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CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR PROYECTO SAN ANTONIO INGENIERÍA DE PREFACTIBILIDAD DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS ÁREA HÚMEDA T447-0000-MEM-PR-004 REVISIÓN EMITIDO PARA FECHA PREPARÓ REVISÓ APROBÓ A REVISIÓN INTERNA 10/06/09 YOJ/JGC JGC/PCH ECM B REVISIÓN CLIENTE 16/06/09 YOJ/JGC JGC/PCH ECM P PAQUETE TÉCNICO 26/06/09 YOJ JGC/PCH ECM COMENTARIOS:

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CODELCO CHILE – DIVISIÓN SALVADOR

PROYECTO SAN ANTONIO

INGENIERÍA DE PREFACTIBILIDAD

DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS

ÁREA HÚMEDA

T447-0000-MEM-PR-004

REVISIÓN EMITIDO PARA FECHA PREPARÓ REVISÓ APROBÓ

A REVISIÓN INTERNA 10/06/09 YOJ/JGC JGC/PCH ECM

B REVISIÓN CLIENTE 16/06/09 YOJ/JGC JGC/PCH ECM

P PAQUETE TÉCNICO 26/06/09 YOJ JGC/PCH ECM

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PROYECTO SAN ANTONIO

INGENIERÍA DE PREFACTIBILIDAD

DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS

ÁREA HÚMEDA

T447-0000-MEM-PR-004-RP

CONTENIDO

1.0 INTRODUCCIÓN...........................................................................................4

2.0 ASPECTOS GENERALES ................................................................................4

2.1 OBJETIVOS ..........................................................................................4

2.2 ALCANCES............................................................................................4

2.3 LÍMITES DE BATERÍA...........................................................................4

2.4 ANTECEDENTES UTILIZADOS ...............................................................5

2.5 ABREVIATURAS Y SIGLAS....................................................................6

3.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE LIXIVIACIÓN..........................................7

3.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES..........................................7

3.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES .........................................10

3.3 INSTALACIONES DE EMERGENCIA .....................................................13

4.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTE................14

4.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES........................................14

4.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES .........................................26

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5.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE ELECTROOBTENCIÓN............................31

5.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES........................................31

5.2 EQUIPOS E INSTALACIONES AUXILIARES .........................................33

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MEMORIA DE CÁLCULO

1.0 INTRODUCCIÓN

Codelco Chile, División Salvador (DSAL) está desarrollando la Ingeniería de prefactibilidad en el Proyecto San Antonio, que considera la extracción y procesamiento de minerales oxidados provenientes de la Mina Vieja, ubicada aproximadamente a 7 km al este de Potrerillos.

El presente documento corresponde a la memoria de cálculo del dimensionamiento de equipos para el Área Húmeda de la Planta que incluye las Plantas de Lixiviación (LX), Extracción por Solventes (SX) y Electroobtención (EW).

2.0 ASPECTOS GENERALES

A continuación, se abordan algunos aspectos generales, que dicen relación con los objetivos, alcances, límites de baterías y antecedentes utilizados.

2.1 OBJETIVOS

Efectuar el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones del Área Húmeda de la Planta, a objeto de permitir una adecuada cubicación de los materiales y trabajos requeridos, y la posterior valorización de los costos de capital, de acuerdo con la precisión demandada en la Ingeniería de prefactibilidad contratada.

2.2 ALCANCES

La presente memoria de cálculo contempla el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de procesos. Para lo cual se consideran dos alternativas de emplazamiento, Mina vieja y Potrerillos, con el mismo ritmo de procesamiento y reservas mineras.

2.3 LÍMITES DE BATERÍA

La definición del dimensionamiento de equipos e instalaciones de esta memoria de cálculo se circunscribe al Área Húmeda de la Planta, cuyos límites de batería están dados por:

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A) FLUJOS DE ENTRADA

• Mineral fino (-3/4”), producto de la Planta de Chancado.

• Ácido sulfúrico concentrado (94%), estanques de almacenamiento.

• Agua industrial, piscina de almacenamiento.

• Agua tratada, planta de osmosis inversa.

• Petróleo diesel, estanque de almacenamiento.

• Extractante orgánico, bodega de reactivos.

• Diluyente orgánico, estanque de almacenamiento.

• Aditivos de EW, bodega de reactivos.

2.4 ANTECEDENTES UTILIZADOS

Los principales antecedentes considerados en la elaboración de este documento son:

• Ingeniería de Perfil Proyecto San Antonio Óxidos, Informe de cierre, documento T429-INF-AD-001 y Anexos, JRI Ingeniería S.A., noviembre de 2008.

• Planos, Ingeniería de prefactibilidad: T447-0000-PL-PR-203@205, Diagrama de flujos planta LX-SX-EW, A– Mina Vieja/Potrerillos.

• Criterios de Diseño, Ingeniería de Prefactibilidad Proyecto PSAO, documento T447-0000-CRT-PR-002, JRI Ingeniería S.A., Mayo/09.

• Plan Minero Ingeniería de Prefactibilidad operativizado: Plan Minero definitivo operat con CAA (06 mayo 09).xls

• Antecedentes propios de JRI.

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2.5 ABREVIATURAS Y SIGLAS

En este informe se emplearán las siguientes siglas (o abreviaturas), ordenadas alfabéticamente:

DSAL : División Salvador – CODELCO

EW : Planta (o proceso) de Electro-Obtención

JRI : JRI Ingeniería S.A.

LX : Planta (o proceso) de Lixiviación

PSA : Proyecto San Antonio

SX : Planta (o proceso) de Extracción por Solventes

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3.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE LIXIVIACIÓN

En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la etapa de lixiviación, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:

• Equipos e instalaciones principales

• Instalaciones y equipos auxiliares

• Instalaciones de emergencia

3.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES

Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo:

• Tambores de aglomeración

• Piscinas de almacenamiento

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3.1.1 PISCINAS DE ALMACENAMIENTO

Las piscinas de almacenamiento se excavarán directamente en el terreno, habilitando muros de relleno compactado si procede. Tendrán forma de pirámides truncas invertidas, revestidas con una lámina doble de HDPE de 1,5 mm de espesor.

A) BASES DE CÁLCULO

Se consideran las siguientes bases de cálculo para las diferentes piscinas, según el

tipo de solución a contener:

Unidad Valor

Refino

ILS

PLS

efluente

PLS

limpio

Caudal balance m3/h 740 1.112 989 674

Factor de diseño - 1,1 1,1 1,1 1,1

Utilización % 98 98 98 98

Caudal de diseño m3/h 831 1.248 1.110 757

Tiempo de retención h 8 8 8 12

Altura húmeda máxima m 4,0 4,0 4,0 4,0

Altura revancha m 0,5 0,5 0,5 0,5

Talud H/V paredes - 1,5 1,5 1,5 1,5

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B) RESULTADO CÁLCULOS

Tomando en cuenta los criterios de diseño, se obtienen las dimensiones de las piscinas de soluciones.

Unidad Valor

Refino

ILS

PLS

efluente

PLS

limpio

Lado superior (A) m 48 57 55 55

Lado Inferior (B) m 35 44 41 42

Altura total (H) m 4,5 4,5 4,5 4,5

Volumen total m3 7.767 11.586 10.452 10.550

Capacidad útil m3 6.645 9.985 8.992 9.078

NOTA: Dado que la piscina de PLS efluente y PLS limpio tienen dimensiones similares, y en su configuración tienen una pared en común, se considerarán las dimensiones de la piscina más grande correspondiente a la piscina desarenadora (PLS limpio).

Figura 1. Esquema de piscinas de almacenamiento

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3.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES

Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que almacenarán suministros para el desarrollo de las operaciones:

• Estanque de ácido sulfúrico

• Piscina de agua industrial

3.2.1 ESTANQUE DE ÁCIDO SULFÚRICO

A) BASES DE CÁLCULO

Se emplearán estanques de acero al carbono, tipo cilíndrico vertical, dimensionados según los siguientes criterios que se indican. En este caso, se ha tomado en cuenta la distancia relativa entre el suministro de ácido y la ubicación del Área Húmeda.

Se considerarán estanques independientes para el suministro de ácido sulfúrico a las operaciones unitarias de aglomeración y lixiviación.

Unidad Valores

Aglomerador Piscina

ILS

Caudal balance m3/h 8,9 15,8

Factor de diseño - 1,25 1,25

Utilización % 98 98

Caudal diseño m3/h 11,4 20,2

Tiempo retención días 2 2

Volumen líquido m3 545 967

Razón h / D - 1/2 1/2

Capacidad efectiva % 90 90

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B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valores

Aglomerador Piscina

ILS

Nº de estanque c/u 1 2

Diámetro estanque (D) m 11,6 11,1

Altura estanque (ht) m 5,8 5,6

Volumen estanque m3 605 537

Capacidad útil m3 545 484

Figura 2. Esquema de los estanques de almacenamiento

ht

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3.2.2 PISCINA DE AGUA INDUSTRIAL

A) BASES DE CÁLCULO

Se habilitará una piscina excavada, con forma de pirámide trunca invertida, revestida con una lámina doble de HDPE (e= 1,5 mm), cuyas dimensiones se calcularán según:

Unidad Valor

Chancado

Aglom.

LX

Planta

O.R

Consumos

SX-EW

Planta

potab.

Caudal

balance

m3/h

5,4

74

41

22

3,5

0,39

Factor de

diseño -

1,10

1,50

1,50

1,50

1,25

4,0

Utilización %

85

85

98

98

98

100

Caudal de

diseño

m3/h

7

130

62

33

4,5

1,6

B) RESULTADO CÁLCULOS

Considerando los flujos de diseño establecidos en los balances de masas, además de un volumen de 250 m3 que permite un uso continuo de 2 grifos simultáneos por 2

Unidad Valor

Caudal de diseño total m3/h 239

Tiempo de retención h 12

Altura máxima líquido m 4,0

Altura revancha m 0,5

Talud H/V pared - 1,5/1

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horas, de acuerdo con la norma NPFA 14, se dimensionará la piscina de almacenamiento de agua industrial cuyos resultados de dimensiones y capacidades son los siguientes:

NOTA: Referencia de dimensiones consultar en Figura 1.

3.3 INSTALACIONES DE EMERGENCIA

3.3.1 PISCINA DE EMERGENCIA PILAS

A) BASES DE CÁLCULO

Se considera la habilitación de una piscina de emergencia, capaz de recibir la humedad libre contenida en la pila de lixiviación.

Unidad Valor

Mineral anual a procesar kt 8.000

Duración ciclo de riego día 64

Humedad dinámica pilas % 12

Altura húmeda piscina m 5,0

Altura revancha piscina m 0,5

Talud H/V paredes - 1,5/1

Unidad Valor

Lado superior (A) m 35,2

Lado Inferior (B) m 21,7

Altura total (H) m 4,5

Volumen total m3 3.707

Capacidad útil m3 3,114

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B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Lado superior (A) m 193

Lado Inferior (B) m 177

Altura total (H) m 5,5

Volumen total m3 188.760

Capacidad útil m3 170.194

NOTA: Referencia de dimensiones consultar en Figura 1.

4.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTE

En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la etapa de SX, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:

• Equipos e instalaciones principales

• Instalaciones y equipos auxiliares

4.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES

Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo:

• Estanque de solución PLS

• Estanque de electrolito rico sin filtrar

• Estanque de orgánico cargado

• Estanque agitado para solución acidulada

• Estanque para refino de extracción

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• Mixer-settler extracción

• Mixer-settler re-extracción

• Mixer-settler lavado

• Coalescedor de orgánico

• Post-decantador refino

• Post-decantador electrolito rico

• Filtros de electrolito

4.1.1 ESTANQUE DE SOLUCIÓN PLS

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de acero al carbono revestido con FRP, del tipo cilíndrico vertical, dimensionado según:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 673

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 755

Tiempo de retención min 15

Capacidad efectiva % 90

Razón altura/diámetro - 1/2

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B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 8,1

Altura estanque m 4,1

Volumen estanque m3 210

Capacidad efectiva m3 189

4.1.2 ESTANQUES DE ELECTROLITO RICO SIN FILTRAR

A) BASES DE CÁLCULO

Se emplearán un estanque acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 295

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 331

Tiempo de retención min 15

Capacidad efectiva % 90

Razón altura/diámetro - 1/2

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 6,2

Altura estanque m 3,1

Volumen estanque m3 92

Capacidad efectiva m3 83

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4.1.3 ESTANQUE DE ORGÁNICO CARGADO

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:

Unidad Valor

Caudal balance 741

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 832

Tiempo de retención min 20

Capacidad efectiva % 90

Razón altura/diámetro - 1/2

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 9,2

Altura estanque m 4,6

Volumen estanque m3 308

Capacidad efectiva m3 277

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4.1.4 ESTANQUE DE SOLUCIÓN ACIDULADA (AGITADO)

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de FRP, tipo cilíndrico vertical, dimensionado según:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 15

Factor de diseño - 1,5

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 23

Tiempo de retención min 30

Capacidad efectiva % 85

Razón altura/diámetro - 1/1

Potencia específica kW/m3 0,2

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 2,6

Altura estanque m 2,6

Volumen estanque m3 13,3

Capacidad efectiva m3 11,3

Potencia motor HP 3

4.1.5 ESTANQUE DE REFINO

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de acero al carbono, del tipo cilíndrico vertical, dimensionado de acuerdo con:

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Unidad Valor

Caudal balance m3/h 691

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 776

Tiempo de retención min 15

Capacidad efectiva % 90

Razón altura/diámetro - 1/2

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 8,2

Altura estanque m 4,1

Volumen estanque m3 215

Capacidad efectiva m3 194

4.1.6 MIXER-SETTLER EXTRACCIÓN (E1, E2), RE-EXTRACCIÓN (S) Y LAVADO (L)

A) BASES DE CÁLCULO

Se emplearán mixers cuadrados de FRP, provistos de agitadores Lightnin R320 o equivalente, con variadores de velocidad.

Se utilizarán settlers de FRP de flujo directo, contando cada uno con vertederos de orgánico y acuoso, y sus respectivos cajones de recepción.

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Unidad Valor

1. MIXERS E1 – E2

Caudal balance orgánico m3/h 739

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Razón O/A interna - 1,1

Caudal de diseño mezcla m3/h 1.584

Tiempo de retención min 3,0

Capacidad efectiva % 85

Potencia específica kW/m3 0,25

2. SETTLERS E1- E2

Caudal de diseño m3/h 1.584

Caudal específico m3/h/m2 3,0

Velocidad lineal orgánico cm/s 3,0-3,5

Altura banda orgánico m 0,3

Altura de settler m 1,0

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MEMORIA DE CÁLCULO

Unidad Valor

3. MIXERS S – L

Caudal balance orgánico m3/h 742

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Razón O/A interna - 0,9

Caudal de diseño mezcla m3/h 1.758

Tiempo de retención min 2,0

Capacidad efectiva % 85

Potencia específica kW/m3 0,25

4. SETTLERS S - L

Caudal de diseño m3/h 1.758

Caudal específico m3/h/m2 3,0

Velocidad lineal orgánico cm/s 3,0-3,5

Altura banda orgánico m 0,3

Altura de settler m 1,0

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MEMORIA DE CÁLCULO

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

1. MIXERS E1-E2-S-L

N° de estanques E1 – E2 c/u 3

N° de estanques S - L c/u 2

Lado estanque cúbico m3 3,3

Volumen total estanque c/u 34,5

Volumen líquido estanque m3 29,3

Potencia por agitador HP 10

2. SETTLER E1-E2-S-L

N° de settlers c/u 1

Ancho efectivo settler m 24,0

Largo efectivo settler m 24,0

Área efectiva en planta m2 586

Altura total de settler m 1,0

NOTA: Para uniformizar los Mixers y Settlers de la planta, se consideran las dimensiones resultantes para los equipos de la etapa de Lavado que contempla las condiciones de diseño más exigentes.

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MEMORIA DE CÁLCULO

4.1.7 COALESCEDOR DE ORGÁNICO

A) BASES DE CÁLCULO

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 741

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal a entregar m3/h 832

Tiempo de retención min 6

Flujo específico m3/h/m2 20

B) RESULTADO CÁLCULOS

De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:

Unidad Valor

Sección lecho m2 20,8

Diámetro lecho m 5,2

Altura lecho m 2,0

Altura total m 4,0

N° estanques c/u 2

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MEMORIA DE CÁLCULO

4.1.8 POST-DECANTADOR DE REFINO

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un post-decantador de refino, para retener parte del arrastre de orgánico en fase acuosa, construido de FRP y dimensionado según:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 674

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3 757

Caudal específico equipo m3/h/m2 25

Ancho colector orgánico m 0,5

Razón largo/ancho 5,0

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Area efectiva de líquido m2 30,3

Largo efectivo equipo m 12,3

Ancho efectivo equipo m 2,5

Ancho total equipo m 3,0

4.1.9 POST-DECANTADOR DE ELECTROLITO RICO

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un post-decantador de electrolito rico, para retener parte del arrastre de orgánico en fase acuosa, construido de FRP y dimensionado según:

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MEMORIA DE CÁLCULO

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 295

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3 331

Caudal específico equipo m3/h/m2 25

Ancho colector orgánico m 0,5

Razón largo/ancho 5,0

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Area efectiva de líquido m2 13,2

Largo efectivo equipo m 8,19

Ancho efectivo equipo m 1,63

Ancho total equipo m 2,13

4.1.10 FILTROS DE ELECTROLITO

A) BASES DE CÁLCULO

Se emplearán filtros Spintek como mecanismo de retención secundario del arrastre de orgánico en electrolito, seleccionando el modelo en base a:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 295

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3 331

N° de filtros operando c/u 3

N° de filtros stand-by c/u 1

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MEMORIA DE CÁLCULO

B) RESULTADO CÁLCULOS

Se emplearán filtros Spintek, tipo CoMatrix Tower, modelo CM-1010 ó similar.

Unidad Valor

N° de filtros operando c/u 3

Nº de filtros stand-by c/u 1

Flujo servicio por filtro m3/h 114

Capacidad de tratamiento m3/h 342

4.2 INSTALACIONES Y EQUIPOS AUXILIARES

Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que almacenarán suministros para el desarrollo de las operaciones:

• Estanque de Ácido Sulfúrico

• Estanque de Agua Osmosis Reversa

• Estanque de Diluyente

• Estanque de Petróleo Diesel

4.2.1 ESTANQUE DE ÁCIDO SULFÚRICO

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:

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MEMORIA DE CÁLCULO

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 0,16

Factor de diseño - 1,5

Utilización % 98

Caudal a entregar m3/h 0,24

Tiempo de retención días 5

Capacidad efectiva % 90

Razón largo/diámetro - 2,5/1

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 2,6

Largo estanque m 6,4

Volumen estanque m3 32,7

Capacidad efectiva m3 29,4

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MEMORIA DE CÁLCULO

4.2.2 ESTANQUE DE AGUA OSMOSIS INVERSA

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro vertical, dimensionado de acuerdo con:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 16,2

Factor de diseño - 1,5

Utilización % 98

Caudal diseño m3/h 24,8

Tiempo de retención h 12

Capacidad efectiva % 90

Razón altura/diámetro - 1/2

B) RESULTADO CÁLCULOS

De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:

Unidad Valor

Diámetro estanque m 9,4

Altura estanque m 4,7

Volumen estanque m3 331

Capacidad efectiva m3 298

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MEMORIA DE CÁLCULO

4.2.3 ESTANQUE DE DILUYENTE ORGÁNICO

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:

Unidad Valor

Caudal balance t/h 3,5

Factor de diseño - 1,5

Utilización % 98

Consumo específico l/tCu 10

Producción Cu diseño tCu/d 84,4

Caudal diseño l/d 5,4

Tiempo de retención días 7

Capacidad efectiva % 90

Razón largo/diámetro - 2,5/1

B) RESULTADO CÁLCULOS

De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:

Unidad Valor

Diámetro estanque m 1,7

Largo estanque m 4,3

Volumen estanque m3 10

Capacidad efectiva m3 9,0

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MEMORIA DE CÁLCULO

4.2.4 ESTANQUE DE PETRÓLEO DIESEL

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque de acero al carbono, tipo cilindro horizontal, dimensionado de acuerdo con:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 0,22

Factor de diseño - 1,5

Utilización - 0,98

Caudal diseño m3/h 0,33

Tiempo de retención días 7

Capacidad efectiva % 90

Razón largo/diámetro 2,5/1

B) RESULTADO CÁLCULOS

De acuerdo con los criterios definidos, las dimensiones del estanque son:

Unidad Valor

Diámetro estanque m 2,6

Largo estanque m 6,6

Volumen estanque m3 35,5

Capacidad efectiva m3 31,9

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MEMORIA DE CÁLCULO

5.0 DIMENSIONAMIENTO PLANTA DE ELECTROOBTENCIÓN

En este capítulo se entrega el dimensionamiento de los principales equipos e instalaciones de la planta de EW, la que por simplicidad se ha dividido en las siguientes sub-áreas:

• Equipos e instalaciones principales

• Instalaciones y equipos auxiliares

En cada sub-área, se explicitan los criterios de diseño y se entregan los resultados de los cálculos realizados, cuyo desarrollo puede consultarse en el Anexo C.

5.1 EQUIPOS E INSTALACIONES PRINCIPALES

Se considera el dimensionamiento de los siguientes equipos e instalaciones que participan directamente en el proceso productivo:

• Circuito Nave EW

• Transfo-Rectificadores

5.1.1 CIRCUITO NAVE EW

A) BASES DE CÁLCULO

De acuerdo con el Plan Minero operativizado entregado por DSAL, la producción máxima de cobre será 30.000 t/año en ambas alternativas. De aquí que los criterios de definición de la Nave EW son únicos, y se resumen en:

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MEMORIA DE CÁLCULO

Unidad Valor

1. PRODUCCIÓN POR PROCESO

Producción nominal t/año 30.000

Factor de diseño 1,05

Producción de diseño t/año 31.500

Operación anual d/año 361

Operación diaria h/día 24

2. PRODUCCIÓN POR CORRIENTE

N° Nave EW c/u 2

Nº de bancos Planta EW c/u 4

Nº celdas productivas por banco c/u 35

Nº celdas lavado por banco c/u 1

Área activa por cátodo m2 2

Eficiencia de corriente % 90

N° de celdas por banco 4 c/u

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

1. PRODUCCIÓN COBRE POR PROCESO

Producción Cu anual t/año 31.500

Producción Cu diaria t/día 87,26

Producción Cu instantánea kg/h 3,64

2. PRODUCCIÓN COBRE POR CORRIENTE

Densidad de corriente A/m2 280

Área catódica por celda m2 90,0

Corriente por celda A 25.200

Depósito Cu por celda kg/h 26,9

Producción Cu instantánea kg/h 3.763

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MEMORIA DE CÁLCULO

5.2 EQUIPOS E INSTALACIONES AUXILIARES

Se considera la habilitación de los siguientes equipos y/o instalaciones auxiliares, que servirán de apoyo a las operaciones productivas:

• Estanque de electrolito rico filtrado

• Estanque de electrolito pobre

• Estanque de electrolito circulante

• Intercambiadores de calor electrolito pobre/rico

• Intercambiadores de calor agua caliente/electrolito rico

• Calentadores de agua

5.2.1 ESTANQUES DE ELECTROLITO RICO FILTRADO

A) BASES DE CÁLCULO

Se empleará un estanque acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, dimensionado según:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 295

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 331

Tiempo de retención min 15

Capacidad efectiva % 90

Razón altura/diámetro - 1/2

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MEMORIA DE CÁLCULO

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 6,2

Altura estanque m 3,1

Volumen estanque m3 92

Capacidad efectiva m3 83

5.2.2 ESTANQUES DE ELECTROLITO POBRE Y ELECTROLITO CIRCULANTE

A) BASES DE CÁLCULO

Se emplearán estanques de acero al carbono revestido en FRP, del tipo cilindro vertical, los cuales estarán comunicados en su base y serán dimensionados según:

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 890

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 999

Tiempo de retención min 7,5

Capacidad efectiva % 90

Razón altura/diámetro - 1/2

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

Diámetro estanque m 7,1

Altura estanque m 3,5

Volumen estanque m3 139

Capacidad efectiva m3 125

N° estanque electrolito pobre c/u 1

N° estanque electrolito circulante c/u 1

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MEMORIA DE CÁLCULO

5.2.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR ELECTROLITOS POBRE Y RICO

La transferencia de calor entre el electrolito pobre (fluido caliente) y el electrolito rico (fluido frío), se llevará a cabo en intercambiadores de placas de acero inoxidable 316L.

A) BASES DE CÁLCULO

Unidad Valor

1. FLUIDO CALIENTE (E.P.)

Caudal balance m3/h 296

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 332

Temperatura de entrada °C 50

Densidad del fluido kg/m3 1.200

Calor específico KJ/°C/kg 4,2

2. FLUIDO FRÍO (E.R.)

Caudal balance m3/h 296

Factor de diseño m3/h 1,1

Utilización °C 98

Caudal de diseño °C 332

Densidad del fluido kg/m3 1200

Temperatura de entrada °C 20

Calor específico KJ/°C/kg 4,2

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B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

N° de equipos en operación c/u 1

N° de equipos en stand-by c/u 1

Capacidad calórica mínima kW/°C 465

Calor transferido kW 11.163

Temperatura de salida E.P. °C 26

Temperatura de salida E.R. °C 44

Coef. global de tranferencia KW/m2 /°C 3,5

Área de transferencia I.C. m2 532

5.2.4 INTERCAMBIADORES DE CALOR AGUA CALIENTE/ELECTROLITO RICO

La transferencia de calor entre el agua caliente (fluido caliente) y el electrolito rico (fluido frío), se llevará a cabo en intercambiadores de placas de acero inoxidable 316L.

A) BASES DE CÁLCULO

Unidad Valor

1. FLUIDO CALIENTE (AGUA)

Caudal balance m3/h 65,8

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño m3/h 74

Temperatura de entrada °C 80

Densidad del fluido kg/m3 1.000

Calor específico KJ/°C/kg 4,2

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MEMORIA DE CÁLCULO

Unidad Valor

1. FLUIDO FRÍO (E.R.)

Caudal balance m3/h 296

Factor de diseño m3/h 1,1

Utilización °C 98

Caudal de diseño °C 332

Densidad del fluido kg/m3 1.200

Temperatura de entrada °C 44

Calor específico KJ/°C/kg 4,2

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

N° de equipos en operación c/u 1

N° de equipos en stand-by c/u 1

Capacidad calórica mínima kW/°C 86

Calor transferido kW 2.791

Temperatura de salida agua °C 47,6

Temperatura de salida E.R. °C 50

Coef. global de tranferencia KW/m2 /°C 3,0

Área de transferencia I.C. m2 74,7

5.2.5 CALENTADOR DE AGUA PARA INTERCAMBIADORES

A) BASES DE CÁLCULO

Para obtener agua a 80°C, se emplearán calentadores de agua, operados con petróleo diesel, cuya capacidad se definirá según:

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MEMORIA DE CÁLCULO

Unidad Valor

Caudal balance m3/h 65,8

Factor de diseño - 1,1

Utilización % 98

Caudal de diseño de agua % 74

Temperatura de entrada °C 48

Temperatura de salida °C 80

Poder calorífico diesel KJ/kg 42.350

Densidad de combustible kg/m3 850

Eficiencia mínima calentador % 90

Pérdidas de calor en líneas % 5

B) RESULTADO CÁLCULOS

Unidad Valor

N° de equipos en operación c/u 1

N° de equipos en stand-by c/u 1

Flujo combustible l/h 326

Potencia útil por calentador kW 2.930