CONVOCATORIA TRABAJOS TÉCNICOS Y DE INVESTIGACIÓN

ENCUENTRO DE OPERADORES

PERUMIN – 30 Convención Minera

Arequipa, 12 al 16 setiembre de 2011

Postulante a Presentación de Procesos Metalúrgicos –

Operaciones en Planta

10 Años de Historia en Molienda SAG Antamina

Javier Linares García Gerente de Concentradora

Compañia Minera Antamina S.A.

El Derby 055, Torre 1, Piso 8, Oficina 801, Surco Lima, Perú

Teléfono: (01) 2173000 Correo electrónico: jalinares@antamina.com

- 2 -

Comité de revisión de trabajos técnicos Encuentro de Operadores

PERUMIN – 30 Convención Minera Arequipa, 12 al 16 de Setiembre de 2011

RESUMEN Este año, Antamina está cumpliendo 10 años de operación, ésta es una reseña de lo que se hizo durante todo este periodo de tiempo para mejorar la producción y el tonelaje, pasando de un tonelaje de diseño de 70,000 toneladas por día hasta llegar en el año 2010 a un promedio de 100,018 toneladas por día, significando un incremento de producción de 42.88% utilizando los mismos equipos de molienda del diseño original - siendo éste un incremento muy significativo. En este trabajo se explicará las diferentes etapas de mejora desarrolladas a lo largo de este tiempo y la identificación de sus repercusiones cronológicamente que permitieron alcanzar estos resultados de producción. El Gráfico 1 muestra el promedio de toneladas tratadas de cada año (resultado de las toneladas producidas cada año / 365 días calendarios) así como el porcentaje que se mantuvo cada año comparado con el tonelaje de diseño. Abstract: This year, Antamina is serving 10 years of operation, in this sense we are making an overview of what was done during this period of time to improve production and tonnage, from a design tonnage of 70,000 tons per day until 2010 to an average of 100.018 tonnes per day, meaning a production increase of 42.88% with the same gridding equipment being a very significant increase .In this document we will explain the steps that took place over time in order to get this results .also we will see the results of each one making them in a chronological order.

In chart #1 we can appreciate the average of tones treated every year (results of the procuded tones per year / 365 calendar days) and the percentage held each year compared with the tonnage of design.

Gráfico 1: Tonelaje diario promedio anual y % sobre diseño.

INTRODUCCIÓN Antamina Es el mayor complejo minero polimetálico del mundo que produce concentrados de cobre, zinc, molibdeno; y como subproductos, concentrados de plata y plomo/bismuto. La mina está ubicada en el distrito de San Marcos, en la Región Ancash, a 200 km. de la ciudad de Huaraz y a una altitud entre los 4200 y 4700 metros sobre el nivel del mar. Contamos con un puerto, llamado Punta Lobitos, ubicado en la provincia costera de Huarmey. Actualmente, es uno de los mayores productores de concentrados de cobre y el mayor productor de zinc en nuestro país, así como el primer productor de Plata en el Perú y el mundo por lo que es considerada como una de las diez minas más grandes a nivel mundial en términos de volumen de operaciones. Compañía Minera Antamina S.A. es una empresa constituida bajo las leyes peruanas, producto de un joint venture entre cuatro empresas líderes en el sector minero mundial, cuyos Accionistas son BHP Billiton (33.75%), Xstrata (33.75%), Teck (22.5%), Mitsubishi Corporation (10%).

10 Años de Historia en Molienda SAG Antamina

- 2 -

Antamina tiene cuatro zonas de operaciones: La Mina Ubicada en la Quebrada Antamina, en el distrito de San Marcos, a una latitud de 9º32'S y a una longitud de 77º03'W. Es una operación a tajo abierto que explota un depósito tipo “skarn”. Diariamente se extrae un promedio de 430,000 toneladas de material y opera 24 horas al día, 365 días al año, en turnos de 12 horas, lo que la convierte en una de las diez principales operaciones mineras en términos de volumen. El tajo de la mina mide actualmente 3,400 metros de largo por 1,800 metros de ancho y tiene una profundidad de 700 metros. Las reservas totales probadas y probables ascienden a 745 millones de toneladas métricas con una vida útil estimada hasta el año 2029. Campamento Yanacancha Allí se ubica la Planta Concentradora, que puede ser considerada una de las plantas con alto grado de automatización que existen hoy en día en el mundo, equipada con una tecnología de punta que permite procesar el mineral extraído del tajo. El campamento también cuenta con un moderno y cómodo alojamiento para todo el personal. Puerto Punta Lobitos Está ubicado en Huarmey, a 290 kilómetros al norte de Lima. Aquí se recepciona los concentrados que son transportados desde la mina a través de un moderno ducto de acero, revestido con HDPE y que recorre 302 kilómetros. Los concentrados que vienen en forma de pulpa (con un contenido de 65% de sólidos) son recibidos, filtrados, almacenados y embarcados en buques para su exportación. El agua remanente de los concentrados es tratada y luego utilizada en la forestación de un bosque de 170 hectáreas de extensión. Asimismo, la operación de Punta Lobitos cuenta con las certificaciones de Medio Ambiente (ISO 14001), Calidad (ISO 9001), Protección (Código PBIP), Salud y Seguridad Industrial (OSHAS 18001); y recientemente obtuvo la “Autorización de Uso de Marca de Garantía”, lo que nos hacer el primer puerto en Latinoamérica en alcanzar dicha certificación. Presa de Relaves Ubicada en la Quebrada Huincush, a 4,075 metros sobre el nivel del mar, es considerada la más alta del mundo dada su gran dimensión, el que podría almacenar hasta 550 millones de toneladas de relaves. Su diseño estructural a prueba de filtraciones, garantizan un estricto cuidado del medio ambiente. Actualmente, la presa de relaves se encuentra en su cuarto recrecimiento para alcanzar los 215 metros de altura (a 4,090 msnm.). Se espera que

su altura final logre los 240 metros, con 1,3 Km de largo en su cresta final. Su resistencia sísmica es de 0.48g, equivalente a un terremoto mayor a 8 grados en la escala de Richter con epicentro debajo de la presa a 65Km de profundidad. Descripción general del Proceso El tratamiento de mineral es por campañas de acuerdo a la planificación de mina en coordinación directa con las gerencias de Concentradora y Comercial, quien se encarga de planificar las ventas de estos concentrados. Dado los diversos tipos de mineral en Antamina, se extrae diferentes calidades de concentrados de acuerdo a cada campaña. En el Cuadro 1 se detallan los tipos de mineral, la diferencia entre éstos y el tipo de concentrado extraído.

Cuadro 1: Tipos de Mineral y Concentrados.

WITT: Witichinita, este mineral no se procesa en el circuito de separación por no flotar.

Los minerales tratados en mayor proporción son minerales M1 y M2 que se denominarán a partir de ahora minerales de Cu; por otro lado, están los minerales M3, M4 y M4A que desde hace 5 años se mezclan formando mineral de Cu-Zn; las Bornitas son tratadas en menor proporción. La descripción general del proceso se ilustra mejor en el Gráfico 2.

- 3 -

Gráfico 2: Descripción General del Proceso de Producción y sus Diferentes etapas

Gráfico 3: Área de Molienda

- 4 -

El Gráfico 3 muestra el área específica de molienda, el que cuenta con un Molino SAG de 38’ x 19’ y 3 molinos de bolas de 24’ x 36’. Tal como se describe en el Gráfico 4, éste también ilustra el proceso productivo y la evolución de parámetros conseguidos en estos 10 años, cabe mencionar que en el año 2008 entró en operación el circuito de pebbles. Objetivo

Explicar los diferentes cambios realizados en el proceso de molienda para lograr llegar a pasar el tonelaje de diseño desde el inicio de operación, llegando al 2010 con un record de producción anual de 36.5 millones de toneladas tratadas, lo que significa un incremento del casi 42.88%, pasando por diferentes etapas de optimización. El Gráfico 4 explica la influencia de cada uno de estos cambios en cada tipo de material, se puede observar claramente los cambios que se realizaron y hacia qué tipo de material estaba enfocado. La línea azul cruzando ambas curvas significa que el cambio fue útil para ambos tipos de mineral, cabe destacar que se hace esta diferenciación ya que el mineral M1 engloba a minerales de Cu que son un mineral que viene fino desde la mina y que es suave, por lo tanto el comportamiento en el molino SAG así como el tonelaje (throughput) son diferentes; mientras que el mineral M4 que engloba la descripción de minerales de Cu-Zn son minerales con mayor dureza porque se encuentran más pegados a la zona intrusiva de la mina y por eso viene más grueso, y de ahí que afecta el tonelaje a través del molino SAG, ya que necesitan mayor tiempo para ser molidos dentro del molino. Gráfico 4: Milling Rate Histórico Antamina Desarrollo y colección de datos

Luego del ramp-up (rampa de arranque) de molinos en el 2001, el cual se hizo de manera muy rápida cumpliéndose prontamente con los objetivos trazados vinieron nuevos retos en el tiempo, el primero de estos fue un material de tipo intrusivo con alta dureza y gran tamaño de partículas que afectó el tonelaje. Posteriormente, a finales del 2002, ciertas dificultades en la mina resultaron en la no disponibilidad del mineral de Cu (mineral mas fino y suave), por lo que se tuvo que recurrir a mineral expuesto de Cu-Zn que normalmente son mas gruesos y duros, por ende se obtuvo el tonelaje más bajo de nuestra historia el cual continuó durante el 2003. En el Gráfico 6 se puede visualizar la cantidad de mineral por campañas y los tonelajes anuales que

se procesaron.

Gráfico

6:

Gráfico 5: Throughput Mensual Histórico

- 5 -

Cantidad de mineral por campañas y tonelajes anuales.

Luego de este periodo se pudo accesar al mineral de Cu y se mejoró el tonelaje tratado, el mayor tratamiento durante este periodo (2004 – Oct. 2007) que se dio por la superior cantidad de tratamiento de minerales de Cu solo cuya finura y baja dureza permitió elevar nuestros promedios de tonelaje mensual y anual tal como se muestra en el Gráfico 5, pero a mediados del 2006 identificamos un problema de Slurry Pool (piscina de lodo) dentro del molino SAG en minerales de Cu, minerales con los que pasábamos mayores tonelajes y que teníamos la oportunidad de pasar más tonelaje en este tipo de mineral. Este fenómeno radica en la poca capacidad de evacuación que tiene el molino SAG por la descarga y como resultado de la baja evacuación se forma en la parte interior del molino una especie de piscina de lodo en lugar de haber molienda por impacto, amortiguando así el impacto y por ende la molienda dentro del SAG; además no se evacua adecuadamente el fino que ya está molido. Desarrollamos diversas pruebas y las corroboramos implementando un nuevo diseño de tapas de descarga en el molino SAG, en este último tramo advertimos cómo incrementar el área de evacuación llegando a un diseño que satisfizo las expectativas el cual se puso en operación en enero del 2007 y cuyos resultados evitaron la formación de este fenómeno mejorando el tonelaje tratado en este tipo de material, subiendo el tratamiento de tonelaje para minerales de Cu (M1) tal como muestra el Gráfico 4.

Fotografía 1: En los Gráficos 7 y 8 también se puede observar los cambios realizados en los liners de molinos en el lado de las tapas de diseño para bajar de 4 liners originalmente a 3, esto significa 1 movimiento menos por cada liner y eso a fin de cuenta redunda en el tiempo de cambio, por lo tanto, en horas de operación del molino. Adicionalmente se puede observar el cambio en el ángulo de la descarga del SAG que fue de una altura de 345mm a 543mm, lo que ayudó a mejorar la descarga del molino evitando la formación del slurry pool.

- 6 -

Start of Speed reduction

Speed Amp. Volt.

Volt. reduction

A inicios del 2007 se inicia el estudio Mine to Mill, un análisis completo en mina y Concentradora enfocado principalmente en reducir el tamaño de las partículas de alimentación a Concentradora, para este estudio se revisaron varios procesos para refinar la malla de voladura y así mejorar el tonelaje tratado en planta, ya que el mayor costo generado en voladura es cubierta superiormente en proporción al tonelaje pasado y el ahorro de energía especifica. Como resultado de este estudio se identificó la oportunidad de cerrar más la malla de voladura reduciendo así el tamaño de partícula, el tamaño identificado fue pasar de 7 x 8 mts a 6 x 7 mts., también se identificó que se podía cambiar a detonadores electrónicos aumentando el factor de carga explosiva, esto obviamente significó un mayor costo por el incremento de perforaciones y cantidad de explosivos utilizados, sin embargo, estos costos como se explicó anteriormente son ampliamente superados por los beneficios obtenidos en planta.

El 30 de Octubre del 2007 se tuvo la primera falla del estator del SAG haciendo parar la planta por varios días, esta falla de aislamiento se volvió a repetir en Diciembre del mismo año y en Enero del 2008, en dos oportunidades casi seguidos, cayendo notablemente el tonelaje del mes y del año. Cuando se analizó la falla de aislamiento se observó que era producto del calentamiento del estator por lo que se decidió limitar el voltaje del molino para que no se genere altas temperaturas que afecten el aislamiento ya deteriorado, esto significó para la operación bajar la velocidad del Molino SAG y por tanto su velocidad critica de 80% a máximos de 63%, afectando así el levantamiento de la carga y la moliendabilidad. Para contrarrestar un poco este efecto se decidió, al mismo tiempo, subir poco a poco el nivel de bolas dentro del SAG sin necesidad de afectar el Voltaje, por lo que se fue aumentando el nivel de bolas de 13% a 16%, no subió el voltaje pero si se observó incidencia en el amperaje que sí llegó a subir. Se llegó a la conclusión que no habría problema con esta subida

por lo que se mantuvo los niveles de bolas llegando en alguna oportunidad hasta 17% pero la limitación hallada fue en el pad de segunda generación que tiene este molino SAG, pero por otra parte, con esta subida de nivel se pudo contrarrestar de alguna forma la bajada de la velocidad crítica, cabe destacar que actualmente, esta opción sólo se viene ejecutando para minerales de Cu-Zn mas no para minerales de Cu

con los que continuamos trabajando con los niveles de 133, por lo tanto, se programa con antelación la subida o bajada de nivel de bolas. El Gráfico 9 muestra los cambios en las lecturas en línea que se tuvieron con los cambios mencionados.

Gráfico 7: Diseño de liners originales.

Gráfico 8: Diseño de liners después del cambio.

- 2 -

En el 2006 se analizó la opción de instalar el Chancado de Pebbles, como se puede encontrar en la mayoría de operaciones. Todos los análisis resultaron positivos, los que se trasladaron a las etapas de ingeniería desde el concepto hasta la construcción, llegándose a concretar esta opción a mediados del 2008, proporcionando una ganancia de casi 11% en el incremento de tonelaje. A mediados del 2007 se identificó la oportunidad de cambiar partes del diseño de las tapas del SAG para reducir el número de éstas y en consecuencia

el tiempo de cambio, permitiendo incrementar así su disponibilidad anual. Al final del año, con los cambios realizados se reconoció también la oportunidad de cambiar la recámara de descarga del SAG a goma cerámica para tener mayor área de evacuación y bajar hasta en 100 toneladas el peso del molino que ya por el nivel de llenado de bolas estaba al borde de la presión máxima en los descansos. A mediados del 2008 se pudo hacer el cambio de esta recámara aliviando así el peso y teniendo más área de descarga el cual también contribuyó con el tonelaje procesado.

Gráfico 9: Pantalla de lecturas en línea luego de los cambios realizados.

A

C

AREAS DE EVACUACION [m2]

AREA

TOT

CANT.

AREA

(UNT

- 2 -

Gráfico 10

Gráfico 11 En cuanto a las mallas del trommel, éstas también fueron evolucionando según las necesidades presentadas. Al inicio de la operación se arrancó con un tamaño de malla del trommel de 13mm x 38mm; posteriormente, cuando se analizaron los cuellos de botella y se identificó que el SAG era la principal restricción se cambió a una malla de 17mm x 38mm, llegando también a probar luego una malla de 17mm x 40mm, para finalmente quedarnos con una malla de 22mm x 40mm trasladando así un poco de los gruesos a los molinos de bolas. A continuación, con la instalación de la Planta de Pebbles se abrió el tamaño del outer grate (parrilla de descarga) de 1” a 3 ½’’, como consecuencia de esto al inicio las bolas salieron aún de este tamaño hasta limpiarse luego con la operación; reparamos en observar que la operación de las chancadoras eran en forma de baches, esto significaba que no aprovechábamos toda la capacidad instalada en esta planta así que con el fin de aumentar el tonelaje se contempló la necesidad de cerrar más la malla del trommel para pasar más carga al pebbles y al mismo tiempo aliviar un poco a los molinos de bolas que ya estaban al límite por la reducción de la velocidad crítica llegando a reducirlos a 15mm x 38mm. Se obtuvieron los resultados deseados teniendo más carga en la faja 21 que alimenta a la planta de Pebbles y al mismo tiempo se aliviaron los molinos de bolas que ya se hallaban como cuello de botella, maximizando así el uso de la capacidad instalada en la Planta de Pebbles y subiendo el tonelaje total tratado. Con el objetivo de continuar maximizando la alimentación a la planta de chancado se evalúo la oportunidad de mejorar la descarga del SAG, así se llegó a analizar la posibilidad de mejorar el porcentaje de área abierta de la parrilla de descarga (outer grate) del SAG. Después de evaluar varias alternativas pudimos incrementar el

R=845

B

D

AREAS DE EVACUACION [m2]

8.316

36 0.231

A

2.682

9 0.298

D

6.552

36 0.182

C

9.612

36 0.267

B

AREA TOTAL

CANT.

AREA (UNT.)

- 100 Tons. En peso @ 3%

nivel en bolas

D

B

A

C

- 3 -

área abierta de 8.15% a 12.17% agregando más aberturas (slots) y bajando un poco el metal en la parte central de esta pieza, consiguiendo el objetivo. Gráfico 12: Outer grate anterior a 8.15% (A), y Outer grate actual a 12.17% (B). Finalmente, ocurrida la falla del estator en el año 2008 se conformó un equipo de trabajo para buscar una alternativa que permitiera continuar operando pese a las fallas del molino SAG. En ese entonces, se revisaron diversas alternativas y dentro de las posibilidades que se evaluaron se consideró la instalación de la Opción 5. Esta opción fue sustentada para brindar una solución a mediano plazo ya que permitía procesar 3000 tph operando con el circuito de pebbles, el cual ya se encontraba instalado, y también en circuito cerrado con 2 molinos de bolas en minerales finos como minerales de Cu; esta opción también fue construida, teniendo en consideración que de todas maneras en el 2012 se realizará la parada de planta para el cambio del estator, lo que significa una parada de planta de 45 días aproximadamente; en ese momento, la opción 5 trabajará a plena capacidad. Cuando se desarrolló la etapa de ingeniería básica se consideró también la oportunidad de pasar en paralelo parte de la carga a la opción 5 para que ayude al SAG cuando hubiera materiales intrusivos y se tuvieran tonelajes bajos, esto también colabora en subir el milling rate tal como lo muestra el Gráfico 4. En el Gráfico 13 se muestran los cambios que se desarrollaron en la planta. Los que se observan en color fueron los cambios que se realizaron – adición de un tripper a la faja 4 para derivar total o parcialmente la carga, 2 grizzlis en paralelo, 1 chancadora que se cierra desde un máximo de 3” hasta 1” dependiendo de si trabaja a carga completa o en paralelo, los finos de ésta alimentan a una zaranda húmeda doble deck de 4000 toneladas de capacidad cuyos gruesos son dirigidos al pebbles y los finos directamente a los molinos de bolas 1 y 2.

Gráfico 13: Cambos implementados en la Planta Concentradora

A. B.

- 4 -

PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS CONCLUSIONES

En Antamina, pese a los diferentes problemas que se tuvieron a lo largo de estos años, se puede observar claramente que la producción estuvo en franca mejoría llegando en el 2010 a tener un tonelaje mayor al de diseño en 43%, el que se alcanzó realizando diferentes cambios operativos y manteniendo constancia hacia la mejora continua, el cual se refleja claramente en los siguientes gráficos.

Tonelaje anual y tipos de campaña.

Producción anual de concentrados expresadas en metálico fino.

17482

9347

20697 21197 2235619552 18492

1499218333

9267

17064

97466291

65919931 11333 16545

156820 0

8122856 1309 1691 613

2037

2502

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Cu only (' 000 ton) Cu-Zn (' 000 ton) Bornite (' 000 ton)

331253

375 385330 344 316 325

231 363190 185 156 292

348457 427

362

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Cu (kMT) Zn (kMT)

- 5 -

Tonelaje Promedio año (tons anuales/365 dias) Esto nos ha colocado en el 2010 como segundos productores de Cu, Primeros productores de Zn y primeros productores de Ag, según la ultima publicación del MINEM.

- 6 -

.