Análisis de los cuellos de botella de una fundición de cobre
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Fecha
2018
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
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Licencia CC
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Resumen
En 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.
Notas
Tesis (Ingeniero Civil en Metalurgia)
Palabras clave
Fundición de Cobre, Métodos de Producción, Teoría de Restricciones