Este documento describe el uso de la simulación de procesos metalúrgicos mediante el software METSIM. Explica que la simulación permite evaluar nuevas alternativas sin interrumpir la producción real, y ayuda a optimizar procesos mediante comparaciones de equipos, consumos de reactivos, visualizaciones y análisis de cuellos de botella. También menciona aplicaciones como la molienda, lixiviación, planta SX y proyecciones a futuro de modelos pirometalúrgicos y de biolixiviación.
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CONTENIDO
Introducción
¿Por que simular?
Metodología de trabajo
Requerimientos para la Simulación
Costo / Beneficio
Comparación de equipos
Consumo de ácido en lixiviación
Visualización de leyes en pilas
Molienda y disminución de energía
Planta SX
Proyección a futuro
Modelo de Biolixiviación
Modelo pirometalúrgico
Certificación y licencia a utilizar
Precio curso Básico METSIM
Anexos
Usuarios
Importación de datos
Publicaciones en internet
Referencias
Contacto.
3. W.O.
INTRODUCCIÓN
La simulación de procesos con modelos matemáticos nos ayuda tanto a
generar nuevas alternativas como a identificar las más adecuadas para
conseguir los fines deseados, sin interrumpir líneas de producción y sin
tener que diseñar ni construir prototipos. Es un procedimiento útil y
económico.
Cuando trabajamos en el diseño o mejora de un proceso en la
empresa, generalmente la vía más convencional o rudimentaria es la de
experimentar con el proceso real pero esta vía presenta muchas
limitaciones de costo y de disponibilidad
Hoy en día existe un método más útil y económico, la simulación de
procesos con modelos es una alternativa más viable y flexible con la
que se evita construir un prototipo o interferir en los procesos.
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¿POR QUE SIMULAR?
¿Cómo evaluar nuevas alternativas para modificar una línea
productiva antes de hacer la inversión?
¿Cómo maximizar el consumo energético en una empresa?
¿Cómo optimizar los tiempos y costes en el procesado de un
producto?
¿Cómo adecuaríamos los procesos para adaptarlos a una nueva
composición de producto?
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Excel
Vulcan
Minesight
AutoCad
Otros
Procesos:
- Hidrometalurgía
- Pirometalurgía
- Concentradoras
- Chancado
- Relaves
Minería:
- Cobre
- Oro
- Hierro
- No Metálicos
Diseño de plantas
Diseño de equipos
Optimización de
procesos
Costos de operación
Planificación de
producción a corto o
largo plazo
Proyectar insumos
Proyectar reactivos
Análisis cuellos botella
Balances en estado estacionario y
dinámico
METODOLOGÍA DE TRABAJO
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COMPARACIÓN DE EQUIPOS Y CONSUMO DE ENERGÍA
Equipo: Chancador MMD Sizer 1150 y Giratorio Metso Superior
Alimentación 8.800 (ton/h) y producto P80: 6 (pulg) setting ajustable.
Curva granulométrica: Alimentación Extrema.
Objetivos : Comparación entre Chancador Giratorio y MMD Sizer 1150.
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CONSUMO ENERGÍA
En la figura , se observa la comparación entre los chancadores Giratorio Metso
Superior y MMD Sizer. Las potencias en torno a 1.100(kW) con una alimentación de
5.000 (ton/h) y un producto de 6(pulg). Diferencia en potencia 3 (kw).
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CONSUMO DE ACIDO EN LIXIVIACIÓN
Consumo de ácido en lixiviación:
Mediante la simulación podemos predecir la dosis de ácido para obtener
una concentración de Cu en PLS optima en el proceso. Y obtener un ahorro
del 10-20 % en el consumo de ácido adicionado al proceso.
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PRUEBA 1 EN SIMULACIÓN
Con una dosis de 5 (L H+/TonMx) en el aglomerado y manteniendo una
concentración de ácido en el refino de 11(g/l) obtenemos un tonelaje de
cobre bajo 30%. Y un bajo consumo de ácido en el proceso bajo el 20%.
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PRUEBA 2 EN SIMULACIÓN
Con una dosis de 15 (L H+/TonMx) en el aglomerado y manteniendo una
concentración de ácido en el refino de 11(g/l) obtenemos un tonelaje de
cobre bajo 40%. Pero un consumo de ácido sobre el 20%.
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PRUEBA 3 EN SIMULACIÓN
Con una dosis de 11 (L H+/TonMx) en el aglomerado y manteniendo
una concentración de ácido en el refino de 11(g/l) obtenemos un
tonelaje de cobre hasta 40%.
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OPTIMIZACIÓN
Con un precio del ácido en 80 US$/ton. Al bajar el consumo sobre
un 20% equivalente a 800 US$. Es una cifra significativa que con
la simulación se puede obtener a futuro.
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VISUALIZACIÓN EN LIXIVIACIÓN
Visualización para continuar o detener el riego de una pila .
Obtenemos la visualización en la alimentación de la pila con una
ley promedio de 0,2 % CuT por bloque.
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LIXIVACION
Visualización de Cobre disuelto en pila de lixiviación en 0,08% Cu T.
Esto es 3,21 Ton de mineral de Cobre con 20 días de riego en una pila de
2 metros de altura.
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COSTO/ BENEFICIO MOLIENDA
Al simular un molino 16x23 pies con potencia de 3MW y disminuir la carga de
bolas dentro del molino hay una disminución del costo energético , pero existe una
mayor granulometría. Mediante simulación podemos realizar pruebas para estimar
un valor optimo y no obtener un exceso de molienda de mineral. El ahorro
energético sería de US$ 39 por hora en comparación al 35 % de carga en bolas.
Equivalente a US$ 28,000 mensual y US$ 336,960 anual.
Costo de energía en Chile Agosto 2015: 258 US$ /MWH
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COSTO/ BENEFICIO SX-EW
En el proceso de SX al disminuir la temperatura de la solución PLS
afecta significativamente a la viscosidad del orgánico y genera
arrastres de micro gotas de orgánico en el acuoso. Esta situación la
podemos simular y analizar la mejorar aumentando de 10 ºC a 22ºC
la temperatura de la solución PLS a planta SX. Generando un
aumento de la producción de 0,01 Ton/día equivalente a US$19,840
anuales. Adicionalmente en modelo se pueden ingresar las pérdidas
por arrastres de orgánico en acuoso anual de 40,45 m3/año.
Equivalente a US$ 432,006 anual.
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PUBLICACIONES Y APLICACIONES EN LA MINERÍA
Hydroproces año 2008 .
En esta presentación se da a
conocer por la empresa Aker
Solutions la importancia del
uso de herramienta de
simulación METSIM para
balance de masa, desarrollo
de procesos en las diferentes
etapas de la ingeniería.
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PUBLICACIONES EN LA RED 1
En esta publicación se hace el alcance de la importancia que
es utilizar METSIM en el diseño de plantas.
43. W.O.
Aquí se hace referencia a
la simulación con
METSIM para el balance
de masa, consumo de
energía y otras
condiciones necesarias
para el proceso basado en
los resultados de
referencia para el proceso
de diseño por medio de la
simulación.
PUBLICACIONES EN LA RED 2
44. W.O.
PUBLICACIONES EN LA RED 3
En esta publicación se
menciona que mediante
pruebas en columnas
obtenemos las cinéticas de
extracción y
posteriormente se
ingresan a un modelo
creado por METSIM,
luego se proyecta a futuro
mediante la simulación
dinámica
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PUBLICACIONES EN LA RED 4
En esta publicación de la Compañía
FalconBridge Lomas Bayas, se da a
conocer que en su proceso de
lixiviaviación en pilas el año 2014
acumulará 196 millones de toneladas
en pila Heap y 296 millones de
toneladas en pila ROM. Por lo que se
realizó varias configuraciones de la
planta SX, para determinar mediante
simulación de procesos con METSIM la
concentración de cobre y acido de las
solucione efluentes. Mediante la
simulación de procesos se determinaron
las configuraciones de las planta SX
con una recuperación del 78% del cobre
impregnado en los Ripios resultando los
siguientes indicadores:
Inversión: MUS$ 8,1
VAN: MUS$ 7,1 y TIR : 45%.
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PUBLICACIONES EN LA RED 5
El profesor René
Bustamante, en su
publicación da a conocer la
importancia que es el uso
de la herramienta
METSIM y construye
modelos estratégicos que le
permiten resolver
problemas en el campo de
la ingeniería metalúrgica,
específicamente aplicado a
la Pirometalúrgia.