Beneficios del uso de técnicas de balance, modelamiento y simulación para incremento de capacidad de tratamiento en conminución y flotación

• Autor: Pazos Fernandez, Cristian Rogelio
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/28628
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/28628
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Balance metalúrgico; Modelamiento y simulación; Análisis de rendimiento de procesos; Modelamiento matemático en operaciones unitarias; Softwares metalúrgicos; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.05

Debido al aumento de los costos operativos y los prolongados tiempos de retorno de inversión, la industria minera busca optimizar continuamente sus procesos de beneficio. Este estudio presenta una metodología basada en el Proyecto Internacional AMIRA P9, que emplea herramientas de modelamiento y simulación como Bruno, JKSimMet y Limn® para evaluar y mejorar la eficiencia operativa con mínima inversión y riesgo. La metodología se compone de las siguientes etapas: extracción de información del proceso, análisis de datos, elaboración de balances metalúrgicos, evaluación del rendimiento de los equipos, modelamiento y ajuste de parámetros, y ejecución de simulaciones. Como resultado de la aplicación de la metodología en una unidad de Sierra Metals Inc. ubicada al norte de México, en el circuito de trituración, se determinó que la trituradora primaria 20' x 36' puede operar sin sobrecarga. Para optimizar el procesamiento de 102 t/h reales (1,325 t/d nominales), se implementó la trituradora secundaria Symons en paralelo con la Metso HP-300. Además, el cribado se mejoró con la operación simultánea de las cribas 6' x 20' y Trio 5' x 14', logrando una eficiencia del 74% y un producto final de P80 de 6 mm. En la etapa de molienda, para procesar 55 t/h reales (1,200 t/d nominales, disponibilidad operativa del 91%), se incorpora una tercera línea de producción con un molino de bolas de 8' x 14' con un motor de 500 HP, operando en circuito cerrado con dos ciclones D-20. Este molino trabajará con una carga circulante del 390% y bolas de hasta 3" de diámetro, generando un producto con una granulometría de 175 µm y 23% de sólidos en peso. En el circuito de flotación, se recomendó la implementación de un banco adicional de dos celdas DR-300 en la sección Rougher, un banco adicional de cuatro celdas DR-100 y cuatro celdas DR-50 en la sección Scavenger, y un banco de tres celdas Sub A-100 en la etapa Cleaner. Estas mejoras se realizaron aprovechando equipos disponibles en la planta de la sección de zinc/óxidos, para minimizar el impacto en el Capex y optimizar la asignación de volumen conforme al incremento de tonelaje. Para definir las leyes de cabeza que se utilizarían en las proyecciones, se consideraron dos factores clave: la estadística del último semestre del 2018 y el plan de minado correspondiente al período 2019-2020, asegurando una base de datos confiable para la modelización del proceso. Durante el período 2019-2020, la ley de Ag en el concentrado fluctuó entre 2,200 y 7,000 g/t, mientras que la ley de Pb varió entre 1.6% y 15%. Asimismo, el mass pull osciló entre 1.6% y 4.0%, manteniéndose dentro de los rangos esperados. En las proyecciones, la recuperación de Ag y Pb en el concentrado estuvo entre 75% y 77%, con una ley de Ag de 4,153 g/t. El circuito presentó un mass pull de 2.6% y una ratio de enriquecimiento promedio de 29.5, proporcionando un tiempo de residencia de 26 minutos. Tras materializar la ampliación, los parámetros de producción mostraron una alta correlación con las simulaciones, con diferencias menores al 15% en la recuperación de metales y por debajo del 20% en las leyes proyectadas, lo que valida la precisión de la metodología. El estudio, respaldado por simulaciones y un análisis detallado, validó una metodología eficiente y precisa. Se optimizaron variables clave y se estableció un esquema operativo óptimo, garantizando un desempeño estable y confiable ante incrementos en la alimentación del circuito.