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REDUCING WATER EVAPORATION LOSSES IN MINERAL PROCESSESYuri Zepeda Prez Compaa Minera Xstrata Lomas Bayas Maria Elisa Taboada / Luis Caceres / Teofilo Graber Universidad de Antofagasta
PARTICIPAN
INNOVA CORFO
2
RESEARegin de Antofagasta
Compaa Minera Xstrata Lomas BayasSituada a 110 km de Antofagasta en el Desierto de Atacama.
Yacimiento de cobre a cielo abierto y planta de extraccin de solvente y recuperacin electroltica (SX-EW).Su produccin es de 75.000 t de ctodos de cobre. La vida til del yacimiento de xidos es hasta el 2024 y hasta el 2039 con el yacimiento de sulfuros (en etapa de prefactibilidad)CHILE
INTRODUCCINLa limitada disponibilidad del recurso hdrico en la zona norte de Chile se ha posicionado como uno de los temas relevantes que conforman la agenda pas. Para la minera, que seguir siendo una de las actividades productivas de mayor importancia en Chile, la disponibilidad y gestin adecuada del agua es clave para su sustentabilidad de largo plazo. Por ello, el desafo es de gran envergadura y reviste la calidad de estratgico, ya que precisamente esta actividad se concentra en la zona norte del pas, donde los periodos de escasez y sequa son recurrentes.
Santiago Gonzlez Larran Ministro de Minera 2008-2010, Buenas Prcticas y Uso Eficiente de Agua en la Industria Minera.
OBJETIVOS DEL ESTUDIO
El desarrollo de las pruebas se enfocan a: 1. Cuantificar las tasas de evaporacin de las grandes reas expuestas a los agentes climticos que favorecen la evaporacin, tales como piscinas y reas de riego en pilas de lixiviacin.
2.Reducir de las tasas de evaporacin, a travs del uso de mejores tecnologas.
DISTRIBUCIN DE CONSUMOS DE AGUA FRESCA
13%
1%
Evaporacin
40%
En PilasEn Piscinas46%
Mina Consumo Planta
Campamento Perdidas por evaporacin
RESUMENLa evaporacin es un proceso fsico por el cual determinadas molculas de agua aumentan su nivel de agitacin, y si estn prximas a la superficie libre, escapan a la atmsfera. Inversamente otras molculas de agua existentes en la atmsfera, al perder energa y estar prximas a la superficie libre pueden penetrar en la masa de agua. Se denomina evaporacin al saldo de este doble proceso que implica el movimiento de agua hacia la atmsfera.
Para mitigar la evaporacin, en la actualidad se dispone de mltiples soluciones: cubiertas flexibles, lminas articuladas, paneles; cubiertas unidas a tambores flotantes; cubiertas qumicas que forman una capa superficial, de carcter aislante y resistentes a la luz U.V., como tambin dispositivos flotantes independientes entre si. La mayora de estas aplicaciones estn orientadas a evitar perdidas de combustibles lquidos, por los costos efectivos de estas unidades, dados los tamaos y reas a cubrir
EVALUACIN DE NDICES DE EVAPORACIN EN PISCINASBomba dosificadora Estanque de reposicin
Sistema de registro tiempo de operacin bomba
Sistema de control de nivel Orificio vaso comunicante (Amortiguacin de fluctuaciones de nivel)
Tasas de Evaporacin de Piscinas20Variable Sin Dispositivos Dispositivo 1 Dispostivo 2 Dispositivo 3
Los dispositivos flotantes ofrecen una barrera que asla el lquido de los agentes climticos, reduciendo en 65% las tasas de evaporacin.
15Frequency
10
5
0
0
2
4
6 L/dia*m2
8
10
12
Water Temperature5Variable Sin Dispositivos Dispositivo 1 Dispositivo 2 Dispositivo 3 Mean StDev N 15,61 4,256 24 18,19 4,555 24 16,92 4,247 15 17,67 4,008 15
4
Frequency
3
2
1
Existe un beneficio que se manifiesta por un aumento de la temperatura del lquido. Las pruebas mostraron que existen diferencias de hasta 3C.
0
8
10
12
14
16
18 C
20
22
24
26
28
CUBIERTA DE PISCINA AGUAEVALUACIN ECONOMICACOSTO DE INSTALACIN DE COBERTOR FLOTANTE EN PISCINASBASE 5 AOS y 1M3 = 1US$
Consideraciones de evaluacin
180,000 160,000 140,00059,950
1) Ahorro de perdida de agua por mitigacin de la evaporacin, con opciones de compra de agua de 1.0 US$/m3 y 10 US$/m3.2) Ahorro de energa (consumo de combustible) al subir 1.5 C, el agua entrante a RO.
120,000
Evaluacin a 5 aos y un costo de compra de agua de 1 US$/m320,503 19,816
US$
100,000160,000
80,000 60,000 40,000 20,000COSTO INSTALACIN COBERTOR COSTO AHORRO AGUA COSTO AHORRO ENERGIA COSTO AHORRO HIPOCLORITO COSTO INSTALACIN COBERTOR FINAL 59,730
COSTO DE INSTALACIN DE COBERTOR FLOTANTE EN PISCINASBASE 5 AOS y 1M3 = 10 US$
250,000
150,000
3) Ahorro de Hipoclorito de Sodio, por menor consumo (-10% estimado) en el control de algas.
160,000
160,000
Evaluacin a 5 aos y un costo de compra de agua de 10 US$/m3
50,000
US$
-50,000
COSTO INSTALACIN COBERTOR
COSTO AHORRO AGUA
COSTO AHORRO ENERGIA
COSTO AHORRO HIPOCLORITO
COSTO INSTALACIN COBERTOR FINAL -319,822
-150,000
-279,502
-250,000-20,503 -19,816
-350,000
EVALUACIN DE NDICES DE EVAPORACIN EN SISTEMAS DE RIEGO
DETERMINACIN DE TASAS DE EVAPORACINTASAS DE EVAPORACION12 10
8L/dia*m2
9,86 4
4,52
0Evap. aspersor
1,1 1 Evap. goterosGoteroEvap. Gotero + Cobertor
Aspersor
Cobertor plstico
EVALUACIN ECONOMICAPrecio del agua (US$/m3) EVAPORACIN (L/dia*m2) ASPERSOR 9,8 GOTERO 4,5 AHORRO 5,3 1 AHORRO (US$/AO) 967.250
4,5 L/dia*m2 Evaporacin
5,3 L/dia*m2 AHORRO
967.250US$/AO
MODELAMIENTO DE LA EVAPORACINPara un periodo de validacin de 19 meses, los valores proyectado del modelo versus los reales son estadsticamente iguales, con una media de 170 L/seg E = 1 2* + 3*R + 4*(T*V)Donde: E = Evaporacin (L/da*m2) R = Radiacin solar acumulada da (Kw/m2) T = Temperatura ambiente promedio (C) V = Velocidad del viento promedio da (m/s) 1 = 13.32 2 = 6.15 3 = 0.014 4 = 0.016 = Constante disposicin del liquido en la superficie: 0,95 para de riego por aspersin. 1,00 para piscinas sin cobertores. 1,61 para riego por goteo. 2,00 para piscinas cubiertas.
Grfico de Evp _L_dia_m2_12 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12
observado
predichoVALORES REALES V/S MODELOFeb-09 / Ago-10 0.035 0.030 0.025Variable Real Modelo Mean StDev N 170.4 17.58 19 170.2 12.09 19
Density
0.020 0.015 0.010 0.005 0.000
130
140
150
160
170 L/seg
180
190
200
RIEGO SUBTERREANEO8,0 7,0
EVAPORACIN
6,0
Desde el punto de vista de la evaporacin, el riego subterrneo ofrece una alternativa al uso del termofilms.
L/da*m^2
5,0 4,0 3,0 2,0
1,00,00 10 20 30 Das 40 50 60
Goteros enterrados
Goteros con termofilms
REUTILIZACIN DE AGUA LOMAS BAYAS
R=r/ADonde: R = Reutilizacin de agua r = Recirculacin de liquido en el proceso (Flujo de riego a pilas de lixiviacin) A = Alimentacin de agua al procesoCiclos
12 9,6 9,4 8,5 10,0
10,3 10,19,1
10
10,6
10,2
8
6
4
08 09 10 11ene-11 mar-11 may-11
jul-11
sep-11 nov-11
CONSUMO DE AGUA LOMAS BAYAS800
700L/m2 de riego
640 568 518 518 540562 511
600500 400 300
494 484
08 09 10 11ene-11 mar-11 may-11
jul-11
sep-11
nov-11
Compaa Minera Xstrata Lomas Bayasthanks for attention, obrigado pela ateno, Dank fr die Aufmerksamkeit, , , merci pour l'attention, , grazie per l'attenzione, gratia nulla, tack fr uppmrksamheten, gracias por la atencin.