N° 15 Mine to Crush (Fragmentación para Lixiviación de Oro sin Chancado) - D. Yancachajlla

VIII JORNADAS DE TRONADURA ASIEX 2008 MINE TO PAD

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ING. DINO YANCACHAJLLA TITO 1

Mine to Pad(Fragmentación para Lixiviación de Oro sin Chancado)

Dino Yancachajlla Tito, Asistente de Perforación y Voladura, Mina de Oro a Rajo Abierto, La Libertad, Perú

RESUMEN: Actualmente en las minas de cielo abierto en el Perú se viene implementando los procesos delixiviación sin chancado ni molienda, especialmente en oro. Esta mina a rajo abierto desde 1994 es una de lasprimeras faenas con dicho proceso obteniendo una buena recuperación con material fragmentado sin ningúntipo de problemas, logrando un tamaño ideal de 4 pulgadas para lograr el proceso efectivo. Este proceso essimilar al MINE TO MILL pero adaptado a este nuevo proceso donde uno de los principales puntos es elmicrofracturamiento de la roca sin chancar ni moler.

A medida que pasaron los años se fue implementando nuevas técnicas para la mejora en la fragmentaciónlogrando incrementar la recuperación del mineral fragmentado y optimizando los rendimientos de carguío yacarreo (KPI); obteniéndose índices de gestión alentadora.

El presente trabajo muestra los resultados obtenidos hasta la fecha logrando reducir el costo total de minado,sobretodo en la planta concentradora; logrando una tonelada económica y no barata. También se detallarán losíndices de trabajos que se minorizan en el proceso de lixiviación para la mayor recuperación y todo lo queconcierne al proceso final (Lixiviación – planta) de todo el ciclo de trabajo.

1 INTRODUCCIÓN

La tronadura es la primera etapa del proceso de conminución, compitiendo con las otras etapas deeste proceso: chancado y molienda; preacondicionando la roca para su posterior tratamiento, de laforma más económica para el costo total de minado; siendo el objetivo la calidad de fragmentacióncomo producto final.

Al referirnos al producto final (fragmentación), no solo consideramos los procesos físicos, comoextracción, transporte, chancado y molienda. Ya se ha demostrado la importancia de la creación demicrofracturas en el mineral para el tratamiento por parte de planta metalúrgica por la facilidad demolienda, por disminución de su “work index”, por el aumento de la eficiencia de la lixiviación ypor el aumento de superficie específica.

Inicialmente se comenzó realizando tronaduras sobredimensionando el explosivo para obtener unafragmentación mínima alrededor de 3 pulgadas; posteriormente se hicieron investigaciones acercadel tamaño ideal para el optimo proceso en la lixiviación en pilas logrando una fragmentaciónpromedio para la adecuada percolación de la solución hacia el fragmento poroso microfracturado.

1.1 Proceso de lixiviación en pilas del mineral minado sin chancado en pad

La parte fundamental de las operaciones en esta mina a rajo abierto es la extracción del oro y platapartiendo de la lixiviación del mineral de los Pads, una vez almacenado en ellos el mineral extraídode los tajos y acondicionados con la cal necesaria para lograr un PH adecuado para la mejorrecuperación de los metales. La lixiviación se hace con una solución cianurada y alcalina que atrapaa los metales al percolar por el pad.

La solución discurre por tuberías que colocadas en el fondo del Pad sobre geomembrana deprotección la trasladan a la poza de solución rica (Pregnant) y desde allí es bombeada a la plantadonde se encuentran las columnas de carbón activado que recolecta el oro y plata contenido en lasolución, que luego es pasado a otra poza de solución pobre (Barren) la cual es repotenciada y


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bombeada nuevamente hacia los Pads par iniciar una nueva etapa de lixiviación, como se nota estocompleta un circuito cerrado, que no emana nada de solución al medio ambiente.

Después de cargar con oro y plata las columnas con carbón activado los carbones de las columnasson pasados a la planta de desorción a presión en donde se obtiene un cemento conteniendo losmetales dicho cemento irá luego al horno de fundición el cual a 1100ºC de temperatura,obteniéndose del dicho proceso como producto final las barras doré con contenido de oro y plata.

FIGURA N°1: FLOW SHEETH RESUMEN OPERACIONES DE LIXUVIACION Y ADSORCION PLANTA

FIGURA N°2: DIAGRAMA DE FLUJO DE OPERACIÓN DE LA PLANTA BENEFICIO


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1.2 Eficiencia de riego en las pilas de lixiviación

Es cierto que los problemas más comunes en este sistema de procesamiento son el taponamiento enlas mangueras causadas por el gotero o al mineral que por la cantidad de finos se compacta y formascanalizaciones internas que segregan la solución, la reducción de la calidad de riego, la distribuciónde mineral y solución en las pilas.

Esta operación de lixiviación será controlada a través de los ratios de riego, eficiencia de lasmangueras de riego, taludes, retiro de los taludes y control horizontal de pisos de la descarga demineral. Asimismo, la solución será controlada cada 12 horas, para nivelar las concentraciones decianuro y cal.

Sin embargo las microfracturas del mineral tronado depositados en las pilas de lixiviación es unparámetro importante puesto que de ello dependerá la velocidad de riego y de alcance para la buenalixiviación; siendo también una ventaja en la recuperación metalúrgica obteniéndose mejoresíndices de rendimiento para la planta. Este es uno de los factores que influyen en la eficiencia deriego que a continuación mencionaremos.

FOTO N° 01: SISTEMA DE RIEGO Y SALIDA DE SOLUCION

1.3 Fragmentación optima como único proceso de conminución (reducción de tamaño) paralixiviación

Debido a que los minerales se encuentran asociados a la ganga, se hace necesaria la reducción detamaño por tronadura de manera que exista una liberación de los granos mineral desde la matrizmediante la microfracturación durante la detonación.

La reducción de tamaño es la etapa de mayor consumo energético, por lo que ella debe ser óptimapara asegurar un buen regadío en las pilas de lixiviación y evitar problemas en la velocidad de riegoy la recuperación que provocaría la generación de partículas demasiado finas, las que perjudican laetapa global de concentración.

La conminución en sí comienza y termina durante el proceso de detonación de los taladros mediantela interacción en milisegundos entre las fuerzas de compresión entre ellos; y también entre lainteracción de roca y roca como producto del primer proceso. Como el producto generado tiene untamaño adecuado para el tratamiento metalúrgico de concentración, no se hace necesario etapas


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posteriores de molienda, siendo solo prioritario tronar el mineral de la manera optima y tener unafragmentación sin chancado.

Los minerales a lixiviar son preparados mecánicamente, con una reducción de tamaño adecuada demodo de exponer una gran superficie que permita un contacto intimo entre la solución y lasuperficie del mineral y una etapa de aglomeración en la cual se consigue la adhesión de partículasfinas a las mas gruesas, permitiendo una distribución uniforme de tamaño en la alimentación a pilasde lixiviación.

El microfracturamiento de la roca para la lixiviación; esta tiene por objeto incrementar lapermeabilidad natural a base de crear nuevas grietas o fisuras qué sirvan de posa a la circulación delfluido. La fractura por tronadura, utiliza detonaciones que genera grietas y fracturas iniciales quepermiten la exposición del mineral para ser atacado por el liquido que circula a través de el.

1.4 Tamaño de partícula

El oro grueso no podrá ser disuelto completamente en el tiempo disponible para llevar a cabo elproceso de cianuración. El tamaño de partícula condiciona el esquema de procesamiento delmineral. Oro fino y limpio: cianuración. Una partícula de oro de 45 micras no tarda más de 12 horaspara disolverse, y una de 150 micras no tarda más de 48 horas.

1.5 Permeabilidad de la pila

La permeabilidad de la pila durante la operación de lixiviación, es el mayor factor a considerar paraobtener máxima recuperación del mineral. La aglomeración de grandes cantidades de mineral conarcilla mejora la permeabilidad y hacen el proceso efectivo. El método para la aplicación de lasolución de lixiviación, como anteriormente se declaró, puede significativamente influenciar en laporosidad cerca de la superficie, el movimiento de la solución a través de éste, y el resultado enobtener el oro.

2.0 MINE TO PAD

Este nuevo concepto también llamado Mine to Leach es la acción de fragmentar para lixiviar en orosin chancar ni moler; donde el material tronado es depositado directamente en las pilas delixiviación para su regado y proceso para la obtención de la barra de oro. Esta es una de las primerasfaenas que innova este nuevo concepto para un minado selectivo y errático en los proyectos detronadura.

2.1 Historial de las técnicas usadas en la tronadura para el microfracturamiento(1996 – 2008)

2000 Implementación del uso del sistema de iniciación no eléctrico.2002 Mejoramiento en las secuencias de salida en los disparos para el microfracturamiento

de la roca.2004 Cambio de los retardos de superficie de 800/25 MS a 800/17 MS2006 Aplicación de cámaras de aire en zonas de roca suave y media.2007 Iniciación electrónica en zonas duras de los tajos.2008 Uso de retenedores de energía en todos los tipos de dureza.2008 Proyecto de reemplazo de Anfo Pesado a emulsión gasificada.


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2.1.1 Implementación del uso del sistema de iniciación no eléctrico

A inicios de la operación minera de dicho rajo se realizaba la tronadura con cordón detonante entodos los diseños. A consecuencia de disparos mal secuenciados, mala fragmentación, bajarecuperación metalúrgica y de medio ambiente se implementó en el año 2000 el sistema deiniciación no eléctrico obteniendo buenos resultados bajando los niveles de vibraciones,mejoramiento en la fragmentación, aumento de la recuperación metalúrgica levemente yminimización de de tiros quedados. Si bien es cierto se incremento el costo de tronadura sedisminuyo el costo total de minado.

2.1.2 Mejoramiento en las secuencia de salida mediante el microfracturamiento de la roca

En el año 2002 se modificaron las secuencias de salida para aprovechar el choque entre elfracturamiento producido entre pozo y pozo realizando salidas de distintas maneras con doble ytriple salida de talaros en el inicio para obtener una cara libre mucho mayor y con ángulos de caralibre mayor.

Se obtuvo mejores resultados que los anteriores reduciendo el costo total de minado con respecto alos años anteriores.

2.1.3 Cambio de los retardos de superficie de 800/25 MS a 800/17 MS

En el año 2004 al modificar anteriormente las secuencias de salida se necesitó minorizar losretardos de superficie de 800/25 MS a 800/17 MS para aprovechar mas en el proceso demicrofracturamiento de la roca entre pozo y pozo durante la tronadura.

Ello nos facilitó en realizar mayores diseños de salida mejorando también en el direccionamiento delos polvorazos.

2.1.4 Aplicación de cámaras de aire en zonas de roca suave y media

En el año 2006 al presentarse dificultades en las proyecciones y fly rock; se adicionaron las cámarasde aire solamente para roca suave y roca media en todos los rajos de la mina. Se redujo obviamentelas proyecciones de roca, se redujo la carga por pozo y se ampliaron los espaciamientos de losdiseño de malla de perforación en los tipos de roca mencionados.

2.1.5 Iniciación electrónica en zonas duras de los tajos

En el año 2007 ante el desafió de mejorar los diseños en rajos de roca dura y muy dura seimplementó la iniciación electrónica obteniéndose excelentes resultados; ampliando elespaciamiento hasta mas de 0.40 cm. en las mallas mencionadas para el incremento de larecuperación metalúrgica del oro en los PADs.

Se incremento considerablemente el costo de voladura pero se compenso con el costo total deminado; sin embargo el incremento del espaciamiento de la malla de perforación tambiéncontribuyo para minorizar dicho incremento. El microfracturamiento en dicho sistema fue realmentenotable; en diferentes aspectos: secuencia de salida, reducción de factor de potencia, reducción en elcosto de perforación y la seguridad que nos brinda el sistema electrónico. Así como también en elcosto total de minado.


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2.1.6 Uso de retenedores de energía en todos los tipos de dureza (Año 2008)

Este tipo de accesorio esta aun a prueba; al inicio se probó a 0.40 cm. de la carga continua detaladro; para luego reducirlo a 0.30 cm. de dicha columna de carga. Ello nos dio como resultadoaprovechar más la energía con mejoramiento en la fragmentación en la parte superior del taladro.

2.1.7 Proyecto de reemplazo de Anfo Pesado a emulsión gasificada (Año 2008)

Este proyecto recién se esta iniciando y esta programada para diciembre de este año; teniendodiseños preliminares en rajos de dureza media.

2.2 Análisis del efecto de la fragmentación con respecto a la lixiviación

En el cuadro que se aprecia se ve claramente como los costos de carguío y remoción de mineral enel tajo sacalla en minera Comarsa disminuye al aumentar un poco más el costo de perforación ytronadura:

CUADRO N° 01: COSTO DE PERFORACION Y TRONADURA VS COSTO DE CARGUIO Y REMOCION

COST OS DE P E RFORACI ÓN Y V OLADURA V s COST O DE CARGUÍ O Y RE M OCI ÓN M I NE RAL SACALLA

-

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

Sacal l a (Car +Rem) 0.149 0. 148 0.128 0.158 0.126 0.124

Per f . y Vol ad. 0.253 0. 321 0.337 0.281 0.213 0.152

ENE FE B M AR A BR M A Y JUN

En el grafico siguiente se visualiza el costo de producción US$/TM mineral puesto en Pad:

CUADRO N° 02: COSTO DE PRODUCIION US$/TM MINERAL PUESTO EN PAD

COSTODEPRODUCCIÓNUS$/TMMINERAL PUESTOENPAD- 2006

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

US$/T

M

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

W.O

.R

US$/TMMin. 2.49 2.35 2.48 2.57 2.19 2.43 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

W.O.R 2.06 1.59 1.68 1.67 1.70 1.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC


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2.3 Costos (consideraciones)

Es Rentable reducir el espaciamiento de perforación y tronadura? Un mineral mejor fragmentado será mejor lixiviado. Comparar la fragmentación ROM del año 2001 a malla D&B triangular (4.80mx4.80m) con

la fragmentación que obtendríamos reduciendo la malla de perforación y tronaduratriangular (4.50mx4.50m).

Tomar en cuenta que lo importante es el incremento en extracción.

3.0 GRANULOMETRIA POR IMAGEN

Realizando un análisis por imagen se muestra el comportamiento de las variables mostradas parauna malla de perforación y voladura de 5.50 m de espaciamiento:

CUADRO N° 03: PROYECTO 103 MALLA DE TRONADURA 5.50

CUADRO N° 04: PROYECTO 103 (SPACING 5.50)


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CUADRO N° 05: COMPARACION DE GRANULOMETRIA A SPACING 5.50 M

4.0 REDUCCION DEL COSTO TOTAL DE MINADO

A continuación apreciamos como los costos tanto en carguío, transporte y planta se reducen amedida que el costo de perforación y tronadura aumenta en cierta medida optimizando el costo totalde minado.

FIGURA N° 03: COSTO DE D&B vs. COSTO GLOBAL DE MINADO


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5.0 INDICES DE TRABAJO EN LOS PROCESOS DE LIXIVIACION DE ORO SINCHANCADO

Los índices de trabajo y de gestión donde se visualiza el mejoramiento en todos los procesos y en elmencionado:

CUADRO N° 06: RECUPERACION METALURGICA DE AU EN FUNCION P80

RECUPERACIONMETALURGICADEL Au EN

FUNCIONP80 DEDISTRIBUCION

GRANULOMETRICA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

4 5 6 7 8 9 10

P80(pulg)

Recupera

cio

nm

eta

lurg

ica

(%)

Recuperacion metalurgicapara P80

CUADRO N° 07: INFLUENCIA DE LA MALLA DE D&B SOBRE EL P80


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INFLUENCIADELAMALLADED&BSOBREELP80

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

4 5 6 7 8 9 10

MalladeD&B

P80

MalladeD&BvsP80

CUADRO N° 08: COSTO DE D&B VS. COSTO DE CARGUIO Y REMOCION MINERAL

COSTOSDEPERFORACIÓNYVOLADURAVs COSTODECARGUÍOYREMOCIÓNMINERAL SEDUCTORA

-

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

0.550

US$TM

Seductora(Car+Rem) 0.125 0.134 0.137 0.132 0.117 0.126

Perf. yVolad. 0.429 0.472 0.431 0.522 0.434 0.413

ENE FEB MAR ABR MAY JUN

CUADRO N° 09: COSTO DE D&B VS. COSTO DE CARGUIO Y REMOCION MINERAL


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COSTOSDEPERFORACIÓNYVOLADURAVs COSTODECARGUÍOYREMOCIÓNMINERAL TENTADORA

-

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

0.550

0.600

0.650

0.700

US$/T

M

Tentadora(Car+Rem) 0.133 0.141 0.143 0.146 0.136 0.130

Perf. yVolad. 0.493 0.624 0.533 0.582 0.547 0.516


CUADRO N° 10: EXTRACCION DE MINERAL Y DESMONTE AÑO 2006

EXTRACCIÓNDEMINERALYDESMONTEAÑO2006

-

500,000

1,000,000

1,500,000

2,000,000

2,500,000

3,000,000

3,500,000

4,000,000

4,500,000

5,000,000

TM

Mineral (TMS) 1,395,348 1,385,091 1,320,284 1,285,759 1,508,195 1,481,557

Desmonte(TMS) 2,874,829 2,207,389 2,215,320 2,145,057 2,557,883 2,937,194

TOTAL 4,270,176 3,592,480 3,535,604 3,430,817 4,066,078 4,418,751


CUADRO N° 11: PRODUCCION MINERAL – LEY gr./TM

PRODUCCIÓNMINERAL- LEYg/TMCOMARSA

2006

-

500,000

1,000,000

1,500,000

2,000,000

0.350

0.400

0.450

0.500

Min. Tratado (TMS) 1,395,348 1,385,091 1,320,284 1,285,759 1,508,195 1,481,557

Ley (g/Tm) 0.487 0.463 0.429 0.415 0.482 0.487


CUADRO N° 12: EXTRACCION DE MINERAL Y DESMONTE (TMN) VS. WOR


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EXTRACCIÓNDEMINERAL YDESMONTE(TMN) VS W.O.RCOMARSA

2 006

-

700,000

1,400,000

2,100,000

2,800,000

3,500,000

-

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

Mineral (TMS) 1,395,348 1,385,091 1,320,284 1,285,759 1,508,195 1,481,557

Desmonte(TMS) 2,874,829 2,207,389 2,215,320 2,145,057 2,557,883 2,937,194

D/M 2.06 1.59 1.68 1.67 1.70 1.98


CUADRO N° 13: COSTO DE PRODUCCION US$/TM MINERAL PUESTO EN PAD

COSTODEPRODUCCIÓNUS$/TMMINERAL PUESTOENPAD- 2006

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

US$/T

M

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

W.O

.R

US$/TMMin. 2.49 2.35 2.48 2.57 2.19 2.43 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

W.O.R 2.06 1.59 1.68 1.67 1.70 1.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

6.0 ANALISIS DE COSTOS

Fragmentacion

del proyecto

Malla de D&B

(m)

P80

(pulgadas)

Recuperacion

metalurgica

(%)

Costo P&T

($/Ton)Litologia

Tonelaje

TMD

Ley AuT

(%)

Anterior 4.80 5.00 60.00 0.29 Cuarcita 50,000 0.40

Optimizado 4.20 4.00 65.00 0.37 Cuarcita 50,000 0.40

ANALISIS DE COSTOS


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7.0 INFLUENCIA DEL P80 DEL ROM EN LOS INGRESOS

CUADRO N° 14: GANANCIAS PARA DIFERENTES PRODUCTOS DE VOLADURA Y LEYES DE ROM

8.0 CONCLUSIONES

Las tronaduras en este tipo de proceso de lixiviación deben de ser orientadas almicrofracturamiento de la roca para mejorar la permeabilidad de la pila siendo importanteel tamaño de partícula del material a fragmentar.

Este tipo de proceso de lixiviación esta más orientado al minado de leyes menores de Au. La velocidad de riego en las pilas de lixiviación es también un indicador para determinar la

calidad del microfracturamiento de la roca tronada. El nuevo concepto de conminución en el mine to crush concierne mucho en la trituración y

microfracturamiento de la roca durante el proceso de detonación en la tronadura. La recuperación metalúrgica es uno de los indicadores principales para evaluar la calidad de

tronadura realizada. La fragmentación para lixiviación de oro sin chancado se deberá de tener mayor estudio y

detalle para obtener tamaños de partículas uniformes y adecuados para planta. La caracterización geológica del mineral es muy importante para mejorar la fragmentación

del ROM por voladura. Se buscará un punto de equilibrio entre costo de perforación - tronadura y la ganancia en la

lixiviación. El P80 es solo un referente. Es mejor tomar toda la curva granulométrica. Rocas más suaves requieren mallas de perforación y tronadura más amplias y por lo tanto

menos inversión. A menor malla de perforación y tronadura aumenta la fragmentación y crece la cantidad de

finos; esto ayuda a mejorar la extracción del oro en ROM. El análisis granulométrico por foto, tiene sus deficiencias al estimar los contenidos de finos.

Ganancias para diferentes productos de Voladura y Leyes de ROM

-$20,000

-$15,000

-$10,000

-$5,000

$0

$5,000

$10,000

$15,000

$20,000

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

P80 en Pulgadas

Mile

spor

año

0-0.1

0.1-0.2

0.2-0.3

0.3-0.4

0.4-0.5


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9.0 REFERENCIAS

William Hustrulid, 1999. Blasting principles for open pit mining. Colorado School ofMines

Mina a rajo abierto 2006. Informe mensual de minado y de investigaciones metalúrgicas. C.K. McKenzie, 1997. Curso Blast Desing Technology.

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