento se mantienen constante. 6.2.2 Control de razón Fe/SiO2 en la escoria. La operación del Reactor busca mantener una razón Fe/SiO2 de 1.4 y para lograr este objetivo, la escoria se muestrea cada una hora directamente del sangrado y su muestra es enviada al Laboratorio Químico. De acuerdo a los valores recibidos se ajusta la alimentación de Sílice a la recomendación del Consejero Metalúrgico. 6.2.3 Control de Temperatura del baño de Metal Blanco La temperatura del baño de metal blanco es medida por 2 Pirómetros Noranda, los cuales constantemente están midiendo la temperatura del baño.

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Ante la ausencia de estos el Reactor se va a la posición de stand by hasta recuperar dicha condición. 6.2.4 Control de Nivel El nivel de metal blanco del Reactor se esta midiendo cada una hora, de acuerdo a los niveles medidos dependerá la extracción de metal blanco, si el nivel es inferior al valor preestablecido no se retira metal blanco o si el nivel es mayor al valor preestablecido el Reactor se irá a la posición stand by. El método utilizado para la medición de nivel consiste en una barra de fierro de 1” de diámetro y forrar esta con papel (cinta masking) e introducir esta barra durante 1 minuto en el baño.

Parámetros a Controlar

Métodos de chequeo Parámetros de Control

Causa de problemas para no lograr el

control % Fe en el metal blanco

* Muestreo de mata (cada 30 min.) sangrías o toberas.

• Carga base (inyección) • Alimentación de concentrado (G.G)

* calidad no buena del material. * Equivocación de mezcla en alimentación. * Mezcla no buena. * Sistema de Inyección.

Razón Fe / SiO2 * Muestreo de escoria ( cada 1 hora), sangría.

* Alimentación de sílice (G.G.)

* Tiempos de respuesta de laboratorio por análisis.

Temperatura del baño (mata)

* Pirómetros Noranda * Calidad visual de la escoria. * Termocuplas desechables.

*Alimentación de inertes (G.G.) (concentrados de escoria o inertes, circulantes, mata, etc.)

* Problemas de instrumentación. * Bloqueo de sistema alimentador. * Flujo de soplado. * Islas de material sin fundir.

• Tabla # 1 - Control de Parámetros.

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7654321

Median

Mean

3.4753.4503.4253.4003.3753.350

A nderson-Darling Normality Test

V ariance 0.7435Skewness 0.05338Kurtosis 1.54230N 1333

Minimum 0.4553

A -Squared

1st Q uartile 2.9130Median 3.42203rd Q uartile 3.9609Maximum 7.6605

95% C onfidence Interv al for Mean

3.3846

4.09

3.4773

95% C onfidence Interv al for Median

3.3661 3.4636

95% C onfidence Interv al for StDev

0.8307 0.8963

P-V alue < 0.005

Mean 3.4310StDev 0.8623

95 % Confidence Intervals

% Fe Metal Blanco "Agosto 2006"

• Grafico 1 - % Fe Metal Blanco, Agosto 2006

78767472706866

Median

Mean

73.7073.6573.6073.5573.50

A nderson-Darling Normality Test

V ariance 2.254Skewness -0.07968Kurtosis 1.63775N 1333

Minimum 65.940

A -Squared

1st Q uartile 72.650Median 73.6003rd Q uartile 74.455Maximum 79.050

95% C onfidence Interv al for Mean

73.480

3.74

73.642

95% C onfidence Interv al for Median

73.520 73.678

95% C onfidence Interv al for StDev

1.446 1.561

P-V alue < 0.005

Mean 73.561StDev 1.501

95 % Confidence Intervals

% Cu Metal Blanco "Agosto 2006"

• Grafico 2 - % Cu Metal Blanco, Agosto 2006

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7. Campañas Reactor Continuo Altonorte. Desde el inicio de las operaciones del Reactor Continuo Altonorte en Marzo del 2002 se han realizado tres (3) campañas y actualmente la tercera campaña se encuentra en operación. La Primera campaña fue terminada por la necesidad de poder dar ingreso a otros equipos para completar la ampliación de la Fundición por lo cual se aprovecho de realizar una mantención general del Reactor (286 día de operación). La Segunda campaña se tomó la decisión de ser terminada a los 700 días por no tener conocimiento del estado interior del Reactor y el desconocimiento de campañas superiores a esa cantidad de días. La tercera campaña se espera terminarla en Julio de 2007, luego de 2,5 años en operación. 7.1. Alimentación de Carga Nueva a Reactor Continuo. La alimentación de Carga Nueva al Reactor en Fundición Altonorte corresponde a todos aquellos materiales por los cuales se cobra por su fusión, actualmente solamente corresponden a concentrados de cobre. Los Concentrados de Escoria generados a partir de escorias generadas por el Reactor se consideran como material circulante. Carga Nueva instantánea procesada por campaña: Primera Campaña 1620 ton/día instantánea Segunda Campaña 2542 ton/día instantánea Tercera Campaña 2780 ton/día instantánea En la grafica # 3 se pueden observar las alimentaciones mensuales de carga nueva en toneladas métricas secas que se han alimentado vía inyección o húmedas vía Garr Gun. 7.2. Alimentación de Circulantes al Reactor Continuo. La alimentación de Circulantes al Reactor en Fundición Altonorte corresponde a todos aquellos materiales que se generan a consecuencia del proceso y no se recibe pago por ello. Los materiales circulantes pueden ser alimentados vía inyección o vía Garr Gun y estos depende de sus características físicas y balance de energía. Dentro de los materiales circulantes alimentados al Reactor Continuo, tenemos:

• Concentrado de Escoria • Circulante materiales de nave de convertidores

Polvos

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Alimentación instantánea de circulantes procesada por campaña: Primera Campaña 340 ton/día instantánea Segunda Campaña 445 ton/día instantánea Tercera Campaña 630 ton/día instantánea En la grafica # 4 se pueden observar las alimentaciones mensuales de Circulantes en toneladas métricas secas que se han alimentado al Reactor.

• Grafico 3 - Alimentación por campaña de Carga Nueva al Reactor Continuo Altonorte.

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• Grafica 4 – Fusión de Circulantes por campaña Reactor Continuo Altonorte 7.3. Alimentación de Carga Total al Reactor Continuo. La alimentación de Carga Total en Fundición Altonorte corresponde a todos aquellos materiales que ingresan al proceso, para el caso del Reactor Continuo Altonorte: a. Carga Nueva b. Circulantes Concentrado de Escoria Circulante de nave Polvos c. Sílices d. Carbón e.- Azufre Carga Total instantánea procesada por campaña: Primera Campaña 2040 ton/día instantánea Segunda Campaña 3130 ton/día instantánea Tercera Campaña 3670 ton/día instantánea En la grafica # 5 se pueden observar las alimentaciones mensuales de carga total en toneladas métricas secas que se han alimentado vía inyección y húmedas vía Garr Gun.

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• Grafico 5 - Alimentación de Carga Total al Reactor por campañas. 7.4. Duración de Campaña de Reactor. La campaña refractaria del Reactor Continuo de Altonorte esta directamente relacionada a la vida de la línea de toberas. Esta duración ha sido a la fecha como se indica a continuación: Primera Campaña 286 días Segunda Campaña 720 días Tercera Campaña 582 días (al 31 de Agosto, meta es Julio 2007) En la grafica # 6 se puede observar las curvas de desgaste del refractario de las 3 campañas. 7.5. Tiempo de Soplado Reactor Continuo Altonorte. El tiempo de soplado del Reactor Continuo corresponde al tiempo en que Reactor se encuentra en posición de soplado (operando) y el tiempo de no soplado puede ser atribuido a causas propias del Reactor a causas externas en las cuales no es responsabilidad del Reactor. Primera Campaña 78.5 % Segunda Campaña 88.1 % Tercera Campaña 91.2 % (al 31 de Agosto 2006) El tiempo de soplado excluye el tiempo ocupado en las Mantenciones Generales.

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Campaña # 1Campaña # 2Campaña # 3

• Grafico 6 - Desgaste Refractario de línea tobera por campañas Reactor Continuo.

• Grafico 7 – Tiempo soplado por Campañas Reactor Continuo.

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En la tabla # 2, se puede observar la distribución de tiempos perdidos en la actual campaña, además se hace una diferenciación entre tiempos perdidos por causas externas y externas.

• Tabla 2 – Tiempo soplado en Campañas # 3 Reactor Continuo Altonorte

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7.6. Extracción de líquidos Reactor Continuo de Altonorte Para la extracción metal blanco el Reactor Continuo Altonorte posee dos sangrías ubicadas una en el manto y otra en la culata del Reactor. En forma normal la extracción de metal es independiente por cual sangría se realice pero por situaciones de preferencias de los operadores esta se realizan mayormente por la culata en una razón de 3:1. No es inconveniente el retirar metal blanco del Reactor por las dos sangrías a la vez. El cambio de pasaje y placa en las sangrías de metal blanco se realiza cada 40 días, las dos sangrías a la vez independiente del número de ollas extraídas. En el caso de la sangría de escoria este es un marco de cobre de 12 x 18 pulgadas interior y en forma normal se cambia cada 150 días. En la grafica # 6 se pueden observar el retiro mensual de Ollas de Metal Blanco y Escoria del Reactor. Retiro instantáneo de ollas de Metal Blanco por día Primera Campaña 39 ollas/día Segunda Campaña 57 ollas/día Tercera Campaña 69 ollas/día Retiro instantáneo de ollas de Escoria por día Primera Campaña 32 ollas/día Segunda Campaña 44 ollas/día Tercera Campaña 55 ollas/día

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• Grafico 8 – Extracción de líquidos por campañas Reactor Continuo Altonorte

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8. Bibliografía Metallurgical Control of the Noranda Process Reactor 1993 Dominic Verhelst Yves Prevost Controle du Reactur 1993 Yves Prevost Aspectos Teóricos y Prácticos del Reactor Noranda Horne 2000 Ricardo Zapata Metalurgia del Reactor Altonorte, basado Reactor Noranda Horne 2000 Valieri Langlois Ricardo Zapata Manual de Operación Reactor Continuo Altonorte 2002 Milton Quintana Ricardo Zapata Consejero Metalúrgico Reactor Continuo Altonorte 2002 Milton Quintana Ricardo Zapata Competencias y Desarrollo de Carrera Laboral en 2005 JHG Fundición Altonorte Procedimientos de Trabajos Reactor Altonorte 2005 Juan Morales Ricardo Zapata Base datos Starlims Fundición Altonorte Base datos Downtime Reactor Fundición Altonorte

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