Mina Cerro Verde, Perú: Ampliación necesaria

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Las instalaciones de procesamiento incluyen un sistema de chancado y una concentradora con la finalidad de expandir la capacidad de procesamiento de 120.000 toneladas métricas por día a 360.000 toneladas métricas por día.

El diseño final del rajo correspondió a 2.220 metros de ancho por 4.100 metros de largo y por 1.067 metros de profundidad.

La nueva planta concentradora de cobre es, de acuerdo a la compañía, la más grande de Latinoamérica y fue inaugurada en mayo.

Artículo Gentileza:
Revista Tecnología Minera, Perú.

Debido a los crecientes costos de inversión ligados a instalaciones energéticas y proyectos de abastecimiento hídrico, el costo de capital estimado para el programa de ampliación que se llevó a cabo en la operación cuprífera Cerro Verde aumentó a US$ 4.400 millones. La mina de Cerro Verde está ubicada a 30 km de la ciudad de Arequipa a 2.700 msnm.

La ampliación de Cerro Verde triplicará el ritmo de procesamiento de 120.000 a 360,000 toneladas diarias y la tasa de extracción crecerá de 320.000 a 850.000 toneladas por día. Como resultado, la producción de cobre aumentará en 600 millones de libras anuales (Mlb/a), bordeando unos 1.000 Mlb/a y la de molibdeno en 15 Mlb/a para alcanzar los 25 Mlb/a.

Las actividades durante la etapa de construcción involucraron el movimiento de tierras, habilitación y/o apertura de caminos, obras civiles, entre otros. Los trabajos comenzaron en el primer trimestre del año 2013 y las principales actividades culminarán en lo que va de 2016 con la construcción de algunos caminos de acarreo.

El tiempo aproximado de operación del proyecto está relacionado con el volumen de las reservas actuales y,  sobre la base de ello, se determinó que continuará hasta el 2040, aproximadamente.

Desarrollo

Los rajos Cerro Verde y Santa Rosa, ubicados en el distrito de Yarabamba, vienen operando desde 1976 y serán los únicos de donde se obtendrá el mineral para la producción de concentrados de cobre y molibdeno hasta el año 2040. Del rajo Cerro Negro, al igual que de los rajos Cerro Verde y Santa Rosa, también se obtendría mineral de baja ley (ROM) para la Plataforma de Lixiviación 1 Fase III, como parte del proceso productivo de cátodos de cobre. Los rajos son infraestructuras dinámicas que requieren de mucho trabajo, planificación, tecnología e inversión para la obtención de mineral.

El proceso de minado se inicia con la generación de un modelo geológico de recursos minerales que se elabora a partir de pequeñas perforaciones y programas de cómputo muy avanzados, que determinan la ubicación, calidad y cantidad de recurso mineral que podría ser extraído.

Sobre la base de la información obtenida, y de ser económicamente rentable, se desarrolla un depósito de minerales. Con tal fin, máquinas perforadoras hacen agujeros de 30 centímetros de ancho y 15 metros de profundidad, en los cuales se colocan explosivos de manera controlada, secuencial y segura para fragmentar la roca y reducir su tamaño a través de la voladura. La roca fragmentada es cargada por grandes palas electromecánicas y puestas en camiones que cuentan con una capacidad de carga de 180 y 230 toneladas que la transportan al siguiente proceso.

De acuerdo a las estimaciones actuales, la composición de las reservas de Cerro Verde probadas y probables, corresponde a:

– Sulfuros Primarios para Concentradora: 3.426 millones de toneladas.
– Sulfuros Secundarios para Lixiviación: 144 millones de toneladas.
– Material de Baja Ley para lixiviación (ROM): 88 millones de toneladas.
– Desmonte de Mina: 3.548 millones de toneladas.

El diseño final del rajo Cerro Verde y Santa Rosa correspondió a 2.220 metros de ancho por 4.100 metros de largo y por 1.067 metros de profundidad, con una forma ligeramente ovalada.

Depósitos de desmonte de mina

Movimiento de tierras: La investigación geotécnica realizada en la zona de ubicación de los depósitos de desmonte de mina (DDM), arrojó que podían ser fundados sobre terreno natural, lo cual indica que no se requerirá excavación alguna para su implementación; sin embargo, la habilitación de las estructuras de derivación de aguas y las pozas de monitoreo y evaporación requerirán de movimiento de tierras en la etapa de construcción.

DDM Noreste: La habilitación del DMM Noreste implicó el movimiento de tierras de aproximadamente 70.000 m3 de material en corte y 160.000 m3 en relleno, que correspondieron a la habilitación de estructuras de derivación de aguas y las pozas de monitoreo y evaporación. Este depósito e ubica en la quebrada Huayrondo y ocupa un área aproximada de 90 hectáreas.

DDM Sureste: La habilitación del DDM Sureste implicó el movimiento de aproximadamente 97.551 m3 dematerial en corte y 202.899 m3 en relleno, correspondientes a la habilitación de las estructuras de derivación de aguas y las pozas de monitoreo y evaporación. Este depósito está ubicado en la cabecera de las quebradas Linga, San José y Huayrondo y ocupa un área de 618 hectáreas aproximadamente.

DDM Oeste: La habilitación del DDM Oeste involucró el movimiento de aproximadamente 89.432 m3 de material en corte y 304.850 m3 en relleno, correspondientes a la habilitación de las estructuras de derivación de aguas y las pozas de monitoreo y evaporación. El depósito está localizado en la cabecera de la quebrada Tinajones y ocupa un área aproximada de 290 hectáreas.

DDM Suroeste: La habilitación del DDM Suroeste durante la etapa de construcción implicó el movimiento de aproximadamente 115.992 m3 de material en corte y 510.231 m3 en relleno, los cuales correspondieron a la habilitación de las estructuras de derivación de aguas y las pozas de monitoreo y evaporación. Este depósito se encontra en la cabecera de las cuencas de las quebradas Tinajones, Cerro Verde, San José y Huayrondo, ocupando un área de 574 hectáreas.

Instalaciones de procesamiento

Las instalaciones de procesamiento incluyen un sistema de chancado y una concentradora con la finalidad de expandir la capacidad de procesamiento de 120.000 toneladas métricas por día a 360.000 toneladas métricas por día. El sistema de chancado se ubica en la quebrada Huayrondo, mientras que la concentradora se emplaza en las quebradas de San José y Huayrondo.

La etapa de construcción de estas instalaciones se concentró en la preparación de las fundaciones, corte, relleno, construcción de bermas y a la instalación de las estructuras, los equipos mecánicos, las redes de tuberías, los elementos eléctricos y la instrumentación. Se estima que la cantidad de materia removido por las actividades de construcción fue de aproximadamente 7,51 millones de metros cúbicos de corte y 2,72 millones de metros cúbicos de relleno.

Del total de material de corte, se removieron aproximadamente 3,97 millones de metros cúbicos gracias al uso de voladuras. Estas fueron programas y controladas, evitando las horas en que la dirección del viento se dirige hacia las áreas sensibles vecinas y en horarios de menor velocidad del viento, con el fin de limitar las dispersiones de material particulado.

Considerando que gran parte del agua empleada en el proceso de molienda y flotación será agua recuperada o agua que se recircula, la etapa de construcción consideró también la implementación de la infraestructura de distribución de agua mediante la habilitación de una red de tuberías.

Nueva Concentradora

Otro de los componentes de la expansión fue la construcción de una nueva concentradora al sur del tajo Cerro Verde y Santa Rosa, con capacidad nominal para procesar 240.000 toneladas métricas de material al día, el doble de capacidad de la anterior.

Esta estructura fue diseñada a partir de las características técnicas de la concentradora actual que opera desde el 2007, consta del sistema de chancado primario, secundario y terciario; circuito de molienda, circuito de flotación, planta de molibdeno para la obtención del concentrado de molibdeno, espesamiento de concentrados, proceso de filtrado y secado para la obtención de concentrado de cobre, espesamiento de relaves para una recuperación óptima del recurso agua y su respectiva tubería de conducción de relaves para su disposición final en el depósito de relaves.

La maquinaria que hace posible estos procesos funciona con electricidad proveniente del sistema interconectado nacional.

La producción anual de concentrado de cobre de la actual concentradora es de aproximadamente 450 millones de libras de cobre y producto de la disminución de la ley de cobre, se estima que ésta se reduzca a un aproximado de 320 millones de libras de cobre por año. Para la nueva concentradora se estima una producción de concentrado de cobre de 620 millones de libras por año.

Esta ampliación contó con equipos de última generación valorizados en más de US$ 100 millones. La principal tecnología empleada fue los accionamientos Gearless Mill Drives (GMD) para los molinos de bolas, que serían considerados como los sistemas más poderosos en el proceso de molienda de una concentradora y funcionan sin problemas en condiciones extremas.

En esta etapa de Cerro Verde, se instalaron seis de estas soluciones para accionar los molinos que utilizan convertidores que permiten variar la velocidad de los motores, lo cual brinda una serie de ventajas para el proceso, la operación y el mantenimiento de los molinos. El sistema también cuenta con un controlador de aplicación con funcionalidades propias para el control y operación de molinos.

Como el GMD no usa reductores de velocidad y acoplamientos mecánicos, disminuye las pérdidas por fricción y se reduce la cantidad de componentes críticos que existen con los accionamientos tradicionales, convirtiéndose así en una solución de alta disponibilidad para las empresas del sector minero.

Otra solución a destacar son los accionamientos de velocidad variable para los HPGR, que son rodillos de alta presión que se encargan de moler los minerales, y se ha creado un sistema automático que permite modular el desgaste en los rodillos, lo cual alarga la vida útil de los rodillos y previene que se tengan que reemplazar piezas antes de los previsto. En la ampliación de Cerro Verde se instalaron ocho de estas soluciones, que casi no requieren de mantenimiento, por lo que sólo se les va a dar una revisión durante los días programados que tiene la mina cada año.

También destaca la implementación de las celdas GIS de 34.5 Kv, una tecnología que sobresale por juntar e instalar varias columnas sin necesidad de realizar trabajos de extracción y llenado de SF6 en campo, gracias a que posee el sistema de conexión plugin, con lo que se evitan las fugas y se ahorra tiempo en la instalación. A diferencia de las celdas con aislamiento en aire, son más compactas por lo que se necesita hasta 70% menos espacio, tienen mayor protección contra la humedad, el polvo y agentes externos, porque son encapsuladas y de esta manera no están expuestas a la contaminación y presión atmosférica. La altura no afecta a esta tecnología y su mantenimiento es mínimo.

Además, también se instaló un Sistema de Monitoreo Eléctrico (EMS, por sus siglas en inglés), que funciona con el moderno System 800xA, cuyo principal aporte es la automatización completa de los procesos y la combinación de todos los dispositivos de la planta en una sola plataforma de integración, con lo que se puede observar todo lo que sucede desde una sola plataforma.

El transporte de la actual y futura producción de concentrado de cobre, se realizá en camiones con 6 tanques cilíndricos cerrados con capacidad de 15 toneladas métricas cada uno por una carretera privada, que se asfaltará, hasta la estación de transferencia La Joya, de propiedad de PeruRail en San Camilo, para luego continuar su trayecto en tren hacia el puerto de Matarani o en camión a otros puertos para su posterior exportación.

La producción de concentrado de molibdeno se incrementaría aproximadamente en 16 millones de libras por año, siendo la actual producción de 10 millones de libras de molibdeno.

Manejo de relaves

Los relaves generados como parte de la Expansión de Cerro Verde provendrán de la nueva concentradora y serán almacenados, de manera segura, en el nuevo depósito de relaves que se ubica en la cabecera de la quebrada Linga hacia el sur del rajo Cerro Verde. Este depósito cuenta con la siguiente infraestructura:

– Un dique principal.
– Dos diques auxiliares.
– Embalse de relaves.
– Sistema de colección y rebombeo de filtraciones.
– Sistema de sub-drenaje del dique.
– Sistema de distribución de relaves.
– Sistema de recuperación de aguas e instalaciones auxiliares asociadas.

Como parte de las actividades de construcción, esta instalación necesitó preparación de fundaciones para los diques, tanto para el dique principal como para el de arranque y los auxiliares.

La construcción del depósito de relaves inició con la construcción del dique de arranque, que posee una altitud de 160 m y un ancho de cresta de 50 metros. Este dique de arranque, posteriormente, fue recrecido en la etapa de operación. Asimismo, se incluyó la construcción de dos diques conformados con material de relleno, uno de ellos ubicado al límite noroeste del depósito de relaves y el segundo ubicado en el lado oeste del embalse. Estos diques son los llamados diques auxiliares del depósito de relaves.

Adicionalmente, los siguientes componentes de diseño del depósito de relaves fueron construidos durante esta etapa: drenes, sumidero de colección de filtraciones y canal de transporte de relaves.

Sistema de Conducción de Agua

La antigua licencia de agua que se utilizaba para las operaciones de Cerro Verde es de 1.160 litros por segundo. Para esta expansión se requirieron 1.000 litros por segundo de agua adicionales, los cuales se obtuvieron de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Arequipa (PTAR). La PTAR, fue diseñada, financiada y construida por Cerro Verde por encargo de SEDAPAR, según convenio firmado entre las partes.

Desde esta planta, Cerro Verde condujo el metro cúbico adicional, a través de una tubería de polietileno de alta densidad (HDPE) de 36 pulgadas de diámetro, la cual siguió la misma ruta de las tuberías existentes hasta la antigua concentradora. Desde este punto, bordeó la futura Plataforma de Lixiviación 1 Fase III y el Depósito de Desmonte de Mina Sur-Este hasta la nueva concentradora.

Infraestructura de lixiviación

De acuerdo con las últimas investigaciones de reservas proyectadas y probables, se cuenta con un remanente de las reservas de los tajos Cerro Verde y Cerro Negro. Por lo tanto, como parte del proyecto se planeó la implementación de una nueva plataforma de lixiviación denominada PAD 1 Fase III para almacenar un total de 70 millones de toneladas de mineral ROM, aproximadamente. El área a ocupar por la plataforma y las instalaciones asociadas fue de 75 hectáreas.

Como parte de las actividades de construcción de estas instalaciones, se previó la remoción de material inadecuado, la construcción del sistema de sub-drenaje, el movimiento de tierras, la nivelación del terreno y la colocación del sistema de impermeabilización. Los sistemas de sub-drenaje y de impermeabilización son parte de la gestión y ambiental del diseño del proyecto.

Asimismo, la plataforma cuenta con una poza de procesos, que tiene como objetivo almacenar los flujos provenientes del PAD 1 Fase III. Esta poza también consideró el movimiento de tierras, un sistema de sub-drenaje, de revestimiento y de detección de fugas.

Nueva Carretera Privada

A fin de transportar el concentrado de cobre producido por Cerro Verde hasta la estación de transferencia La Joya de PeruRail, en San Camilo, sin congestionar la carretera pública, se mejoró un acceso existente que ha sido utilizado por Cerro Verde desde la época de Minero Perú. Esta nueva carretera evitaría la circulación de los camiones que transportan el concentrado de cobre por el kilómetro 48 o Repartición, San José, desvío a Matarani y San Camilo, generando un efecto positivo en la reducción del tránsito de camiones en dicha vía pública.

La carretera estaría íntegramente asfaltada y seguiría a lo largo de la Quebrada San José, con una longitud aproximada de 40 Km, de los cuales 9,4 Km corresponden a la actual vía privada siendo necesario asfaltar 30,6 Km entre las inmediaciones de esta vía y la estación de transferencia La Joya de PeruRail.

Recursos humanos

Durante la etapa de construcción, Se empleó una cantidad de recursos humanos  técnicos y no-calificados de aproximadamente 12.500 personas. De esta cantidad, aproximadamente  el 50% correspondió a trabajadores de la provincia de Arequipa con mayor incidencia en el área de influencia directa del proyecto para el componente social; y el 50% restante provino del resto del país y/o del extranjero. El requerimiento de trabajadores no calificados fue de aproximadamente 2.440 personas.

El personal necesario para la construcción fue transportado diariamente a la mina Cerro Verde mediante buses y camionetas desde la ciudad de Arequipa. Durante todo el período de construcción se emplearon cerca de 134 buses de 50 pasajeros, 87 mini buses de 15 pasajeros y 219 camionetas.

Suministros

Durante la etapa de construcción, los principales suministros requeridos fueron los siguientes:

Agua: Durante la fase de construcción la cantidad de agua requerida fue de aproximadamente 3,8 millones de metros cúbicos a un ratio aproximado de 120 litros por segundo. Esta agua e empleó principalmente para el control de polvo durante las etapas de movimiento de tierras, para construcción de plataformas y accesos, preparación de concreto para las obras civiles y para la compactación durante la construcción del dique de arranque. Es importante resaltar que el sistema de abastecimiento de agua existente (tuberías hasta la concentradora existente) tiene la capacidad de suministrar los 3,8 millones de metros cúbicos adicionales hasta los tanques de almacenamiento en la U.P. Cerro Verde. Sin embargo, para el abastecimiento del agua durante la construcción, se construyó un sistema temporal. Por último, la fuente de abastecimiento del agua requerida durante la etapa de construcción provino de las licencias actuales para aguas superficiales y subterráneas de SMCV.

Energía eléctrica: La energía eléctrica para las actividades de construcción se obtuvo desde una extensión de la futura Radial Norte de Mina en 22.9 kV. Se estimó que con esta fuente de energía temporal se podía abastecer hasta 6 MW, de los cuales se previó que 3 MW fueran utilizados por una pala y los otros 3 MW para los trabajos preliminares y las facilidades para la construcción de la nueva planta. Con el fin de proporcionar energía complementaria en lugares aislados, se necesitaron, adicionalmente, algunos grupos electrógenos menores, cuyas potencias fueron inferiores a 50 kW.

Combustibles y lubricantes: Se necesitaron los siguientes hidrocarburos durante la etapa de construcción: petróleo, gasolina y aceites, grasas y lubricantes. El suministro de estos productos provino principalmente de petróleo y gasolina de la ciudad de Mollendo. Los lubricantes, aceites y grasas provinieron de la ciudad de Lima y se transportaron por carretera siguiendo las rutas existentes hacia la mina. Los requerimientos de combustible para la etapa de construcción se estimaron en aproximadamente 8,2 millones de galones.

Post Author: Fabiola Garcia Sanders