Examinando por Autor "Parada Araya, Roberto"
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Ítem Análisis de cuellos de botella de una fundición de cobre(Universidad Andrés Bello, 2018) Camilo Ogas, Manuel Antonio; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraCon el objetivo principal de evaluar y analizar la capacidad de la Fundición Chagres, específicamente dentro del área de conversión se presenta la siguiente investigación. Mediante la modelación de la fundición en el software METSIM, se realizaron 165 modelaciones, en las que se varió el ingreso de concentrado desde 1.000 a 2.000 tpd, adicionando 100 tpd en cada modelación, para cada concentrado se modificó la composición (razón S/Cu) desde 0,7 a 1,4, adicionando cada vez 0,05, de las que se decidió eliminar las razones S/Cu 0,7 a la 0,85 y los ingresos de concentrados 1.000 tpd y 1.100 tpd, debido a que presentaban datos injustificados en el subproceso de fusión. Cada simulación se sometió a un ambiente de análisis de restricciones, siendo las principales para el subproceso de conversión el tiempo neto de soplado requerido, capacidad de fusión de carga fría y la capacidad de gases SO2 enviados a Planta de Ácido. Gracias a este análisis se logró formar una amplia gama de ambientes de operación en donde la fundición no presentó obstrucciones. Al generar estos ambientes se determinó que las simulaciones de razones S/Cu 1,15 a la 1,4 presentaban una capacidad ociosa, dejada por la restricción de la capacidad de gases SO2 enviados a Planta de Ácido, la que se optimizó mediante la variación de la ley de cobre en el eje proveniente del subproceso de fusión. RazónÍtem Análisis de los cuellos de botella de una fundición de cobre(Universidad Andrés Bello, 2018) Fuentes López, Nicolás Antonio; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraEn el transcurso del tiempo la calidad de los concentrados de cobre ha decaído, por lo cual las leyes de cobre son menores y las de azufre tienden al alza. En consecuencia, el parámetro de operación S/Cu ha ido variando, lo cual genera en las fundiciones de cobre cambios importantes en sus condiciones de operación, variación de los procesos limitantes y alteración en las producciones de ánodos de cobre y ácido sulfúrico. Este trabajo de memoria consiste en maximizar la capacidad de una fundición de cobre, mediante un estudio de sus condiciones operacionales, detectando los cuellos de botella que se generan respecto a los procesos de limpieza de escoria, refino y moldeo; ante las variaciones de alimentación de concentrado y las distintas razones de S/Cu respecto a la mezcla de concentrado. Se utilizará la fundición Chagres como base de estudio, cuyo análisis con fines académicos nos mostrará de mejor manera la operación de una fundición de cobre. Se Utilizará el software metalúrgico METSIM, el cual nos permite desarrollar los balances de masa y energía para los diferentes escenarios. La evolución del trabajo consistió, en primera instancia conocer en detalle la operación y procesos que contemplan a la fundición Chagres, mediante datos históricos, revisión de informes de ingeniería y visitas a terreno. En segunda instancia adquirir el dominio de la herramienta computacional METSIM. En tercera instancia complementar el modelo existente de la fundición y luego simular los diferentes escenarios. Finalmente analizar los diferentes resultados obtenidos y definir las condiciones de operación que se generan en los procesos anteriormente mencionados. Los resultados obtenidos de las simulaciones indican que a razones S/Cu bajas (mayores leyes de cobre en el concentrado) se generan en los Convertidores Pierce-Smith (CPS) mayores flujos de cobre blíster, los cuales ingresan a los Hornos de Ánodos (HAs) del proceso de Refinación a Fuego copando rápidamente la capacidad de refinación, entrando en cuello de botella el proceso. A medida que aumenta la razón S/Cu se genera más escoria en Fusión Flash, debido principalmente a los mayores contenidos de fierro que son captados por la escoria, esta última siendo tratada por los Hornos de Limpieza de Escoria (HLEs), los cuales no presentaron limitaciones o cuellos de botella por capacidad hasta altas razones de S/Cu y altas tasas de fusión. Además los procesos de Refinación a Fuego y Moldeo poseen menores limitaciones por capacidad, debido a los menores flujos de cobre blíster que ingresan a los Hornos de Ánodos, lo que se traduce en una disminución en la producción de cobre moldeado. Los resultados obtenidos de las simulaciones para los distintos escenarios permiten visualizar el comportamiento de cada proceso y adecuarse a las futuras condiciones de operación.Ítem Análisis de los cuellos de botella de una fundición de cobre(Universidad Andrés Bello, 2018) Villanueva Urrutia, Marcela Andrea; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraComo parte de las estrategias de negocio dominantes de las fundiciones de cobre en busca de mejores resultados económicos, se encuentran los planes de reducción de costos operaciones, y en el escenario actual chileno, cumplir con las normativas ambientales impuestas recientemente. Para esto es importante identificar y analizar los factores o variables clave de relevancia en este este aspecto, como lo es la tecnología utilizada en la fundición, los costos de energía asociados y el nivel de producción final obtenido. A lo largo de esta tesis se expondrá lo relacionado a las áreas de: Manejo de concentrado y carga fría; Horno de fusión Flash; Tren de gases de Horno Flash; y Emisiones de Horno Flash. De esta manera, las principales limitantes de la operación en las áreas correspondientes están dadas por: 1. Límites de Diseño Térmico • Tempera de productos líquidos y gaseosos del Horno Flash • Caudal de Aire enriquecido a Horno Flash • Caudal gases a Caldera y a Precipitador Electrostático • Emisiones de Azufre y Arsénico 2. Límites de Diseño Nominal • Capacidad del Secador • Capacidad de transporte neumático • Capacidad de Fusión Estas variables son las conocidas como “cuellos de botella”, las que presentan distinto comportamiento según la calidad del concentrado fundido y la Tasa de fusión con la que son ingresados al proceso, repercutiendo en la capacidad de producción de diseño de la fundición lo que disminuye el rendimiento y reduce la productividad teniendo como consecuencia el aumento de los costos. Por esto es fundamental identificar las restricciones asociadas a los procesos a estudiar y predecir cuál será su comportamiento frente a los distintos escenarios impuestos. Se definieron los escenarios a analizar, primero por la razón S/Cu desde los 0.9 a 1.4 y segundo según la Tasa de Fusión de mezcla a ingresar, que va desde las 50 toneladas por hora, hasta las 83 toneladas por hora. Todo esto se realizará sobre la base de simulaciones de los balances de masa y energía de la fundición utilizando como herramienta el software METSIM. Las simulaciones se desarrollarán de acuerdo con un modelo base existente, al cual se le introducirán modificaciones a la mineralogía y cantidades de alimentación para lograr los escenarios deseados. Cabe mencionar que se utilizó el modelo de la fundición Chagres a modo de ejemplo, los datos no pertenecen necesariamente a la realidad de los procesos asociados a la fundición, es decir, considerados exclusivamente para fines académicos. Finalmente, las restricciones que fueron sobrepasadas en este estudio son las que activan principalmente los cuellos de botella volumétricos correspondientes a: Caudal de aire enriquecido, Caudal de gases a Caldera y Caudal de gases a PPEE. En las razones más bajas simuladas, razón S/Cu 0.9 y 0.95, se activa el cuello de botella correspondiente al caudal de gases a Caldera en las tasas de fusión menores, afectado principalmente por la adición de combustible que realiza la modelación con el fin de obtener la temperatura de reacción de la torre de Horno Flash necesaria. A medida que va aumentando la razón S/Cu (1.0 a 1.4) se activan las tres restricciones volumétricas, siendo cada vez a tasas de Fusión menores, como lo es en el caso más alto simulado, razón S/Cu 1.4, donde se activan los cuellos de botella correspondientes, a la tasa de fusión de 67 toneladas por hora. Esto se debe a que se tiene más masa del elemento azufre respecto al cobre, por otro lado a medida que se aumenta la tasa de fusión, el sistema tiene exceso de energía, lo que se traduce en un mayor volumen de gases (tanto en Caldera como PPEE), además, por estas mismas condiciones másicas del azufre, al tener tasas de fusión mayores, se necesitará más volumen de oxígeno para oxidar el azufre presente en el sistema, por lo que generará el cuello de botella respectivo al caudal de Aire enriquecido ingresado para el proceso de Fusión.Ítem Confección de un cuadro de mando operacional para una planta de molienda y flotación: caso aplicado a División el Soldado, Anglo American(Universidad Andrés Bello, 2018) Aguilera López, Juan Ignacio; Villanueva Soriano, Iván Andrés; Parada Araya, Roberto; Facultad de IngenieríaLas empresas actualmente se encuentran en un entorno competitivo, obligándolas a generar modelos o herramientas de administración que faciliten la gestión de la organización de forma integral y oportuna, a través del acceso a tecnologías de información. Es fundamental que toda empresa mida su desempeño en operaciones mediante sus parámetros claves, para que los objetivos que se proponen, puedan ser medidos y mejorados en la medida en que estos se desvían del plan estratégico propuestos a nivel de corporación. El modelo a implementar fue propuesto por Robert Kaplan y David Norton en 1990, llamándolo cuadro de mando integral (CMI) cuando es aplicado a niveles de la alta gerencia, y si es llevado e interiorizado a niveles de procesos, sin importar cuales sean estos, se traduce al cuadro de mando operacional (CMO). En este caso, es aplicado a la compañía Anglo American, División El soldado, la cual es una mina a rajo abierto, que cuenta con plantas de tratamiento de minerales oxidados y sulfurados (actualmente solo opera planta sulfuros), Ubicada en la Quinta Región, comuna de Nogales, Km 122 ruta 5 Norte, a 600 metros sobre el nivel del mar. La implementación del cuadro de mando operacional, es llevado para los circuitos de Molienda y Flotación. Los KPI identificados para el proceso de Molienda son tratamiento (TpH), P80, F80, tiempo operativo de los molinos, presión de descanso y dureza del mineral. Para el proceso de Flotación se determinan la recuperación planta, tratamiento (TpH), F80 y ley de concentrado.Ítem Estudio de pre-factibilidad de autosustentabilidad del tranque de relaves El Torito mediante energías renovables no convencionales(Universidad Andrés Bello, 2019) Véliz Ortega, Nicolás Eduardo; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraEl proyecto a desarrollar es estudio conceptual del uso de energía renovables no convencionales en la planta de bombas impulsoras de aguas mineras provenientes del tranque de relaves el torito, minera el soldado, con el propósito de generar energía eléctrica para el abastecimiento de sus instalaciones, además de abastecer el circuito luminario de la dimensión total del tranque de relaves. Este es un estudio, el cual brindará un ahorro energético y dará otra perspectiva respecto al uso de nuevas tecnologías. Esta última es sumamente relevante, ya que las industrias mineras ocupan una gran cantidad de energía en sus procesos, lo que implica altos valores monetarios. En este estudio se realizará la evaluación de tres opciones para llevar a cabo este proyecto, los cuales son: energía fotovoltaica alterna 24 horas, energía fotovoltaica alterna 12 horas y acopio de agua, energía Mix. Esta última es la alternación entre energías renovables no convencionales, las cuales son, fotovoltaica-hidráulica, esto debido a la ausencia de radiación solar en las horas vespertinas. Al ser evaluadas dichas alternativas arrojaron como mejor opción la alternativa N°2 fotovoltaica alterna e hidráulica. En los próximos años el desarrollo de la industria minera nacional se basará en explotar reservas minerales sulfuradas, para las cuales, actualmente, se utilizan los procesos de concentración de minerales, utilizando grandes cantidades de aguas, donde la recuperación de esta para dicho proceso será fundamental, es por ello que el utilizar ERNC para sustentar completamente el tranque de relaves se ve una oportunidad de mejora para la planta.Ítem Evaluación de cuellos de botella de una fundición de cobre, subproceso de planta de ácido y suministros(Universidad Andrés Bello, 2018) Guerra Zuleta, Gabriel Alejandro; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraEn el siguiente documento a través de la modelación en el software MetSim fueron simulados diferentes casos de concentrados de cobre entrantes a una fundición, modificando las toneladas por día de concentrado y la razón S/Cu. Este trabajo se centra en los sub procesos de Planta de Ácidos y Suministros dentro de la fundición. A partir de la información recopilada de estudios de ingeniería anteriores realizados por la fundición Chagres se conocieron las capacidades y parámetros de operación de los distintos equipos utilizados. Todas las limitantes fueron trabajadas con un 10% de holgura. Se evalúan estos sub procesos con el objetivo de optimizar la capacidad de fundición, en el caso de la planta de ácidos está limitada por la cantidad de azufre entrante, no puede superar el valor de 229.9 toneladas y capacidad volumétrica de 16200 Nm3/h. En el caso de suministros se toma el área de demanda de oxígeno, capaz de producir 441 tpd, siendo esta la producción máxima de la planta de oxígeno. Respecto a los análisis estos fueron realizados una vez que lo datos de las simulaciones se exportaran a una planilla de Microsoft Excel a través de gráficos y tablas, esta información es entregada en los respectivos capítulos. También existen datos de la producción final de ácido sulfúrico para los distintos escenarios modelados. Una vez que la fundición entra en cuello de botella por exceso de Azufre es muy difícil tratar de “des-embotellarla”, sin tener que recurrir a bajar las tpd o razón S/Cu.Ítem Evaluación de procesos de la tecnología de fusión SKS, comparándola con las utilizadas en Chile y evaluando su potencial de proceso(Universidad Andrés Bello, 2018) Flores Muñoz, Sussan; Montecinos Jiménez, Miguel; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraEl proceso de fusión consiste en llevar el concentrado a hornos que funcionan a 1200 ºC aproximadamente. Tradicionalmente, se utilizan en Chile dos tipos de horno, los cuales corresponden al FLASH y el Convertidor Teniente (CT). En China, se está utilizando para la producción de cobre una nueva tecnología, la cual utiliza soplado inferior. Este reactor es comunmente conocido como SKS/BBS. La actual tesis, se confecciona por medio de una investigación bibliográfica y elaboración de un balance de masa y energía, para realizar una evaluación de procesos de la tecnología de fusión SKS, comparándola con las utilizadas en Chile y evaluando su potencial de proceso. Dentro del análisis expuesto por diferentes autores, es posible vislumbrar grandes razones respecto a la diferencia entre la nueva tecnología de fusión en baño y las utilizadas en Chile, destacando entre ellas, el soplado inferior de aire con régimen de chorro utilizado en el SKS, el cual produce que se obtengan burbujas mas pequeñas en el baño, reduce total o parcialmente el bloqueo e infiltración del baño en la punta de la tobera y reduce las salpicaduras al tener un baño mucho más tranquilo, mientras que el convertidor teniente insufla aire de forma lateral y se comporta de manera contraria al SKS. Así mismo, la nueva tecnología china utiliza “lanzas de oxígeno” o “inyectores Savard-Lee”, lo que permite el uso de un mayor enriquecimiento de oxígeno. Para realizar el balance de masa y energía del reactor Flash, SKS y Convertidor Teniente, se utilizaron concentrados típicos chilenos, los cuales son representativos a los utilizados en la industria. Con los datos obtenidos, se realizaron comparaciones como la variación de energía utilizada en cada proceso, donde se observó que el mayor aumento de energía generado por las reacciones de oxidación, ocurrían en el convertidor teniente seguido por el SKS, dejando atrás el horno de fusión flash, puesto que ambos obtienen grados de eje diferentes, 70%-75% y 62% respectivamente. Así mismo, en la fase gaseosa, el CT tiene un mayor consumo energético respecto a los demás reactores, lo cual se relaciona al bajo enriquecimiento de oxígeno y, por ende, un mayor volumen de nitrógeno, lo que provoca gran cantidad de gases. Por otra parte, al variar la ley de eje y enriquecimiento de oxígeno, el CT es el resultó ser el menos estable, puesto que su volumen varió un 24%. El HFF, varió un 17% y el SKS tuvo la mejor estabilidad en el volumen de gases con una variación del 11%, con respecto a la ley y enriquecimiento más bajos en los parámetros de simulación. Así mismo, también se observó que, al aumentar la ley de eje, también aumentará la cantidad de carga fría que necesitan los reactores de fusión para lograr el balance térmico, debido principalmante a que la ley de eje esta directamente relacionada con la generación de energía de las reacciones de oxidación, siendo el SKS el que acepta mas carga fría, ya que además es el que acepta un mayor enriquecimiento de oxígeno. Finalmente, se analizó el comportamiento del volumen de gases, variando la razón S/Cu, para lo cual se realizó una simulación en el balance con los criterios operacionales propios de cada reactor, pero se fijó una ley de mata de 62% para todos los reactores. De lo anterior, se concluyó que un aumento en la porción de azufre en el flujo de alimentación, aporta mucho más al volumen de gases del horno de fusión instantánea, que en los reactores en baño. A modo de conclusión, el reactor SKS resultó ser el proceso con mejor rendimiento operacional al operar con altos niveles de enriquecimiento, según las ventajas descritas y evaluadas en este documento.Ítem Trade off de eficiencia energética, para fundir concentrados secos versus concentrados húmedos(Universidad Andrés Bello, 2019) Salcedo Bravo, Nicolás Patricio; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraSe estudiará, evaluar y analizar el trade off de eficiencia energética de la implementación de la tecnología de fusión del Horno SKS/BBS en comparación a la tecnología de fusión flash. Para lo cual se utilizará como referencia de caso estudio a la fundición Chagres. Mediante la utilización del programa computación Microsoft Excel, se realiza la modelación de dos circuitos de fundición distintos, y en relación a los flujos de energía y gases en cuestión, en el primero se utiliza la línea de fundición regular de Chagres, considerando secador de concentrados, Horno de Fusión Flash, caldera recuperadora de calor y Planta de ácido, frente a un circuito de fundición opcional integrando el horno de Fundición SKS/BBS, siendo omitido el proceso de secado de concentrados, ya que este horno entre sus particularidades permite la alimentación directa de concentrado húmedo. En cada caso simulado, es considerado el flujo de gases y principalmente el vapor que en ellos circula, ya que este es el parámetro significativo para este análisis energético, ya que este debe ser acondicionado en la planta de gases para la posterior producción de ácido sulfúrico.Ítem Trade off fase conceptual, uso del agua en planta de flotación de minerales(Universidad Andrés Bello, 2019) Cárcamo Cerda, Ricardo Gastón; Maldonado Córdova, Julio César; Parada Araya, Roberto; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la TierraLa investigación presentada a continuación se centra en dos alternativas tecnológicas que permitan una solución del recurso hídrico para la minería, una de ellas es la filtración de relaves que permitirá una recirculación de agua a gran escala en los procesos; la segunda es la optimización a partir de utilización de plantas desalinizadoras para disminuir el consumo de agua continental en la minería. Ambas alternativas serán comparadas y analizadas para determinar sus ventajas y desventajas, además de su factibilidad económica para distintas situaciones.