Anailis Causas Paradas Calcinadores Loma Niquel

7/24/2019 Anailis Causas Paradas Calcinadores Loma Niquel

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA

ANTONIO JOS DE SUCRE

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL

TRABAJO DE GRADO

ANLISIS DE LAS CAUSAS QUE OCASIONAN PARADAS EN LOS

CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-

REDUCCIN DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE

REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL

SINGH DELVALLE, ERIKA AMADIS

CIUDAD GUAYANA MARZO 2011


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CIUDAD GUAYANA, MARZO 2011


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ANTONIO JOS DE SUCREVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL

TRABAJO DE GRADO





Br. Erika Amadis, Singh Delvalle.


MSc. ING. IVN TURMERO

TUTOR ACADMICO

ING. HAYDEE BARRIOS

TUTOR INDUSTRIAL

Trabajo presentado a los f ines de cum pl i r con

los requis i tos qu e establece la inst i tuc in para

op tar al ttu lo de Ing eniero Indu st rial.


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ANTONIO JOS DE SUCRE

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL

TRABAJO DE GRADO





Br. Erika Amadis, Singh Delvalle.


ING. FLIX MARTINEZ

JURADO ACADMICO

ING. MIRELLA ANDARA

JURADO ACADMICO

Trabajo presentado a los f ines de cum pl i r con

los requis i tos qu e establece la inst i tuc in para

op tar al ttu lo de Ing eniero Indu st rial.


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SINGH DELVALLE ERIKA AMADIS


CALCINADORES DE LNEA I, II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-REDUCCIN

DEL HIERRO Y SUS EFECTOS EN EL PROCESO DE REDUCCIN, DE LA

EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL, 2010.

MINERA LOMA DE NQUEL

154 Pginas.Trabajo de Grado.

Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre.Vicerrectorado Puerto Ordaz.

Departamento de Ingeniera Industrial.Departamento de Entrenamiento Industrial.

Tutor Acadmico: MSc.Ing. Ivn Turmero


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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICAANTONIO JOS DE SUCREVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIALTRABAJO DE GRADO

Quienes suscriben, los tutores acadmico e industrial, para examinar el

Trabajo de Grado presentado por la Br. ERIKA AMADIS SINGH

DELVALLE, portador de la cdula de identidad N 18.882.142, titulado




REDUCCIN, DE LA EMPRESA MINERA LOMA DE NQUEL, como

requisito para la aprobacin del Trabajo de Grado , consideramos que

dicho trabajo cumple con los requisitos exigidos para tal efecto y por tanto

lo declaramos:APROBADO

ACTA DE APROBACIN

_________________________

MSc.ING. IVN TURMEROTutor Acadmico

_________________________

ING. HAYDE BARRIOSTutor industrial


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vii

DEDICATORIA

A mi Dios, por ser quien gua mis pasos y quien me da la fortaleza y la

sabidura necesaria para cumplir mis metas, me da salud, ganas de vivir yoptimismo en cualquier circunstancia que se me presente.

A mi madre:Dolisay Del Rosario Delvalle, por darme la vida ser mi gua

mi patrn a seguir y por ser lo mas bello que tengo, al ser la persona que

me inculc buenos valores, y gracias a ella soy una persona

independiente y estudiosa, por eso y muchas cosas te dedico este trabajo

mami te amo mucho y Dios te bendiga hoy, maana y siempre.

A mi padre: Carlos Armando Singh, por ensearme que hay que dar sinesperar nada a cambio, ser buena persona , que siempre al mal tiempo

hay que tener buena cara y que hay que disfrutar la vida porque es una

sola, s que desde el cielo estas orgulloso de mis logros TE AMO papi, y

este trabajo te lo dedico.

A mi hermana: Rosemary Singh por su ayuda a lo largo de mi carrera y

formacin acadmica Dios te bendiga hermana te quiero mucho.

A mis Tas Belkis Delvalle y Margarita Delvalle, Por su apoyo en todo

momento y por ser mis segundas mams. Me siento muy afortunada de

tenerlas a mi lado y por eso les dedico este informe.

A mi Abuela Iria Gulabsinghpor brindarme incondicionalmente su apoyo

y su amor s que desde el cielo est muy orgullosa de m.

A mi To Padrino Adrin Gulabsingh, por ser un segundo Padre para m,

por estar siempre en las buenas y en las malas brindndome su apoyo y

amor incondicional Dios lo bendiga y le d mucha vida y salud..

A todos les dedico mi esfuerzo, sacrificio y el deseo de ser una

profesional. Esto es por ustedes y para ustedes.


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viii

AGRADECIMIENTOS

A Dios por darme el milagro de la vida, salud, bienestar y siempre colocar

en mi camino personas excelentes. Eres la persona ms importante en mi

vida.

A mis padres, los seres que ms amo en mi vida. Carlos Armando Singh

y Dolisay Delvalle les doy gracias por todos los valores que me han

inculcado y sobretodo el amor incondicional, aunque mi padre fsicamente

no est le agradezco la vida y hasta ms, y mi madre por siempre estar

conmigo siendo mas que una madre, mi mejor amiga te amo mami.

A mi hermana Rosemary Singh, por brindarme esta oportunidad en la

empresa y por guiarme los pasos, por ser un modelo a seguir y estar

conmigo apoyndome y ayudndome en todas las decisiones que tomo,

por eso y mucho mas te estoy muy agradecida hermana te quiero mucho.

A Elenir lvarez, por ser mi amiga y hermana incondicional por su apoyo

a lo largo de mi carrera, uno de los pilares mas importantes de mi vida, y

por brindarme su amistad tan incondicional y desinteresada desde el

primer da de clases hasta el ltimo es por eso que te agradezco mucho y

este es un logro tanto mo como tuyo.

A Sabrina Malav, por formar parte de mi vida y ser una de las personas

ms nobles que conozco, brindndome todo su apoyo para el

cumplimiento de esta meta, ayudndome en todo momento tanto en vida

personal como en el trabajo, es por eso que te agradezco por ser comouna hermana para mi, y puedes contar con mi apoyo siempre te quiero

mucho.

A mi To Adrin Gulabsingh, por ser un padre para mi, brindarme

seguridad y todo su apoyo a lo largo de mi vida te quiero mucho to Dios

te de mucha vida y salud.


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ix

A mis tas bellas Margarita Delvalle y Belkis Delvalle por ser unas

madres para mi las quiero, las adoro y estoy muy agradecida conDios

por ponerme en esta grandiosa familia.

A mi gran amiga Juvelitza Salazar, por ser una de las mas fieles amigas

y siempre estar conmigo en las buenas y en las malas por darnos ese

regalo hermoso como lo es Ma Victoria, y por ser un modelo a seguir,

gracias por formar parte de mi vida

A mi compaera de bachillerato Ana Cristina Noriega, por su apoyo a lo

largo de mi carrera, Dios te d mucha salud y Prosperidad siempre.

A mis vecinas Nodlis y Noblis Marcano, por siempre estar pendientes de

nosotras y por muchos momentos gratos compartidos muchsimas

gracias.

A mis amigas bellas: Carla Marvez y Maryvet Ccerespor estar conmigo

en las buenas y en las malas y compartir tan gratos momentos que deuna u otra manera contribuyeron a lo que soy hoy en da las quiero

mucho.

A mis compaeros de trabajo Joseph Montilla, Edgar Gonzlez y

Gheyson Mejas, Richard Daz por brindarme desde el primer momento

su ayuda y apoyo incondicional, es por eso que les estoy muy agradecida

por todo, y este trabajo no seria lo mismo sin ustedes.

A mis jefes Freddy Espinoza, Simn Herrera y mi tutora Haydde

Barrios por toda su ayuda, por compartir sus conocimientos conmigo y

por todo su apoyo y comprensin en todo momento estoy muy agradecida

con ustedes.


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x

A la Sra. Arelys y Laury Fernndez por ser las personas ms

extraordinarias que haya conocido y por ser tan especiales con nosotras

estoy muy agradecida con ustedes.

A Mairelys Andrade por darme esta oportunidad en la empresa,

muchsimas gracias y dios te de mucha vida y salud.

A las seoras que ms adoro en la UNEXPO Sra. Loira, Melvis Mora y

Yumelys Bentez.

A mis compaeros de estudios y futuros colegas: Luz Rodrguez, Jos

Velzquez (Bumba), Dewis Devadi, Kike, Luis Daniel Serrano,por suapoyo y ayuda en el momento oportuno, a todos muchas gracias.

A mis profesores Alfonzo Moffi y Rafael Medina, por ser unos

excelentes profesores y ser un modelo a seguir, por ensearme y gracias

a ellos soy una persona estudiosa y trabajadora, Dios les de mucha salud

y bienestar hoy maana y siempre.

Y finalmente mi Profesor y Tutor Acadmico Ivn Turmero por ser el

profesor que me cambio la perspectiva de ver las cosas y amar ms mi

carrera desde que me dict la ctedra Ingeniera de Mtodos, es un honor

para mi tenerlo de Tutor, Muchsimas Gracias y Diosito le de mucha vida

y salud para que siga regalando sus conocimientos a los alumnos y

cambindole la vida a los futuros ingenieros.


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INDICE

DEDICATORIA viiAGRADECIMIENTOS viiiNDICE DE FIGURAS xivNDICE DE GRFICOS xvNDICE DE TABLAS. xviLISTA DE ANEXOS.. xviiRESUMEN. xviiiINTRODUCCIN....................................................................... 1CAPTILO I 3

EL PROBLEMA. 31.1 Definicin del problema 31.2 Antecedentes de la situacin. 41.3 Objetivo General 5

1.3.1 Objetivos especficos 61.4 Justificacin.. 61.5 Alcance. 71.6 Limitaciones 7

CAPTULO II 8

GENERALIDADES DE LA EMPRESA 82.1 Razn Social o nombre de la empresa 82.2 Ubicacin Geogrfica 82.3 Actividad a la que se dedica 92.4 Resea Histrica 102.5 Sector Productivo 142.6 Tipo de Mercado 152.7 Misin 152.8 Visin 15

2.9 Valores 162.10 Reglas de Oro 172.11 Normas Certificadas 192.12 Objetivo General 192.13 Objetivos Especficos 202.14 Organigrama estructural 202.15 Funciones de la Gerencia Metalrgica 232.16 Departamento de Proceso 232.17 Descripcin del Proceso productivo de MLdN 25

CAPTULO III 31

MARCO TERICO 31


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xii

3.1 Conceptos Bsicos 313.1.1 Ferronquel 313.1.2 Proceso de Produccin del FeN 313.1.3 Pre-Reduccin 383.1.4 Muestreo 43

CAPTULO IV 49MARCO METODOLGICO 49

4.1 Tipo de investigacin 494.2 Diseo de la investigacin 504.3 Poblacin y Muestra 504.4 Instrumentos 514.5 Procedimientos de recoleccin de muestra. 51

4.5.1 Diagnstico de la situacin actual de lnea I y II 51

4.5.2 Toma de Muestreo 524.5.3 Cuantificacin de las paradas de Calcinadores 534.5.4 Determinacin de Variable 53

4.6 Tcnica de Muestreo 534.6.1 Materiales y Equipos 55

CAPTULO V. 81SITUACIN ACTUAL.. 81

5.1 Descripcin actual del Proceso Productivo. 815.1.1 Proceso del rea de PPM 81

5.1.2 Proceso de Calcinacin 875.1.3 Proceso del rea de H.E.R.. 935.2 Situacin Actual de los Calcinadores 995.3Anlisis de las paradas del Proceso de Calcinacin 111

CAPTULO VI 66ANLISIS Y RESULTADOS 66

6.1 Diagnstico de situacin Actual de Calcinadores 666.2 Anlisis cuantitativo de paradas de Calcinadores 786.3 Muestreo de Comportamiento Fsico y Qumico.. 85

6.3.1 Proceso de la toma de muestra 866.3.2 Efectos de la Pre-Red en el proceso 876.3.3 Volmen de gases generados/ Presin interna.. 886.3.4 Consumo especfico de energa HER 906.3.5 Impacto de la Pre-Red en el Proceso de Red. 926.3.6 Efecto de la continuidad en la Pre-Red 936.3.7 Prioridades para aumentar la productividad 946.3.8 Paradas e interrupciones en el Proceso 946.3.9 Estabilidad durante la operacin 956.3.10 Parmetros de operacin H.E.R 95

6.4 Determinar las variables que causan Paradas. 96


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xiii

6.4.1 Paradas en Horno Elctrico de Reduccin. 1036.4.2 Paradas Monorrieles 1, 2, 3,4 1066.4.3 Paradas por Pila Seca 112

6.5 Elaboracin de plan de accin.... 1156.5.1 Minimizar paradas en HER 1166.5.2 Minimizar paradas en Monorrieles 1166.5.3 Minimizar paradas en Pila Seca 117

CONCLUSIONES 118RECOMENDACIONES.. 120BIBLIOGRAFA 121


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xiv

NDICE DE FIGURAS

Figura 1. Ubicacin Geogrfica de MLdN 9

Figura 2.Diagrama de Procesos de ventas. 10

Figura 3.Organigrama estructural de la empresa 22

Figura 4.Organigrama de la gerencia de Operaciones 24

Figura 5.Organigrama del proceso productivo.. 30Figura 6. Calcinador lnea I y II 35

Figura 7. Diagrama de Proceso de Minera Loma de Nquel 37


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xv

NDICE DE GRFICAS

Grfica 1. Pre-Red anual 5

Grfica 2. Diagrama de Flujo del proceso de PPM 58

Grfica 3. Diagrama de Flujo del proceso de Calcinacin 60

Grfica 4. Diagrama de Pareto de las horas de Paradas.. 61

Grfica 5.Grfica del mineral Calcinado y prdida anual. 62

Grfica 6. Diagrama de Flujo del recorrido del mineral en H.E.R 63

Grfica 7.Diagrama de Pareto horas detenidas de H.E.R 65Grfica 8. Diagrama de Pareto de horas detenidas K1 yK2.. 67

Grfica 9.Diagrama de Pareto Horas detenidas Enero.. 68

Grfica 10. Diagrama de Pareto Horas detenidas Febrero 68

Grfica 11. Diagrama de Pareto Horas detenidas Marzo.. 69

Grfica 12.Diagrama de Pareto Horas detenidas Abril. 70

Grfica 13. Diagrama de Pareto Horas detenidas Mayo 71

Grfica 14. Diagrama de Pareto Horas detenidas Junio 72

Grfica 15.Diagrama de Pareto Horas detenidas Julio.. 73

Grfica 16. Diagrama de Pareto Horas detenidas Agosto. 74

Grfica 17. Diagrama de Pareto Horas detenidas Septiembre... 75

Grfica 18. Diagrama de Pareto Horas detenidas Octubre. 76

Grfica 19. Diagrama de Pareto Horas detenidas Noviembre.... 77

Grfica 20. Diagrama de Pareto Horas detenidas Diciembre 78

Grfica 21. Diagrama de Pareto tipo de Paradas. 80

Grfica 22. Diagrama de Pareto de Paradas del Calcinador 83

Grfica 23. Diagrama del Precio de Nquel Ene-Dic 2010 84

Grfica 24. Presin de gas formada en HER 89

Grfica 25.Efecto de la Pre-Red en el consumo de energa.. 91

Grfica 26.Disponibilidad Pre-Red 2001-2010 94

Grfica 27.Diagrama de Pareto motivos paradas de K1 y K2 99

Grfica 28. Diagrama de Pareto HER 102


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NDICE DE TABLAS

Tabla 1. Pre-Red y factores asociados en plantas mundiales. 39

Tabla 2. tem del ao 2010 de paradas calcinador I 79

Tabla 3. tem del ao 2010 de paradas calcinador II. 82

Tabla 4. Efecto del cambio de la Pre-Red y alimentacin 89

Tabla 5. Efecto del cambio de la Pre-Red en la energa.. 92

Tabla 6. Paradas del Calcinador Ene-Dic. 2010. 97

Tabla 7. Paradas del Horno Elctrico de Reduccin 100Tabla 8. Paradas de Monorrieles 1, 2, 3,4 107

Tabla 9. Paradas de Pila seca 113


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LISTA DE ANEXO

ANEXO 1. Descarga de Tolva 156

ANEXO 2. Piscina de enfriamiento 157

ANEXO 3. Lab Data. Muestras especiales. 158

ANEXO 4. Lab Data. Muestras especiales. 159

ANEXO 5. Departamento de Mantenimiento 160

ANEXO 6. Secador del rea de PPM 161

ANEXO 7. Trituradora del rea de PPM 162ANEXO 8. Pila Seca 163

ANEXO 9. Calcinadores . 164

ANEXO 10. Horno Elctrico Reduccin 165

ANEXO 11. Vaciado de Metal. 166


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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICAANTONIO JOS DE SUCRE

VICERRECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL


CALCINADORES DE LNEA I,II Y LA AFECTACIN EN LA PRE-



Autor: Erika SIngh

Tutor Acadmico: Msc. Ing. Ivn Turmero

Tutor Industrial: Ing. Hayde Barrios

RESUMEN

El presente informe estuvo dirigido al anlisis de las causas queocasionaron las paradas en los calcinadores de lnea I y II y la afectacinen la Pre-Reduccin del hierro y sus efectos en el proceso de reduccin,de la empresa Minera Loma de Nquel, con la finalidad de determinar lasprincipales causas que causaron las paradas y sus efectos en el proceso

productivo.La investigacin se realiz mediante un estudio experimental-evaluativo, pues se tomaron muestras del mineral calcinado y laevaluacin de las mismas, as como la data de la intranet para laevaluacin de las paradas y su afectacin en el ao 2010. Se obtuvocomo resultado las horas totales en paradas pertenecientes a fallas deequipos y por falla de los operarios, y se determin el 20% de las causasque ocasionan el 80% de los problemas por paradas ya sea en HornoElctrico de Reduccin, Monorrieles y Pila Seca.

Palabras claves:Anlisis de Causas, Muestreo, Anlisis de Afectacin.


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INTRODUCCIN

La empresa Minera Loma de Nquel es una empresa dedicada a la

explotacin y procesamiento del mineral de Nquel proveniente del

yacimiento Loma de Hierro, para ser exportado a diferentes corporaciones

mineras internacionales.

El yacimiento niquelfero de Minera Loma de Nquel consiste de

una mina a cielo abierto donde no se emplean explosivos de ningn tipo

para la extraccin y remocin del mineral; mediante el uso de palas

excavadoras el mineral es extrado y cargado en camiones para ser

trasladado a la planta de procesamiento.

Luego de ser extrado, el mineral pasa por una fase de preparacin en

donde se reduce de tamao hasta alcanzar un mximo establecido, para

ser apilado y luego pasar por el proceso de calcinacin que se encarga dereducir parcialmente el hierro y eliminar el agua fsica y qumica utilizando

carbn mineral como agente reductor, esto se realiza en dos hornos

rotatorios.En los ltimos dos aos el proceso se visto afectado motivado

principalmente a la discontinuidad del proceso raz de todos los

problemas del paro laboral, trayendo como consecuencia una

considerable variabilidad en la pre-reduccin del mineral. En los aos

2005, 2006 y 2007 se alcanza un promedio de Pre-Reduccin por encimade 72% estable y sostenible. Posteriormente en el ao 2008 por los

problemas mencionados anteriormente disminuy levemente, en el 2009

presenta un aumento en la Pre-Red como resultado de haber operado

con un solo horno, motivo por el cual ambos calcinadores trabajaron a

bajas capacidades, condiciones en las cuales la rotacin de los mismos

es ajustada a la alimentacin (disminuida) y por tanto el tiempo de

residencia del mineral dentro del calcinador aumenta exponencialmente


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20

favoreciendo las reacciones de Pre-Red. Una vez cuantificado el efectode la Pre-Red en los mecanismos que favorecen el desempeo de los

hornos elctricos, se puede definir que el mayor impacto se presenta

sobre la disminucin de la presin interna del horno que a su vez tal como

se indica anteriormente, impacta considerablemente en la estabilidad,

productividad, consumos de electricidad, pasta electrdica, etc. En los

ltimos meses, las condiciones de trabajo de los hornos de reduccin y

por tanto de los calcinadores han estado determinadas por lasrestricciones energticas, trayendo como consecuencia retrasos y

prdidas de produccin, es por ello que este trabajo se enfoca

principalmente en el estudio de las causas por lo cual los calcinadores

detienen y como afecta en la Pre-Red del mineral una vez que estos

continan con el proceso,el comportamiento del mismo y de la estabilidad

y control de los parmetros elctricos: potencia/corriente/impedancia

dentro del Horno.El mismo se apoya en una investigacin de tipo aplicada

con modelo descriptiva y se sustenta en un diseo de investigacin de

campo.

En este proyecto se presentan estructuralmente el siguiente contenido

producto del resultado de la investigacin realizada en los siguientes

captulos, en el captulo I, se exponen el problema objeto de la

investigacin en el captulo II: se describe las generalidades de la

empresa Minera Loma de Nquel. En el captulo III: se explican los

aspectos tericos necesarios para la elaboracin de la investigacin. En el

captulo IV: se presenta el diseo metodolgico seguido en la

investigacin. En el captulo V se presenta la situacin Actual de la

empresa seguido del captulo VI donde se exponen los anlisis y

resultados de la investigacin y finalmente se presentan las conclusiones

y recomendaciones.


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CAPITULO I

EL PROBLEMA

A continuacin se expondr detalladamente la situacin que se

presenta en la empresa MLdN.

1.1 Definicin del Problema:

Minera Loma de Nquel es una industria de minera lder en el pas,

dedicada a la produccin y mercadeo de nquel, ferronquel, metal de

aleacin siderrgica, fundamentalmente dirigido a la produccin de una

amplia gama de aceros inoxidables, aleaciones de nquel, metalurgia

ferrosa, entre otros. Dicha industria realiza el proceso para la obtencin

del mineral el cual comienza con la extraccin, en el yacimiento que es a

cielo abierto, luego la preparacin, lugar en donde el mineral mediante un

proceso de trituracin disminuye sus dimensiones para pasarlo a

calcinacin, en donde se reduce parcialmente el hierro presente y se

elimina el agua qumica y fsica, utilizando el carbn mineral como

reductor, para luego pasar al rea de reduccin donde se funde y reduce,

y finalmente se refina.

En los ltimos meses, las condiciones de trabajo en los hornos de

reduccin y por tanto en los calcinadores han estado determinadas por las

restricciones energticas. Sin embargo, y a pesar de estar trabajando a

capacidades inferiores a la nominal, se han experimentado retrasos y

prdidas de produccin por factores no vinculados a la energa. Los

principales factores que afectaron la produccin durante estos meses


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22

fueron las fallas de los monorrieles; y eventos relacionados al horno

elctrico de reduccin, entre otros de menor contribucin

Estos eventos poseen una influencia directa en la Pre-Red, ya que

generan paradas de calcinador y la consecuente quema del carbn y

posteriores horas con bajos valores de Pre-Red. Adems, los efectos son

de gran importancia en los perfiles trmicos de los hornos de reduccin,

ya que al bajar potencia se pierden parte de las condiciones y el carbn

consumido en los calcinadores durante las paradas produce variaciones

qumicas dentro del horno (deficiencia de carbn para las reacciones

necesarias), as como repercusiones en la produccin puesto que al

detenerse los Calcinadores no se cumplen con las metas de produccin

diarias ya establecidas.

Es por ello que esta investigacin est enfocada en la investigacin

mediante un anlisis del ao 2010 para determinar las posibles causasque provocan el detenimiento de los calcinadores, las consecuencias en

cuanto a la produccin y en cuanto a las operaciones.

Resulta importante en toda investigacin analizar la problemtica

existente que envuelve la necesidad del estudio as como tambin

determinar losobjetivos,sus razones, justificacin, crear ideas y ubicarlas

para su desarrollo actual y posterior. En el presente captulo, se

desarrollaran cada uno de estos puntos.

1.2 Antecedentes de la Situacin

A continuacin se presenta una grfica con el comportamiento

histrico de la Pre-Red en los calcinadores de Loma de Nquel. Como se

observa en la grfica # 1, partiendo de la base que los calcinadores

fueron diseados y concebidos para Pre-reducir el mineral, se evidencia
http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml


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que la optimizacin del proceso ha permitido mejoras sustanciales desde

el inicio hasta la actualidad. Para ello se ha evaluado y optimizado el perfiltrmico de los calcinadores (en varias oportunidades), las caractersticas

fsico-qumicas del mineral y del carbn alimentado, parmetros

operacionales como rotacin y relacin aire-gas, se ha rediseado el

quemador, sistema y procedimiento de muestreo, etc. A comienzos del

ao 2010 se puede observar como la pre-reduccin disminuye en los

calcinadores trayendo como consecuencia inestabilidad en los hornos de

reduccin, disminuyendo as su rata de fusin.

En la grfica tambin se puede observar la variabilidad presente en los

resultados de Pre-Red, siendo que la Pre-red depende de muchas

variables y factores como: Caractersticas Fsico-qumicas del mineral y el


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24

carbn, parmetros de operacin del calcinador, continuidad operacional,

etc. Es lgico esperar una gran variabilidad a lo largo del tiempo

1.3 Objetivo General.

Analizar las causas que ocasionan las continas paradas en los

Calcinadores I y II a fin de buscar las mejoras en el proceso de

Calcinacin y Reduccin de la Empresa Minera Loma de Nquel

1.3.1 Objetivos Especficos

1. Diagnosticar la situacin actual de los Calcinadores de Lnea I y II de la

empresa Minera Loma de Nquel.

2. Analizar y cuantificar las paradas de los Calcinadores en lnea I y II en

un periodo determinado.

3. Determinar las variables claves que afectan y causan las paradas de

los calcinadores en lnea I y II en funcin de su optimizacin.

4. Impacto de las Paradas en la Produccin.

5. Realizar un muestreo para determinar el comportamiento fsico y

qumico del mineral cuando los Calcinadores detienen.

6. Elaborar un plan de accin para minimizar fallas.

1.4 Justificacin

El ferronquel es un metal de aleacin siderrgica, fundamentalmente

dirigido a la produccin de acero inoxidable, el cual es utilizado en


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25

diversas reas de consumo, tales como construccin, transporte,

instrumentos quirrgicos, artculos del hogar entre otros. y su calidaddepende de los procesos ya antes mencionados. Es por esto que la

importancia de este estudio radica en la necesidad de analizar las

posibles fallas o problemas que se pudiesen estar presentando dentro del

proceso de calcinacin para darle as una solucin ptima mediante

herramientas de ingeniera que a su vez servirn para establecer los

correctivos pertinentes para mejorar el funcionamiento, dando de esta

manera cumplimiento a los objetivos a nivel global y/o general de laempresa.

1.5 Alcance

La presente investigacin se llevar a cabo en la empresa Minera

Loma de Nquel especficamente en el rea de Calcinacin, la cual est

adscrita al Departamento de Procesos y abarca el diagnstico ymejoramiento dicho proceso en los calcinadores.

1.6 Limitaciones

La presente investigacin se llevar a cabo en un periodo de 16

semanas, cuyo horario es de lunes a viernes de 7.30am - 4.30pm,

teniendo como limitaciones los das festivos y fines de semana


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26

CAPTULO II

GENERALIDADES DE LA EMPRESA

A continuacin se presenta una breve descripcin de la empresa

Minera Loma de Nquel, en donde se manifiestan las actividades que

realiza, su misin, visin, el tipo de mercado al cual pertenece, la

importancia econmica que posee dicha empresa para el pas, sus

objetivos y su estructura organizativa.

2.1 Razn Social o Nombre de la Empresa:

Minera Loma de Nquel

2.2 Ubicacin Geogrfica:

La empresa Minera Loma de Nquel se encuentra en el sector Noroeste

del cinturn niquelfico de Tinaquillo. Ubicada a 10 de latitud y 67 de

longitud Oeste en la costa montaosa, a 100 mts. sobre el nivel del mar, e

la serrana del interior, entre los municipios Guaicaipuro y Santos

Michelena, en los lmites de los estados Miranda y Aragua. Situada a

unos 20 Km. de la Autopista Regional del Centro. Cuenta con una va de

acceso propia a la altura del Km. 54 de la misma y la poblacin ms

cercana es Tiara a unos 5Km. (Ver figura 1).


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27

Fuente (Intranet Minera Loma de Nquel)

Figura 1.Ubicacin Geogrfica de la Empresa Minera Loma de Nquel

2.3 Actividad a la que se dedica:

Producto Elaborado: Ferro-Nquel.

Objetivo Principal: Dedicarse a la produccin y mercadeo del Ferro-

Nquel.

rea de Distribucin: El mineral es distribuido al Norte de Europa,

Alemania, Blgica, China e Italia y Nacional se le distribuye a

fundiciones Lemos, Siderrgica del Orinoco (SIDOR) y consorcio

Amazonas. En la Figura N 2 se muestra el Diagrama de procesos de


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la distribucin del material comenzando desde el despacho del FeNi,

hasta llegar a la planta-clientes.

Fuente: Intranet (Minera Loma de Nquel)

Figura 2. Diagrama de procesos de las exportaciones y ventas

2.4 Resea Histrica

La empresa Minera Loma de Nquel es una empresa dedicada a la

explotacin y procesamiento del mineral de Nquel proveniente del

yacimiento Loma de Hierro, para ser principalmente exportado a

diferentes corporaciones mineras internacionales. MLdN es una de las

dos empresas a nivel nacional que est certificada bajo las Normas de

Calidad ISO 9000. Debido a esto, es de suma importancia para laempresa estar al da con la debida documentacin de los procesos de

Evaluacin de los Sistemas de Gestin de Calidad, la cual es una de las

clusulas indispensables de ISO-9000 e implica cumplir con El Control de

los Documentos (Clusula 4.5). Esta documentacin se realiza utilizando

la aplicacin ISO-Document (Software basado en Lotus Notes que facilita

el cumplimiento de la Norma ISO durante las auditorias de Gestin de la

Calidad).


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Durante los aos 40 y durante las ltimas tres dcadas, empresas

mineras internacionales, realizaron exhaustivos estudios para determinarel potencial minero de Venezuela, pero entre los aos 1975 y 1990, la

actividad minera en este aspecto, se redujo notablemente debido a la

instauracin de un rgimen impositivo con gravmenes demasiado

onerosos para las exportaciones mineral.

Los cambios histricos que sacudieron al mundo a finales de la dcada

pasada han llevado a una apertura de las barreras, tanto polticas como

econmicas, que han transfigurado a Latinoamrica, con una expectativa

de crecimiento que va desde un 5% a un 8% en los aos noventa (90) y

con ms de 250 billones de Dlares de capital extranjero en inversiones

durante el decenio. La mayor parte de sta inversin se realiz dentro del

sector energtico y el sector minero.

Dentro de ste contexto, Venezuela tom un nuevo rumbo a partir de

1990 y busc reducir su tradicional dependencia de las exportacionespetroleras, reactivando el sector minero, el cual posee inmensas

perspectivas de desarrollo. Al mismo tiempo se liberaliza la economa y se

establece un nuevo reglamento que grava con un mximo de 30% las

actividades econmicas, la cual permiti promover las inversiones

privadas en minera y otros sectores productivos y de servicios.

La nueva poltica implementada permiti el ingreso de empresas y

capitales internacionales, interesados en el amplio potencial minero que

ofreca el territorio venezolano, encontrndose trabajando activamente en

el pas empresas tales como: Placer Dome de Canad y Monarch de

Inglaterra, dedicadas a la explotacin de Oro y Diamantes; Young Group

de Inglaterra y Shell Chemical de Holanda, minas de carbn y Anglo

American de Inglaterra, minas de Nquel.


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El depsito de Minera Loma de Nquel, situado a 80 Km. al sudoeste

de Caracas, en los Estados Miranda y Aragua, fue descubierto durante losaos 40, y est localizado en el sector noreste del cinturn Niquelfero de

Tinaquillo, el cual, adems de significar el mayor depsito de nquel del

pas, tambin incluye manifestaciones de otros metales bsicos y

minerales industriales de inters tanto para la exportacin hacia el

mercado mundial, como para el abastecimiento nacional.

Las exploraciones efectuadas en Minera Loma de Nquel indican que

ste yacimiento contiene alrededor de treinta y ocho millones y medio de

toneladas de material con un contenido de 1,48 % promedio de nquel.

Los estudios fueron realizados por la empresa Societe Le Nickel de

Francia y el Gobierno Venezolano.

Ms de 21.500 metros de perforaciones se realizaron para determinar

la riqueza del yacimiento fueron hechas durante los aos sesenta y al

concluir esos estudios de factibilidad, los clculos estimados, de maneraconservadora pronosticaron la extraccin de 1.700.000 toneladas de

material por ao, de los cuales resultara una produccin de 20.000.000

millones de kilogramos de nquel anuales. En la actualidad se espera

ampliar y mejorar sensiblemente estas estimaciones, al trmino de las

exploraciones que se vienen realizando para verificar la extensin del

yacimiento.

Cabe sealar que, desde la adjudicacin de las concesiones sobre el

depsito de Minera Loma de Nquel se han realizado intensos trabajos

para obtener y evaluar muestras de ms de 500 calicatas (test pits) en

ms de 2.500 metros de perforaciones efectuadas con taladros tipo auger

(taladro en tirabuzn), con bocas de diamante, los cuales han confirmado

los estudios anteriores en ms de un 90%.


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Al mismo tiempo, la exploracin de Minera Loma de Nquel se ve

favorecida por su excelente localizacin, muy cercana a la infraestructuranecesaria para su desarrollo, que sumada a las facilidades energticas

que ofrece Venezuela, convierten la operacin en un proyecto productor

de nquel muy rentable.

En efecto, el yacimiento se encuentra a 8 Kilmetros de una lnea

elctrica de alta tensin, por el Sur y un gasoducto cercano por el Norte.

El agua necesaria se obtiene de los ros locales, mediante obras

hidrulicas especializadas construidas en las inmediaciones del

yacimiento.

En lo relativo a las reas donde se encuentran las lateras de nquel,

estas son naturalmente sin forestacin, y se cubren slo de gramneas,

debido a que la concentracin mineral en la zona no permite el

crecimiento de vegetacin boscosa.

Por consiguiente, para la explotacin de Minera Loma de Niquel, se

trabaja en un programa de conservacin ecolgica, respetando y

cuidando las reas de los bosques que se encuentran dentro de la

concesin, y que contempla un adecuado control de desechos, para

asegurar de ste modo la no-contaminacin del ambiente.

Minera Loma de Nquel est situada apenas a 20 kilmetros de la

Autopista principal que une a la ciudad de Caracas con la ciudad de

Valencia, la cual transita el cinturn industrial venezolano, y el proyectado

ferrocarril de los Valles del Tuy, por autopista. Asimismo, queda a 150

kilmetros de la poblacin de Puerto Cabello, uno de los puertos ms

importantes del pas, y a 100 kilmetros del Puerto de la Guaira, el

principal de Venezuela, lo cual facilita enormemente el transporte del

producto hacia los mercados internacionales.


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La produccin de Minera Loma de Nquel, estimada en 20 millones de

kilogramos de ferro nquel equivaldra de un 2,5% a un 3% del aportemundial de ste valioso metal de aleacin siderrgica, fundamentalmente

dirigido a la produccin de una amplia gama de aceros inoxidables.

En el ao 1970, el Ministerio de Minas e Hidrocarburos asumi los

derechos sobre el yacimiento y mediante decreto declar especialmente

afectado para el desarrollo, el Yacimiento Niquelfero Loma de Hierro, un

polgono de aproximadamente 7.000 hectreas.

En Diciembre de 1992, el Ministerio de Minas e Hidrocarburos concede

la empresa Cofeminas, C.A. los derechos para la explotacin del

yacimiento. El estudio de factibilidad fue financiado y gerenciado por el

grupo Anglo American, importante grupo internacional con inversiones en

recursos naturales, y desarrollado por Tecnoconsult, empresa venezolana

de Ingeniera de Consulta.

Con la incorporacin de Cofeminas, C.A. al grupo Anglo American,

para el ao de 1996, cambia de razn social y pasa a llamarse Minera

Loma de Nquel, C.A., empresa operativa responsable de desarrollar el

proyecto.

El grupo Anglo American, ha acumulado significativa experiencia en la

explotacin minera de nquel desde el ao de 1962, a travs del

desarrollo de las minas Morro de Nquel y Codermin, ambas ubicadas en

el pas de Brasil.

De acuerdo con el plan minero, el yacimiento es explotado a cielo

abierto, mediante la construccin de terrazas con una altura de 5 metros

entre ellas y un ngulo mximo de taludes de 34 grados.


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El programa de explotacin, apilamiento y manejo del mineral est

diseado para una produccin mxima de un milln doscientos miltoneladas secas al ao, durante un perodo de casi 30 aos, con un

porcentaje de nquel que variara entre 1,78% y el 1,0%, con un promedio

de 1,48%.

De sta manera, el grupo Anglo American y Minera Loma de Nquel,

C.A. asumen su compromiso con el progreso de Venezuela, siempre en la

bsqueda de nuevos horizontes en la especialidad minera, con el

respaldo de la ms moderna tecnologa y de un personal compenetrado

con los objetivos de superacin que ese reto impulsa, y con la conviccin

de su calidad para la competencia en el concierto mundial.

2.5Sector Productivo:

Minera Loma de Nquel, es una empresa ubicada dentro del sector

primario, ofreciendo Ferro-Nquel. Aprovecha las bondades de losyacimientos para la explotacin y transformacin del mineral.

2.6 Tipo de Mercado:

Minera Loma de Nquel, es una empresa ubicada dentro de un

mercado de competencia ya que suministra bsicamente Ferro-Nquel

material que se utiliza en un 65% en acero inoxidable, y a nivel Nacional

le suministra FeNi a empresas importantes del pas:

a) Siderrgica del Orinoco (SIDOR)

b) Fundiciones Lemos

c) Consorcio Amazonas.

Y en el exterior es distribuido al Norte de Europa, Alemania, Italia, Blgica


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y China.

2.7 Misin:

Es una empresa dedicada a la produccin y venta de Nquel, a

costos competitivos mediante:

La produccin con seguridad.

La inversin en las mejoras tecnolgicas.

Sentido de responsabilidad social con nuestros trabajadores.

El compromiso con la prevencin de lesiones y enfermedades

ocupacionales.

Respeto por el medio ambiente, la comunidad, contratistas y

proveedores.

El compromiso con la mejora continua y la optimizacin de los

activos.

2.8 Visin

Ser reconocida como una gran empresa por sus niveles de

productividad y calidad en la produccin de Nquel, contemplando la

seguridad, la responsabilidad social y la preservacin del medio ambiente.

2.9 Valores

Seguridad:

- La Seguridad esta primero en todo lo que hacemos.


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- Hacemos de la seguridad una forma de vida, dentro y fuera de

nuestro lugar de trabajo.- Creemos firmemente que todos los incidentes, lesiones y

enfermedades ocupacionales pueden prevenirse.

- Evaluamos los riesgos de manera continua y cumplimos con los

estndares establecidos.

Preocupacin y respeto:

- Siempre tratamos a las personas con respeto, dignidad y cortesa,

independientemente de sus orgenes, estilo de vida o posicin,

brindndoles igualdad de oportunidades para su desarrollo laboral

y personal.

- Construimos confianza a travs de una comunicacin abierta y

bilateral y valoramos todos los puntos de vista tanto internos como

los de nuestras comunidades.

- Nos preocupamos por mantener una relacin de mutuo apoyo y

respeto con nuestras comunidades facilitando el crecimiento

endgeno, el desarrollo sustentable de la regin, enfatizando la

responsabilidad social en nuestro entorno.

- Tomamos en cuenta lo que es mejor para todos nuestros grupos

de inters.

- Integridad:

- Somos honestos, justos, ticos y transparentes.

- Hacemos lo que decimos, nuestras acciones son consistentes con

nuestras palabras.

- Cumplimos con todos nuestros compromisos, leyes, cdigos

regulatorios, normativas y lineamientos aplicables.


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Responsabilidad:

- Asumimos responsabilidades por nuestras decisiones, acciones y

resultados, sin culpar a otros.

- Mantenemos una actitud de se puede hacer, con expectativas de

alto desempeo y orientacin a la accin.

- Reconocemos abiertamente nuestros errores y aprendemos de

ellos.

Colaboracin:

- Tomamos decisiones basadas en lo que es mejor para la compaa y no

en nuestro inters personal.

- Trabajamos en conjunto a travs de toda la organizacin, para lograr

que las cosas se hagan.

- Valoramos el esfuerzo y la contribucin de los dems.

Innovacin:

- Estamos visiblemente abiertos a adoptar nuevos enfoques y a fomentar

nuevas formas de pensar.

- Buscamos y aplicamos el aprendizaje de nuestra propia experiencia y la

de los dems.

- Desarrollamos activamente soluciones orientadas al futuro.

- Estamos constantemente en la bsqueda de la mejora continua y de la

optimizacin de nuestros activos procesos.

2.10 Reglas de Oro

Regla de Oro N 01: Certificado de trabajo seguro (CTS). El CTS es un

permiso escrito mediante el cual previamente se revisan los aspectos


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bsicos de seguridad, salud y ambiente, para evitar incidentes por

interferencia de trabajos o actividades simultneas.

Regla de Oro N 02: Sistema LOTO (Lock Out Tag Out) Para evitar

incidentes se dispone de un sistema de bloqueo, llamado LOTO (Sistema

de bloqueo mediante tarjeta y candado), el cual se aplica mientras se

realizan las operaciones de intervencin de equipos o sistemas, bien sea

por instalacin, mantenimiento, reparacin o construccin que este en

desarrollo..

Regla de Oro N 03: Trabajo en espacios confinados. Actividades que se

desarrollan en lugares con entradas y salidas limitadas, con ventilacin

limitada que puede contener o producir contaminantes dainos y que no

esta destinado para la ocupacin continua.

Regla de Oro N 04: Excavaciones. Toda excavacin requiere verificar,

antes de su ejecucin, con la gerencia de ingeniera y desarrollo, posiblesinterferencias con ductos, tuberas o sistemas de aterramiento.

Regla de Oro N 05: Trabajos en alturas. Trabajo que se realiza en altura i

zonas en las cuales hay riesgo de cada de 2 metros o ms.

Regla de Oro N 06: Trabajos elctricos. Revisar el estado de enchufes y

conductores antes de iniciar cualquier trabajo. Si detecta alguna falla

elctrica comunquela de inmediato a su supervisor.

Regla de Oro N 07: Utilizacin de gases comprimidos

Regla de Oro N 08: Utilizacin de herramientas manuales y elctricas.

Regla de Oro N 09: Conducciones de vehculos y equipos. . Los

vehculos y equipos podrn circular solo si estn certificados y

autorizados para conducir clase de vehculo o equipo.


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Regla de Oro N 10: Carga y manejo de material.

Regla de Oro N 11: reas con riesgos de deslizamiento y taludes

Regla de Oro N 12: reas expuestas a riesgos de materiales calientes.

Los procedimientos operacionales y de emergencia operacional han sido

elaborados para cada rea, y el personal que labora en ella ha sido

adiestrado y certificado en su utilizacin.

2.11 Normas Certificadas:

MLdNes la primera empresa minera-metalrgica que se ha certificado al

mismo tiempo en las normas Internacionales: ISO 9001 - Calidad; ISO

14001Ambiente y OHSAS 18001 Seguridad y Salud Ocupacional,

tanto en Venezuela como en Latinoamrica. Adems de ser la primera

empresa del Grupo Angloamerican en obtener las tres certificaciones al

mismo tiempo.

BVQI (Bureau Veritas Quality International), que es una de las mayores

y ms importantes organizaciones de certificacin a nivel mundial, verifico

nuestro Sistema De Gestin Integrado (SGI) y recomend a MLdN para la

certificacin de las tres nomas en Diciembre del 2003.

En Agosto del 2004 MLdN siguiendo con sus procesos de estandarizacin

y mejoramiento continuo, obtuvo el reconocimiento de certificacin, por

parte de BVQi, de la Norma ISO 17025 referida a los Laboratorios de

Ensayos.

2.12 Objetivo General:

La gestin comercial de MLDN deriva en el objetivo primordial de

satisfacer las necesidades de los clientes mediante el conocimiento de


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sus expectativas. Esta gestin esta soportada en la generacin de valor a

travs de una cultura de mejora contina en todos los procesos yactividades de la empresa, para contribuir con la misin de MLDN en el

desarrollo del pas.

Objetivos Estratgicos:

Ampliar la cobertura de MLDN de nmeros de clientes y sectores

de la economa.

Lograr la satisfaccin de los clientes mediante un servicio de

excelente calidad.

Garantizar la confiabilidad del FeNi.

Mantener precios competitivos.

Ser eficiente y rentable.

Lograr un recurso humano idneo y motivado que satisfaga las

necesidades de MLDN.

Velar por la conservacin, proteccin de los yacimientos y reas de

inters para MLDN.

Ofrecer un servicio excelente.

Mantener un personal capacitado y motivado.

Ser una empresa participativa en el desarrollo del sector primario.

Ser una empresa equilibrada financieramente.

Ser una empresa tecnolgicamente avanzada.


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2.13 Objetivos Especficos:

Operaciones: Se mantienen las instalaciones buscando tener altos

niveles de eficiencia para producir el FeNi con calidad y confiabilidad

cumpliendo los siguientes pasos:

Mantener el nivel adecuado que permita cumplir con la demanda.

Cumplir con las funciones de mantenimiento.

Colaborar con las instituciones responsables a la preservacin de

los yacimientos y reas aledaas.

Finanzas: Cumplir con las obligaciones y compromisos financieros

a la fecha de vencimiento; utilizar servicios de auditora para juzgar los

estados financieros.

Desarrollo: Realizar estudios de expansin delegando ysupervisando la calidad de los trabajos.

Suministros: Realizar las diferentes compras bajo condiciones

razonables de calidad, precio y oportunidad.

Personal: Reclutar al personal requerido mediante la seleccin del

mismo de acuerdo a los requisitos exigidos por la empresa.

2.14 Organigrama estructural de la Empresa:

La empresa es coordinada por un Director Ejecutivo; se divide en

doce (12) Gerencias

Gerencia Operaciones

Gerencia de RRHH

Gerencia de SySO (Seguridad y Salud Ocupacional)


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Gerencia de Mina

Gerencia de Optimizacin de Activos

Lograr un crecimiento eficiente y acorde con las necesidades del

pas.

Gerencia de Metalurgia

Gerencia de Sistema y Calidad

Gerencia de Optimizacin de Proyectos

Gerencia de Abastecimiento

Gerencia de Mantenimiento


Figura 3. Organigrama estructural de la empresa


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2.15 Funciones de la Gerencia de Metalurgia:

La gerencia de metalurgia tiene como funcin dirigir, coordinar,

planificar y controlar todas las actividades de la planta metalrgica en

general, desde el rea de Preparacin de Mineral hasta Refinacin

(producto final). Es la encargada de transformar el Mineral extrado de la

Mina en Ferro-Nquel (producto final).As como llevar el control de los

siguientes parmetros:

Contabilidad Metalrgica y el control de los sistemas depesajes.

Proyecto de mejoras propuestas evaluacin e implementacin.

Control diario de la operacin.

2.16 Departamento de Procesos:

El departamento de procesos es el encargado de controlar y optimizartodas las etapas del proceso de produccin de Ferro-Nquel, as como el

seguimiento y control de los parmetros de operacin de las diferentes

reas (Preparacin de Mineral - Planta Pirometalrgica) que determinan

los resultados finales en el proceso productivo.

Adems consta de la siguiente estructura de actividades.

Control De Estoque De Fe-Ni (Granulacin)

Manejo del Formato de Control de Inventario

Actualizacin de pilas.

Chequeo de Certificados de Coladas.

Chequeo del lote en conformacin.

Elaboracin de Certificado del lote.


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Elaboracin de Reporte Metalrgico.

Control Estadstico de valores de Produccin

Actualizacin de Resultados.

Chequeo de reporte Metalrgico.

Muestreo

Control de Muestreo

Identificacin de Puntos de Muestreo

Toma de Muestra

Investigacin de Operaciones

Estudios de mejoras de proceso

Investigacin de incidentes que afecten la produccin y la

integridad de los equipos


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Fuente: Propia

Figura 4. Organigrama estructural de la Gerencia de Operaciones

2.16.1 Funciones del Departamento:

Definicin y modificacin de puntos de control de planta, que

incluye los puntos de control de producto, anlisis a realizar y

frecuencia de muestreo.

Realizar auditorias peridicas que garanticen la conformidad en las

tomas de muestras y la aplicacin de los mtodos segn

requerimientos.

Es responsable de la creacin y/o cambios en los registros de las

reas operativas (reportes de operaciones) segn el procedimiento

Gerencia

Coordinacin

Jefe dePPM

Jefe deCalcinacin

Jefe deReduccin

Jefe deRefinacin

Analista

AnalistaAnalistaAnalistaAnalista

Supervisor

Tcnico

Operario

Supervisor

Tcnico

Operario

Supervisor

Tcnico

Operario

Supervisor

Tcnico

Operario

Procesos

Tcnico

Ingeniero


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Crear o cambiar plantillas de registro de control de proceso en las

reas de metalurgia.

2.17 Descripcin del Proceso Productivo de Minera Loma de Nquel

Extraccin de Mineral de la Mina:

El rea de mina tiene dos funciones principales: explotacin del

mineral de nquel y el manejo y mantenimiento de las unidades mviles ymoto generadores de la empresa.

La explotacin del mineral es realizada a cielo abierto, utilizando el

mtodo de excavaciones por terrazas de cinco metros de altura y

pendientes de hasta 34 grados. El mineral es extrado por palas

excavadoras y transportado por camiones de 55 t de capacidad, hasta la

etapa de preparacin de mineral.

Preparacin de mineral:

Esta rea tiene como objetivo suministrar a calcinacin la cantidad de

mineral requerida, con un contenido de humedad de entre 18 y 20%,

adems del suministro del carbn requerido diariamente en la Planta Piro

Metalrgica de acuerdo con las especificaciones de calidad. Para lograr

este objetivo, se llevan a cabo ciertos procesos como son: recuperar el

mineral de pila de homogenizacin, reducir la humedad a ciertos valores,

reducir el tamao del mineral de acuerdo a los requisitos establecidos.

El rea de preparacin de mineral se divide en tres sub-reas:

Reclamacin o Recuperacin, Secado y Trituracin, adicionalmente esta


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rea se encarga del traslado y triturado del carbn mineral utilizado en la

planta.

El objetivo del rea de Reclamacin es la recuperacin y alimentacin

constante al secador, con ptima homogenizacin manteniendo la

contabilidad del mineral que es reciclado. En el rea de Secado lo

esencial es mantener un porcentaje de humedad del mineral procesado

bajo las especificaciones requeridas para aumentar la eficiencia en la

trituracin, manteniendo las emisiones de polvo controladas. Por ltimo, elrea de trituracin tiene como objetivo fundamental proveer un mineral

con la granulometra necesaria para facilitar su posterior manejo,

transformacin y evitar segregaciones.

El proceso del rea de secado denominado rea380; se describe de

manera siguiente: el mineral, luego de ser triturado y apilado en pilas de

homogenizacin, es recuperado, homogeneizado y transferido al rea desecado.

El recuperador, un raspador tipo puente de 234 t/h de capacidad

nominal, y una mxima de 400 t/h, retira el mineral en forma transversal a

la pila. Una cinta transportadora descarga el mineral proveniente de las

pilas de homogenizacin directamente en el silo de alimentacin al

secador rotativo.

El secador es del tipo tambor rotario de 4,4 m de dimetro y 27 m de

largo, con una inclinacin de 4 hacia el extremo de descarga y girando a

una velocidad de hasta 3,5 rpm. Es de tipo co-corriente, es decir, los

gases calientes fluyen en la misma direccin del flujo de mineral. El

combustible es gas natural. El aire necesario para la combustin, es

suministrado por ventiladores centrfugos.


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El mineral es alimentado por medio de una balanza dosificadorareversible identificada: Hassler. El mineral a la salida del secador es

descargado en una cinta transportadora que lo conduce a la siguiente

estacin de trituracin. Aqu una criba vibratoria separa las rocas de sobre

tamao y las lleva al triturador terciario tipo cono, donde se reducen hasta

un tamao que puede ajustarse entre 15 a 30 mm mximo. El material

que pasa a travs de la criba y del triturado es descargado a un

transportador comn que lo conduce a pila cubierta de almacenamientode mineral seco.

La pila de mineral seco es una montaa cnica de base de 50 m de

dimetro y 17,5 m de altura. El mineral es alimentado por cinta

transportadora que viene de la trituracin, descargndolo en el centro del

techo de la pila.

Los gases de escape del secador, con temperatura de 100 a 120 C,

son conducidos a un precipitador electrosttico el cual remueve el polvo

con un 99% de eficiencia. Estos gases de escape son descargados en

una chimenea (30 m de alto) a travs de un ventilador centrifugo

ventilador de tiro.

Calcinacin:

Esta rea se encarga de procesar el mineral proveniente de

preparacin de mineral (PPM), por medio de hornos rotativos en los que

se eliminan componentes no deseados del mineral a travs de los gases

de salida. Los componentes que son eliminados en forma de gases son:

humedad, agua qumicamente ligada y parte del oxgeno que conforman

los xidos de hierro y nquel. El mineral producido debe cumplir con


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ciertas especificaciones en cuanto a temperatura y composicin qumica

resultado de las reacciones y debe ser suficiente para atender el procesosiguiente.

Los calcinadores son hornos cilndricos rotatorios donde se llevan a

cabo ciertas reacciones. MLdN cuenta con 2 hornos calcinadores que

tienen longitud de 120 m, dimetro de 5 m e inclinacin de 3. Ambos

calcinadores funcionan en contra corriente, es decir, la carga alimentada

avanza en direccin descendente, producto de la rotacin e inclinacin delhorno; mientras que los gases producidos por la combustin lo hacen en

sentido contrario.

Durante el proceso de calcinado ocurren varias reacciones dentro del

horno que se especificaran por zonas:

a) Zona de secado: donde ocurre toda eliminacin de la humedad o

agua fsicamente combinada. Esto se produce a temperaturas mayores alos 100 C, y debido a las altas temperaturas y tiempo de residencia a las

que el mineral est expuesto esta eliminacin se lleva a cabo en un

100%.

b) Zona de deshidratacin: ocurre la eliminacin del agua qumicamente

combinada con la molcula de mineral. Esta reaccin no se lleva a cabo

en su totalidad, sin embargo, el proceso debe garantizar perdida de agua

hasta alcanzar valores por debajo del 0.5%.

c) Zona de pre-reduccin:consiste en la eliminacin parcial del oxgeno

combinado qumicamente al hierro y al nquel. Para lograr la pre-

reduccin de estos xidos es necesaria la adicin de carbn como agente

reductor. Estas reacciones comienzan a temperaturas cercanas a los

300, acelerndose y completndose a temperaturas por encima de los

700C. En esta etapa se requiere alcanzar una pre-reduccin del 80% en


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cuanto al hierro se refiere, mientras que para el nquel, debido a su bajo

contenido en el mineral, solo se logra pre-reducir cerca de un 10%.

En el proceso de calcinacin existen 3 variables que afectan la calidad

de calcinado producido, tales variables son:

a) Tiempo: el tiempo de residencia del mineral dentro del horno influye

directamente sobre la cantidad de gases liberados ya que las

reacciones de secado, deshidratacin y pre-reduccin poseen unacierta cintica, por lo que, a mayor tiempo de residencia se logra la

mayor completacin de las mismas y en consecuencia un mejor

producto calcinado. El tiempo de residencia vara en funcin de la

velocidad de rotacin del horno de forma inversamente

proporcional.

b) Temperatura: como se explic anteriormente las reacciones de

secado, deshidratacin y pre-reduccin requieren de unatemperatura. El perfil trmico del horno vara segn la combinacin

de mltiples factores: flujo de aire, potencia del ventilador de tiro,

etc.

c) Granulometra: la granulometra es un factor que influye en la

velocidad de reaccin y por tanto en el grado de completacin de

las mismas. A menor granulometra las reacciones ocurren con

mayor velocidad, ya que es un proceso que ocurre de afuera hacia

adentro y se aumenta el rea de contacto entre las partculas de

mineral, el carbn y los gases. Sin embargo, una granulometra

muy fina incrementa el arrastre de material por la exhaustin, es

por ello que debe operarse dentro de un rango granulomtrico.

Reduccin:


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El propsito de esta etapa del proceso es transformar el mineral pre

reducido y calcinado en dos fases: una denominada escoria y otrametlica con proporciones importantes de Fe y Ni. Para ello el mineral es

transportado a travs de un sistema de alimentacin a los hornos

elctricos, en donde pasa del estado slido a lquido, al estar sometido al

calor generado por un arco elctrico. La separacin del metal y la escoria

se logra por diferencia de densidad, la escoria menos densa, y el grado

de reduccin de Fe y Ni, al igual que las perdidas de Ni en la escoria son

controladas a travs de la dosificacin del carbn en calcinacin y elaporte de carbn del consumo de los electrodos del horno. Las fases

lquidas son extradas por medio de piqueras ubicadas a distintitos

niveles.

Reduccin es un trmino que define proceso piro-metalrgico de

fusin reductora de mineral, utilizndose carbn mineral como agentereductor y electricidad como fuente de energa, con el fin de obtener una

relacin de ferro-nquel en forma metlica.

Refinacin:

El proceso de refinacin del metal est divido en tres etapas, una

primera etapa de vaciado y desfosforacin, donde se procede a la

remocin de impurezas contenidas en el metal no refinado para su

conformacin final. Para ello se procede a bajar a los estndares el

porcentaje de carbono, fsforo y silicio en una primera fase de soplado de

oxgeno y adicin de cal, estas se conocen como descarburizacin y

desfosforacin; seguida de la segunda etapa que consiste en desoxidar y

desulfurar el metal vaciado, proceso llamado refino, donde se realiza un

calentamiento de metal para lograr la remocin de azufre, conocido como

desulfuracin, utilizando diversas materias primas como aluminio; y la


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tercera y ltima etapa del proceso, la elaboracin del producto final a

travs del granulado del metal refinado.Todo el proceso se puede visualizar en la figura N 5

Fuente: Propia

Figura 5. Organigrama del proceso productivo


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CAPTULO III

MARCO TERICO

Para el desarrollo de esta investigacin es necesario hacer referencia

a una serie de conceptos que servirn de gua para llevar a cabo dicho

estudio y logro del los objetivos.

3.1 Conceptos Bsicos

3.1.1 Ferronquel (FeNi)

El ferronquel es una aleacin de hierro y nquel que se compone

por lo general de 72 %hierro (Fe) y de 28 % de nquel (Ni). El ferro-nquel

(FeNi) es un metal ferromagntico, de alta dureza, que fcilmente es

transformado en una variedad de productos. Su uso ms frecuente escomo un componente de varias aleaciones, de las cuales los aceros

inoxidables son los ms comunes.

En el acero inoxidable el ferronquel es aleado con hierro, cromo y

en algunos casos el molibdeno segn el nivel deseado de resistencia a la

corrosin

El ferronquel posee excelentes propiedades de revestimientos y

por consiguiente es extensamente usado para agregar capas y tanto en

usos decorativos como ingeniera.

3.1.2 Proceso de produccin del ferronquel en MLdN:

Extraccin d el Mineral de la Mina:

El yacimiento radica de una mina a cielo abierto ubicada en la parte

superior de la planta procesadora a 4.5 Km. aproximadamente, la cual es


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explotada empleando mtodos de excavaciones por terrazas, de 5 metros

de altura y pendientes de 34 grados. La excavacin se realiza por mediode palas excavadoras, donde el mineral es extrado y transportado a

travs de camiones roquero al rea de Preparacin de Mineral (PPM)

donde los camiones descargan el mineral en una criba fija.

El mineral pasa por el triturador primario, es un triturador de

mandbula que lleva la granulometra del mineral a una menor de 300

mm, este se une con el mineral pasante de la criba y pasa a un triturador

secundario de rodillos, este se encarga de llevar esta granulometra a unamenor de 50mm; posteriormente es trasladado hacia el rea del apilador

por medio de cintas transportadoras, creando pilas de formas de chevron

de manera que el mineral se encuentre homogneo, (con composiciones

similares)de aproximadamente 90.540 toneladas.

rea de PPM:

El mineral es retomado con ayuda de un recuperador y es transportadopor cintas transportadoras hasta llegar a la tolva que conlleva el mineral al

proceso de secado.

El secador disminuye la humedad del mineral de un 30-35% hasta un

16-17% humedad aproximadamente, esto va a depende de los requisitos

en el proceso aguas abajo. En el secador rotatorio se pueden controlar

principalmente las variables presin, rotacin, caudal de gas, velocidad de

tiro y la alimentacin del material. Del secador sale finos que son

desprendidos de este proceso y atrados por un ventilador de tiro para ser

llevados a un electrofiltro y posteriormente al rea de peletizacin para ser

rehusados en el proceso. El mineral de salida del secador pasa por unas

cintas que lo transportan hasta la criba vibratoria, la cual posee una malla

de acero de 30mm, all se asegura la granulometra del mineral, y el

material rechazado por la maya que supera el tamao es enviado a una

trituradora terciaria de cono hasta alcanzar el tamao, posteriormente el


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mineral se traslada por medio de una cinta transportadora hasta llegar a

pila seca; en donde el material se almacena y se alimentada para laslneas de calcinacin

rea de calcin acin

En esta rea se procesa el mineral proveniente de PPM el cual se le

mezcla con carbn a la alimentacin de cada calcinador, el carbn va a

ayudar a que ocurran las reacciones qumicas en los hornos rotatorios

donde se eliminan los componentes no deseados del mineral a travs delos gases de salida. Los componentes que se eliminan son: la humedad,

el agua qumicamente ligada (PF) y parte del oxigeno que conforma los

xidos de hierro y nquel. El mineral producido debe cumplir con ciertas

especificaciones en cuanto a temperatura y composicin qumica,

resultados de las reacciones, y debe ser suficiente para atender el

proceso de aguas abajo.

El carbn antes de ser agregado en el proceso es transportado atravs de gandolas hacia las tolvas vibratorias; donde este pasa por

medio de un tamiz de 100 mm, llevando el carbn a la trituradora de

rodillos a travs de la cinta transportadora, donde se encuentra un

muestreador automtico que realiza barridos durante intervalos de tiempo

para determinar la granulometra y anlisis proximal del carbn de

entrada. El carbn es llevado al silo donde de se alimentan los

calcinadores para el proceso de reduccin del mineral.

En el proceso adems del mineral y el carbn se la agrega polvos de

reciclo en forma de pellas, proveniente del mineral fino recolectado en las

estaciones de desempolvado de planta (electrofiltros), el cual es enviado

a la planta de peletizacin, donde se aglomera con agua, sin uso de

aditivos qumicos.


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Reacciones que ocurren en el Calcinador:

Secado:

Eliminacin de la humedad o agua fsicamente combinada. Esto se

produce a temperaturas mayores a los 100 C, debido a las altas

temperaturas y tiempo de residencia a las que el mineral est expuesto

esta eliminacin se lleva a cabo en un 100%.

H2O(l) H2O(g)

Deshidratacin:

Eliminacin del agua qumicamente combinada con la molcula de

mineral. Esta reaccin no se lleva a cabo en su totalidad, sin embargo, el

proceso debe garantizar prdidas de agua hasta alcanzar valores por

debajo del 0,5% (El proceso tambin es llamado prdida de fuego). Las

reacciones inician a partir de 150 C, no obstante, la cintica de la

reaccin aumenta considerablemente a temperaturas cercanas a los 650

C, temperaturas a las cuales se elimina la mayor cantidad de aguaqumicamente combinada.

Las reacciones que se llevan a cabo son:

Deshidratacin de la Garnierita

3(Mg,Ni)O.2SiO2.2H2O(s) 2(Mg,Ni)O.SiO2 (s)+ (Mg, Ni)O.SiO2 (s)+

2H2O (g)

Deshidratacin de la Goetita:2 FeO (OH) (s) Fe2O3 (s)+ H2O (g)

Pre-Reduccin:

Consiste en la eliminacin parcial del oxgeno combinado

qumicamente al hierro y al nquel. Para lograr la pre-reduccin de los

xidos de hierro y nquel es necesaria la adicin de Carbn (C) como

agente reductor. Estas reacciones comienzan a temperaturas prximas a


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los 300 C, acelerndose y completndose a temperaturas por encima de

los 700 C. Se requiere lograr una pre-reduccin del 65% en cuanto alhierro se refiere, mientras que para el nquel, debido a su bajo contenido

en el mineral, slo se logra pre-reducir cerca de un 10%. Las reacciones

de pre-reduccin son las siguientes:

Fe2O3 (s)+ C (s) 2 FeO (s)+ CO (g)

NiO (s)+ C (s) Ni (s)+ CO (g)

Adicionalmente a la eliminacin parcial de los gases asociados almineral y subproductos del proceso de calcinacin, se logra producir

mineral calcinado a una temperatura aproximada de 950 C, con un

porcentaje de carbono residual o Carbono Fijo de aproximadamente

1,5%. Estas caractersticas son necesarias para obtener una mayor

eficiencia en el proceso de reduccin, as como tambin completar las

reacciones qumicas en el mismo. En tal sentido, cuanto mayor sea la

temperatura del mineral calcinado producido, (Dentro de los lmitesoperacionales) ser mayor el aprovechamiento trmico y elctrico en el

horno de reduccin. El carbono fijo resultante es necesario para completar

las reacciones de reduccin, tanto del hierro como del nquel, de tal forma

de lograr separar la aleacin de inters del resto de la produccin

(escoria). En general, se pueden enumerar las caractersticas que debe

tener el mineral calcinado como objetivos del proceso de calcinacin:

1. Humedad: 0 %.

2. Prdida de Fuego (PF): mx. 0,5 %.

3. Pre-Reduccin de Hierro (P-R): 65 %.

4. Carbono Fijo (CF): 1,5 %.

5. Temperatura de Salida de Mineral: 950 C.


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CALCINACIN

Calentamiento por debajo del punto de

Fusin para la eliminacin completa de la humedad

y extraccin del agua qumica

Fuente: Propia

Figura 6. Calcinador lnea I y II

Reduccin Fusin:

El propsito de esta etapa del proceso es transformar el mineral

Pre-reducido y calcinado en dos fases: una denominada escoria, la cual

esta conformando principalmente por xidos de Si y Mg y otra metlica

con proporciones importantes de Ni y Fe.

El mineral Pre-reducido y calcinado es introducido en dos

hornos de arco elctrico sumergido de 17,5 m de dimetro y 45 MVH,

donde la generacin de un arco elctrico sobre la carga de mineral,

genera el calor para su fusin a aproximadamente 1650 C. El control del

proceso se realiza a travs de la dosificacin de carbn al horno de

calcinacin, controlando as el grado de reduccin de Fe y Ni, como

tambin las prdidas de Ni en la escoria. La escoria, representa

aproximadamente el 80% de la carga, y la misma es granulada durante su

colada por una corriente de agua. La fase metlica, es colada cada cuatro

horas en cucharas para su posterior depuracin o refino de impurezas


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como Azufre, Fsforo, Carbn y Silicio de acuerdo a los requerimientos de

los clientes. El consumo de energa especfico en la operacin es de 560kWh/t y la recuperacin de Nquel desde el mineral a la fase metlica de

90%.

Refino:

En esta etapa el metal es colado del horno de reduccin sobre

la cuchara precalentada, se inicia la inyeccin de oxgeno y cal en forma

controlada para la primera fase de remocin del nivel de Fsforo. El

fsforo retirado pasa a ser parte de la escoria, la cual es retirada por unequipo especial para este fin. Posteriormente la cuchara es integrada a

un sistema de electrodos, para conformar un horno de arco tipo cuchara

de 9 MVA, donde a una temperatura de 1600 C, ser desoxidada con la

adicin de aluminio. Con la inyeccin de una mezcla de FeSi, cal y la

agitacin del bao con una lanza de nitrgeno, se realizar la reduccin

del nivel de Azufre, el cual pasara a la escoria que ser retirada. Son

tomadas muestras para el control del grado de desfosforacin hastaaproximadamente 0.03%

El ferro-Nquel (Fe-Ni) es granulado en un tanque especial de agua,

clasificada por tamao y almacenada para su posterior expedicin a los

clientes. La escoria de refino ser triturada y depositada para la posterior

recuperacin del Ni contenido. La composicin final del ferro-nquel es:

Ni: 2035%

Si: mx. 0.03%

C: max. 0.04%

S: max. 0.06%

P: mx. 0.03%

Granulometra de 3 a 30 mm.


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Planta de carbn

Alimentacinde carbn = 4,5 t/h

Carga de mineral = 90 t/h

Peletizador (3)16 t/h D = 5,5 m

Trituradorde rod illo

-60 mm

Gases de salidaFiltro electrostatico

(E.P.)

Mineral 1,2 MTPA secoNi% = 1,7

Fe% = 15

Trituradorade cono

Aire+

Gas Natural

Trituradorade mandibula

Mina

Cribafija

Apilad or355 t/h

SecadorL = 27 m, D = 4 m.

Pila de mineral seco12.000 t secas

Horno de fusinArco

RefinacinFase 1

O2 , CaO

O2 , CaO , FeSi,CaSi

Horno cucharaRefinacin

Fase 2

Metal Fe-Nia g ranulacin% Ni = 22 - 25

Escoria a d epositode desechos% Ni = 0,101440 ton/dia

Escoria de refino adeposito (A Recuperar)

Pilas de homogeneizacin2x 90.540 t

Metal

Minera Loma de Nquel Diagrama de Proceso

Trituradorade rodillo

Peletizacin

CalcinadoresE.P.

Polvo

SecadorE.P. Polvo

+Mineral fino

Mineral finoa peletizacin

CribaVibratoria

Polvos a peletizacin

Aire+

GasNatural

+ 250mm

-250mm

+ 30

-30

-30 mm

Calcinador (2)L =120 m , D = 5 m

Temperaturadel calc inado = 900 C

Recuperador150 t/h

%H2O = 30

Nota: Todoslos numerosson en baseseca

Mineral %H2O = 15-20

Concentracin depolvo

100 mg/Nm3

228 ton. FeNi/dia

18 300 ton. Ni/Ao

Polvos a peletizacin

Concentracin depolvo

100 mg/Nm3Filtro electrostatico

(E.P.)

Gases de salida

Adems esta rea cuenta con una sub-rea de servicios

refractarios la cual se encarga de realizar los revestimientos yreparaciones necesarias a las cucharas contenedoras y dems equipos

de la planta que cuentan con recubrimiento de algn material refractario.


Figura 7. Diagrama de Proceso Minera Loma de Nquel.

Pila seca:

La pila seca es un rea importante para el proceso de

calcinacin, debido a que es donde se almacena el mineral a ser

alimentado, tratando de mantener las condiciones estables de humedad,

para ser alimentado a los calcinadores. En la pila seca se generan


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segregaciones al momento de la cada libre desde la cinta transportadora

debido a la altura que tiene la pila de la cinta transportadora, la cual elmineral se dispersa dependiendo del tamao y peso de las partculas,

donde el mineral grueso tiende a ir al fondo de la pila y los finos quedan

dentro de la pila.

Los polvos o slidos finos comprenden materiales que van en

un rango de 10 a 1000 micrones. Esto induce el fenmeno de

segregacin por precolacin del mineral mas fino, debido a que dispersan

o quedan inicio de la pila.

Estos servirn de gua en la realizacin del trabajo de investigacin.

3.1.3 Pre- Reduccin:

La Pre- Reduccin como se dijo anteriormente consiste en la eliminacin

parcial del oxgeno combinado qumicamente al hierro y al nquel.

Es importante mencionar que las condiciones ideales, con variables

controladas en plantas piloto, Krupp Polysius alcanz valores de P-R de

80% para nuestro mineral.

Igualmente, en el desarrollo de Barro Alto, tanto en Fl Smith como

Polysius alcanzaron 80% de Pre-Red bajo condiciones ideales y

controladas.

A continuacin se presenta una tabla comparativa de las Pre-red de

algunas plantas a nivel mundial y algunas caractersticas asociadas a

dicha Pre-Red.


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En la tabla se puede observar que la Pre-Red promedio (2005-2007)

alcanzada en Loma de Nquel se encuentra por encima de la mayora de

las plantas a excepcin de PAMCO y un calcinador de Cerro Matoso, de

hecho muy cercano al medido en las pruebas controladas. El casi de

Cerro Matoso (K1) el nivel de Pre-Red alcanzado est directamente

relacionado con el tiempo de residencia del mineral dentro del calcinador

dada la longitud del mismo (185mts), por lo tanto, es lgico esperar

valores muy altos. Por otra parte el caso PAMCO se encuentra asociado

con la temperatura que puede alcanzar el calcinado (1050 C) dadas las

caractersticas mineralgicas y fsico-qumicas de su mineral estas altas

temperaturas son posibles de alcanzar sin sintetizar el mismo, y por

consiguiente favorecer enormemente las reacciones de Pre-Red.


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Reacciones de Reduccin del Hierro

La reduccin del oxido de hierro (III) viene dado por la consecuencia de

tres reacciones que conforman un sistema endotrmico el cual requiere

de una energa de 46.52 KW/Ton de fe2o2 alimentada y la oxidacin de

carbn en presencia de oxgeno para cumplir la funcin del agente

reductor en las reacciones.

Extrapolando las reacciones de reduccin del hierro al proceso de MLdN

las mismas se inician en la etapa de calcinacin con la oxidacin del

carbn (1)(2) y la reduccin del xido de hierro (III) (Fe2o3) a xido de

Hierro (II) (FeO) en un 72% aproximadamente (3)(4). La secuencia de

reacciones culmina en la etapa de reduccin, llegando parte del hierro a

su estado elemental (hierro metlico) y quedando parte en la escoria enforma de xido de hierro (FeO).

Como producto de cada una de las reacciones de reduccin del hierro se

genera la liberacin de Dixido de Carbono (CO2) siguiendo el siguiente

comportamiento estequiomtrico:


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Efectos de la Pre-reduccin en el proceso

La Pre-Reduccin favorece la operacin, eficiencia, productividad y

estabilidad de los hornos de reduccin por dos razones:

Disminuye la cantidad de gases liberados dentro del horno de

reduccin:

Como se explic anteriormente, la reduccin del hierro genera dixido

de carbono (CO2) en cada una de sus etapas o reacciones. La Pre-

Red obtenida en calcinacin libera parte de este volumen de gases

dentro del calcinador, disminuyendo de este modo la generacin de

gases dentro del horno de reduccin. Evidentemente, a mayor grado

de Pre-red mayor ser la liberacin de gases en el calcinador y menor

la cantidad de gases remanentes que debern ser liberados en el

horno de reduccin y viceversa.

Dentro del horno de reduccin los gases liberados deben encontrar

salidas a travs de la carga interna del mismo (pilas de mineral

calcinado alimentado al horno) y posteriormente por las chimeneas. En

la medida en que esto se dificulta, por exceso de gases (baja Pre-Red)


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o por baja porosidad de la carga (que dificulta el flujo de los gases a

travs de si misma), la presin interna del horno aumenta y traeconsigo inestabilidad operacional, escoria espumosa que sube de

nivel incluso hasta alcanzar la bveda, prdidas trmicas hacia la

bveda y chimeneas del horno, modificacin del perfil de temperaturas

del mismo (si la condicin se prolonga varias horas) y finalmente

prdidas de produccin, aumento del consumo de energa elctrica,

aumento de consumo de electrodos, disminucin de la vida til de los

refractarios de la bveda, etc.

Para contrarrestar este efecto negativo se debe disminuir la

cantidad de gases liberados dentro del horno, aumentando Pre-Red o

disminuyendo la alimentacin de calcinado o aumentando la porosidad

de la carga. Evidentemente, los efectos de estas acciones no son

inmediatos.

Disminuye el requerimiento de energa para las reacciones de

reduccin:

Como se present en la seccin de reacciones de reduccin de hierro,

dichas reacciones son endotrmicas (requieren energa calrica para

su ocurrencia). Esto indica que a mayor Pre-Red alcanzada dentro del

calcinador (mediante el aporte calrico otorgado por el quemador)

menor energa elctrica ser requerida dentro del horno para

completar las reacciones de reduccin.

Una vez identificados los dos mecanismos por los cuales la Pre-Red

afecta la eficiencia de los hornos elctricos, en la siguiente seccin se

presentar un estimado de las magnitudes o niveles de impacto de

cada uno de los mecanismos.


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Volumen de gases generados/ presin interna del horno.

El volumen de gases liberados dentro del horno de reduccin generar

una presin interna dentro del mismo, que depender de dicho

volumen gases y del rea de salida o superficie del horno (permanece

constante toda vez que para cualquier condicin el tamao del horno

seguir siendo el mismo).

El volumen de gases liberados dentro del horno depender del grado

de Pre-Red del calcinado (a mayor Pre-Red menor el volumen

remanente de gases liberados en reduccin y viceversa) y de la

cantidad de calcinado alimentado, expresado en TMS/h (a mayor

alimentacin mayor volumen de gases liberados dentro del horno y

viceversa).

3.1.4 Muestreo:

Es la actividad por la cual se toman ciertas muestras de unapoblacin de elementos de los cuales se requieren ciertos criterios de

decisin, a travs del muestreo se pueden realizar anlisis de situaciones

de la empresa o de algn campo de la sociedad. El tiene por objetivo, el

estudio de las relaciones existentes entre la distribucin de un carcter en

una poblacin y las distribuciones de dicho carcter en todas sus

muestras. El propsito de realizar un plan de muestreo radica en hacer

inferencia acerca de una poblacin con base a la informacin contenidaen una muestra.

Distinguimos dos tipos fundamentales de muestreo:

Muestr eo pro bab ilstic o (aleatorio ):

En este tipo de muestreo, todos los individuos de la poblacin pueden

formar parte de la muestra, tienen probabilidad positiva de formar parte de


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la muestra. Por lo tanto es el tipo de muestreo que debemos utilizar en

nuestras investigaciones, por ser el riguroso y cientfico.En el contexto de muestreo probabilstico, existen varias posibilidades de

obtencin de una muestra:

Muestreo aleatorio simple:

En un muestreo aleatorio simple todo el mineral tiene la misma

probabilidad de ser seleccionados. La seleccin de la muestra puede

realizarse a travs de cualquier mecanismo probabilstico en el que todoslos elementos tengan las mismas opciones de salir. Por ejemplo uno de

estos mecanismos es utilizar una tabla de nmeros aleatorios, o tambin

con un ordenador generar nmeros aleatorios, comprendidos entre cero y

uno, y multiplicarlos por el tamao de la poblacin.

Muestreo aleatorio estratificado:

Es frecuente que cuando se realiza un estudio interese estudiar una

serie de sub- poblaciones (estratos) en la poblacin, siendo importanteque en la muestra haya representacin de todos y cada uno de los

estratos considerados. El muestreo aleatorio simple no nos garantiza que

tal cosa ocurra. Para evitar esto, se saca una muestra de cada uno de los

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