Análisis Conceptual del Negocio Minero del Cobre

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___________________________________________________________________________ Inprocom Procesos Minero Metalúrgicos Alvares 1722, Icalma 60 Viña del Mar (09) 9.225.88.96 - [email protected] Página 1 de 16 ANÁLISIS CONCEPTUAL DEL NEGOCIO MINERO DEL COBRE C. Olmos M. Ingeniero Civil en Metalurgia - Magister en Ciencias de Ingeniería Inprocom, Procesos Minero metalúrgicos - Observatorio Minero de Chile Noviembre 2014 Resumen Se hace una revisión conceptual del negocio minero del cobre, describiendo sus características tecnológicas actuales vistas desde la lógica de la mediana y gran minería. Se describen las dos grandes líneas de proceso existentes para minerales oxidados y sulfurados de cobre y se asocian éstas a las actuales integraciones de negocio visibles en la industria, a saber las integraciones Mina - Planta para la línea de minerales oxidados y Mina-Planta-FU-RE para la línea de minerales sulfurados, indicando que la integración FU-RE conlleva una mayor complejidad de negocio debido a la diversidad de tecnologías, productos, subproductos y residuos e impurezas que intervienen en la ecuación económica. Finalmente se analizan los aspectos más relevantes y se concluye que una revisión de los aspectos tecnológicos que afectan la calidad y el medio ambiente y las recuperaciones metalúrgicas pueden maximizar los ingresos, que las penalidades por impurezas en concentrados no son un ingreso para el negocio minero global y que los costos por control de impurezas debieran ser abordados en toda la cadena de valor. 1. Objetivos y Alcance Difundir una visión conceptual y didáctica de las variables globales del negocio minero y promover una revisión de este negocio, como un aporte en la búsqueda de estrategias de desarrollo del sector. 2. Descripción de Negocio Minero El negocio minero constituye una cadena de procesos tecnológicos y de negocio cuya finalidad es extraer el metal de interés separándolo de la ganga e impurezas en cada uno de los eslabones, dicha cadena es diferente para cada metal de acuerdo a las características mineralógicas en que se encuentra. En el caso del cobre, éste se encuentra en la naturaleza en forma de compuestos oxidados (asociado a oxígeno) o sulfurados (asociado a azufre), principalmente; lo que conlleva a diferenciar al menos 2 líneas generales de tratamiento para obtenerlo en forma metálica:

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Se hace una revisión conceptual del negocio minero del cobre, describiendo sus características tecnológicas actuales vistas desde la lógica de la mediana y gran minería. Se describen las dos grandes líneas de proceso existentes para minerales oxidados y sulfurados de cobre y se asocian éstas a las actuales integraciones de negocio visibles en la industria, a saber las integraciones Mina - Planta para la línea de minerales oxidados y Mina-Planta-FU-RE para la línea de minerales sulfurados, indicando que la integración FU-RE conlleva una mayor complejidad de negocio debido a la diversidad de tecnologías, productos, subproductos y residuos e impurezas que intervienen en la ecuación económica.

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    ANLISIS CONCEPTUAL DEL NEGOCIO MINERO DEL COBRE C. Olmos M.

    Ingeniero Civil en Metalurgia - Magister en Ciencias de Ingeniera Inprocom, Procesos Minero metalrgicos - Observatorio Minero de Chile

    Noviembre 2014

    Resumen Se hace una revisin conceptual del negocio minero del cobre, describiendo sus

    caractersticas tecnolgicas actuales vistas desde la lgica de la mediana y gran minera. Se describen las dos grandes lneas de proceso existentes para minerales oxidados y sulfurados de cobre y se asocian stas a las actuales integraciones de negocio visibles en la industria, a saber las integraciones Mina - Planta para la lnea de minerales oxidados y Mina-Planta-FU-RE para la lnea de minerales sulfurados, indicando que la integracin FU-RE conlleva una mayor complejidad de negocio debido a la diversidad de tecnologas, productos, subproductos y residuos e impurezas que intervienen en la ecuacin econmica. Finalmente se analizan los aspectos ms relevantes y se concluye que una revisin de los aspectos tecnolgicos que afectan la calidad y el medio ambiente y las recuperaciones metalrgicas pueden maximizar los ingresos, que las penalidades por impurezas en concentrados no son un ingreso para el negocio minero global y que los costos por control de impurezas debieran ser abordados en toda la cadena de valor.

    1. Objetivos y Alcance

    Difundir una visin conceptual y didctica de las variables globales del negocio minero y promover una revisin de este negocio, como un aporte en la bsqueda de estrategias de desarrollo del sector.

    2. Descripcin de Negocio Minero

    El negocio minero constituye una cadena de procesos tecnolgicos y de negocio cuya finalidad es extraer el metal de inters separndolo de la ganga e impurezas en cada uno de los eslabones, dicha cadena es diferente para cada metal de acuerdo a las caractersticas mineralgicas en que se encuentra. En el caso del cobre, ste se encuentra en la naturaleza en forma de compuestos oxidados (asociado a oxgeno) o sulfurados (asociado a azufre), principalmente; lo que conlleva a diferenciar al menos 2 lneas generales de tratamiento para obtenerlo en forma metlica:

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    a) xidos de cobre, cuya cadena contiene bsicamente los siguientes procesos:

    - Explotacin mina - Chancado secundario - Lixiviacin (LIX) - Extraccin por solventes (SX) - Electro obtencin (EW) Esta cadena de proceso es la ms corta y de menor costo para obtener cobre.

    b) Sulfuros de cobre, con los siguientes eslabones bsicos: - Explotacin mina - Chancado secundario y terciario - Molienda - Concentracin por flotacin - Fundicin de concentrados (FU) - Refinacin Electroltica (RE)

    En ambos casos, el producto final de la cadena de valor es un ctodo de cobre

    de alta pureza producido electroqumicamente, que se comercializa como un commodity. Estas cadenas se integran en grandes grupos de proceso y de negocio como sigue:

    Integracin Mina- Planta.

    El grupo de procesos y operaciones Mina para el caso de la lnea de xidos, normalmente est asociado a minas a rajo abierto debido a que stas explotan el mineral que est en la superficie y, por ende, en mayor contacto con oxgeno del aire y con mayor probabilidad de encontrarse oxidado; mientras que en el caso de la lnea de sulfuros est asociado a minas de tipo subterrnea con minerales a gran profundidad y sin contacto con oxgeno, lo que favorece la asociacin con azufre.

    La entrada a este grupo de procesos integrados es la mina propiamente tal, y

    sus salidas son el mineral seleccionado que ingresa, en primer lugar, a una planta de chancado para adecuar el tamao del mineral a los procesos metalrgicos de extraccin posteriores de la planta.

    Para el caso de los xidos, los procesos Planta estn totalmente integrados a los

    de Mina, incluso hasta el producto final que son ctodos de cobre, pues habitualmente todas sus operaciones se encuentran contiguas en un mismo sector geogrfico, abordados en un mismo proyecto de inversin y, normalmente, no hay un mercado para sus productos intermedios. Mientras que en el caso de los sulfuros, el concepto Planta termina en la etapa de concentracin por flotacin y su producto final son concentrados de cobre y en algunos casos concentrados de molibdeno como subproducto. Estos son productos intermedios para la cadena global del cobre, pero tienen un mercado a nivel mundial, cuyos clientes son fundiciones y refineras

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    electrolticas en el caso del cobre y hornos de tostacin en el caso del molibdeno, los que constituyen una segunda integracin de procesos tecnolgicos y de negocios. Esta segunda cadena integrada para el cobre, se denomina FU-RE.

    Integracin FU-RE

    El grupo de procesos FU tiene por objetivo principal la eliminacin del azufre y gran parte de las impurezas que acompaan al cobre en los concentrados, mayoritariamente hierro (Fe) y azufre (S). Dado que estos componentes son combustibles, constituyen un importante aporte de energa, por lo que existen procesos autgenos que aprovechan las reacciones exotrmicas de oxidacin con oxgeno para fundir el concentrado fresco, es decir no requieren aporte adicional de energa principalmente en la primera etapa de fusin y conversin. Las principales etapas de los procesos FURE son:

    - Fusin conversin: En esta etapa se funde el concentrado y se elimina la mayor parte del azufre y el hierro y es donde se obtiene el mayor aporte energtico. La entrada a esta etapa es concentrado de cobre y su salida es cobre fundido impuro que luego es refinado a fuego.

    - Refinacin a fuego: El cobre fundido ya en estado metlico, es tratado para eliminar los remanentes de azufre a un nivel mnimo que permita su moldeo. El producto de esta etapa es cobre relativamente puro, normalmente en forma de nodo wire bar; ste ltimo es de mayor pureza y constituye un producto final.

    - Tratamiento de gases: Los gases son acondicionados y tratados en una planta donde el azufre contenido es convertido a cido sulfrico, el que constituye un subproducto para venta.

    - Tratamiento de escorias: Las escorias de la etapa de fusin conversin son tratadas en hornos especiales, cuyo objetivo es recuperar el cobre contenido en las escorias. De esta etapa se obtiene la escoria final que constituye un residuo industrial slido con muy bajos contenidos de cobre.

    La entrada a este grupo de procesos integrados (FU) es el concentrado de cobre

    que puede ser una mezcla de ellos de distinto origen, mientras que sus salidas son diversas, siendo el cobre moldeado en forma de nodos la que contina a las etapas siguientes de purificacin y que contiene el mayor valor econmico, seguido por cido sulfrico, escorias, polvos y gases como subproductos y residuos.

    Los procesos RE, lo constituye fundamentalmente las siguientes etapas: - Refinacin electroltica: El cobre moldeado en forma de nodos es tratados

    por medios electroqumicos para su purificacin y obtencin del producto final, los ctodos de cobre.

    - Tratamiento y descarte de electrolito. Una parte de Las impurezas de los nodos es disuelta en el electrolito, por lo que ste debe ser tratado o descartado para sacarlas del proceso de electrlisis.

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    - Tratamiento de barros andicos: Los metales ms nobles que el cobre y las impurezas insolubles conforman el barro andico que se deposita en el fondo de las celdas de electrlisis. ste barro constituye un subproducto valioso por los contenidos de metales preciosos como plata, oro, platino, paladio, as como otros componentes de inters econmico como selenio, teluro y cobre remanente.

    - Operaciones de manejo de electrodos: El cobre en forma de nodos a la entrada, los ctodos donde se deposita el cobre electroltico y el cobre producido constituyen los electrodos, que deben ser manipulados a la entrada, al interior y a la salida del proceso de electrlisis.

    En los procesos FU-RE se generan diversos productos intermedios y

    subproductos que cuentan con mercado a nivel mundial, principalmente los siguientes:

    - nodos de cobre - cido sulfrico - Barro andico (cobre, oro, plata, selenio, teluro, platino-paladio) - Restos de nodos - Cobre electroltico (despuntes de ctodos)

    El negocio FU-RE est desagregado del negocio Mina-Planta debido al gran

    mercado mundial de concentrados de cobre, que se transa en base a precios por el servicio de procesamiento, mientras que el precio del cobre contenido es asumido de acuerdo a las bolsas de metales, por lo que el precio de venta del cobre no es un ingreso para esta integracin; as el resultado econmico ser siempre un costo para el negocio minero global que depender de la oferta de servicios de los procesos FU RE en el mundo.

    En el grupo de procesos FU-RE se aplica el concepto de maquila, es decir, se

    paga por el servicio de procesamiento, descontndolo del precio del cobre contenido, concepto en el que se asume en acuerdo un determinado porcentaje de recuperacin de metales base contenidos, bsicamente cobre, plata y oro. As, se distinguen ingresos netos por los cargos de tratamiento de concentrados (TC) para los procesos FU y cargos de refinacin de cobre (RC) para los procesos RE.

    Otros ingresos del negocio FU-RE, lo constituyen la venta de subproductos, los

    mrgenes de recuperacin metalrgica superior al pactado y los premios por calidad de ctodos. En algunos casos tambin se consideran castigos o rebajas del precio por impurezas contenidas en los concentrados que el dueo del proceso FU-RE lo considera un ingreso a su gestin (4).

    3. Descripcin de procesos FU - RE

    La figura 1 muestra un diagrama que describe los flujos y procesos integrados FU de una planta convencional (1). En esta figura, las lneas y flechas gruesas muestran

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    la lnea central o eje que sigue el cobre como elemento principal, mientras que las lneas ms delgadas de la parte inferior representan los flujos secundarios de materiales lquidos (fundidos). Las lneas delgadas en la parte superior representan los flujos secundarios de materiales gaseosos, los que en una primera etapa de limpieza seca generan polvos como residuos slidos, mientras que en una segunda etapa de limpieza hmeda y en los procesos qumicos de la planta de cido suman agua, generando flujos de residuos lquidos.

    Las etapas de los procesos integrados FU son: - Fusin: Sus equipos existentes en la industria son, el Horno Flash,

    Convertidor Teniente, Convertidor Noranda y Hornos Reverbero; aun cuando stos ltimos (hornos reverbero) son obsoletos para el cobre por las dificultades que tiene para el manejo ambientalmente seguro de los gases. Asimismo existen tecnologas menos difundidas tales como el proceso Mitsubishi continuo, los hornos Isasmelt, Ausmelt, Vanyucov y Contop (3), y otras nuevas tecnologas en desarrollo como el proceso BBR (Bottom Blown Reactor) originado en China (5). En general, existe la tendencia a ser ms populares los equipos autgenos que aprovechan la energa liberada por la reaccin de oxidacin del azufre y el hierro para fundir el concentrado fresco. Un insumo importante para lograr que la fusin sea autgena es el oxgeno, que se agrega como una mezcla de aire y oxgeno , ste ltimo generado en una planta anexa a la fundicin. El producto de esta etapa es un material fundido que contiene sulfuros de cobre y hierro, con contenidos entre 70% y 80% de cobre, denominado metal blanco.

    - Conversin: Sus equipos existentes en la industria son los tradicionales convertidores Peirce Smith y Hoboken, el moderno Convertidor Flash y el convertidor Mitsubishi continuo (3). Se ocupa aire atmosfrico o enriquecido con oxgeno de una planta anexa, al igual que en el proceso de fusin, sin embargo, en este caso el contenido remanente de calor es menor por lo que la capacidad de fusin es muy limitada. El producto de esta etapa es cobre fundido con remanentes de azufre e impurezas menores, denominado cobre blster.

    - Refinacin a Fuego: Los equipos existentes en esta etapa en la industria son

    normalmente hornos tipo basculante; en algunos casos se usan adems hornos tipo reverbero que permiten tratar los flujos lquidos de la fundicin, as como tambin productos intermedios de cobre slido como son los restos de nodo o scrap de refinera. sta es la etapa final de los procesos FU, desde donde se producen los nodos que ingresarn a la Refinera Electroltica, despus de una etapa de moldeo. En algunas fundiciones existe la opcin de producir cobre RAF como producto final sin pasar por la etapa de refinacin electroltica.

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    - Limpieza de escoria: Las escorias de las etapas de fusin y conversin son tratadas en hornos elctricos o de tipo basculante (HLE) (3). El producto de estos equipos es la escoria final de los procesos FU, adems de gases y polvo como residuos.

    - Planta de cido: Los gases sulfurosos de los equipos de fusin y conversin

    son limpiados y convertidos a cido sulfrico como producto final. En esta etapa se producen adems importantes flujos de residuos lquidos y slidos (polvos), principalmente desde sus etapas de limpieza de gases.

    Figura 1.- Diagrama general de procesos FU La figura 2 muestra un diagrama de los procesos integrados RE de una planta

    convencional (1), en donde el proceso final para el cobre es la refinacin electroltica que produce ctodos de cobre. En este grupo de integracin cada etapa se realiza en una o distintas instalaciones industriales ya que sus entradas y salidas tienen mercados por s mismos dado el alto valor de sus componentes.

    Las etapas del grupo de procesos RE son:

    - Refinacin electroltica: En esta etapa se produce la disolucin

    electroqumica de nodos impuros de cobre en un electrolito con cido sulfrico, y la electro deposicin selectiva del cobre puro. Los elementos ms nobles que el cobre, tales como plata, oro, platino y paladio, as como las impurezas que forman compuestos insolubles pasan a constituir un barro andico que se acumula en el fondo de las celdas de electro refinacin; mientras tanto una parte de las impurezas es disuelta en el electrolito tendiendo a cumularse, por lo que una parte de l debe ser tratado o descartado para retirar dichas impurezas del proceso de electrlisis. Adems, una parte de los nodos no puede ser disuelto debido

    CIDO SULFIRICO

    FUSIN

    Convertidor Teniente

    Convertidor Noranda

    Horno Flash

    CONVERSIN

    Convertidor Pierce Smith

    PLANTA DE CIDO

    REFINERA A FUEGO

    Hornos basculante

    GASES

    HORNO LIMPIEZA

    Horno Electrico

    HLE TenienteESCORIAS DE FUSIN CONVERSIN

    ESCORIAS RAF

    ESCORIA

    FINAL

    RILES

    RISES

    polvos PEPA

    NODOS A

    REFINERA

    POLVOS

    CONCENTRADOS

    METAL BLANCO

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    a la configuracin fsica de las celdas, por lo que deben ser reciclados a la fundicin donde se funden y se devuelven a la electrlisis con la forma de nodos nuevos. Con ello se cumple el propsito de producir cobre de muy alta pureza, que constituyen el producto final del negocio minero del cobre.

    - Tratamiento de scrap o restos de nodos: tiene por finalidad reciclar a la refinera el cobre que no ha sido disuelto en la electrlisis y volver a darle la forma de nodos; para esto, existen hornos tipo reverbero y verticales. Dado que estos funden cobre slido, la entrada a esta etapa puede ser de distintos orgenes como scrap o restos de nodos provenientes de otras refineras o cobre slido de otras industrias, generando con ello un nuevo mercado para la cadena de valor de la minera del cobre. En algunos casos, el tratamiento de restos de nodos se realiza en los mismos hornos de refinacin de la fundicin, con lo que, en este caso, se generan otras sinergias entre ambos grupos de procesos (Fu y RE).

    - Tratamiento de barros andicos: El tratamiento de este material consiste

    en la eliminacin del cobre remanente por lixiviacin y posterior filtracin y secado, generndose un producto intermedio denominado Barro Andico Descobrizado, que puede ser posteriormente beneficiado en una planta de metales nobles para la recuperacin de plata, oro, platino, paladio, selenio y teluro, y otros metales inters comercial. En chile exista hasta 2010 una planta de metales nobles en la Refinera Electroltica Ventanas de Codelco, integrada a los proceso RE, sin embargo sta fue cerrada por aspectos ambientales y de escala econmica, por lo que hoy slo se produce barro andico, siendo ste el estndar actual de los procesos RE en Chile. El barro andico descobrizado cuenta con mercado a nivel mundial, sin embargo su comercializacin debe ajustarse al Convenio de Basilea, pues es considerado un residuo peligroso por sus altos contenidos de impurezas. Principalmente arsnico y antimonio.

    - Tratamiento de electrolito: El proceso de electrlisis requiere descartar electrolito de modo constante para retirar las impurezas del proceso de electrlisis del cobre, el que debe ser tratado para estabilizar los contaminantes y para recuperar el cobre contenido y eventualmente otros metales de inters comercial (p.e. nquel). Actualmente, el tratamiento ms comn es el reciclo a plantas de lixiviacin (xidos de cobre) como cido dbil, donde se aprovecha el exceso de cido sulfrico contenido. Adicionalmente en la refinera electroltica de Ventanas existe la experiencia de tratamiento con tecnologas novedosas que permiten estabilizar las principales impurezas, adems de recuperar los contenidos valiosos, generando residuos lquidos aptos para ser tratados y dispuestos en cuerpos de naturales de agua (1).

    - Manejo de electrodos: Una parte importante de este grupo de procesos es el manejo de electrodos y materiales de cobre que intervienen en el

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    proceso de electrlisis, as en esta etapa se deben manejar nodos de cobre provenientes de la fundicin, ctodos de acero base para el depsito de cobre y ctodos de cobre propiamente tal. Actualmente la tendencia es que este manejo sea con uso intensivo de tecnologa, siendo las ms relevantes las tecnologas ISA Process y KID Process; adicionalmente estn en uso tecnologas robticas para el manejo de electrodos en procesos EW de la mediana minera con posibles proyecciones a la refinacin de nodos de cobre provenientes de la lnea de sulfuros.

    Figura 2.- Diagrama general proceso Refinera

    4. Revisin global de aspectos ambientales En los procesos y operaciones Mina, los principales aspectos ambientales estn asociados a la intervencin del territorio por maquinarias y personas que pueden afectar tanto los ecosistemas como las comunidades del entorno con impactos tales como Erosin, prdida de suelos, emisiones material particulado y afectacin de recursos hdricos. Tambin se ven afectados el paisaje original y el uso de los suelos debido a los grandes volmenes de material que deben ser movilizados. Los procesos Planta de la lnea de xidos involucran uso de sustancias peligrosas, tal como cido sulfrico y solventes orgnicos que conllevan altos riesgos durante la operacin de plantas y grandes pasivos por la disposicin de ripios o mineral lixiviado en los terrenos de la planta. SI bien existen acciones durante el montaje, construccin y operacin de la planta, que aslan estas sustancias del suelo, al final, al cierre de la planta, los residuos quedaran en el sector expuestos al medio ambiente si no se plantea un tratamiento posterior. Los procesos Planta de la lnea de sulfuros incluyen sustancias peligrosas, aunque menos nocivas que en el caso de la lnea de xidos, pero de mucho mayor volumen

    Descarte ElectrolitoNAVE ELECTROLITICA

    TRATAMIENTODE ELECTROLITO

    Pulpa de Barro Andico

    COBRE SLIDOexterno

    NODOSDesde Procesos FU

    PRODUCTO FINALCobre Electroltico

    TRATAMIENTO DE BARRO ANDICO

    REFINERIAA FUEGO

    (Hornos de nodos)

    BARRO ANDICO Descobrizado

    Electrolito filtrado

    OPERACIONES DE MANEJO DE ELECTRODOS

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    dado las mayores reservas de este tipo de minerales. Durante la operacin de la planta los principales aspectos estn asociados a afectacin de recursos hdricos y generacin de residuos industriales, mientras tanto, al cierre de la planta, el mayor aspecto lo constituye el material estril separado de la parte til del mineral, el que se denomina relave y que se dispone en grandes tranques que conforman represas constituidas por finas partculas de mineral estril, agua y residuos de sustancias qumicas. Los principales riesgos son el rompimiento de estas represas y la contaminacin de napas. Los procesos FU, tienen como principales aspectos ambientales la emisin de gases con azufre y polvos con contenidos de metales pesados a la atmosfera, la descarga de residuos lquidos a cuerpos naturales de agua y la percolacin de metales pesados desde los sitios de disposicin de polvos de fundicin y escorias. Los procesos RE por su parte, pueden afectar el medio ambiente mediante residuos lquidos con altos contenidos de metales pesados, o bien slidos que contienen estos mismos metales pesados, que se generaran en el tratamiento de los residuos lquidos. En general, todos los aspectos ambientales mencionados tienen algn grado de control o mitigacin dado por las actuales tecnologas y normativas, sin embargo, sus impactos no estn suficientemente abordados, lo que se puede reflejar en que la opinin pblica ha manifestado un creciente rechazo a la instalacin de nuevas faenas mineras y fuertes reclamos por las ya existentes.

    5. Descripcin del Negocio FURE En resumen, los grupos de procesos FU-RE tienen una integracin de etapas o

    subprocesos tecnolgicos que generan productos intermedios, subproductos y residuos que intervienen en la ecuacin econmica del negocio minero, aportando ingresos en el caso de sub productos y productos intermedios, como costos en el caso de los residuos e impurezas que deben ser asumidos para el tratamiento y/o disposicin final.

    Los grupos de procesos integrados para la lnea de xidos de cobre se puede

    resumir como el grfico de la figura 3, donde las operaciones mina aportan a la etapa siguiente el mineral con un chancado primario y ganga como residuo, mientras que los procesos Planta entregan ctodos de cobre electro obtenido como producto final y ripios de lixiviacin como residuo.

    Figura 3.- Procesos integrados Mina-Planta en la lnea de xidos de cobre

    OPERACIONES MINA

    (Minerales oxidados)

    PROCESOS PLANTA

    (Minerales oxidados)

    Mineral chancado primario

    CTODOS EW

    GANGA RIPIOS

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    Los grupos de procesos integrados para la lnea de sulfuros de cobre se

    representan en el diagrama de la figura 4, donde se observa que los Procesos Mina-Planta tienen como resultado concentrados de cobre y molibdeno que constituyen un producto intermedio que se transa en el mercado minero, de hecho Chile exporta en forma de concentrados del orden de 50% del cobre fino producido en el pas (2). Los procesos FU-RE en el mundo reciben los concentrados de cobre y generan ctodos electro refinados como producto final, productos intermedios con mercados internacionales al interior de los negocios mineros y subproductos que se transan en mercados de otras industrias, adems de una serie de residuos en estado slido, lquido y gaseoso que constituyen costos de tratamiento o pasivos ambientales.

    De acuerdo a lo anterior, los procesos FU-RE muestran una alta complejidad de

    componentes tecnolgicos que influyen en la ecuacin de negocio.

    Figura 4.- Procesos integrados Mina-Planta y FU-RE en la lnea de sulfuros de cobre

    OPERACIONES MINA

    (Minerales sulfurados)

    PROCESOS PLANTA(Minerales sulfurados)

    Mineral chancado primario

    CONCENTRADOS DE COBRE

    CONCENTRADOSDE MOLIBDENO

    PROCESOS FU

    NODOS DE COBRE

    COBRE RAF(o Wire Bar)

    PROCESOS RE

    BARRO ANDICO

    CIDO SULFRICORESIDUOS INDUSTRIALES(Escorias - Gases - Polvos - RILes)

    RESTOS DE NODOS(o Scrap de Refinera)

    CTODOS ER

    ELECTROLITODE DESCARTE

    IMPUREZAS(abatimiento en procesos RE)

    GANGA

    RELAVES

    Grupo de procesos integrados

    Subproducto con un mercado dentro del negocio minero

    xxx Producto final de cobre transado en el mercado

    xxx Subproducto con un mercado fuera del negocio minero

    XXX Residuos e impurezas del negocio minero

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    Dado el concepto de maquila que opera en el negocio FU-RE, se da la situacin

    que, en general, en periodos de bonanza de precios del metal se observan bajos precios de los cargos de tratamiento (TC/RC), lo cual sumado a la actual alza de costos de insumos y servicios como la energa, combustibles y mano de obra, y la ya mencionada complejidad de procesos tecnolgicos hace de ste un negocio de mrgenes estrechos (4).

    La figura 5, muestra un esquema de distribucin de costos e ingresos del

    proceso FURE, donde se aprecia el impacto de los principales componentes, a saber:

    - Cargos de tratamiento (TC/RC): correspondientes al pago por servicio de

    maquila que cobra FU-RE al negocio minero global.

    - Venta de cido sulfrico: producido con los residuos gaseosos de la fundicin de concentrados y vendido principalmente a las plantas de xidos de cobre (procesos LIX_SX_EW).

    - Ahorro logstico o factor de localizacin: corresponde a una fraccin del ahorro producido al transportar ctodos de cobre en lugar de concentrados.

    - Premios: corresponde a un adicional al precio del cobre dado por la preferencia del mercado por los ctodos de un determinado origen.

    - Margen de recuperacin cobre, oro y plata: Corresponde a la diferencia valorada a precio de mercado de metales, producida entre la recuperacin metalrgica pactada en los TC/RC respecto de la real de planta.

    - Penalidades por impurezas: Corresponden a multas por exceso de impurezas por sobre la cantidad pactada en los TC/RC.

    Los costos de operacin de los procesos FU-RE se muestran de forma global, correspondiendo a 70% a los procesos Fu y 30% a los procesos RE.

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    Figura 5.- Esquema de costos e ingresos del negocio FURE Chuquicamata (4)

    Como se observa en la figura 5, los ingresos por TC/RC si bien son los de mayor aporte, no alcanzan a superar los costos y, por otra parte, son resultado del mercado de maquila y de las negociaciones de los interlocutores e intermediarios del mercado de concentrados.

    Si consideramos como base los ingresos por TC/RC y la venta de cido sulfrico,

    podemos decir que los mrgenes del negocio FU-RE est dado por los ingresos por premios, el margen por recuperacin metalrgica, los premios por calidad y las penalidades por impurezas, tems sobre los cuales es posible realizar esfuerzos tecnolgicos para incrementar los ingresos. Lo siguiente es una revisin de estos tems:

    - Ahorro logstico: Constituye la diferencia de costos entre vender

    concentrados de cobre respecto de vender ctodos. Esto puede llevar a pensar que sera el margen de aporte si se invierte en refineras de cobre. La conveniencia de estas inversiones pasa por la desagregacin del negocio en base la proyeccin de los cargos de refinacin (RC) y la revisin de costos y pasivos ambientales de los procesos RE.

    - Premios por calidad: Los aspectos que influyen en las preferencias de mercado que motivan estos ingresos adicionales corresponde a criterios amplios de calidad y medio ambiente, tal como los expuestos en las normas ISO 9.000 e ISO 14.000. Los aspectos tecnolgicos que influyen en estos conceptos pueden ser fsicos y qumicos del ctodo y que son influenciados en gran parte por el balance de impurezas en el proceso de electrlisis,

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    principalmente arsnico, antimonio y bismuto (6). En este sentido cobra relevancia la revisin de tecnologas en orden a mejorar estos aspectos.

    - Margen de recuperacin: ste es un aspecto netamente operacional,

    donde la influencia est dada por las tecnologas usadas para los procesos productivos y por la gestin operacional de estas tecnologas.

    - Penalidades por impurezas en los concentrados: Como se dijo, esto

    constituye una transferencia de costos a las etapas Mina-Planta por el abatimiento de impurezas en los procesos FU-RE, pero tambin constituye un desincentivo a la produccin, pues esta restriccin puede impedir que una parte de los concentrados pueda ser comercializado, toda vez que conjuntamente se establecen lmites superiores sobre los cuales este material no es recibido en los procesos FU-RE. Este tem no constituye en la prctica un ingreso para el negocio minero global, sino un costo que en la prctica debe ser considerado de modo global y no slo de los procesos FURE. Este criterio cobra especial relevancia debido a que la creciente presin por los aspectos ambientales puede motivar la aparicin de costos cada vez mayores dados los pasivos ambientales existentes y posibles costos ocultos.

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    6. Conclusiones

    Se ha mostrado una visin general del negocio minero del cobre con las principales integraciones tecnolgicas y de negocio que lo conforman, describiendo con detalle los esquemas de los procesos FU-RE.

    Los procesos de la lnea de sulfuros de cobre muestran una mayor complejidad de componentes tecnolgicos que influyen en la ecuacin de negocio, respecto de los procesos de la lnea de xidos de cobre. Esta mayor complejidad se traducen en la prctica en la generacin, por un lado, de flujos de salida de productos intermedios que se transan al interior del negocio minero, por otro de productos y subproductos que se transan mercados de otras industrias y, finalmente, de residuos e impurezas que constituyen costos y pasivos ambientales.

    Lo anterior, sumado al hecho que ante escenarios de altos precios del metal los cargos de tratamiento y de refinacin disminuyen por efecto de la mayor oferta de plantas de proceso y los actuales altos costos de insumos y servicios, hacen que el negocio FU-RE sea de carcter estrecho.

    Los ingresos del negocio FU-RE por TC/RC son los de mayor aporte, sin embargo no alcanzan a superar los costos, por lo que cobran especial relevancia otros tems de ingreso que aportan al negocio global minero, tal como premios por conceptos de calidad y medio ambiente, margen de recuperacin de cobre, plata y oro, aspectos que pueden ser influenciados por el control de impurezas y las tecnologas usadas.

    Las penalidades por impurezas no son ingresos para el negocio minero global, sino slo una transferencia de costos desde un rea de procesos a otra. Por otra parte, estos costos pueden ir en aumento dado la creciente presin por mejorar los aspectos ambientales de la industria.

    Lo anterior permite deducir que los aspectos tecnolgicos y de control de impurezas deben ser abordados en toda la cadena de valor.

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    Referencias

    1. Olmos, C. (2009). Control de Impurezas en una Refinera de Cobre (Tesis Magister Ciencias de Ingeniera cm Ing. Qumica, Pontificia Universidad Catlica de Valparaso).

    2. S/a (2008, Abril) Minera: La Actividad Ms Importante de Chile. Revista Enfoque Estadstico. Instituto Nacional de Estadsticas, Chile. Extrado en Noviembre del 2014 de http://www.ine.cl/canales/sala_prensa/noticias/2008/abril/pdf/mineria.pdf

    3. Devia, M. (2007) Aporte de Valor de Procesos de Fundicin y Refinera. Diplomado Gestin de Operaciones del Procesamiento de Minerales, Universidad de Chile.

    4. Ocedin, R. (2013). Estrategia de maximizacin de los ingresos del negocio fundicin y refinera. Tesis Magister en Gestin y Direccin de Empresas, Universidad de Chile. Extrado en Noviembre del 2014 de http://www.tesis.uchile.cl/handle/2250/114410.

    5. S/a (2014, 20 Mayo) Panorama de Fundiciones y Refineras en Chile: Buscando la competitividad. Revista Ingenieros del Cobre y Minera. Extrado en Noviembre del 2015 de http://www.ingenierosdelcobre.cl/?p=473.

    6. Cooper, Ch. (s/f) Comportamiento y Control de Impurezas en Refinacin Electroltica de Cobre, Revista Minerales vol. 43 N 183.pp 55-67.

    mailto:[email protected]://www.ine.cl/canales/sala_prensa/noticias/2008/abril/pdf/mineria.pdfhttp://www.tesis.uchile.cl/handle/2250/114410http://www.ingenierosdelcobre.cl/?p=473

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    Glosario

    LIX: Proceso de lixiviacin. SX: Proceso de extraccin por solventes lquidos. EW proceso de electro obtencin. FU Conjunto de procesos integrados de una fundicin de

    concentrados de cobre. RE Conjunto de procesos integrados de una refinera electroltica de

    cobre. RIL Residuo industrial lquido RIS Residuo industrial slido Commodity Mercanca transada en el comercio generalmente asociado a

    productos genricos, bsicos y sin mayor diferenciacin entre sus variedades.

    Mina Conjunto de labores e instalaciones necesarias para explotar un yacimiento, que incluye una planta de chancado primario.

    Planta Instalacin industrial o fbrica donde se tratan o benefician minerales con un chancado primario.

    Maquila Porcin del cobre que corresponde al operador de planta por el procesamiento del mineral.

    Ctodo de cobre Se llama al cobre producido por un mtodo electroqumico, correspondiente al electrodo negativo de la electrlisis.

    nodo Electrodo positivo de la electrlisis. Flotacin Proceso fisicoqumico de tres fases (slido-lquido-gas) para la

    separacin de especies minerales mediante la adhesin selectiva sus partculas a burbujas de aire.

    Restos de nodos Es la parte de los nodos sometidos a refinacin electroltica que no es disuelta en el proceso.

    Scrap Restos de nodos. Barro andico Es el material remanente en el fondo de las celdas de electrlisis

    constituido por los componentes menores del nodo que no se disuelven.

    Fusin Proceso fsico que consiste en el cambio de estado de la materia del estado slido al estado lquido por la accin del calor.

    Conversin Se llama al proceso de eliminacin de azufre desde sulfuros de cobre fundido por medio de la adicin de aire puro o mezclado con oxgeno.

    Refinacin a Fuego: Consiste en eliminacin de impurezas remanentes en el material, mediante un tratamiento trmico.

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