UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MINAS GEOMETALURGIA EN LA PLANIFICACIÓN DE UNA MINA A CIELO ABIERTO MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL DE MINAS PAMELA VIVIANA NAVARRETE PAAP PROFESOR GUÍA: ENRIQUE RUBIO ESQUIVEL MIEMBROS DE LA COMISIÓN: MARIO SOLARI MARTINÍ ALDO CASALI BACELLI SANTIAGO DE CHILE 2007
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Geometalurgia en La Planificacion de Mina Cielo Abierto
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UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MINAS
GEOMETALURGIA EN LA PLANIFICACIÓN DE UNA MINA A CIELO ABIERTO
MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL DE MINAS
PAMELA VIVIANA NAVARRETE PAAP
PROFESOR GUÍA:
ENRIQUE RUBIO ESQUIVEL
MIEMBROS DE LA COMISIÓN:
MARIO SOLARI MARTINÍ
ALDO CASALI BACELLI
SANTIAGO DE CHILE
2007
ii
Resumen
El tema realizado en el trabajo de título tiene como objetivo el desarrollo de una
metodología que incorpora parámetros geometalúrgicos en la planificación estratégica
de una mina a cielo abierto, específicamente en la generación del programa de
producción y el impacto que tenga para el negocio ,medido en el valor presente neto.
Se realizaron dos programas de extracción mineros uno siguiendo los términos de
referencia empleados en la faena Los Bronces , con alimentación a planta ajustada por
el parámetro TPH ,el cual es una predicción de la capacidad de tratamiento de la
planta de molienda y otro en el que se incorporó la variable tiempo de molienda en la
política de ley de corte, además de la recuperación metalúrgica a través de la variable
Cobre/hora ,alineando así el desempeño de la planta de molienda con la valorización
de los bloques.
Se realizó una evaluación económica simple (beneficio actualizado) para cada
programa de extracción y se obtuvo un VP bruto de 4150 MMUS$ para el caso base y
de 4237 MMUS$ para el programa utilizando la variable controlante en la definición de
mineral propuesta.
Se analizó el incremento de valor considerando diferentes horizontes de vida y se tiene
un mayor impacto en el VPN para un horizonte de 25 años.
2 Antecedentes .....................................................................................................6 2.1 Análisis de antecedentes bibliográficos......................................................6
2.1.1 Objetivos estratégicos de las compañías mineras: ............................6 2.1.2 Planificación estratégica minera .........................................................7
2.2 Antecedentes de la faena:........................................................................10 2.2.1 Modelo de Bloques: ..........................................................................11 2.2.2 Topografía Inicial ..............................................................................12 2.2.3 Rajo final...........................................................................................12 2.2.4 Fases: ...............................................................................................14
2.3 Antecedentes del proceso metalúrgico y configuración de planta para sulfuro
15 3 Programa de producción incorporando Variables Geo-Metalúrgicas...............18 4 Mejoras de la estrategia de producción............................................................27
4.1 Programa de producción ..........................................................................27 4.1.1 Caso Base: .......................................................................................27 4.1.2 Caso Geo-Metalúrgico:.....................................................................31
5 Análisis de resultados.......................................................................................36 5.1 Comparación Casos Base y Geo-Metalúrgico:.........................................36 5.2 Evaluación Económica .............................................................................41
5.2.1 Caso Base ........................................................................................41 5.2.2 Caso Geo-Metalúrgico:.....................................................................41
6 Conclusiones y Recomendaciones ..................................................................44 7 Referencias. .....................................................................................................46
vi
ANEXOS A ...............................................................................................................47 Modelo CEET: ......................................................................................................47
Circuito de molinos de bolas: ...........................................................................47 Circuito de molino SAG. ...................................................................................48 Base de datos:..................................................................................................49
ANEXOS B ...............................................................................................................50 Cubicación:...........................................................................................................50
ANEXOS C...............................................................................................................58 Programa de extracción .......................................................................................58
Evaluación Económica .....................................................................................63 Caso Base........................................................................................................64
Caso Geo-Metalúrgico: ........................................................................................68
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2-1. Flowsheet faena Los Bronces................................................................10 Figura 2-3. Topografía de inicio. ..............................................................................12 Figura 2-4. Diseño del Rajo final. .............................................................................13 Figura 2-5. Fases de la faena Los Bronces. ............................................................14 Figura 2-6. Fases de la faena Los Bronces, vistas en planta y direcciones E-W, N-S.15 Figura 5-1. Vista en planta de los avances a fin de cada periodo (azul para el caso
base) .................................................................................................................40 Figura 1-A. Diagrama explicativo del la aplicación del Modelo CEET. ....................49
viii
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 2-1. Curva tonelaje ley media para el rajo final. ..........................................13 Gráfico 3-1. Curva tonelaje ,TPH medio para el rajo final dada una ley de corte ....21 Gráfico 3-2. Ley media v/s clase de recurso para fase Infiernillo 4 banco 85..........24 Gráfico 3-3. Ley media v/s clase de recurso para fase Donoso Este banco 61.......25 Gráfico 3-4. Curva Tonelaje ley media de resultante de la cubicación de la fase INF4
bajo criterio de ley de corte de cobre(C-BASE) y “ley de corte” cobre-horario (C-
GM) ...................................................................................................................25 Gráfico 3-5. Curva Tonelaje ley media de resultante de la cubicación de la fase DONE
bajo criterio de ley de corte cobre (C-BASE) y “ley de corte” cobre-horario (C-GM)
..........................................................................................................................26 Gráfico 4-1. Ley de corte operacional por periodo y ley media resultante. .............28 Gráfico 4-2. Resumen del programa de producción para el caso base. ..................29 Gráfico 4-3. Política de ley de corte por periodo y ley media resultante .................32 Gráfico 4-4. Resumen del programa de producción para el caso geo-metalúrgico. 32 Gráfico 5-1. Comparación ley media por periodo para casos Base (CB) y
geometalúrgico (CGM)......................................................................................36 Gráfico 5-2. Comparación ley media por periodo para casos Base (CB) y
geometalúrgico (CGM)......................................................................................36 Gráfico 5-3. Ley media de Cobre CGM v/s CB. .......................................................37 Gráfico 5-4. Ley media Cobre-hora CGM v/s CB.....................................................37 Gráfico 5-3. Comparación tonelaje enviado a planta por periodo para casos Base (CB)
y geometalúrgico (CGM) ...................................................................................37 Gráfico 5-4. Fino producido por periodo y flujo de cobre fino potencial. ..................38 Gráfico 5-5. Fino Acumulado....................................................................................38 Gráfico 5-6. Ley media CGM v/s CB, del material lixiviable.....................................39 Gráfico 1-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Infiernillo 4 ..................................................................52
ix
Gráfico 2-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Donoso 1 ....................................................................53 Gráfico 3-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Donoso Este ...............................................................53 Gráfico 4-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Infiernillo 5 ..................................................................54 Gráfico 5-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Donoso 2 ....................................................................54 Gráfico 6-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Infiernillo 6A................................................................55 Gráfico 7-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Donoso 3 ....................................................................55 Gráfico 8-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Infiernillo 6B................................................................56 Gráfico 9-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante de
la cubicación de la fase Infiernillo 7 ..................................................................56 Gráfico 10-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante
de la cubicación de la fase Donoso 4 ...............................................................57 Gráfico 11-B. Curva Tonelaje ley media para casos base y geometalúrgico resultante
de la cubicación del rajo final. ...........................................................................57
x
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 3-1. Clases de Recursos Caso Base . ...........................................................18 Tabla 3-3. Inventario de Recursos Fases Infiernillo 4 y Donoso Este.....................19 Tabla 3-3. Clases de Recursos incorporando parámetros de recuperación y
tratamiento. .......................................................................................................22 Tabla 3-4. Inventario de Recursos Fase Infiernillo 4 banco 85 y Fase Donoso Este
banco 61 ...........................................................................................................23 Tabla 3-5. Comparación de Tonelaje acumulado de mineral Ley media de Cobre para
Fases Infiernillo 4 banco 85 y Donoso Este banco 61, usando como corte la clase
de recurso no 14. ...............................................................................................24 Tabla 4-1. Ejemplo de resumen por periodo de banco a explotar y clase de recurso de
corte. .................................................................................................................30 Tabla 4-2. Inventario de Recursos Fase Infiernillo 4 banco 84 ................................30 Tabla 4-3. Extracto periodo 1 Programa de extracción............................................30 Tabla 4-4. Ejemplo de resumen por periodo de banco a explotar y clase de recurso de
corte. .................................................................................................................33 Tabla 4-5. Inventario de Recursos Fase Infiernillo 4 banco 84 ................................34 Tabla 4-6. Inventario de Recursos Fase Donoso Este banco 57.............................34 Tabla 4-7. Extracto periodo 1 Programa de extracción............................................35 Tabla 5-1. Diferencia en Valor presente de los casos estudiados para los primeros 10,
15 y 25 periodos ..............................................................................................42 Tabla 5-2. Diferencia en Valor presente de los casos estudiados sensibilizados al
precio. ...............................................................................................................43 Tabla 1-B. Cubicación fases Infiernillo (4 ,5) y Donoso (Este ,1 y 2). ......................50 Tabla 2-B. Cubicación fases Infiernillo (6A ,6B ,7) y Donoso (3 y 4) .......................51 Tabla 3-B. Cubicación fases Infiernillo (4 ,5) y Donoso (Este ,1 y 2). ......................51 Tabla 4-B Cubicación fases Infiernillo (6A ,6B ,7) y Donoso (3 y 4) ........................52 Tabla 1-C. Resumen programa de producción caso Base (primeros 20 años) .......59 Tabla 2-C. Resumen programa de producción caso Base resto de los periodos ....60
xi
Tabla 3-C. Resumen programa de producción caso Geo-Metalúrgico (primeros 20
años) .................................................................................................................61 Tabla 4-C. Resumen programa de producción caso Geo-Metalúrgico( resto de los
periodos ) ..........................................................................................................62 Tabla 5-C. Flujo de Caja Caso Base periodos 1 al 10 .............................................64 Tabla 6-C. Flujo de Caja Caso Base periodos 11 al 20 . .........................................65 Tabla 7-C. Flujo de Caja Caso Base periodos 21 al 30 ...........................................66 Tabla 8-C. Flujo de Caja Caso Base periodos restantes .........................................67 Tabla 9-C. Flujo de Caja periodos 1 al 10 (GM).......................................................68 Tabla 10-C. Flujo de Caja periodos 11 al 20 .(GM)..................................................69 Tabla 11-C. Flujo de Caja Caso Base periodos 21 al 30 .........................................70 Tabla 12-C. Flujo de Caja Caso Base periodos restantes .......................................71
1 Introducción.
La planificación minera es una actividad vital en el desarrollo del negocio minero,
que permite delinear el valor económico de la mina sujeto a los objetivos
estratégicos de una compañía minera para un yacimiento mineral.
Dentro de las actividades de la planificación estratégica está el definir un programa
de producción con los requerimientos de explotación y procesamiento de mineral
requeridos a lo largo de la vida de la faena que sustenten el negocio.
Tradicionalmente la valoración de los recursos minerales es función de un elemento
en particular que no incorpora las características metalúrgicas del recurso. El
incorporar estas características del recurso en la valoración, podría cambiar la
definición de los recursos económicos.
Cuando se maximiza el VAN de un proyecto se debe recordar que éste es una
medición del dinero en el tiempo, por lo tanto el tiempo para generar el flujo de fino
proveniente de cada periodo debe ser considerado en la optimización.
La mayoría de las faenas valorizan sus recursos económicos a partir de la ley de
corte del metal. Lo relevante es que la ley del metal tiene injerencia en el valor del
bloque pero hay más parámetros relevantes en la generación de valor como lo es
la recuperación , el NSR ,entre otros. Sin embargo estos parámetros al ser por
tonelada producida tampoco consideran el valor del dinero en el tiempo.
A continuación se presenta un ejemplo considerando los bloques siguientes:
A. 100 toneladas con 2% de Cobre, 80% de recuperación y 1.6 toneladas de
Cobre
B. 100 toneladas con 2.5 % de Cobre, 85% de recuperación y 2.125 toneladas
de Cobre.
Usando la ley de cobre como principal determinante se diría que la fuente mineral
más valiosa provendría de B, si se considera la recuperación como criterio adicional
2
también se seleccionaría el bloque B (sin embargo el producto podría haber sido
diferente).
Ahora si en el ejemplo se toma los efectos del tiempo .el cuello de botella es la
potencia instalada para el tratamiento de un circuito de Molienda y se asume que
los bloques tienen distinta productividad de fino debido a las características del
mineral
A. 100 toneladas con 2% de Cobre ,80% de recuperación- productividad de la
molienda SAG de 100 tph lo que resulta en1.6 toneladas de Cobre por hora
B. 100 toneladas con 2.5 % de Cobre, 85% de recuperación- productividad de
molienda SAG de 70 tph lo que resulta en1.49 toneladas de Cobre por hora.
El bloque de mayor valor, considerando igualdad de costos, corresponde al bloque
de mineral A (menor ley y recuperación) ,éste es ahora el de mayor valor en
términos de generación de flujo pues en el mismo periodo de tiempo es capaz de
generar un 7% de fino adicional .
Este ejemplo, ilustra los potenciales beneficios que trae utilizar una estrategia de ley
de corte según flujo en el tiempo y además considera el tiempo de procesamiento
en la planta de molienda como variable relevante para la valorización del negocio.
Usar una estrategia de ley de corte basado en el flujo de cobre producido, puede
tener un efecto significativo en la selección de bloques al momento de tomar la
decisión de procesar o descartar el bloque de mineral, es por esto que en este
trabajo se desarrollará este ejercicio y se comparará a un caso base de modo tal
que se cuantifique cuanto valor se genera al incorporar el tiempo de procesamiento
en la planta de molienda en la valorización del negocio de la compañía minera.
3
1.1 Objetivos
1.1.1 General:
El objetivo general del trabajo de título consiste en desarrollar una metodología que
incorpore parámetros geometalúrgicos en la planificación estratégica de una mina
a cielo abierto.
1.1.2 Específico:
• Incorporar la predicción de tratamiento de la planta de molienda o TPH al
programa de producción en un programa de producción minero.
• Analizar los impactos de la pérdida/ganancia de fino producto de las
variaciones para el tratamiento de los bloques en el programa de
explotación de la mina sin cambiar la configuración de la mina (definir la
estrategia de ley de corte y programa de producción utilizando el
secuenciamiento actual de la mina)
1.2 Alcances:
Esta metodología se aplicará en la mina a cielo abierto Los Bronces , la cual
pertenece a la Compañía minera Sur Andes Ltda.. que es parte del grupo Anglo
American Chile.
Los parámetros metalúrgicos a incorporar en este estudio serán:
• TPH (predicción del flujo másico de mineral que es capaz de dar un bloque
por hora)
• Recuperación Metalúrgica
• Ley de cobre
• Ley de Concentrado
4
A partir de estos parámetros se buscará incorporar el concepto Cobre/hora en la
política de de ley de corte ,es decir el tratamiento de la planta de molienda influirá
en forma directa en la valorización del negocio.
Además se busca establecer si la definición de mineral considerando el tiempo de
molienda, generará o no valor para la compañía, y cuantificar este resultado en
forma simple.
1.3 Metodología
A partir de la información geo-metalúrgica del modelo de bloques se define una
variable que entrega el flujo de cobre recuperable bajo cierta granulometría (cobre
recuperable/hora) y bajo una configuración de planta existente (no le ponemos mas
molinos por ej)
Se tienen los volúmenes sólidos que representan las fases operativas que
componen el rajo final de mina Los Bronces, los cuales, junto al modelo de
Bloques, utilizando el Software MineSight definirán los recursos económicos (para
cada fase) , el cual agrupa bloques que se encuentran dentro de ciertos rangos de
ley de cobre u otra variable discriminante (molibdeno, cobre-equivalente, (cobre
recuperable/hora) con información sobre los valores medios de las variables
relevantes y tonelaje total.
En este trabajo el elemento discriminante será una variable que entrega información
del flujo de cobre recuperable producto de la molienda.
Una vez que se obtiene el inventario de recursos, éste se utiliza para efectuar un
plan de extracción minero detallado a nivel anual, el cual tendrá restricción de
movimiento mina necesario para mantener un desarrollo similar al caso base (es
decir mantener la misma cantidad de mineral expuesto (alguna fase debe tener una
razon estéril mineral baja) y razón estéril mineral total por periodo semejante a la
del caso base), una alimentación a planta de molienda variable y ajustada al
tonelaje por hora estimado a procesar (tph) .Además la estrategia de ley de corte a
utilizar estará definida por la variable flujo de cobre recuperable y se seguirá una
estrategia tal que permita mantener ley media de cobre total similar a la de cada
5
periodo del caso base. A diferencia de lo usado actualmente solo ley de corte al
porcentaje de cobre presente en la roca.
Con el programa de extracción se realiza una evaluación económica simple, que
incluye ingresos menos costos de extracción, procesamiento, además de las
deducciones metalúrgicas (costos de venta incluir fletes). Para el caso del costo
mina se calculo nuevos costos los que incluyen las inversiones de una flota de
equipos mineros adecuada al movimiento del caso geo-metalúrgico. Para los
costos de procesamiento se asumió que no habría inversión en la planta y se
adecuo el costo unitario al tonelaje de mineral tratado del programa. Para el caso
de las deducciones metalúrgicas, se empleo las definidas en los planes de largo
plazo de la corporación
Esta misma evaluación se realizó para el programa de extracción del caso base, el
cual para este trabajo, no tiene restricciones de alimentación a la planta y sigue un
movimiento constante de 80 millones de toneladas, se calcula el valor actual bruto
y se compara al del caso geo-metalúrgico.
Una vez comparados ambos planes, se realizo un análisis de sensibilidad para un
precio 5% mayor y 5% menor, además de precios flat. Que permiten evaluar la
conveniencia del uso de la variable tph en la definición de mineral y estéril y así
determinar la importancia de caracterizar esta variable con precisión en el
yacimiento.
6
2 Antecedentes
2.1 Análisis de antecedentes bibliográficos
2.1.1 Objetivos estratégicos de las compañías mineras:
Como plantea Horsley1 la competitividad de la industria minera y el incremento de
los costos además del tiempo necesario para que entre en explotación nuevos
proyectos, pueden generar un margen leve entre el éxito y el fracaso. Yacimientos
de leyes altísimas son escasos , luego, aunque el cuerpo mineralizado posea
características favorables y un buen equipo minero , esto puede no ser suficiente
para garantizar el éxito por lo que incorporar criterios que favorezcan un uso
eficiente del capital resulta relevante.
Los objetivos estratégicos de las empresas mineras son aquellos aspectos del
negocio minero que permiten sustentar la misión de la empresa; definiendo las
posteriores etapas de análisis y desarrollo del negocio.2 El principal objetivo
estratégico de las empresas mineras consiste en maximizar el valor presente neto
(VAN). No obstante, las empresas mineras pueden tener otros objetivos entre los
cuales se pueden mencionar los siguientes: maximizar la vida de la mina, minimizar
los costos de producción, tener economías de escala, evitar una exposición
excesiva al riesgo, maximizar la utilización de los recursos, etc
1 Dollar driven Mine Planning: The corporate perspectiva to operacional mine planning
<Horsley> 2 Generación y aplicación de un sistema de análisis para planes de producción <A. Parra>
7
2.1.2 Planificación estratégica minera
El proceso de planificación se relaciona con la estrategia a seguir para la extracción
de potenciales recursos desde una condición inicial, hasta los límites finales de la
mina.3
El objetivo es el de definir programas de producción en el corto y largo plazo, los
cuales se ajusten de la mejor forma a los objetivos de la operación. Las estrategias
de planificación, se deberán ceñir a las diversas condiciones económicas,
incluyendo la variación de los precios de productos, costos operacionales, capitales
y laborales, tasas de interés, y aspectos regulatorios.
La planificación de largo plazo involucra el desarrollo de una envolvente económica,
método de explotación, ritmo de explotación, leyes de corte y una secuencia de
explotación a partir de la cual se programa la extracción del mineral y materiales
estériles dentro del limite final del pit . El objetivo es definir una secuencia tal ,que
logre de la mejor forma posible, los objetivos de producción y estratégicos de la
compañía.4
Los principales pasos a seguir ,en la creación de un plan para minas a rajo abierto
se pueden resumir de la siguiente manera:
• Diseño del límite final del pit.
• Diseño de las fases de extracción dentro del límite final.
• Determinación de los niveles de extracción y secuencias por banco y por
fase (planes de extracción detallados en el largo y corto plazo) .
• Selección de equipos y evaluación técnico-económica.
La flexibilidad es el elemento estratégico clave en el desarrollo de un plan minero.
Esto se logra creando la mina en base a una serie fases en el tiempo, vale decir, si 3 “Apuntes del Curso Diseño de Minas a Cielo Abierto”.< Vásquez, Alejandro., Galdames,
Benjamín., Le-Feaux, René.> 4 Tópicos de Ingeniería en Minas a Rajo Abierto, Capítulo 5 < P.N. Calder>
8
las condiciones económicas cambian, el diseño de las futuras fases podría ser
modificado.
El diseño de minas a rajo abierto y la práctica de su planificación, es para definir un
pit final basado en los precios actuales de los productos.
Métodos de Optimización en Minas Explotadas a Cielo Abierto
La optimización es un proceso que se realiza antes de obtener el plan de
producción, relacionándose con la definición de la secuencia de fases y la
obtención del rajo final. Debido a que la planificación minera posee constantes
modificaciones a lo largo de la vida de la mina, la optimización debe ser llevada a
cabo cada vez que se quiera realizar un nuevo plan minero, por lo que es un
proceso iterativo.
Los problemas relacionados con la continua alza en los costos de
producción por un lado, y con una tendencia a la baja de los precios de los metales
en el tiempo, han obligado a una optimización eficiente del plan minero con el fin de
cumplir con los objetivos estratégicos de las compañías mineras. Hoy en día,
existen algoritmos usados para llevar a cabo la optimización en minas explotadas a
cielo abierto5 siendo el Método de Lerchs-Grossmann el más utilizado a través del
software Whittle, programa que produce una serie de pits para un modelo dado.
Cada pit es óptimo para ciertas condiciones operativas y económicas y es
teóricamente una opción de explotación.
En la selección de la secuencia minera se debe considerar que cada fase sea
representativa de un periodo de la vida de la mina, es decir, misma ley de
alimentación, misma relación estéril mineral misma capacidad planta. Además
deben tener tamaños y volúmenes similares6.
5 McCarthy, P L. “Pit Optimization”. 6 “Apuntes diploma Geo-Minero-Metalúrgico , planificación y diseño minero “ Dr.E. Rubio
9
2.1.2.1 El programa de producción
Un plan de producción se define como la estrategia a seguir para la extracción de
potenciales reservas desde una condición inicial, hasta los límites finales de la
mina. Este desarrollo está relacionado con el método de extracción, así como con el
diseño minero, a partir del cual se permite operar la mina. La extracción de material
se realiza de manera secuencial en pit intermedios o anidados los cuales reciben el
nombre de fases7.
Dentro de los objetivos del programa de producción se puede incluir8:
1. Proveer de alimentación a la molienda
2. Maximizar el VPN del proyecto mediante el acceso temprano a zonas de
mejor ley
3. Diferir la extracción de estéril lo máximo posible para minimiza el valor
presente del “stripping”.
Así como plantea Rubio9 , el programa de extracción debiera representar el
comportamiento actual del yacimiento a través del sistema minero , un elemento
fundamental de este sistema corresponde a las instalaciones de procesamiento de
minerales las cuales definen la obtención del elemento de interés , sin embargo al
momento de definir el programa de extracción, éste se basa en una política de ley
de corte del elemento de interés y las características que representan el
comportamiento del mineral en la planta si bien pueden estar presentes en el
modelo de bloques no tienen mayor injerencia en la decisión del destino del bloque
y tampoco son introducidas en etapas anteriores de la planificación estratégica
minera ,por lo que la tarea específica de distribuir los bloques a las diferentes
de Minas a Cielo Abierto”. 8 Production Scheduling <P L McCarthy> 9 Mill feed optimization for multiple processing facilities using integer linear programming <Dr
E.Rubio>
10
instalaciones dadas las diferentes propiedades del bloque se ha dejado a la
planificación de corto plazo.
2.2 Antecedentes de la faena:
El depósito mineral de Los Bronces es parte de un mega-yacimiento del cual
también forma parte el depósito mineral de Río Blanco, explotado por la División
Andina de CODELCO, con la que se ha suscrito un convenio de servidumbres
mutuas para asegurar la explotación económica de ambos depósitos.
El yacimiento de mineral de cobre es del tipo pórfido cuprífero, con mineralización
constituida por sulfuros, principalmente Calcopirita, Calcosina, Covelina, Bornita y
Molibdenita.
Se explota con el método de cielo abierto y a continuación se muestra un diagrama
de flujo de la faena:
From open pit
Leaching
PrimaryCrusher
Plant feed
Ore stockpile
SX
EW
PebbleCrusher
To dump
Thickener
Cyclones
Slurrypipeline
Ball mill
Sag mill
Bulk Cu -Mo Flotation
Mo Flotation
Final CuConcentrateCathodes Final Mo
Concentrate
Tailings dam
Hyperbaric filter
Figura 2-1. Flowsheet faena Los Bronces
Para poder realizar el programa de extracción se necesita de información la cual es
estimada y representada en un modelo de bloques.
11
2.2.1 Modelo de Bloques:
Las principales características del actual modelo de bloques son:
Tabla 3-4. Inventario de Recursos Fase Infiernillo 4 banco 85 y Fase Donoso Este banco 61
Se puede observar que la distribución cambió puesto que el tonelaje varió
para las diferentes clases de recurso, éste aumentó cuando el tratamiento es mayor
y disminuyó para el caso contrario , como se puede observar en la tabla siguiente,
24
para la cual se uso un criterio que define mineral a partir de la clase 1412 (a modo
de ejemplo):
Método
Base Geo-Metalúrgico Fase
Tonelaje (kt) Ley Media
(%Cu) Tonelaje (kt)
Ley Media
(%Cu)
Infiernillo 4 2119.96 0.896 2765.07 0.854
Donoso Este 3871.43 1.015 3243.65 1.051
Tabla 3-5. Comparación de Tonelaje acumulado de mineral Ley media de Cobre para Fases Infiernillo 4 banco 85 y Donoso Este banco 61, usando como corte la clase de
recurso no 14.
Para el caso de Infiernillo el mineral aumenta en un 30% pues las características de
dureza se traducen en un alto tratamiento, mientras que para el caso de Donoso
disminuye alrededor de un 20% dada las características de la roca, que se
manifiestan en un bajo TPH. Sin embargo la ley media de cobre cambiará pues hay
material adicional de menor ley pero de mejor tratamiento o viceversa.
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Clase de Recurso
Ley
med
ia (%
Cu)
Caso Base Caso GM
Gráfico 3-2. Ley media v/s clase de recurso para fase Infiernillo 4 banco 85.
12 La clase 14 corresponde a un rango de ley de de Cobre (0.75 , 0.80 ) % Cu y un rango de
Cobre por hora de (1.83 , 1,95) tCu/10h
25
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Clase de Recurso
Ley
med
ia (%
Cu)
Caso Base Caso GM
Gráfico 3-3. Ley media v/s clase de recurso para fase Donoso Este banco 61.
Se puede decir que este comportamiento particular para un banco y fase , se repite
para todas las demás.
Los gráficos siguientes muestran las curvas tonelaje ley13 para las fases de
Infiernillo 4 (INF4) y Donoso Este ((DONE), el resto de las curvas puede observarse
en anexos.
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Ley de corte (%Cu)
Tone
laje
(MM
t)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20Le
y M
edia
(%Cu
)
TONELAJE C- BASE TONELAJE C-GM LEY C-BASE LEY C-GM
Gráfico 3-4. Curva Tonelaje ley media de resultante de la cubicación de la fase INF4 bajo criterio de ley de corte de cobre(C-BASE) y “ley de corte” cobre-horario (C-GM)
13Ya que hubo una transformación de la ley de de Cobre a Cobre-hora por simplicidad se
empleo como corte la ley de Cobre puesto que hay una relación de equivalencia.
26
0
10
20
30
40
50
60
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Ley de corte (%Cu)
Tone
laje
(MM
t)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Ley
Med
ia (%
Cu)
TONELAJE C- BASE TONELAJE C-GM LEY C-BASE LEY C-GM
Gráfico 3-5. Curva Tonelaje ley media de resultante de la cubicación de la fase DONE bajo criterio de ley de corte cobre (C-BASE) y “ley de corte” cobre-horario (C-GM)
En los gráficos 3-4 y 3-5 se observa la influencia del TPH en la definición de
mineral, pues para la fase de mejor tratamiento, es decir mayor TPH, el tonelaje de
mineral aumenta y la ley media disminuye y para el caso de peor tratamiento el
tonelaje de mineral disminuye y aumenta la ley media de cobre.
Resumiendo, se tiene un método que favorece las zonas de mejor tratamiento en la
definición de mineral pero disminuye la ley media, entonces si para la realización
del programa de producción se utiliza la misma estrategia de ley de corte es
probable que disminuya la ley media por periodo, luego un cambio en la política de
ley de corte tal que mantenga las leyes medias por periodo resulta interesante.
27
4 Mejoras de la estrategia de producción.
En el capítulo anterior se encontró para un caso particular que cambiar la definición
de mineral puede conllevar a un cambio en la política de corte que se traduzca en
un mayor valor, en este capítulo se incorporará la metodología planteada
anteriormente en el programa de producción.
4.1 Programa de producción
4.1.1 Caso Base:
Para generar el programa de producción se utilizó el módulo “M821V1 Long Range
Scheduling for Open Pit Mines”, incluido en el software MineSight. Los planes de
producción se generan sobre la base de criterios operacionales y económicos que
maximizan el VAN a través de una política de leyes de corte.
Las consideraciones para esto son las siguientes:
• Rajo Final: diseño operativo para un precio de largo plazo de 1.25 US$/lb Cu.
• Fases: diseño operativo (secuencia económica de explotación).
• Ley de corte operacional sulfuro alta ley: Decreciente en el tiempo, se maximizan
leyes de corte de cada período, de tal forma de satisfacer alimentación a planta,
utilizando la máxima capacidad de movimiento mina.
• Ley de corte operacional sulfuro de baja ley: No se considera stockpile de baja ley
de mineral para ser alimentado a planta sulfuros en períodos futuros, por tal efecto
el mineral que está entre 0.15 % Cu y la ley de corte operacional del período es
considerado material lixiviable.
• Mezcla operacional de fases para mineral y desarrollo mina.
• Alimentación a planta ajustada a la predicción del tratamiento del periodo con el
tonelaje enviado a proceso (variable).
Los movimientos de materiales por período, se han obtenido teniendo como
restricciones operacionales lo siguiente:
• Se considera un máximo de extracción anual de 84 Mton, (se busca maximizar la
capacidad de extracción, o el máximo VAN).
28
• La capacidad máxima de procesamiento de mineral en la planta SAG para el
proceso de flotación depende de la dureza de cada tipo de roca a la molienda SAG.
• Se permite la interacción de un máximo de cuatro fases para la generación del
programa de extracción y que al menos una de ellas tenga una baja razón estéril
mineral.
Ley de corte Operacional
La ley de corte operacional14 de cada período se plasma dentro del proceso
de generación del programa de extracción minero15. El módulo de planificación de
MineSight tiene como entrada el inventario de recursos por fase , además de una
estrategia de ley de corte operacional y restricciones operacionales.
genera planes de producción asociados a criterios operacionales y económicos,
maximizando la ley de corte de cada período respecto de la capacidad mina-planta
y restricciones operacionales.
El gráfico siguiente muestra en forma gráfica la estrategia de ley de corte
operacional empleada para el desarrollo del caso base.