MEMORIA DESCRIPTIVA
Rev. 0
INGENIERÍA DE DETALLE PARA EL PROCESAMIENTO METALURGICO DE 18,000 TMPD PROYECTO TANTAHUATAY PROCESOS Y FACILIDADES
DISCIPLINA: PROCESOS
MEMORIA DESCRIPTIVA GI02101011-100-04-MD-001 REV. 0
Aprobaciones Gerente de Proyecto – HLC
:
Wilber Delgado
Gerente de Proyecto – Cliente
:
Héctor Gómez
REV
EMITIDO PARA
POR
REVISADO
FECHA
CHK
A
Revisión interna
L. Amaya
O. Palacios
10/04/10
B
Rev. y aprobación del cliente
L. Amaya
O. Palacios
21/06/10
0
Construcción
L. Amaya
G. Alarcón
23/12/10
Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
[email protected]
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ÍNDICE 1.0
INTRODUCCIÓN .......................................................... .............................................................................................................................4 ...................................................................4 1.1 1.2
OBJETIVO .............................................................. ................................................................................................................................. ...................................................................4 UBICACIÓN ............................................................ ............................................................................................................................... ...................................................................5
1.3
ANTECEDENTES................................................................. ........................................................................................................................ .......................................................5
1.4 CRITERIOS DE DISEÑO ................................................................... ............................................................................................................... ............................................7 2.0 DIAGRAMAS DE FLUJO BALANCE DE MASA Y DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACIÓN ............................................................................................................ .............................................................................................................................. .................. 10 2.1 2.2 3.0 4.0
DIAGRAMA DE FLUJO Y BALANCE DE MASA ............................................................. ................................................................................ ................... 10 DIAGRAMAS DE TUBERÍAS E INSTRUMENTACIÓN (P&ID) ............................................................12
ESTIMADO DE PRODUCCIÓN ................................................................................................... ................................................................................................... 12 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO METALÚRGICO MET ALÚRGICO ................................................................ ...................................................................... ...... 12 4.1
CARGUÍO DEL MINERAL AL PAD DE LIXIVIACIÓN................................................................... .......................................................................... ....... 13
4.2 4.3
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO .................................................................... ....................................................................................... ................... 14 LIXIVIACIÓN DEL MINERAL Y MANEJO DE SOLUCIONES ................................................................15
4.4
BOMBEO DE LA SOLUCIÓN LIXIVIANTE .................................................................... ....................................................................................... ................... 16
4.5
COLECCIÓN DE SOLUCIÓN PREGNANT ................................................................... ...................................................................................... ................... 17
4.6 4.7
BOMBEO DE SOLUCIÓN PREGNANT ............................................................. ........................................................................................... .............................. 17 COLECCIÓN DE SOLUCIÓN INTERMEDIA.................................................................. ..................................................................................... ................... 18
4.8
BOMBEO DE SOLUCIÓN INTERMEDIA ........................................................... ......................................................................................... .............................. 18
4.9
PLANTA MERRILL & CROWE .......................................................... .................................................................................................... ..........................................18 4.9.1 Etapa de clarificación ................................................................. ............................................................................................... .............................. 19 4.9.2 Etapa de vacío ............................................................................ .......................................................................................................... .............................. 20 4.9.3 Etapa de precipitación .............................................................................................. .............................................................................................. 21
4.10 FUNDICIÓN Y TRATAMIENTO DE GASES .................................................................. ..................................................................................... ................... 22 4.11 SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE MERCURIO ........................................................... .............................................................................. ................... 23 4.12 FUNDICIÓN EN HORNO BASCULANTE........................................................... ......................................................................................... .............................. 24 4.13 SISTEMA DE EXTRACCIÓN Y LAVADO DE GASES .................................................................. ......................................................................... ....... 25 4.14 PREPARACIÓN, DOSIFICACIÓN Y CONSUMO DE REACTIVOS ........................................................26 4.14.1 Dosificación de cal al mineral ................................................................................... ...................................................................................26 4.14.2 Preparación y dosificación de hidróxido de sodio .................................................... .................................................... 26 4.14.3 Preparación y dosificación de solución de cianuro de sodio ....................................27 Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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ÍNDICE 1.0
INTRODUCCIÓN .......................................................... .............................................................................................................................4 ...................................................................4 1.1 1.2
OBJETIVO .............................................................. ................................................................................................................................. ...................................................................4 UBICACIÓN ............................................................ ............................................................................................................................... ...................................................................5
1.3
ANTECEDENTES................................................................. ........................................................................................................................ .......................................................5
1.4 CRITERIOS DE DISEÑO ................................................................... ............................................................................................................... ............................................7 2.0 DIAGRAMAS DE FLUJO BALANCE DE MASA Y DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACIÓN ............................................................................................................ .............................................................................................................................. .................. 10 2.1 2.2 3.0 4.0
DIAGRAMA DE FLUJO Y BALANCE DE MASA ............................................................. ................................................................................ ................... 10 DIAGRAMAS DE TUBERÍAS E INSTRUMENTACIÓN (P&ID) ............................................................12
ESTIMADO DE PRODUCCIÓN ................................................................................................... ................................................................................................... 12 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO METALÚRGICO MET ALÚRGICO ................................................................ ...................................................................... ...... 12 4.1
CARGUÍO DEL MINERAL AL PAD DE LIXIVIACIÓN................................................................... .......................................................................... ....... 13
4.2 4.3
INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO .................................................................... ....................................................................................... ................... 14 LIXIVIACIÓN DEL MINERAL Y MANEJO DE SOLUCIONES ................................................................15
4.4
BOMBEO DE LA SOLUCIÓN LIXIVIANTE .................................................................... ....................................................................................... ................... 16
4.5
COLECCIÓN DE SOLUCIÓN PREGNANT ................................................................... ...................................................................................... ................... 17
4.6 4.7
BOMBEO DE SOLUCIÓN PREGNANT ............................................................. ........................................................................................... .............................. 17 COLECCIÓN DE SOLUCIÓN INTERMEDIA.................................................................. ..................................................................................... ................... 18
4.8
BOMBEO DE SOLUCIÓN INTERMEDIA ........................................................... ......................................................................................... .............................. 18
4.9
PLANTA MERRILL & CROWE .......................................................... .................................................................................................... ..........................................18 4.9.1 Etapa de clarificación ................................................................. ............................................................................................... .............................. 19 4.9.2 Etapa de vacío ............................................................................ .......................................................................................................... .............................. 20 4.9.3 Etapa de precipitación .............................................................................................. .............................................................................................. 21
4.10 FUNDICIÓN Y TRATAMIENTO DE GASES .................................................................. ..................................................................................... ................... 22 4.11 SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE MERCURIO ........................................................... .............................................................................. ................... 23 4.12 FUNDICIÓN EN HORNO BASCULANTE........................................................... ......................................................................................... .............................. 24 4.13 SISTEMA DE EXTRACCIÓN Y LAVADO DE GASES .................................................................. ......................................................................... ....... 25 4.14 PREPARACIÓN, DOSIFICACIÓN Y CONSUMO DE REACTIVOS ........................................................26 4.14.1 Dosificación de cal al mineral ................................................................................... ...................................................................................26 4.14.2 Preparación y dosificación de hidróxido de sodio .................................................... .................................................... 26 4.14.3 Preparación y dosificación de solución de cianuro de sodio ....................................27 Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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4.14.4 Dosificación y uso de anti-incrustante ...................................................................... ......................................................................29 4.14.5 Preparación y dosificación de nitrato n itrato de plomo ........................................................29 4.14.6 Dosificación de polvo de zinc ................................................................................... ...................................................................................30 4.14.7 Preparación y dosificación de precapa (precoat) ..................................................... .....................................................30 4.14.8 Preparación y dosificación del body bod y feed (ayuda filtrante) .......................................30 4.14.9 Consumo de reactivos lixiviación y planta Merrill & Crowe. .....................................31 4.15 TRATAMIENTO DE EFLUENTES .................................................................... .................................................................................................. .............................. 31 4.15.1 Consumo de reactivos para el tratamiento tratam iento de efluentes. .........................................36 4.15.2 Preparación y dosificación de reactivos r eactivos ................................................................... ...................................................................36 4.16 REQUERIMIENTO DE AGUA PARA LA PLANTA ........................................................... .............................................................................. ................... 38 4.17 FACILIDADES DE PLANTA ............................................................... ......................................................................................................... ..........................................40 4.17.1 Suministro y distribución de aire............................................................ ............................................................................... ................... 40 4.17.2 Suministro y distribución d istribución de petróleo D-2 .................................................................40
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1.0 INTRODUCCIÓN La ingeniería de detalle de la planta de procesamiento metalúrgico para el Proyecto Tantahuatay ha sido preparada por la empresa Heap Leaching Consulting S.A.C. (HLC) por encargo de la Compañía Minera Coimolache S.A. (CMC). Como parte de este trabajo se describe en el presente documento, el proceso metalúrgico considerado para este proyecto, en el cual se tendrá un nivel de tratamiento de 18,000 TMPD de mineral procedente de los tajos Tantahuatay 2 y Ciénaga Norte con leyes del orden de 0.82 g. Au/TM y 9.66 g. Ag/TM y recuperaciones de 80% y 15% respectivamente. La descripción está basada en los diagramas de flujo, balances de masa, diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID), información de los planos de arreglos generales y cálculos de diseño, trabajados para este proyecto sobre la base de la definición inicial de los criterios de diseños. Esta descripción considera: Carguío de mineral al pad, lixiviación, planta Merrill & Crowe, fundición, manejo de reactivos (preparación y dosificación de reactivos), tratamiento de efluentes conteniendo cianuro de sodio, suministros y distribución de agua, suministro y distribución de energía y sus facilidades tales como aire, y combustible. 1.1 Objetivo La ingeniería de detalle tiene como objetivos: •
Actualización de planos de diagrama de bloques del proceso general.
•
Actualización de planos de diagrama de flujo. f lujo.
•
Actualización de planos de balance másico.
•
Actualización de planos de P&ID.
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1.2 Ubicación El proyecto minero Tantahuatay, se encuentra localizado aproximadamente a 7 km. al noroeste del distrito de Hualgayoc en la provincia del mismo nombre del departamento de Cajamarca en las inmediaciones del cerro Tantahuatay. El acceso a la zona del proyecto desde la ciudad de Lima, se realiza por vía aérea hasta la ciudad de Cajamarca y desde allí a través de una carretera afirmada que conduce a la ciudad de Hualgayoc y que continúa hasta la zona de la concesión minera. 1.3 Antecedentes El recurso mineralizado que será procesado en la planta provendrán de los tajos Tantahuatay 2 y Ciénaga Norte. La Compañía Minera Coimolache S.A. (CMC) cuenta a la fecha entre sus dos tajos una reserva probada de 25´001,707 TMS de mineral con leyes promedios de 0.82 g. Au/t y 9.66 g. Ag/t. Las instalaciones de la planta de Procesos, estarán ubicadas a una altitud de 3,840 m.s.n.m. en las siguientes coordenadas: E: 757008.67 y N: 9254149.72. El ritmo de procesamiento metalúrgico del mineral tal como sale de la mina (ROM) será de 18,000 TMS/día (540,000 TM/mes) durante un tiempo de operación de 6 años, para el cual se usará el sistema de lixiviación en pilas y recuperación de los valores lixiviados por el proceso de Merrill & Crowe hasta llegar a producir barras bullión de oro y plata. La extracción metalúrgica que se espera lograr a 60 días de lixiviación está en el orden de 80% para el oro y 15% para la plata, con el cual se producirá mensualmente como barras bullión 11,386 onzas de oro y 25,163 onzas de plata. Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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La planta Merrill & Crowe ha sido diseñada para procesar soluciones pregnant hasta un caudal nominal de 600 m3 /h, con el cual se asegura la producción antes mencionada. Para el tratamiento de efluentes, HLC ha diseñado una planta de detoxificación de una capacidad de 200 m 3 /h, considerando dos circuitos en paralelo de 100 m3 /h cada uno, con la proyección de entrar el primer circuito en funcionamiento a partir del segundo año de vida del proyecto. Dada la información proporcionada por el cliente, se estima que los caudales de tratamiento de aguas cianuradas sean de 90 m3 /h para el segundo y tercer año, siendo posteriormente los caudales de 172 m3 /h y 195 m3 /h para el cuarto y quinto año respectivamente, para lo cual será necesario contar con los dos circuitos completos. En tal sentido, la planta de detoxificación entrara en operación en dos etapas. Por tal motivo, la poza de clarificación con capacidad para 2,400 m3 y con un tiempo de residencia de 24 horas, diseñada en la Ingeniería básica para 12,000 TMPD para el inicio de operación, será insuficiente para el caudal de 200 m 3 /h, por lo que CMC, deberá considerar para el cuarto y quinto año de operación del proyecto, otra poza de similares características a fin de cubrir la clarificación total del efluente. El suministro y distribución de energía eléctrica ha siso diseñado para operar el sistema de lixiviación así como las plantas antes mencionadas con todas sus facilidades, considerando también las cargas que serán necesarias para los servicios complementarios. Forma parte del presente estudio, lo relacionado a la conexión a la sub-estación Tantahuatay y su suministro y distribución a los diferentes equipos, luminarias y tomacorrientes sin considerar lo que corresponde a los servicios complementarios. El requerimiento de energía como potencia instalada asciende a 2,625.13 kW, de los cuales 1,673 kW corresponde a las cargas críticas. El consumo máximo estimado estará en el orden de 899,737.6 kW-h/mes. Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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Para situaciones de emergencia se usará un grupo electrógeno de 1,350 kW de potencia continua a 4,000 m.s.n.m, considerado para cubrir la demanda de los equipos críticos del proceso metalúrgico. El proyecto considera la implementación de un sistema de protección y control que permita la selectividad de las operaciones, la seguridad de los equipos y del personal. El requerimiento de agua fresca para la operación sin considerar los servicios complementarios, será del orden de 3.86 L/s para el primer año de operación calculado con datos promedios. Si la operación de lixiviación se inicia en temporada seca de la zona del proyecto (Mayo a Setiembre), el requerimiento de agua será superior al indicado, siendo lo contrario en la temporada húmeda (Noviembre a Abril). Para el inicio de la operación, será necesario contar en la poza de mayores eventos una cantidad de 100,000 m3 de agua fresca. Para lograr esto la operación deberá iniciarse en temporada húmeda y aprovechar la colección del agua de lluvia a través del pad de lixiviación, lo que indica que las pozas y el pad deberán estar listas antes del inicio de las lluvias. 1.4 Criterios de diseño La ingeniería del procesamiento metalúrgico requiere de la definición de los criterios de diseño para el cálculo de capacidades, cantidades y determinación de las condiciones operativas, por lo que HLC en coordinación con el personal técnico de la Compañía Minera Coimolache S.A. (CMC) ha preparado los criterios de diseño cuyo resumen de los principales datos se muestra en el cuadro siguiente y el detallado en el documento GI02101011-100-04-CD-001. La información que se presenta en dicha tabla incluye datos obtenidos durante los trabajos de campo, los resultados de las pruebas metalúrgicas, reporte de ingeniería del pad y pozas Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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elaborado por Vector Perú S.A., algunos datos se han asumido para el diseño a falta de información disponible en base a experiencia de otros proyectos similares e información que resulta de cálculos matemáticos. Dentro de estos criterios de diseño se resalta que el mineral será procesado tal como sale de la mina (ROM) a un ritmo de producción de 18,000 TMPD con una ley promedio de de 0.82 g. Au/TM y 9.66 g. Ag/TM y recuperaciones de 80% y 15% respectivamente. También se ha considerado en los criterios de diseño, no sólo lo que corresponde al proceso metalúrgico, sino también a criterios generales de la operación de minado, condiciones de lugar, condiciones para el suministro eléctrico y comunicaciones entre otros.
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Resumen de los criterios de diseño Descripción
Unidad
Criterio Usado
TM g/TM % g/TM % Días
25´001,707 0.82 80.0 9.66 15 60
t/d
18,000
Tamaño máximo de mineral
pulg.
12
Densidad aparente
TM/m3
1,60
m m
8 96
l/h/m2
10
Goteo/aspersión ppm ppm m2
Mixto 150 10.5 – 11 5 – 10 42,188
m3/h
720
Indicar H:V
Un solo usoMultiples capas 2.5:1
ppm NTU kPa ppm
0.69 a 0.82 ppm <1 -51.0 0.8
PILA DE LIXIVIACIÓN Tonelaje de mineral a procesar en planta Ley de oro (Au) Recuperación de oro Ley de plata (Ag) Recuperacion de plata Tiempo de lixiviación primera capa LIXIVIACIÓN Mineral puesto en el Pad
Altura típica del módulo Altura maxima de la pila Tasa de aplicación Método de aplicación de solución Concentración de cianuro en la solución pH de solución lixiviante Dosificación de anticrustante Área de riego a 60 días. Flujo de solución de riego (Diseño) PAD Tipo Talud global de la pila PRECIPITACIÓN Ley de Au en la solución (A 18,000 TMPD y 60 dias Lixiv) Turbidez de la solución clarificada Presión de vacio requerida en la torre Oxigeno disuelto después de la desareación
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2.0 DIAGRAMAS DE FLUJO BALANCE DE MASA Y DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACIÓN 2.1 Diagrama de flujo y balance de masa En base a la información de los criterios de diseño establecidos, los trabajos de campo, el arreglo general del pad de lixiviación y las pozas proporcionado por Vector Perú S.A.C. y La Compañía Minera Coimolache S.A., el arreglo del sistema de distribución de agua así como el suministro y distribución de energía eléctrica, se han desarrollado un diagrama de bloques, un plano de arreglo general del proceso, 9 planos de diagrama de flujo y 11 planos de balance másico los cuales involucran las siguientes áreas: Lixiviación, Merrill & Crowe, fundición, manejo de reactivos, tratamiento de efluentes, distribución de agua industrial y potable en planta y facilidades de planta. Esta información ha sido usada para determinar el dimensionamiento de los diferentes equipos y líneas de flujo del proceso metalúrgico. En el Volumen IV se muestran los respectivos planos del área de procesos y en la siguiente página se muestra un resumen esquemático del diagrama de flujo general del proceso.
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2.2 Diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) En coordinación con las disciplinas de procesos, mecánica y tubería e instrumentación, se ha desarrollado los respectivos diagramas de tuberías e instrumentación que incluyen equipos mecánicos, equipos de instrumentación, válvulas y tuberías considerando la filosofía de control operativo del proceso metalúrgico, se han elaborado 18 planos de los cuales 02 corresponden a simbología y nomenclatura, los restantes corresponden a lixiviación, Merrill & Crowe, fundición, manejo de reactivos, tratamiento de efluentes, distribución de agua industrial y facilidades de planta. En la sección de planos del Volumen IV, se muestran los respectivos planos de los diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) del proceso metalúrgico. 3.0 ESTIMADO DE PRODUCCIÓN
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2.2 Diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) En coordinación con las disciplinas de procesos, mecánica y tubería e instrumentación, se ha desarrollado los respectivos diagramas de tuberías e instrumentación que incluyen equipos mecánicos, equipos de instrumentación, válvulas y tuberías considerando la filosofía de control operativo del proceso metalúrgico, se han elaborado 18 planos de los cuales 02 corresponden a simbología y nomenclatura, los restantes corresponden a lixiviación, Merrill & Crowe, fundición, manejo de reactivos, tratamiento de efluentes, distribución de agua industrial y facilidades de planta. En la sección de planos del Volumen IV, se muestran los respectivos planos de los diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) del proceso metalúrgico. 3.0 ESTIMADO DE PRODUCCIÓN De acuerdo a la información de Minera Coimolache S.A., y en base a la información, para las diferentes etapas de la vida del proyecto en sus tajos mineralizados, se ha desarrollado un estimado de la Producción Promedio Mensual Proyectada para una Recuperación Metalúrgica de 80% Au, 15% Ag. Dicho programa estimado se muestra en el siguiente cuadro:
4.0 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO METALÚRGICO La ingeniería de detalle del procesamiento metalúrgico de todas las instalaciones que comprenden el proyecto, se describe líneas abajo.
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4.1 Carguío del mineral al pad de lixiviación El mineral procedente de los tajos Tantahuatay 2 y Ciénaga Norte con un tamaño máximo de partícula de 12” (ROM) será transportado hacia las áreas del pad de lixiviación. El pad antes del inicio del apilamiento de mineral será impermeabilizado y dotado de tuberías corrugadas y perforadas en líneas principales y secundarias para la colección de soluciones enriquecidas de oro y plata y estarán cubiertos por material de sobre revestimiento constituido por mineral seleccionado que deberán tener alta permeabilidad y cumplir con ciertas especificaciones, para evitar que la geomembrana sufra algún deterioro al momento de descargar el mineral ROM en el pad. El mineral será descargado en el pad de manera ordenada. Se iniciará con la preparación de una rampa de acceso (si no hubiera) y se apilará el mineral hasta que el nivel de éste alcance una altura de capa típica de 8 m, a cada nivel y en la falda que se va formando por la descarga de los volquetes se agregará cal en forma sólida (en polvo) con la ayuda de un cargador frontal, con una dosis promedio de 0.6 kg/t de mineral. Al descargar el volquete deja montículos altos con mineral que será empujado al borde de la pila en construcción mediante el uso de un cargador frontal ó un tractor de orugas dejando nivelado el mineral a la cota de diseño y controlado topográficamente, terminado este primer nivel se realizará la remoción de toda el área superior de la pila usando un tractor de orugas o escavadora con la finalidad de eliminar el mineral compactado producto del tránsito de volquetes y equipos sobre la plataforma superior de la celda durante su apilamiento, luego se inicia el llenado del segundo nivel hasta alcanzar una altura de capa típica de 8 m tomando las consideraciones que se ha tenido en el llenado de la primera capa, quedando de esta manera lista una celda con una altura de capa típica de lixiviación de 16 m. De similar forma se construirán las otras celdas o módulos de lixiviación en las diferentes áreas del pad así como en diferentes niveles según su crecimiento. El objetivo de cargar el mineral en dos capas típicas de 8 metros cada una es para asegurar la percolabilidad de la solución a través del mineral. Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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No será necesario el apilado de todo el pad para iniciar la lixiviación, el plan de extracción metalúrgica determinará un volumen de apilado, el mismo que ocupará un área al que se le denomina celda o módulo de lixiviación, para este proyecto cada celda deberá tener un área de aproximadamente 6,000 m 2, el carguío será a un ritmo de producción de 18,000 TMPD. La construcción de los módulos de riego será responsabilidad del área de mina hasta dejar el mineral nivelado y ripiado, excepto la dosificación de cal que será responsabilidad del área de planta así como también del tendido del sistema de riego hacia adelante. 4.2 Instalación del sistema de riego El riego por goteo se podrá utilizar en épocas secas para evitar las pérdidas por evaporación del agua en el circuito y el riego por aspersión se podrá realizar en épocas húmedas para eliminar agua por evaporación que se acumula como producto de las lluvias. En general, la aplicación será de acuerdo a las necesidades de la operación. De acuerdo al diseño para una producción de 18,000 TMPD, se conformarán 10 celdas de aproximadamente 40m x 150m (6,000 m 2) con sus respectivas líneas de flujo y sistemas de riego por goteo y/o aspersión, tomando como inicio la distribución de los manifolds fabricados con tuberías de fierro SCH 40 de ø 8´´ como matriz y con 4 salidas de tuberías de ø 4´´. A cada una de estas salidas se conectarán los respectivos sistemas de riego. Para el sistema de riego por goteo, se usarán mangueras Lay Flat de ø 4´´ para la conducción de la solución de los manifolds a los módulos de riego y en el mismo tipo de manguera irán instaladas las mangueras de 16 mm de diámetro, para la conformación de los módulos, con goteros Max Emitter o similar de 4 L/h espaciados cada 63 cm, es decir habrá una malla de riego de 63 cm x 63 cm.
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Para el sistema de riego por aspersión, se usarán mangueras Lay Flat de ø 4´´ para la conducción de la solución de los manifolds a los módulos de riego. Los módulos estarán conformados por tuberías de PVC (Yelomine) de 4”ø y de 2”ø donde irán instaladas los aspersores Wobler N º 7 o similar distanciados cada 7 metros, es decir habrá una malla de riego de 7m x 7m. Al ingreso de los modulo de aspersión o goteo se instalará un medidor de presión. 4.3 Lixiviación del mineral y manejo de soluciones La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico de extracción sólido liquido por disolución. Consiste en hacer pasar una solución diluida de cianuro de sodio (NaCN) a través de la pila de mineral, para que el cianuro pueda disolver las partículas de oro y de plata contenidas en las especies mineralógicas, a fin de obtener una solución enriquecida de lixiviación que será almacenada según la concentración de valores en solución en la poza pregnant o en la poza intermedia. Para el procesamiento metalúrgico de 18,000 TMPD de mineral, se ha calculado los caudales de flujo de solución lixiviante de acuerdo a los niveles de riego del mineral tal como se puede apreciar en el siguiente cuadro: CAUDAL (m3/h)
Area riego
Nivel Pila
Periodo Lixiv. (días)
Nominal
Diseño
m2
1
60
422
506
42,188
2
65
457
548
45,703
3
70
492
591
49,219
4
75
527
633
52,734
5
80
563
675
56,250
6
85
598
717
59,766
El caudal nominal está referido a un ratio de flujo de 10 L/h/m2 y el caudal de diseño está referido a un ratio de flujo de 12 L/h/m2. La percolación de la solución lixiviante se producirá a través del lecho del mineral por efecto de la gravedad, el comportamiento de este descenso estará afectado por Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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las características de la solución tales como la viscosidad, densidad y las de mineral tales como porcentaje de espacio vacío, distribución por tamaños, porcentaje de finos, afinidad por la solución y aire atrapado. En el momento de la máxima saturación del mineral por efecto del riego, éste permitirá el drenaje de la pila con afloramiento de soluciones cargadas en oro y plata que serán conducidas, según la concentración de valores en solución, a la poza pregnant o poza intermedia. Las variables del proceso con las que se deberá iniciar la operación de este proyecto son: Flujo total de lixiviación 422 m3 /h, concentración de NaCN en la solución de riego 150 ppm, pH de la solución 10.5 a 11, tasa de riego 10 L/h/m2 y ciclo de lixiviación de 60 días tal como se muestra en el cuadro anterior, luego del cual, principalmente el flujo irá variando según el nivel de riego del mineral. 4.4 Bombeo de la solución lixiviante La solución de lixiviación preparada a un pH de 10.5 a 11, fuerza de cianuro controlada en 150 ppm y 5 ppm de antincrustante, será bombeada desde el tanque de solución barren de 128.3 m 3 de capacidad de operación, hacia las pilas, usando 02 bombas centrifugas de carcasa partida que trabajarán en paralelo mas una bomba de stand by. Los motores de estas bombas trabajarán con variadores de velocidad, a fin de dar flexibilidad a la operación. Las líneas principales de este sistema de bombeo serán con tuberías de acero al carbono STD. La solución de lixiviación bombeada llegará a un manifold de acero STD de 16´´ de diámetro y de ahí saldrá a través de una tubería de acero STD de 16” de diámetro hacia el pad. Al ingreso del pad, la matriz principal será dividida en dos ramales para contornear el pad de lixiviación y en ciertos tramos irán instaladas derivaciones las cuales ingresaran al pad. A partir de estas derivaciones se conectarán los respectivos manifolds antes mencionados, para conectarse a los módulos de riego.
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La solución que ingresará al tanque barren será la que sale de la Planta Merrill & Crowe, ésta será compensada con cianuro de sodio a la concentración de operación deseada de 150 ppm de NaCN. El líquido elemento que requiera el proceso, será compensado con agua industrial principalmente y/o con solución que pudiera existir en la poza de mayores eventos. Para este último se ha considerado la instalación de tres bombas sumergibles de capacidad de bombeo 100 m 3 /h cada una, dos de las bombas trabajarán en paralelo y la tercera será de stand by. 4.5 Colección de solución pregnant La solución enriquecida de valores que drena de la pila, será colectada en la respectiva poza pregnant que tiene una capacidad de 12,000 m 3, donde irán instaladas tres bombas sumergibles (135-PU-001/002/003), y cada bomba contara con una barcaza (135-BC-001/002/003), tal como se muestra en el plano GI02101011-135-04-PL-003. Dos de las bombas trabajarán en paralelo y la tercera será de stand by. 4.6 Bombeo de solución pregnant La solución pregnant, será bombeada hacia el tanque de solución no clarificada por medio de tres bombas instaladas en la poza pregnant. El caudal nominal de cada una de estas bombas es de 300 m3 /h, dos de las bombas trabajarán en paralelo y la tercera será de stand by. Las bombas sumergibles de solución pregnant se instalaran sobre barcazas, las cuales estarán conformadas por flotadores de HDPE y barandas laterales de apoyo. En el lado de la succión de cada bomba se agregará el anti-incrustante por medio de una bomba dosificadora.
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4.7 Colección de solución intermedia La solución enriquecida de menor contenido de valores de oro y plata que drena de la pila, será colectada en la poza intermedia que tiene una capacidad de 12,000 m3, donde irá instalada una bomba sumergible (135-PU-010), la bomba contara con una barcaza (135-BC-007), tal como se muestra en el plano GI02101011-135-04-PL-003. 4.8 Bombeo de solución intermedia La solución intermedia, será bombeada hacia el tanque de solución barren por medio de una bomba instalada en la poza intermedia, con un caudal nominal de bombeo de 300 m3 /h. La bomba sumergible de solución intermedia se instalara sobre una barcaza, la cual estará conformada por flotadores de HDPE y barandas laterales de apoyo. 4.9 Planta Merrill & Crowe El sistema Merrill & Crowe (M&C) es un proceso a través del cual se recupera los valores metálicos de oro y plata contenidos en la solución pregnant en forma de precipitado, mediante la adición de polvo de zinc a la solución previamente clarificada y desoxigenada. En este proyecto, la planta M&C ha sido diseñada con una capacidad de operación de 600 m3 /h, de solución pregnant conteniendo valores lixiviados de oro y plata, con la cual permitirá procesar holgadamente las 18,000 TMPD de mineral proveniente de los tajos Tantahuatay 2 y Ciénaga Norte. Por las características del proceso, existen básicamente tres etapas claramente definidas del proceso Merrill & Crowe considerados en este proyecto: Clarificación, Vacío y Precipitación con polvo de zinc, los cuales se describen a continuación:
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4.9.1 Etapa de clarificación Del tanque de solución pregnant no clarificada (145–TK–001) de 128.3 m3 de capacidad operativa, la solución será bombeada con dos bombas de carcasa partida que trabajarán en paralelo hacia los filtros clarificadores. Cada bomba tendrá una capacidad de nominal de operación de 300 m 3 /h. Existirá una bomba adicional de la misma capacidad como stand by. Para la clarificación de las soluciones, se ha considerado la instalación de tres filtros de hojas a presión con una capacidad nominal de 300 m 3 /h cada uno. El ratio de flujo para el diseño de estos filtros es de 2.4 m3 /h/m2 con el cual se necesita que tenga un área filtrante de 150 m2. Operacionalmente trabajarán dos filtros y uno siempre estará en stand by. Cuando se saturen las placas de uno de los filtros que estén en operación, el flujo de solución será direccionado al filtro en stand by el cual entrará en operación, mientras que el filtro saturado entrará a una etapa de limpieza y preparación para ser luego considerado como el de stand by. Esta práctica operativa se realizará de manera alternada para la limpieza de los filtros con lo cual el envío de solucion pregnant será en forma continua evitando tiempos muertos por limpieza o mantenimieto. Se ha estimado que cada filtro se limpiará aproximadamente 04 a 06 veces por dia, los sólidos producto de la limpieza de los filtros serán colectados en un sumidero para ser enviados al 20% en sólidos a las pilas de lixiviación que ya han sido procesadas, por intermedio de una bomba de lodos a un caudal de operación de 32 m3 /h. Para dar inicio a un ciclo de operación de los filtros clarificadores se aplicará su respectiva precapa (pre coat) y al flujo de solucion pregnant no clarificada que ingresa a los filtros clarificadores se añadirá el body feed (inyección continua de ayuda filtrante preparada al 2% en peso).
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Durante el ciclo de clarificacion, cada uno de los filtros clarificadores en operación retirará las partículas sólidas a medida que la solución pregnant no clarificada pasa a través de los elementos filtrantes. A la salida de los filtros clarificadores de hojas, la solución debe contener menos de 1 NTU de sólidos en suspensión. Cuando un filtro es retirado de la línea, se lava con solución barren o con agua industrial para sacar todo el lodo y la precapa remanente de las hojas del filtro, para lo cual se usará una bomba de lavado de filtros clarificadores con un flujo de operación de 59 m3 /h. 4.9.2 Etapa de vacío El objetivo de la etapa de vacío es extraer esencialmente todo el oxígeno disuelto contenido en la solución enriquecida clarificada. La eliminación de oxigeno disuelto en la solución pregnant, es un factor importante en la precipitación de oro, por cuanto un exceso de oxigeno en la solución, oxidaría las particulas de zinc restándole capacidad de precipitación, al igual que un exceso de sólidos cubriria la superficie de las partículas de zinc pasivando a las mismas. Para este proyecto el sistema estará integrado por una torre deareadora con sus respectivos sistemas de control, relleno de empaques hiflow-rings 2 pulg. de polipropileno y tanque atmosferico. El vacío requerido sera de -51 KPa y será logrado por una bomba del tipo anillo líquido ademas existirá una bomba de vacio adicional como stand-by. El sistema de vacio ha sido dimensionado para procesar 600 m3 /h de solución pregnant clarificada. La solución clarificada pasará por la torre deaereadora donde el contenido de oxígeno es retirado con la ayuda de la bomba de vacío, condición requerida para una óptima precipitación del oro y la plata. Las soluciones provenientes de los filtros clarificadores conteniendo alrededor de 8 ppm de oxigeno disuelto, ingresarán a la torre deareadora por la parte lateral Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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superior para ser distribuido uniformemente en todo el diámetro de la torre, para luego salir por la parte inferior con una cantidad menor a 1 ppm de oxígeno disuelto. 4.9.3 Etapa de precipitación El zinc en polvo se usa para precipitar los valores de oro y plata solubles en la solucion rica cianurada por medio de una reacción electroquímica. El oro y la plata que están en solución como un complejo de cianuro, precipitarán aprovechando la diferencia de potenciales de reducción que existe entre las especies cianuradas de oro, plata y las particula de zinc acomplejadas con los complejos libres de cianuro formando un complejo de cianuro de zinc, el producto de las reacciones generarian los electrones libres necesarios para la deposicion de las particulas de oro, plata sobre la particula de zinc. Adicionalmente al proceso de precipitacion se adicionara una sal de plomo el cual tendra la finalidad de optimizar el proceso de precipitación al formar un par galvánico Zn-Pb que tiene mayor area de actividad que el zinc solo. A la solución desoxigenada que sale de la torre deareadora se le dosificará una mezcla diluida conteniendo polvo de zinc, solución de nitrato de plomo y solución de cianuro de sodio, para regular el electrolito y obtener una buena precipitación. Esta mezcla se agregará por intermedio del cono emulsificador a la línea principal de flujo de solución pregnant que conecta a la salida de la torre deaereadora con las bombas de precipitados. De esta manera ocurrirá la precipitación de los valores de oro y plata, así como de otros elementos que contiene la solución pregnant. La solución conteniendo los precipitados, serán bombeadas hacia los filtros prensa con dos bombas verticales en linea que trabajarán en paralelo. Cada bomba tendrá una capacidad de operación de 300 m 3 /h. Existirá una bomba adicional de la misma capacidad como stand by. Se ha determinado que la producción de los precipitados será del orden de 255.1 kg/día. Para colectar los precipitados, se ha considerado la instalación de 03 filtros prensa con 72 placas de 1,200 mm x 1,200 mm cada filtro con una capacidad de diseño de Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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300 m3 /h cada una. El ratio de flujo para el diseño de estos filtros es de 2.7 m3 /h/m2 con el cual se necesita que tenga un área filtrante de 133 m 2. Normalmente trabajarán dos filtros y uno siempre estará en stand by. Cuando se saturen las placas de uno de los filtros que está en operación, el flujo de solución será direccionado al filtro en stand by el cual entrará en operación, mientras que el saturado entrará a una etapa de descarga y limpieza del precipitado para ser luego considerado como el de stand by. Esta práctica operativa se realizará de manera alternada para la limpieza de los filtros con lo cual el envío de solucion será en forma continua evitando tiempos muertos por limpieza o mantenimieto. Se estima que cada filtro se descargará dos veces por mes, sin embargo en la práctica esto podría optimizarse, con lo cual los precipitados producto de la descarga y limpieza de los filtros serán en bandejas metálicas para ser trasladado al sistema de secado y recuperación de mercurio. Antes de la descarga del precipitado de uno de los filtros, se deberá inyectar aire a 70 PSI por espacio de 30 min por medio de la compresora de aire (110-AC-001), con el objetivo de reducir la humedad del precipitado. La solución que sale de los filtros prensa seran consideradas soluciones barren, y serán conducidos por sus respectivas líneas de flujo al tanque de solución barren. 4.10 Fundición y tratamiento de gases El área de fundición ha sido diseñada para producir las barras bullión a partir de los precipitados que serán obtenidos en la planta Merrill & Crowe, con el siguiente equipamiento considerando las medidas de seguridad del trabajador y de los equipos: •
Sistema de recuperación de mercurio.
•
Horno de fundición basculante con sistema de colada en cascada.
•
Sistema de lavado de gases del horno de fundición.
•
Tratamiento de escorias.
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4.11 Sistema de recuperación de mercurio El precipitado obtenido de los filtros prensa, contendrá mercurio que ha sido lixiviado del mineral y recuperado en la planta Merrill & Crowe a razón de 4.43 kg Hg/día, para el cual se ha considerado la instalación del sistema de recuperación de mercurio que estará conformado básicamente por dos hornos retorta eléctricos con capacidad de 300 kg de precipitado húmedo cada uno. El precipitado será llenado en bandejas y colocados dentro de los hornos retorta. Cada horno tendrá una capacidad para 5 bandejas. Los dos hornos trabajarán simultáneamente siguiendo las etapas de calentamiento y enfriamiento de acuerdo al siguiente cuadro:
Descripcion Calentamiento Gradual Temperatura constante (Rampa 1) Calentamiento Gradual Temperatura constante (Rampa 2) Calentamiento Gradual Temperatura constante (Rampa 3) Enfriamiento Tiempo Total de Proceso
Temperatura ⁰C
Tiempo Hr
0 a 130
0.5
130
3
130 a 300
1
300
1.5
300 a 600
1
600
11
600 a 25
6 24
Durante esta operación, existirá un flujo de aire que ingresa a los hornos para arrastrar los gases que se van produciendo. Estos gases pasarán a un primer condensador por enfriamiento con agua en contra corriente en el cual el mercurio será precipitado pasando al estado metálico para ser depositado en el tanque de recuperación de mercurio. El gas continuará su paso por este tanque hacia un segundo condensador de similares características que el primero como medida de seguridad adicional y asegurar la precipitación total del mercurio. Adicionalmente el gas pasará por una columna conteniendo carbón activado sulfurado 6 x 12 mallas como otra medida adicional de seguridad para atrapar posibles vapores de mercurio. El diseño de todo este sistema garantizará que los gases que se emitirán Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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al medio ambiente se encuentren exentos de mercurio. El flujo de gas antes indicado, se realizará con el apoyo de un extractor de gases. Todo el sistema desde el inicio de calentamiento hasta el enfriamiento trabajará de manera automática. 4.12 Fundición en horno basculante Para la fundición del precipitado se utilizará un horno del tipo basculante, modelo BT-500 (600 kg bronce), implementado con su respectivo sistema de colada en cascada y con basculamiento hidráulico, para trabajar con un quemador a petróleo D-2 con ventilador incorporado de una capacidad de salida de 1.6 MBTU/h. El precipitado seco y libre de mercurio producto de las retortas, será mezclado con fundentes tales como borax, nitrato de potasio y sílice en proporciones adecuadas. Esta mezcla será cargada al crisol para ser fundida durante un tiempo de aproximadamente 4 horas por cada colada. De esta manera se producirá las barras bullion como producto terminado del proceso de recuperación de oro y plata para el proyecto Tantahuatay. Como medida de seguridad para las barras que se irán produciendo, se contará con una bóveda para guardarlos hasta su transporte según procedimiento que será establecido por los propietarios del proyecto. Las escorias que se producen durante la fundición contendrán pequeñas cantidades de oro y plata, las cuales serán almacenadas en una tolva de gruesos para ser trituradas por una chancadora de quijada de 5” x 6” y su producto sera conducido por una faja transportadora al molino de martillos a fin de obtener una granulometría debajo de 10 mallas. Este molino operara en seco, empleando 24 martillos que giran a alta revolución para quebrar el producto alimentado por aceleración e impacto. El giro de los 24 martillos produce una corriente de aire, por Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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lo que necesariamente estos equipos requieren una línea de clasificación neumática. Con la finalidad de que el fino polvo no escape a la intemperie se instalara un ciclon neumatico, donde los finos del vortex del ciclón son recuperados en un filtro de mangas. Las escorias seran descargadas del ciclon a una zaranda circular donde la descarga del producto clasificado es lateral a una tolva y por medio de una faja transportadora será conducida a una mesa gravimétrica. Las partículas que sean rechazadas por la abertura de la malla se recircularán al molino de martillos. El material que ingresa a la mesa gravimetrica pasará por una etapa de concentración para producir un concentrado y regresar a fundición. El relave será transportado a las pilas de lixiviación para recuperar el remanente de valores de oro y plata. Durante la fundición, existirán gases que pasarán a su respectivo sistema de tratamiento según se describe en la siguiente sección. 4.13 Sistema de extracción y lavado de gases El sistema de lavado de gases estará conformado por: Una campana extractora, un extractor, torre de lavado de gases, una bomba de recirculación de agua y sus respectivas líneas de flujo. Los gases calientes y polvos del horno de fundición, serán colectadas por la campana y serán conducidos por su respectivas línea de flujo pasando por la torre de lavado de gases. Esta operación será facilitada con el apoyo de un extractor de gases de una capacidad de succión de 7,600 cfm. La torre de lavado de gases contendrá en su parte interior, un relleno de empaques hiflow-rings metálicos con el objeto de crear áreas y mejorar el contacto entre los gases y las gotas de agua de lavado que ingresan por la parte superior con un sistema de aspersión provocado por una bomba cuya capacidad de diseño será de 30 m3 /h. En su parte superior el lavador llevará un demixter a fin de mejorar la Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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coalescencia de las gotas que podrían haber sido arrastrados durante la etapa de extraccion de gases. Cada cierto periodo de tiempo, se deberá limpiar la torre de lavado de gases abriendo una válvula instalada en su parte inferior. Los lodos recuperados de este equipo, pasarán a la fundición. 4.14 Preparación, dosificación y consumo de reactivos En el procesamiento de minerales oxidados por cianuración en pilas es necesario el manejo adecuado de los reactivos que serán empleados, siendo estos los siguientes: Cianuro de sodio, hidróxido de sodio, anti-incrustante, cal, polvo de zinc, ayuda filtrante (diatomita), nitrato de plomo y reactivos de destrucción de cianuro de sodio y precipitación de elementos contaminantes que serán utilizados en la planta de tratamiento de efluentes. Para el almacenamiento de estos reactivos se construirá dos ambientes separados, una para la cal que estará ubicado cerca al pad de lixiviación y la otra para el resto de reactivos cerca de la planta Merrill & Crowe. 4.14.1 Dosificación de cal al mineral El estudio ha considerado contar con un almacén para la cal, con un área de 360 m2 tal como se describe en el alcance del trabajo de la disciplina de Arquitectura y Concreto. En esta infraestructura se almacenará la cal adquirida en bolsas de 1 TM, desde donde se trasladará con la ayuda de un cargador frontal y un camión hasta la zona de descarga del mineral en el pad de lixiviación muy cerca de la conformación de un determinado módulo de riego. La dosificación se realizará con el apoyo del cargador frontal de acuerdo al procedimiento descrito en el segundo párrafo de la sección 4.1. 4.14.2 Preparación y dosificación de hidróxido de sodio
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El hidróxido de sodio se empleará en la preparación del cianuro de sodio en solución y para el tratamiento de los efluentes de la planta Merrill & Crowe. La preparación de solución de hidróxido de sodio al 30% (NaOH) será realizado en un tanque agitador de acero estructural de una capacidad de operación de 7.3 m 3. Contará con una tolva para adicionar el NaOH en estado sólido en sacos de 25 kg. de una pureza de 98%. La preparación de la solución de hidróxido de sodio será por batch. Se realizará agregando 2.0 toneladas de hidróxido de sodio en 6.0 m3 de agua, agitándose por espacio de 1 hora para obtener una solución al 30% de concentración. La dosificación de esta solución al tanque de preparación de cianuro de sodio será por intermedio de una bomba de diafragma con un caudal de operación de 1.16 m3 /h durante 3 minutos. Esta práctica será realizada cada vez que se desea preparar la solución de cianuro de sodio. De este mismo tanque se dosificará esta solución a la planta de tratamiento de efluentes cuando ésta trabaje y será solo cuando se requiera eliminar soluciones de exceso del proceso. Esta dosificación se realizará con el apoyo de dos bombas dosificadoras con un caudal de operación cada una de 44.22 L/h. 4.14.3 Preparación y dosificación de solución de cianuro de sodio Para la preparación y dosificación de solución de cianuro de sodio se contará con 02 tanques fabricados con planchas de acero estructural A-36. Uno de ellos tendrá una cabina de protección con cerramiento hermético, tecle monorriel y el sistema de agitación. La cabina tendrá en su parte inferior, un arreglo de cuchillas para romper los sacos que contienen el cianuro de sodio. Para la preparación de la solución de cianuro de sodio, se adicionará a su respectivo tanque agitador, solución barren o agua hasta la mitad de su volumen, Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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luego del cual se adicionará la solución de hidróxido de acuerdo a lo indicado en el cuarto párrafo de la sección 4.2. A este volumen de solución se agregará 5 toneladas de cianuro de sodio gradualmente para completarse luego con agua o solución barren hasta tener 20 m 3 en el tanque, obteniéndose de esta manera una solución alcalina de cianuro de sodio al 25%. El cianuro de sodio en briquetas contenido en los sacos de 1 TM de capacidad, serán manipuladas con el apoyo de una carretilla elevadora de tal modo que permita el acercamiento desde el almacén hasta la zona de preparación de cianuro de sodio. Cada saco será levantado con un tecle monorriel del tanque de preparación de cianuro de sodio para conducirlo al interior de su cabina y romper cada saco con la cuchilla, cayendo de esta manera al interior del tanque. La agitación será en todo momento hasta su completa disolución. Cada vez que se desea preparar esta solución, se tomará en cuenta los procedimientos de trabajo que serán establecidos así como las medidas de seguridad sobre la base de estos lineamientos. La solución de cianuro de sodio al 25%, será trasegada al tanque de dosificación de cianuro de sodio por intermedio de una bomba centrífuga horizontal con un caudal de diseño de 20 m 3 /h durante 1 h. De este tanque se dosificará la solución de cianuro de sodio permanentemente al tanque barren usando una bomba peristáltica con un caudal de operación de 371.13 L/h. De este mismo tanque se dosificará la solución de cianuro de sodio al cono emulsificador usando una bomba peristáltica con un caudal de operación de 164.94 L/h.
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Las bombas peristálticas son suministradas con su respectivo variador de velocidad que permitirá flexibilidad durante la operación tanto para aumentar o reducir la dosificación. El almacén para el cianuro de sodio estará ubicado colindante con la Planta Merrill & Crowe tal como se muestra en los planos de arreglo general (GI02101011-100-99-PL-003) y de arquitectura (GI02101011-130-01-PL-002) en el Volumen IV. 4.14.4 Dosificación y uso de anti-incrustante Para evitar la incrustación (precipitación) de carbonatos en las paredes internas de las tuberías, equipos y accesorios que conforman la planta, será necesario el uso de anti-incrustante en las soluciones, para ello se dosificará en: Tanque de solución barren, poza pregnant y poza de mayores eventos. En las dos primeras será de manera permanente para el cual será instalado una bomba con caudal de operación de 4.46 L/h cada una y en la última eventualmente. Para hacer este trabajo, se usarán bombas dosificadores de diafragma. Para la operación se recomienda la dosificación de anti-incrustante de tal modo que se mantenga una concentración entre 5 y 10 ppm en las soluciones de lixiviación así como en la solución pregnant. 4.14.5 Preparación y dosificación de nitrato de plomo El nitrato de plomo se preparará en un tanque construido con planchas de acero estructural A-36, con un volumen de operación de 0.36 m 3, contará con un sistema de agitación y estará ubicado muy cerca al cono emulsificador tal como se muestra en el plano de arreglo general de la disciplina mecánica en el Volumen V. La solución será preparada a una concentración de 5%. Esta se alimentará al cono emulsificador de zinc con una bomba dosificadora de diafragma cuyo caudal de operación es de 15.22 L/h. Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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4.14.6 Dosificación de polvo de zinc El sistema de dosificación de zinc estará conformado por una tolva con alimentador tipo tornillo sin fin de 28 l. de capacidad, accionado por un motor eléctrico con variador de velocidad para permitir flexibilidad a la operación. Este equipo tendrá una capacidad máxima de alimentación de polvo de zinc de 10.65 kg/h y el requerimiento de la operación estará en el orden de 5 a 6 kg/h, alimentándose al cono emulsificador para ser mezclado y alimentado a la solución desoxigenada de acuerdo a lo descrito en el segundo párrafo de la sección 4.6.1. El polvo de zinc a ser usado deberá tener una pureza del 99 % como mínimo, con granulometría de 99.9% a 100% menos 400 mallas (38 micrones) y una gravedad específica igual a 7.14. 4.14.7 Preparación y dosificación de precapa (precoat) En un tanque de 11.8 m 3 de volumen de operación se preparará la precapa, adicionando diatomita y agua a un porcentaje de sólidos que podría estar en el rango de 0.3 a 10%, esta pulpa será mezclada con su respectivo agitador y luego bombeada hacia uno de los filtros clarificadores o filtros prensa con un flujo de 270 m3 /h con el objeto de recubrir las superficies filtrantes con un espesor que podría variar entre 1.5 a 10 mm de diatomita. Esta solución irá recirculando entre el tanque de precapa y el filtro clarificador o el filtro prensa. Esta operación se repetirá cada vez que se dé inicio a la operación del respectivo filtro clarificador o filtro prensa. 4.14.8 Preparación y dosificación del body feed (ayuda filtrante) En un tanque de 11.8 m3 de volumen de operación se preparará el body feed, adicionando diatomita y agua a un porcentaje de sólidos de 2 %, esta pulpa será mezclada con su respectivo agitador y luego dosificada con una bomba peristaltica hacia la línea matriz de ingreso de solución a las bombas que alimentan a los filtros clarificadores ,el flujo de boby feed es de 1.98 m 3 /h y una presión de 20 psi.
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4.14.9 Consumo de reactivos lixiviación y planta Merrill & Crowe. Sobre la base de las pruebas metalúrgicas, cálculos estequiométricos, matemáticos y experiencia de operaciones similares se ha estimado el consumo de reactivos tal como se detalla en el siguiente cuadro correspondiente a los reactivos directamente relacionados con el proceso productivo (Lixiviación, Merrill & Crowe y fundición). ITEM
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
DESCRIPCIÓN
Cal viva mayor a 80% de CaO y menor a 3 mm Cianuro de sodio al 97 % de pureza Hidróxido de sodio al 98 % Anti-incrustante Nitrato de plomo Polvo de zinc 99,9% a 100% menos 200 mallas Diatomita Borax Nitrato de potasio Sílice
UNIDAD
kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg
CONSUMO MENSUAL DE OPERACIÓN
324,000 162,000 579 9,360 548 3,835 36,963 1,686 843 281
4.15 Tratamiento de efluentes Como consecuencia de las precipitaciones que ocurre principalmente entre los meses de noviembre a abril en la zona del proyecto, se captará en el pad y pozas volúmenes adicionales de agua de lluvia que van a incrementar el inventario de solución en el proceso y exceder la capacidad de las pozas, siendo necesario su vertimiento al medio ambiente previo a su tratamiento en una planta que ha sido considerada para una capacidad de 200 m 3 /h. El sistema trabajará de preferencia en temporada de lluvias y por períodos de acuerdo a la cantidad de solución que se tenga que eliminar al medio ambiente. La planta de tratamiento de efluentes estará conformada por dos circuitos en paralelo de 100 m3 /h de capacidad cada uno, siendo cada circuito compuesto por 05 tanques: El primer tanque será de 4.8 m3 de capacidad operativa y cuatro tanques de 46.9 m3 de capacidad operativa, cada uno, con su respectivo sistema de agitación, habiendo sido determinado para este proyecto el método de Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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destrucción de cianuro con peróxido de hidrógeno y sulfato de cobre. Esta planta ha sido diseñada para precipitar también elementos tales como cobre, fierro, arsénico, mercurio y zinc. Dada la información proporcionada por el cliente, se estima que los caudales de tratamiento de aguas cianuradas sean de 90 m 3 /h para el segundo y tercer año, siendo posteriormente de 172 m3 /h y 195 m3 /h para el cuarto y quinto año respectivamente, por lo cual será necesario contar con los dos circuitos completos. En tal sentido, la planta de detoxificación será desarrollada en dos etapas, con lo cual la poza de clarificación con capacidad para 2,400 m 3 y con un tiempo de residencia de 24 horas, diseñada en la Ingeniería Básica para 12,000 TMPD para el inicio de operación, será insuficiente para el caudal de 200 m3 /h, por lo que CMC, deberá considerar para el cuarto y quinto año de operación del proyecto, otra poza de similares características a fin de cubrir la clarificación total del efluente. La solución barren a ser tratada en esta planta, será tomada de la línea de flujo entre los filtros prensa y el tanque barren, pasando al primer tanque de degradación del Tratamiento de efluentes para mezclarse con una solución catalizadora de sulfato de cobre al 5%, hidróxido de sodio al 30% y peróxido de hidrogeno al 50% en peso con un tiempo de acondicionamiento de 3 min. La solución continuará pasando por el segundo tanque donde será adicionado nuevamente la solución de sulfato de cobre al 5% en peso, para precipitar el f ierro y continuar la reacción con los complejos de cianuro por un tiempo adicional de 28 min. En este tanque se contara con una línea de dosificación de peróxido de hidrogeno al 50% para asegurar la destrucción de cianuros libres. Se continuará pasando por el tercer tanque donde se dosificará en el rebose, una solución de cloruro férrico al 40% con el objetivo de precipitar el arsénico y
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continuar las reacciones con los complejos de cianuro por un tiempo adicional de 28 min. La solución continuará pasando por un cuarto tanque, por 28 minutos adicionales, donde se dosificará en el rebose una solución de sulfhidrato de sodio al 10% con el objetivo de precipitar mercurio, fierro, cobre y zinc. La solución continuará pasando por el quinto tanque donde se acondicionara por un tiempo adicional de 28 min, en el rebose de descarga del tanque se adicionara floculante. La solución pasará a la poza de sedimentación, con un tiempo de sedimentación de 12 horas. La solución clarificada será bombeada hacia las columnas conteniendo carbón activado con un flujo de 200 m 3 /h, luego del cual y de acuerdo a los controles químicos podrá ser vertido al medio ambiente. Existirá la opción de retornar a la planta de tratamiento de efluentes. El material sedimentado en la poza de clarificación, será trasladado por intermedio de una bomba de lodos hacia la pila de lixiviación del mineral que ya habría sido procesado. El tratamiento de los efluentes seguirá las siguientes etapas: Etapa 1: Catálisis Se adicionará al ingreso del primer tanque solución de Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O) al 5 %, como catalizador. Al igual que los metales preciosos, el cobre forma complejos estables con el cianuro. Si bien se considera que el cobre tiene 02 estados de oxidación en solución, el ión cúprico es inestable en presencia de cianuro por lo que parte de este se reducirá, para luego precipitar como cianuro cuproso.
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2 Cu+2 + 3 CN- + 2 OH-
↔
2 CuCN + CNO- + H2O
(1.1)
Si existe suficiente cianuro en la solución, el ión cuproso no precipitará estabilizándose en la solución como el complejo triciano cúprico (predominantemente en concentraciones bajas). 2 CuCN + 2 CN
↔
Cu ((CN)3)-2
(1.2)
En presencia de un catalizador de cobre, el peróxido oxida al cianuro y los complejos de metal cianuro, la reacción de este complejo Cu ((CN)3)-2 con peróxido es: 2 Cu ((CN)3)-2 + 7 H2O2 2 Cu 2+ + 6 CNO- + 6 H2O + 2 OH(1.3) Cu 2+ + 2 OHCu (OH)2 (1.4) 2 Cu ((CN)3)-2 + 7 H2O2 + 2 OH6 CNO- + 2 Cu (OH)2 (SÓLIDO) + 6 H2O (1.5) ↔
↔
↔
Etapa 2: Oxidación Corresponde a la destrucción de cianuros libres y disociables en ácido débil por acción oxidante del peróxido de hidrógeno (H 2O2) utilizando como catalizador CuSO4.5H2O. La adición del peróxido de hidrógeno al 50% está en una relación de 2.25 Kg H2O2 / Kg de CN wad a un pH de 11.0 a 11.2; Si no se está en ese rango de pH se debe adicionar hidróxido de sodio o cal. CN- + H2O2
↔
CNO- + H2O
(2.1)
Etapa 3: Precipitación de Fe Precipitación de los Ferrocianuros como ferricianuros de cobre usando sulfato de cobre. La precipitación de los ferricianuros se efectúa mediante las reacciones. Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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FeS + 2 O2 FeSO4 (3.1) FeSO4 + 6 NaCN Na4Fe(CN)6 + Na2SO4 (3.2) 4 Na+2 + Fe (CN)6-4 + 2 CuSO4. 5H2O Cu2Fe(CN)6 + 2 Na2SO4 + 5 H2O (3.3) ↔
↔
↔
Etapa 4: Precipitación de As La precipitación de compuestos de arsénico se realizará con ayuda de una solución de cloruro férrico preparada al 42% en peso. El compuesto de arsénico reaccionará con el cloruro férrico para dar un precipitado estable, de acuerdo a la siguiente reacción: AsO4 -3 + Fe3+
FeAsO4
(4.3)
Etapa 5: Precipitación de Hg Para la precipitación del mercurio (Hg) se ha considerado conveniente el uso del sulfhidrato de sodio (NaSH), que se alimentara con una bomba dosificadora a la salida del cuarto tanque, de esta manera se podrá reducir los niveles de contaminación a valores por debajo del los límites permisibles. Este compuesto no sólo reaccionará con el mercurio, sino que también con iones de cobre, fierro, zinc, para formar sulfuros de metal insolubles, las cantidades de cada elemento se obtienen del análisis de las soluciones pregnant y barren por ICP y multielementos realizado por laboratorios Plenge y del balance de determinación de producción de precipitados. Hg ++ Cu ++ Fe ++ Zn++
+ + + +
HS HS HS HS -
HgS + CuS + FeS + ZnS +
H+ H+ H+ H+
(5.1) (5.2) (5.3) (5.4)
Etapa 6: Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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Adicionalmente en el rebose del quinto tanque reactor se dosificará floculante para sedimentar y aglomerar las partículas sólidas en la poza de sedimentación con un tiempo de residencia de 12 horas, tiempo en el que se sedimentarán los lodos y el agua clarificada será enviada a las columnas con carbón activado. 4.15.1 Consumo de reactivos para el tratamiento de efluentes. En el caso del tratamiento de los efluentes para la destrucción del cianuro de sodio y la precipitación de complejos metálicos tal como se ha descrito, el consumo estimado de reactivos será como se muestra en el siguiente cuadro: Descripción
Unidades
Consumo Reactivo
Hidróxido de sodio
g/m
3
132.7
Peróxido de hidrógeno 50%
g/m
3
444.6
g/m
3
325.7
g/m
3
4.6
g/m
3
63.5
g/m
3
1.0
Sulfato de cobre 98% Cloruro férrico 42% Sulfhidrato de sodio 70% Floculante
4.15.2 Preparación y dosificación de reactivos 4.15.2.1 Preparación y dosificación de solución de sulfato de cobre. Para la preparación de sulfato de cobre se fabricará un tanque con plancha rolada de acero estructural A-36 revestido con neopreno de 17 m 3 de volumen de operación con su respectivo sistema de agitación. La solución de sulfato de cobre se preparará al 5%, el cual tendrá un pH entre 4 – 4.5. Esta solución será dosificada al primer tanque de cada circuito por intermedio de dos bombas de diafragma cuya capacidad de operación son de 0.60 m 3 /h. y trabajarán con sus respectivos variadores de velocidad para brindar flexibilidad a la operación. Esta solución también será dosificada al segundo tanque de cada circuito por intermedio de dos bombas de diafragma cuyas capacidades de operación son de 0.014 m3 /h.
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4.15.2.2 Dosificación de peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno será suministrado por los proveedores en tanque cisterna puesto en la mina para ser trasegado al tanque de almacenamiento por medio de una bomba tipo neumática doble diafragma diseñado con un caudal de 12 m 3 /h. El peróxido será suministrado con una concentración del 50%, al cual tendrá un pH entre 1 a 2. El tanque de almacenamiento de peróxido de hidrógeno será fabricado con planchas de acero inoxidable 304, con tapa y sistema de venteo, con un volumen operativo de 27.6 m3. Esta solución de peróxido de hidrógeno será dosificada al primer y segundo tanque de cada circuito por intermedio de dos bombas de diafragma cuyos caudales de operación son de 37.05 L/h, y trabajarán con sus respectivos variadores de velocidad para brindar flexibilidad a la operación. 4.15.2.3 Dosificación de solución de cloruro férrico. La solución de cloruro férrico al 42% de concentración será suministrada por los proveedores en recipientes IBC (Intermediate Bulk container) de 1.0 m3 de capacidad para ser usados directamente sin necesidad de trasiego. Esta solución tendrá un pH menor de 1. Esta solución de cloruro férrico será dosificada al cuarto tanque de cada circuito por intermedio de dos bombas de diafragma cuyos caudales de operación son de 0.32 L/h y trabajarán con sus respectivos variadores de velocidad para brindar flexibilidad a la operación. 4.15.2.4 Preparación y dosificación de solución de sulfhidrato de sodio.
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Para la preparación de sulfhidrato de sodio se fabricará un tanque con plancha de acero estructural A-36, revestido con neopreno, de 1.7 m3 de volumen de operación con su respectivo sistema de agitación. La solución de sulfhidrato de sodio se preparará al 10%, el cual tendrá un pH alrededor de 11. Esta solución será dosificada al cuarto tanque de cada circuito por intermedio de dos bombas de diafragma cuyos caudales de operación son de 62.0 L/h., y trabajarán con sus respectivos variadores de velocidad para brindar flexibilidad a la operación. 4.15.2.5 Preparación y dosificación de solución de floculante. Para la preparación del floculante se fabricará un tanque con plancha de acero estructural A-36 de 1.5 m3 de volumen de operación con su respectivo sistema de agitación. El floculante se preparará al 0.1%, el cual tendrá un pH entre 3 – 4.5. Esta solución será dosificada a la salida del quinto tanque de cada circuito por intermedio de dos bombas de diafragma cuyos caudales de operación son de 0.099 m 3 /h. y trabajarán con sus respectivos variadores de velocidad para brindar flexibilidad a la operación. 4.16 Requerimiento de agua para la planta La fuente de agua para el uso industrial y doméstico requerido para el proyecto, está detallada en el Estudio de Factibilidad de Servicios Complementarios realizado por Heap Leaching Consulting S.A.C., en Enero de 2008. El agua para su uso industrial en el proceso de lixiviación y en la Planta Merrill & Crowe, se tomará de la línea de agua proveniente del tanque principal (120-TK-001) que llega a una caja de paso ubicada cerca de la planta de procesos, para ser distribuida en las áreas de lixiviación (tanque barren), Merrill & Crowe, fundición, manejo de reactivos y planta de tratamiento de efluentes. Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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El agua para el uso doméstico se tomará de la línea de agua proveniente de la salida del tanque de almacenamiento de agua potable (120-TK-003) que llega a una caja de paso ubicada cerca a la planta de procesos, para ser distribuida en los servicios higiénicos, duchas y lava ojos que estarán ubicados en diferentes puntos de la Planta Merrill & Crowe, fundición, manejo de reactivos y planta de tratamiento de efluentes. El requerimiento de agua fresca para el proceso metalúrgico y los servicios en general, será del orden de 3.86 L/s para el primer año de operación calculado con datos promedios tal como se muestra en el siguiente cuadro: DESCRIPCIÓN
UNIDAD
1er. Año
PERIODO 2do. Año 3er. Año
4to. Año
DATOS Precipitación media anual Evaporación media anual Area total del pad Area superior total pozas
mm mm m m
1,336.2 970.0 240,000.0 33,130.0
1,336.2 970.0 400,000.0 33,130.0
1,336.2 970.0 400,000.0 33,130.0
1,336.2 970.0 400,000.0 33,130.0
Area de mineral bajo lixiviación Area de pila y bermas sin lixiviar Tonelaje de mineral Humedad promedio del mineral Humedad promedio luego de escurrimiento Humedad promedio de retención Flujo de solución de lixiviación Pérdida por riego por aspersión
m 2 m t/día % % % 3 m /h %
2
50,625.0 189,375.0 14,000 3.00 6.00 3.00 506.25 3.70
59,062.5 340,937.5 18,000 3.00 6.00 3.00 590.63 3.70
67,500.0 332,500.0 18,000 3.00 6.00 3.00 675.00 3.70
71,718.8 328,281.3 18,000 3.00 6.00 3.00 717.19 3.70
INGRESO DE AGUA Agua de precipitación en el pad Agua de precipitación en las pozas
m /h 3 m /h
3
37.12 5.12
61.86 5.12
61.86 5.12
61.86 5.12
Total ingreso de agua SALIDA DE AGUA
m3/h
42.24
66.98
66.98
66.98
Evaporación en el área de mineral bajo lixiviación Evaporación en el área de pila y bermas sin lixiviar Evaporación en el área de pozas Almacenamiento de agua por retención en mineral Pérdida por riego por aspersión
m /h m /h 3 m /h m /h 3 m /h
3.98 10.63 2.98 17.50 18.73
4.64 19.14 2.98 22.50 21.85
5.30 18.66 2.98 22.50 24.98
5.64 18.43 2.98 22.50 26.54
Total salida de agua BALANCE
m3/h
53.82
71.11
74.42
76.08
m /h l/s
-11.58 -3.22
-4.12 -1.15
-7.44 -2.07
-9.09 -2.53
l/s
-3.86
-1.37
-2.48
-3.03
Requerimiento de agua fresca promedio
Requerimiento con factor de seguridad de 20%
3
Si la operación de lixiviación se inicia en temporada seca de la zona del proyecto (Mayo a Setiembre), el requerimiento de agua será superior al indicado, siendo lo contrario en la temporada húmeda (Noviembre a Abril). Calle Salvador Dali Nº 193. San Borja. Lima – Perú Teléfono: (511) 717-8620; E-mail:
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Para inciar las operaciones a un ritmo de producción de 18,000 TMPD, se deberá contar para el proceso de lixiviación con un área de riego de 42,188 m 2, para el cual se deberá acumular en el pad un total de 1´080,000 TMS de mineral. Para estas condiciones será necesario contar en la poza de mayores eventos con un volumen estimado de 100,000 m 3 de agua fresca. Para lograr esto la operación deberá iniciar en temporada húmeda y aprovechar la colección del agua de lluvia a través del pad de lixiviación, lo que indica que las pozas deberán estar listas antes del inicio de las lluvias.
4.17 Facilidades de Planta 4.17.1 Suministro y distribución de aire Se utilizará una compresora de aire tipo tornillo, con caudal de diseño de 203 scfm a nivel del mar, 125 scfm requerido a 3,840 msnm (62%), máxima presión de 120 psi. Adicionalmente se instalará un tanque pulmón de aire comprimido de 0.86 m3 de capacidad, a la salida de este tanque se instalará un arreglo de filtros para retener partículas o trazas de aceite del aire. El aire comprimido será suministrado a los filtros prensa antes de su cosecha y a la bomba neumática de trasiego de solución de peróxido de hidrógeno. Para el accionamiento de la unidad hidráulica del sistema de apertura/cierre y jaladores de los marcos placas de los filtros prensa se instalará una compresora de aire tipo tornillo para aire de instrumentación, con un caudal de 25 scfm requerido a 3,840 msnm y una máxima presión de 100 psi. A la salida del tanque pulmón para aire comprimido de 0.27 m3 se instalará un secador de aire por adsorción de 25.44 scfm y un arreglo de filtros para retener partículas o trazas de aceite del aire. 4.17.2 Suministro y distribución de petróleo D-2
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