SIMULACIÓN DINÁMICA DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DE COBRE DE MINERALES SULFURADOS

Abstract

El presente trabajo consiste en un estudio de simulación dinámica mediante eventos discretos de la planta de Chancado y Confluencia de la minera Los Bronces, principal activo de la compañía Anglo American Sur. Considera un modelo dinámico que replica la configuración actual de las plantas, con la finalidad de determinar la capacidad alcanzable del sistema y las restricciones de capacidad de producción bajo distintos escenarios de operación. La simulación dinámica es la metodología adecuada para la evaluación de sistemas complejos, puesto que a diferencia de los cálculos estáticos, ésta puede capturar efectos dinámicos de un sistema y de esta forma evaluar las pérdidas de capacidad asociadas a ellos. El estudio se realizó utilizando la metodología de un estudio formal de simulación, es decir mediante una clara definición del problema se logró levantar información de los procesos y generar un modelo conceptual que incluyen variables de detención, capacidades y alimentación de los equipos. A partir del cual se construyó un modelo final mediante el software SIMIO, el que fue validado y verificado con información real y actualizada. Esto permitió sensibilizar las variables para obtener resultados y concluir. La verificación se efectuó sensibilizando el modelo dinámico. Se verificó que ante un aumento en la alimentación a la molienda SAG, se incrementa la producción total de la planta Confluencia. La validación del modelo se realizó comparando las toneladas de mineral tratadas el año 2014 por la planta Confluencia, obteniéndose un error de pronóstico del -0,66 %, un error porcentual absoluto medio del 2,67 % respecto al sistema real y una señal de seguimiento del error dentro de ± 3 DAM. Se realizó un primer experimento que consistió en la simulación de la plantas bajo distintos escenarios de alimentación a la molienda SAG. Se determinó que bajo escenario el actual de la planta (año 2014) y el escenario de alimentación SAG de 3.816 [t/h], el Molino SAG es el cuello de botella principal, debido a que existe evidencia estadística que es el equipo más utilizado en ambos casos. Se realizó un segundo experimento que consistió en sensibilizar la distribución del porcentaje del mineral descargado por el Molino SAG y que ingresa como sobre tamaño al circuito de Pebbles. Se determinó que el molino SAG es el cuello de botella principal para porcentajes de Pebbles circulantes menores o iguales a 25 %, puesto que existe evidencia estadística que el SAG tiene la mayor utilización. Sin embargo, para un porcentajes de 30 % de Pebbles circulantes, los chancadores de Pebbles se convierten en el cuello de botella principal. Se concluyó que la máxima proporción de Pebbles que deben circular en el sistema para mantener el mismo nivel de producción que el caso actual, debe ser de un 25%; y para disminuir en un 12 % el nivel de producción actual, el máximo debe ser de 30%. Se realizó un tercer experimento, que consistió en sensibilizar las capacidades de procesamiento de los chancadores primarios. Se evidenció que el molino SAG es el cuello de botella principal del sistema para capacidades de los chancadores por sobre 4.000 [t/h], puesto que bajo este escenario, la molienda SAG posee la mayor utilización del sistema. Sin embargo, para un escenario de 3.700 [t/h] de capacidad, el chancador primario 1 y el molino SAG se adjudican las mayores utilizaciones, pero no existe suficiente evidencia estadística para decidir cuál es el cuello de botella principal. Se concluyó que la mínima capacidad de los chancadores primarios que debe tener el sistema para mantener el mismo nivel de producción debe ser 4.600 [t/h]; y para disminuir en un 4 % el nivel de producción actual, la mínima capacidad de los chancadores primarios debe ser 4.300 [t/h].This report is a study of discrete dynamic event simulation of the Crushing and Confuencia Plant of Los Bronces mine, main asset of Anglo American Sur. It consists of a dynamic model which replicates the current configuration of these plants to determine the achievable system capacity and capacity constraints of production under different operating scenarios. Dynamic simulation is the adequate methodology for evaluation of complex systems because, unlike static calculations, it can capture a systems dynamic effect and thereby evaluate capacity losses associated with them. The study was conducted using the methodology of a formal simulation study; this means through a clear definition of the problem, process information and the creation of a conceptual model including detention variables, capabilities and equipment supply was achieved. From which a final model was constructed by SIMIO software, which was validated and verified with real and updated information. This allowed sensitizing variables to obtain results and conclusions. The verification was performed by sensitizing the dynamic model. It was verified that with an increase in the supply of ore to the SAG mill, the total production of the "Confluence" plant increases. Model validation was performed by comparing the tonnage of ore treated in the year 2014 by the “Confluence” plant, yielding a “forecast error” of -0.66%, a “mean absolute percentage error” of 2.67% compared to the real system and a “signal tracking error” within ± 3 DAM. A first experiment was performed by simulating the "Confluence" plant under different scenarios of ore feed to the SAG mill. It was determined that under the current scenario of the plant (Year 2014) and under the scenario of ore feed to the SAG of 3,816 [t/h], the SAG mill is the main bottleneck, because there is statistical evidence that is the most commonly used equipment in both cases. A second experiment was performed by simulating the "Confluence" plant under different scenarios of percentage of circulating Pebbles (Percentage of ore discharged from the SAG mill and that entering to the Pebbles circuit as “oversized” ore). It was determined that the SAG mill is the main bottleneck for percentages of circulating Pebbles less than or equal to 25%, since there is statistical evidence that the SAG mill has the highest use. However, for a percentage of 30% of circulating Pebbles, the Pebbles crushers becomes the main bottleneck. It was concluded that the maximum proportion of Pebbles that must circulate in the system to maintain the current level of production, should be 25%; and to reduce by 12% the level of the current production, the maximum should be 30%. A third experiment was performed by simulating the "Confluence" plant consisting of sensitizing the processing capabilities of the primary crushers. It was evident that the SAG mill is the main bottleneck of the system to the crusher capacity by over 4,000 [t/h], since under this scenario, the SAG mill has the highest system utilization. However, for a scenario of 3,700 [t/h] capacity, the primary crusher 1 and the SAG mil, have the highest utilization, but there is not enough statistical evidence to decide which is the main bottleneck. It was concluded that the minimum capacity of the primary crushers that is needed for the system to maintain the same level of production, should be 4,600 [t/h]; and to reduce by 4% the current production level, the minimum capacity of the primary crusher should be 4,300 [t/h].