Dimensionamiento de

Stacker/Nave de S-X

Integrantes:

Marcelo Chávez

Esteban Soto

Natalia Zúñiga

Profesor: Hernán Vives

Ayudante: Alejandro Alvarez

25/05/2013

Stacker

DefiniciónCorresponde a una correa transportadora de material.

Tiene la capacidad de recibir en forma continua una carga desde una determinada altura y elevarla a otra mayor, desde donde la deja caer.

Este equipo permite el apilamiento de material en las pilas de lixiviación

El stacker o apiladora es una maquina destinada al apilado de material y básicamente consiste en tres movimientos:

• Movimiento vertical: Accionado de forma hidráulica, permite levantar y bajar el riel

• Movimiento lateral: Permite moverse y ubicarse en distintos puntos para armar la pila de material, puede ser en sistemas montados sobre orugas o sobre rieles.

• Giro: Permite realizar giros sobre su propio eje para ubicar el material en distintos puntos.

Componentes

El stacker o apiladora esta compuesta

principalmente por:

Tripper

• Componente intermedio entre la cinta transportadora y el spreader

Spreader o pluma

• Elemento que apila el material y lo reparte en un área determinada

Componentes

Dependiendo del ancho de la pila, en ocasiones es necesario intercalar entre el

tripper y el spreader un puente transportador(Conveyor Bridge)

• Esta situación se encuentra en Compañía Minera

Zaldivar

Parámetros

Los stacker se diseñan en función de la capacidad de producción requerida (tph) y el tamaño de la pila

• Con esta información se determina lo siguiente:

El peso del equipo (ton).

El largo de la pluma de carga (m).

El largo de la pluma de descarga (m).

Distancia entre punto de carga y descarga (m)

La altura máxima de descarga (m).

Tipo de material a transportar (define el material de la correa)

Ancho de las bandas (mm)

Ángulo de giro (°)

Potencia del Motor

Dimensionamiento del Equipo

Depende del tamaño de las instalaciones:

• En Faenas pequeñas se usan camiones que descargan a un Stacker autopropulsado

• En Faenas medianas se lleva el material en correas que terminan directamente en el Stacker

• En Faenas de gran volumen se utilizan Stackers móviles montados sobre orugas o rieles, alimentados con correas transportadoras.

Stackers O&K

Características Técnicas

• Largo de la pluma del spreader :45m

• Ancho de la correa de la pluma :1200mm

• Capacidad de apilado :2500 t/h

• Altura máxima de descarga de pluma:17m

• Ancho mínimo de operación stacker : 15m

• Peso en servicio :153 tons.

• Suministro de energía :13,8kVolts.

• Velocidad de la cinta : 3m/s

• Voltaje del motor : 460Volts.

Ejemplos

1 apiladora sobre orugas ST2400.20

tipo compacto con puente de correa

Minera Escondida

Minera Cerro Colorado

Características

• Longitud de la pluma 20 m

• Ancho de la cinta de la transportadora con pluma 1000 mm (42'')

• Altura de apilado 8 m

• Unidad motriz correa 132 kW

• Capacidad de apilado 2400 t/h

Ejemplos

Compañía Minera Zaldívar

Empresa: Krupp

Operación: Lixiviación en Pilas

Descripción: Stacker es móvil, conectado con un puente de 70m de largo

Características Técnicas

Material Aglomerado (Mineral de Cobre)

Altura

Descarga7m

Capacidad

Diseño3000 tph

Velocidad

Correa2.87 m/s

Ancho Banda 48”

Radio Giro 150°

Faenas

Radomiro Tomic (CODELCO)

Ubicación: Calama, Chile

Equipamiento:

• 1 Stacker móvil1,000 ft / 305m

Comienzo: 1997

Capacidad: 10,000 tph

FaenasMorenci

Cliente: Phelps Dodge- Morenci, Inc.

Ubicación: Mina Morenci, Arizona, USA

Equipamiento: 2 Stackers móviles

2 Stackers Radiales 295(ft) – 222(ft)

Comienzo: 2001

Capacidad: 2800 tph

FLSmidth

• Mina Zaldivar:

• Stacker móvil con correa de 705m y un tripper móvil, con capacidad de stacking de 3,500 tph

• Radomiro Tomic:

• Stacker móvil con correa de 305m, con capacidad para 10,000 tph

• Tesoro:

• 2 Stacker móviles con 2 tripper integrados, diseñados para capacidad de 1,700 tph

• Chuquicamata:

• Stacker móvil con correa de 450m y un Tripper Móvil, diseñados para capacidad de 3,400 tph

Terranova Technologies

• Cerro Colorado

• El Abra

Empresas Proveedoras

Empresas Proveedoras

STM Corp

• Mantos Blancos

• Stacker para la Planta Chancado de Sulfuros (diseño y fabricación).

Tenova Takraf

• Gaby:

• Sistema de Stacking con 8700 tph de capacidad, compuesta por una correa transportadora central, un Tripper montado en rieles, y un Stacker móvil

FAM:

• Escondida:

• Sistema de Stacking con correas de 4,2 km de largo, con tripper y spreader montados sobre orugas

Otras

PHB WESERHUTTE

KRUPP CANADA

•Mina Zaldívar

O&K

Metso

Nave de S-X

Introducción

Etapas: Extracción

Re-Extracción

Lavado

Consiste en la extracción del ion metálico desde el PLS,

mediante una reacción entre fase acuosa y fase orgánica, para

posteriormente re-extraer el ion de la fase orgánica, hacia otra

fase acuosa ahora enriquecida con el metal de interés

Extracción

La solución impura y rica proveniente de las pilas delixiviación, con una acidez baja (pH 1,4 a 1,9) es mezcladacon la fase orgánica (orgánico descargado, de bajocontenido en cobre).

Al mezclarse ambas fases ocurre una transferencia de laespecie metálica disuelta en la fase acuosa, la que sedesplaza químicamente con el reactivo extractante en lafase orgánica hasta alcanzar el respectivo equilibrioquímico.

Re-Extracción

El orgánico cargado se pone en contacto con electrolitopobre proveniente del proceso de electro-obtención, dealta acidez. El cobre pasa de la fase orgánica a la faseacuosa, obteniéndose una fase orgánica descargada quese recicla a la etapa de extracción y un electrolito rico queavanza hacia la electro-obtención.

Nave de S-X

Diseño

En el proceso de SX aplicado al cobre, cada etapa de contacto entrela fase acuosa y la fase orgánica, sea en extracción, lavado odescarga, se realiza en un equipo conocido genéricamente como:mezclador/decantador (mixer/settler en inglés).

Diseño “low profile” (Holmes & Narver)

Dividió el mezclador en varias capas sucesivas en serie.

Diseño rectangular, separado en 2 o 3 cubos adyacentes

Solo el primer cubo actúa como agitador de mezclado y bombeo

Los restantes operan como mezcladores auxiliares de bajo consumo

El decantador tiene una geometría de paralelepípedo rectangular debaja altura.

Consideraciones de Diseño

Los parámetros que afectan el proceso de transferencia

química entre fase orgánica y acuosa son:

Tiempo de Residencia

Flujo de acuoso y orgánico

Flujos específicos de decantación

Temperaturas

Presencia de Borras

Existe una etapa de filtración de la solución rica, para

retener sólidos que generan borras

Existe una etapa de lavado, la cual tiene por objetivo

limpiar el cloro, que afecta posteriormente en E-W

Dimensionamiento

Mezcladores:Realizan la agitación entre fase orgánica y acuosa para aumentar la superficie de contacto y permitir que se produzca el intercambio

𝐕𝐦 =𝐐𝐚𝐥 ∗ 𝐓𝐫 ∗ 𝐑 𝐎/𝐀

𝟏𝟎𝟎𝟎

Vm= Volumen Mezclador en 𝑚3

Qal= Flujo de solución de alimentación en l/min

Tr= Tiempo de retención en min

𝑅 𝑂/𝐴 = Suma de los valores

Además; Lm=3𝑉𝑚;

Donde Lm = Largo Mezclador

Decantador:Decantación necesaria

para, una vez intercambiado el ión de interés, se produzca la separación de fases por efecto de densidades

𝑨𝒅 =𝑸𝒂𝒍 ∗ 𝑹 𝑶/𝑨

𝑭𝒆𝒔𝒑

Ad=Area de decantación en 𝑚2

Fesp= Flujo específico de decantación (Lt/Min*𝑚2

Tiempo de residencia:

Tiempo necesario de residencia de las fases para

que se produzca la separación.

𝑻𝒓 =𝑽𝒅

𝑸𝒂𝒍 ∗ 𝑹 𝑶/𝑨

Tr= Tiempo de residencia en min

Vd Volumen decantador en lt

Dimensionamiento

Estanque de orgánico cargado

Es diseñado para contener el volumen de orgánico de una unidad mezclador/decantador

𝑉𝑜𝑚 = 𝑉𝑚 ∗ 𝐶𝑂𝑚 ∗ 𝐹𝑙𝑙

Vom= Volumen de Orgánico en mezclador en 𝑚3

Vm=Volumen del mezclador en 𝑚3

Com= Concentración de orgánico en mezclador (generalmente 75%)

Fll=Factor de llenado (generalmente 50%)

𝑉𝑜𝑑 = 𝑉𝑑 ∗ 𝐶𝑂𝑑

Vod=Volumen de Orgánico en Decantador

Cod=Concentración de orgánico en decantador

Estanque de Electrolito cargado

Contiene el electrolito circulante antes de entrar a las celdas.

𝑉𝑒𝑐 =𝑄𝑒 ∗ 𝑇𝑟𝑒 ∗ 𝑁𝑐

1000

Vec= Volumen electrolito circulante en 𝑚3

Qe=Flujo de electrolito en celdas lt/min*celda

Tre=Tiempo de retención del electrolito en min

Nc= Número de celdas comerciales

Otros Equipos

Trampa de Orgánico de electrolito:

Aquí se separan los arrastres físicos del

orgánico provenientes del electrolito de avance (reextracción), ayudado

de una línea de aire comprimido quqe hace

flotar al orgánico

Estanque sumidero emergencia: Contiene

los posibles derrames, y debe tener el mismo

volumen que el mezclador-decantador

Dimensionamiento

Inventario de Orgánico:

Volumen Total de Orgánico en Mezcladores:

𝑉𝑡𝑜𝑚 = 𝑄𝑜𝑟𝑔 ∗ 𝑅𝑂 ∗ 𝑇𝑟

Vtom= Volumen total de Orgánico en mezcladores (lt)

Qorg= Flujo de orgánico en lt/min

𝑅𝑂= suma de razón de orgánico en cada mezclador

Tr= Tiempo de Residencia en Min

Inventario de Orgánico:

Volumen Total de Orgánico en Decantadores:

𝑉𝑡𝑜𝑑 = 𝐴𝑑 ∗ 𝐶𝑜 ∗ 𝑛 ∗ 1000

Vtod= Volumen total de orgánico en decantadores en lt

Ad=Area decantador en 𝑚2

Co= Espesor capa de orgánico en mt

n= Número de decantadores

Criterios de diseño

Valores usuales

Transferencia de cobre desde la alimentación

acuosa

90%

Transferencia de cobre hacia el electrolito

pobre

20 gr/lt

Razón O/A Global ≈ 1:1

Banda de dispersión 8-14 cm.

Velocidad de agitación (tangencial) 180-270

m/min

Tiempo de retención (extracción) 2-3 min

Tiempo de retención (descarga) 1,5-2,5 min

Configuraciones usuales

2Ex1S: Configuración típica para plantas de lixiviación en pilas

2Ex2S: Utilizada cuando el pH de la solución PLS es menor a 1,2o cuando la concentración de cobre es sobre 7-10 gr/lt.

3Ex2S: Utilizada cuando la concentración de cobre es muy alta:sobre 20-25 gr/lt o cuando se desea obtener una recuperaciónpor sobre el 93%

2Ex1Wx1S: La etapa de lavado se usa para remover impurezas,usualmente cloruros.

2Ex1Px1S: Los circuitos paralelos se usan para tratar grandesvolumenes de soluciones con una baja concentración de cobre.

Configuraciones usuales

Configuraciones usuales

SX en Codelco Norte

SX en Codelco Norte (Chuquicamata)

Capacidad Productiva Anual:

300.000 TM CuF

Chancado y Aplilamiento:

10.500 tph

Remoción de Ripios: 11.500

tph

Planta de SX:

4 Trenes

1.500 m^3/hr cada uno

Nave de E-W: 1.000 Celdas

SX en Codelco Norte (Rajo Sur)

Capacidad Productiva Anual:

150.000 TMCuF

Chancado y Apilamiento: 2.500

tph

Remoción de Ripios: 2800 tph

Planta de SX:

2 Trenes

1.150 m^3/hr cada uno

Nave E-W: 636 Celdas

Principales Empresas Proveedoras

Filtros para electrolitos (www.lanzco.cl)

Plantas de SX (www.outotec.com)

Plantas de SX (www.sxkinetics.com)

Reactivos (www.cytec.com)

Bibliografía

http://www.mch.cl/revistas/index_neo.php?id=2096

Manual General de Mineria y Metalurgia.

Portal web de empresas proveedoras.

http://www.hydrocopper.cl/2005/presentaciones/archivos/presentacion,1104390123,CH04%20JUAN%20LAZO.pdf

Cortés López Rodrigo Adolfo; 2007; Modelo Genérico del Proceso de Lixiviación, Extracción por Solventes y Electroobtención Aplicado a Proyectos de Minerales de Cobre.

Domic M. Esteban M; Hidrometalurgia, Fundamentos, Procesos y Aplicaciones

Apuntes UDA; Hidrometalurgia

Codelco Educa