Antofagasta Minerals fusiona sus minas El Tesoro y Esperanza, e implementa un innovador enfoque en la utilización del agua de mar que extrae para los procesos de su distrito minero Centinela

Vista aerea del distrito minero de la mina Centinela

Minera Centinela es una empresa del Grupo Antofagasta Minerals, que inició sus operaciones el 7 de Julio de 2014 a partir de la integración de las operaciones de las compañías mineras El Tesoro y Esperanza. Esta nueva compañía emerge a partir de la visión de capturar las sinergias de ambas operaciones, aprovechando las condiciones geográficas, técnicas y logísticas que hacen posible una planificación y operación minera integrada y mayores economías de escala, logrando así una posición más competitiva en la industria.

La producción anual, sumando las dos partes de las minas existentes alcanza alrededor de las 280.000 toneladas de cobre y 230.000 onzas de oro—lo que equivale a un aproximado de 7 toneladas de oro. De esta forma, Minera Centinela se posiciona como una de las compañías mineras más grandes del país, aplicando altos estándares de desempeño en sus operaciones y procesos, rigiendo su actuar sobre la  base de los principios y políticas de Antofagasta Minerals. Su estructura societaria está compuesta en un 70% de propiedad de Antofagasta Minerals y un 30% de Marubeni Corporation.

Minera Centinela se ubica a 180 kilómetros de Antofagasta y a 100 kilómetros de Calama, en el norte de Chile. La altitud aproximada en el lugar es de 2.300 metros sobre el nivel del mar. La operación posee cuatro rajos, Esperanza sulfuros y tres rajos del tipo óxido; dos tipos de plantas, una concentradora y una planta de SX-EW. Las instalaciones de la planta concentradora poseen una correa overland de 3,5 km, un stockpile, la planta concentradora y un molino SAG. El SAG, que es el corazón de la planta de molienda y que tiene aproximadamente la misma capacidad en potencia del sistema de impulsión de agua—23 MW, la planta de flotación, una canaleta, y tres espesadores de relaves para alcanzar sólidos de alrededor de un 67%.

Muelle de embarque de Minera centinela, ubicado en la localidad de Michilla
Muelle de embarque de Minera centinela,
ubicado en la localidad de Michilla

Estos espesadores funcionan basados en una técnica que descarta estériles del proceso productivo para obtener concentrado de cobre, y que implica importantes ventajas medioambientales y operacionales tales como la estabilidad sísmica, minimización de la infiltración de agua en capas del suelo, baja emisión de material particulado, y ahorro de agua al recircular el recurso obtenido en el espesamiento, entre otras. Más adelante nos referiremos con mayor detalle a la forma en que la mina logra altas recuperaciones de mineral aplicando innovación e ingeniería relativamente sencilla.

Tecnología en Abastecimiento de Agua de Mar
El desafío del agua en la minería se hace cada vez más presente porque es más necesario el recurso hídrico. Cuando hay envejecimiento de las minas también aumenta la dureza del mineral y hay más uso de agua para extraer la misma cantidad de minera. Minera Centinela se hace cargo de esta problemática, y cuenta con un Muelle desde donde se embarca su concentrado de cobre—uno de los productos que produce la Compañía—que se ubica en la comuna de Mejillones, específicamente en la localidad de Michilla.

La línea sulfuros de Minera Centinela consideró desde el inicio de su operación (2011) la utilización de agua de mar sin desalar en su proceso productivo para la obtención de concentrado de cobre, convirtiéndose en la primera empresa en incorporar esta moderna y sustentable iniciativa a gran escala a nivel mundial. Para lograrlo, se impulsa agua de mar desde el muelle, trasladando el recurso  mediante un acueducto de 145 kilómetros longitud que desemboca en una piscina ubicada a un costado de su planta concentradora situada en la  comuna de Sierra Gorda.

En la feria internacional tecnológica ‘Energy & Water,’ que se llevó a cabo en Julio de este año en Antofagasta, Sergio Gaete, Gerente de Desarrollo de Minera Centinela, dijo que “Lo importante a destacar en la disposición del sistema de captación es lo concerniente a la cantidad de potencia disponible para poder llevar el agua desde la orilla del mar hacia la mina.” Existen cuatro estaciones de bombeo, que constan de dos bombas de 2.400 hp cada una y dos bombas de 1.800 hp cada una. “Si uno suma la potencia de bombeo que se requiere para impulsar desde la zona del mar hacia la planta de sulfuros, es el equivalente a una planta de molienda de 100.000 toneladas. Asimismo, la cantidad de energía que se utiliza para sacar el agua desde del mar hacia la planta concentradora es altísima,” recalcó Gaete.    

El sistema de impulsión de agua de mar tiene que vencer lo que la compañía llama la ‘cota de la cordillera de la costa’. Esto implica que de un solo impulso, el agua debe subir 700 metros al principio. Esto planteo sin duda un desafío muy importante en términos de tecnologías de impulsión. La tubería, en la mayor parte de su longitud, es de 38 pulgadas y el último tramo es de 36 pulgadas. La cantidad de agua de mar (cruda, sin desalar) que se utiliza es de alrededor de 700 litros por segundo. Del total de agua impulsada, sólo un 10% del agua es  desalada para ser ocupada principalmente en consumo humano y en el lavado del concentrado.

Controlando el pH con Metabisulfito
El uso de agua de mar plantea varios desafíos desde el punto de vista de los procesos. Uno de los indicadores o parámetros importantes en el proceso de molienda es la reducción de material, que en el caso de Minera Centinela se rebaja desde las 6 pulgadas hasta los 200 micrones. También se debe considerar el consumo de acero en bolas  de molienda. El molino SAG tiene bolas de 5 a 6 pulgadas, el molino de bolas tiene bolas de 3 pulgadas. “Nuestro consumo de acero es muy similar al de cualquier otras concentradora. Es decir, no vemos efectos significativos en el consumo de este tipo de elementos moledores respecto al consumo de plantas concentradoras de otras compañías mineras a nivel nacional,” explicó Gaete. “Otra variable importante que se considera es el revestimiento, ya que los molinos en Centinela tiene revestimiento de acero. Hemos ido creciendo en la duración de los revestimientos, y hoy en día los revestimientos de acero de los molinos los cambiamos cada seis meses, vale decir 18 millones de toneladas que equivalen a seis meses de producción. En términos prácticos, cambiamos los revestimientos 2 veces al año,” agregó. En Minera Centinela, el parámetro ‘consumo de acero en bolas’ no tiene diferencias significativas al compararlos con otras minas. En el consumo de acero de revestimiento tampoco hay diferencias significativas.

La recuperación, usando agua de mar es afectada por el pH. En la Mina Centinela, la mayor parte de la flotación tiene dos grandes etapas: la flotación rougher (más primaria) y la flotación cleaner (más limpia). Una operación normal a pH 9 usando agua de mar, en términos de cobre, no tiene diferencias significativas con el agua potable. Sin embargo, el molibdeno si se ve afectado en su recuperación al usar el agua de mar, particularmente porque el control del pH en una flotación de una concentradora normalmente se usa con cal. La cal en presencia de agua de mar, en grandes cantidades, tiende a precipitar ciertas partículas que inhiben la flotación, particularmente del molibdeno. Sin embargo, usando agua de mar, el elemento cobre, el elemento molibdeno, y elemento fierro se ven altamente afectados al aumentar el pH. Sin embargo, usando agua potable o agua normal, los aportes de cobre y molibdeno no tienen efectos significativos. “El proceso normal, usando cal, es difícil de llevar a cabo. Nuestra concentradora, para poder deprimir la pirita, utiliza metabisulfito de sodio para controlar el pH, desgastar  la pirita y no usar cal,” dijo Gaete. “Al usar el metabisulfito logramos altas recuperaciones y buenas leyes de concentrado, versus usar la cal, donde podríamos llegar a altas recuperaciones pero bajas leyes de concentrado. Eso nos llevó a que migráramos desde el diseño original de la planta concentradora del uso de cal al uso de metabisulfito como operación normal,” agregó.

En los últimos dos años, la operación de la concentradora en términos de recuperación de cobre ha estado en torno al 85% – 90%, y la ley de cobre de la nueva mina es de alrededor del 26% – 28%. El subproducto más importante de la concentradora es el oro, cuya recuperación bordea el 70% – 80% y cuya ley es de alrededor de 12 – 15 gr/ton. El reemplazo de la cal por el metabisulfito como depresor de la pirita ayudó a logra recuperaciones de cobre, oro y leyes de productos comerciales bastante atractivas, lo que llevó a viabilizar la operación del uso de agua de mar en la concentradora.

La planta termosolar aumenta la temperatura del agua y de las soluciones de electro-obtención (SX-EW).
La planta termosolar aumenta la temperatura del agua y
de las soluciones de electro-obtención (SX-EW).

A un pH 10 vs. pH 7,5, que es aproximadamente el pH del agua cruda, las tasas de sedimentación son bastante más altas cuando el pH es alto respecto a la operación con agua cruda. Así también, la claridad que obtiene el rebalse de un espesador a pH alto es bastante mejor a la claridad que obtiene cuando usamos agua de mar cruda. Cuando se opera con agua de mar cruda, a operaciones de pH entre 7 y 8, los equipos requeridos para hacer los espesamientos, tanto a nivel de concentrados como a nivel de relaves, requieren áreas más grandes que las convencionales debido a las velocidades de sedimentación y las claridades.

“En Minera Centinela estamos trabajando en una ingeniería para instalar la planta de molibdeno, usando agua de mar cruda, sin desalar. Como nosotros operamos en ausencia de cal, podemos optar a altas recuperaciones para leyes bajas de molibdeno. A nivel de laboratorio, para leyes de entre 50 y 90 ppm obtenemos leyes comerciales de molibdeno de entre 45% a 50% aproximadamente,” dijo Sergio Gaete.   

Minera Centinela, en su línea sulfuros, utiliza agua de mar sin desalar con éxito, lo que implica una ventaja competitiva respecto a sus competidores. De acuerdo a la compañía, el hecho de usar metabisulfito como depresor de la pirita en función de la cal en el proceso de flotación, es un aporte de innovación importante para la minería, a nivel tanto nacional como internacional. Se logran altas recuperaciones de cobre, oro y molibdeno y también se obtiene productos con leyes comercializables de concentrado. El uso de agua de mar requiere mayores áreas de espesamiento para equipos los industriales.

Planta Termosolar Ahorra Combustible y Contamina Menos
En noviembre de 2012 entró en operación la planta de energía termosolar que sustituyó los dos calentadores que se utilizaban para aumentar la temperatura del agua que requieren los electrolitos (solución de cobre de alta pureza) y el lavado de cátodos en la planta de electro-obtención. Dicha planta aumenta la temperatura del agua y de las soluciones de electro-obtención (SX-EW), gracias al intercambio de calor entre ellas, lo que entrega energía renovable en el corazón del negocio, reduciendo además las emisiones de CO2 en 8.000 toneladas al año, lo que equivale a un 4% del total de las emisiones de la línea óxidos de Centinela. A través de la operación de la planta, la temperatura del agua se eleva entre 80 y 85 grados Celsius, para transferir calor a la solución de cobre y así elevarla en unos 5 grados, requerimiento térmico equivalente a un consumo de cerca de 3.700 metros cúbicos de petróleo diesel al año en el circuito de calor. La planta solar sustituye el 55% del diesel utilizado en los calentadores que forman parte del proceso extractivo de la compañía. En 2012 se instaló la planta piloto industrial de concentración fotovoltaica, la que suministra energía al “Data Center” de la línea óxidos de Centinela. La planta piloto solar para la generación eléctrica (64 Kwp), consiste en 4 trackers que basan su funcionamiento en lentes de concentración de rayos solares en celdas fotovoltaicas para maximizar eficiencia. Este proyecto, financiado y desarrollado en conjunto con SOITEC, permitirá evaluar y validar la tecnología para la producción de energía eléctrica considerando la alta radiación directa neta (3200 KWh/m2/año) y gran oscilación térmica de la zona. La planta está inserta en el corazón tecnológico de la empresa, puesto que suministra energía al centro de datos (TIC) de la compañía, generando un aporte a la reducción de la huella de carbono de Minera Centinela y en los costos de energía.

El Producto Final
El proceso de la línea de concentrado de cobre comienza con la extracción del mineral proveniente del yacimiento y prosigue hacia las etapas de chancado, molienda, flotación y concentrado. El producto que se obtiene de este proceso, que utiliza agua de mar sin desalar, es el concentrado de cobre, que es una pulpa espesa compuesta en un 63% de sólidos. Dicho concentrado es transportado por gravedad a través de una tubería que tiene un diámetro de 14 centímetros y que recorre 145 kilómetros, desde el sector de la planta de sulfuros hasta el muelle situado en la localidad Michilla. Allí el concentrado es lavado mediante un proceso denominado filtrado, que utiliza agua desalada, para finalmente embarcarle  directamente a las bodegas de los barcos a través de una correa transportadora encapsulada.

El sistema de gulliotinado procesa en promendio 1.100 cátodos diariamente.
El sistema de gulliotinado procesa en promendio
1.100 cátodos diariamente.

Para los cátodos de cobre, el brazo robótico de la mina, que funciona con energía electroneumática,  permite optimizar los procesos de manipulación, pulido de placas y guillotinado de cátodos de cobre, disminuyendo  los riesgos de accidentes y costos involucrados. Si bien la industria minera cuenta con iniciativas que utilizan  energía neumática, el Brazo Robótico que opera en Centinela puede desarrollar dos tareas distintas en forma totalmente robotizada, siendo  esta función pionera en el negocio minero. El brazo logra pulir—en promedio—400 placas de electrodos al día, entregándoles una mayor rugosidad para la posterior adherencia de la capa de cobre, mientras el sistema de guillotinado procesa en promedio 1.100 cátodos diariamente, con la ventaja adicional que elimina la contaminación orgánica presente en la zona de interfase. El proceso de producción utilizado en la línea de óxidos es la lixiviación en pilas dinámicas del mineral chancado y aglomerado, el que posteriormente ingresa a la fase de extracción por solventes y de electro—obtención que proporciona como producto final el cobre catódico. Cada cátodo tiene una dimensión aproximada de 1 metro de largo por 1 metro de ancho y 4 milímetros de espesor. Los paquetes de cátodos son transportados en camiones hasta la estación de transferencia Los Arrieros del Ferrocarril Antofagasta—Bolivia, posteriormente son trasladados al puerto de Antofagasta vía ferrocarril para su embarque y destino final en los principales mercados mundiales.

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