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