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PAPER FINAL MINA ALAMO DORADO (PAN AM-MEXICO)

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PAPER FINAL MINA ALAMO DORADO (PAN AM-MEXICO)

  1. 1. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20091 Mejoramiento en Electrodepositacion y Refinería Mina Álamo Dorado Tema (Comité): Procesos Metalúrgicos No de Registro: TT-101 Autor: Miguel Ángel González Olivares Empresa: Pan American Silver-México Cargo: Supervisor de Refinería Dirección: Domicilio Conocido S/N, Ejido El Zapote, Álamos-Sonora, México Teléfono: 0052-642-4255800 Fax: 0052-642-4255801 Correo Electrónico: mgonzalez@platapanamericana.com.mx
  2. 2. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20092 Mejoramiento en Electrodepositacion y Refinería Mina Álamo Dorado Resumen La mina Álamo Dorado es una mina de plata y oro a cielo abierto que tiene una producción actual de 4,680 tpd y cuyo circuito consta de las etapas de trituración, molienda (molinos SAG/Bolas), lixiviación en tanques, filtración, electrodepositacion, refinería y el “proceso AVR” en el cual se realiza la recuperación de cianuro. La etapa de electrodepositacion y refinería consta de un gran número de celdas de electrodepositacion, hidrolavadoras para la limpieza de cátodos, un filtro prensa, retortas, y dos hornos de inducción. Desde sus inicios la operación de electrodepositacion ha tenido que enfrentarse a varios inconvenientes en donde principalmente se resalta una baja recuperación de plata (comparada a la obtenida de diseño: 98%), y un tiempo corto de vida de los ánodos de acero inoxidable, esto debido a la fuerte corrosión por la alta concentración de cloruros presentes en la solución rica, motivando esto un cambio diario de ánodos y desde luego un gran costo en refinería. En este documento se presentara las mejoras que se han tenido que hacer para resolver estos dos problemas en donde actualmente se tiene una mayor recuperación de plata en electrodepositacion (88% aproximadamente de promedio mensual) y una gran disminución del costo por el cambio diario de los ánodos corroídos. También en este trabajo se mostrara la actualidad de la planta luego de sus 2 primeros años de operación, a la vez se realizara una comparación de los datos de diseño con los datos actuales de planta. Objetivos Los objetivos trazados en este trabajo fueron:  Encontrar un material de ánodo capaz de resistir la fuerte corrosión dada por los cloruros, ofreciendo éste un mayor tiempo de vida comparada con la del ánodo de acero inoxidable.  Aumentar la recuperación en la electrodepositacion de plata.  Reducir los costos de operación en refinería eficientando la operación. Figura 1. Vista general de la planta Álamo Dorado
  3. 3. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20093 Introducción La mina Álamo Dorado está ubicada en el estado de Sonora al noroeste de México, aproximadamente a 47 kilómetros al sur este del pueblo de Álamos ubicado en Sonora, estando la mina a una altitud de 372 msnm. La mina Álamo Dorado es propiedad de Pan American Silver Corp. a través de su subsidiaria Minera Corner Bay S.A. de C.V. La construcción de la planta fue realizada en un tiempo menor a los 2 años, mientras que la operación fue comisionada en diciembre del 2006 hasta septiembre del 2007, obteniéndose la primera barra de dore en febrero del 2007. Una vista panorámica de la planta de procesos Álamo Dorado es mostrada en la Figura1, mientras que la Figura 2 muestra la ubicación de la mina. De acuerdo al estudio de diseño de la planta el tonelaje de mineral promedio en molienda es de 4,000 ton/día teniendo éste una ley de plata de 118 gr/ton y 0.33 gr/ton de oro en donde con una extracción del 92% se deberá obtener anualmente 5.025 millones de onzas de plata además de 14,055 onzas de oro por año, consistiendo la mineralogía del mineral en óxidos (en donde se encuentra ubicada la Clorargirita, AgCl y algo de oro nativo, Au), sulfuros (Argentita y Acantita, Ag2S) y sulfosales de plata. Figura 2. Ubicación de la mina Álamo D. Figura 3. Cargado del mineral en la mina Luego de que la mina inicio sus operaciones, el 2008 fue un gran año para Álamo Dorado en donde se tuvo una producción de 6.135 millones de onzas de plata, además de 16,620 onzas de oro superando esto las expectativas de producción del 2008. A la vez en el 2008 se logro mejorar algunos problemas que se tenían en refinería. Tales mejoras fueron el obtener una progresiva mayor recuperación de plata en electrodepositacion, así como de lograr disminuir los costos por el cambio de ánodos corroídos. Descripción del Proceso El mineral proveniente de la mina a tajo abierto es transportado hacia el área de trituración mediante camiones Caterpillar 773 de 50 toneladas de capacidad tal como es mostrado en la Figura 3, este mineral tiene un tamaño máximo de 1 metro y es descargado hacia el área de trituración.
  4. 4. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20094 La planta consta principalmente de las siguientes etapas: Trituración, Molienda- Clasificación, Sedimentación, Lixiviación en tanques, Filtración, Electrodepositacion, Refinería y el Proceso AVR. A continuación la Figura 4 muestra el diagrama de flujo general de la planta de procesos “Álamo Dorado”. Figura 4. Diagrama general de la planta Electrodepositacion y Refinería La solución rica que proviene de los filtros horizontales de vacio (previa clarificación) se dirige hacia el tanque de solución rica de 600 m3 , de ahí la solución es bombeada hacia el intercambiador de calor grande (pre-calentador) para elevar su temperatura hasta unos 40 °C, luego a la salida del intercambiador el flujo total se divide en dos partes para pasar por unos intercambiadores de calor pequeños independientes, esto con la finalidad de obtener la solución a una temperatura final de 65 °C y así facilitar la recuperación de plata en las celdas de electrodepositacion. Luego, la solución saliente de cada intercambiador pequeño se dirige hacia su tanque distribuidor respectivo (en el interior de refinería) del cual de cada uno salen cinco líneas las cuales alimentan por gravedad a los bancos de celdas de electrodepositacion (cada banco contiene tres celdas en serie de 3.5 m3 cada una), por lo que en total la electrodepositacion de plata y oro se realiza en 10 bancos paralelos. La Figura 5 muestra las celdas de electrodepositacion. Durante este proceso la plata y el oro se depositan en los cátodos de acero inoxidable formando precipitado de metal en forma de lodo cayendo una parte del precipitado al fondo de la celda. El precipitado es obtenido diariamente del lavado de los cátodos y del fondo de las celdas de electrodepositación el cual se realiza a través de hidrolavadoras. Al final todo el lodo que estaba en cada celda es enviado mediante una bomba de diafragma hacia el filtro prensa de 1.1 m3 de capacidad. Una vez que el filtro prensa se llena este es abierto y el precipitado húmedo es depositado en varias charolas y dirigido hacia el interior de las retortas para su secado y eliminación de mercurio que está contenido en el lodo, siendo el ciclo de cada retorta de 22 horas.
  5. 5. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20095 Figura 5. Celdas de electrodepositacion Figura 6. Refinería Álamo Dorado En la Figura 6 se muestra los interiores de la refinería en donde se aprecian en el fondo las dos retortas de 1.1 m3 de capacidad cada una, así como los dos hornos de inducción cada uno de 200 Kwatts de potencia variable. Luego de terminar el ciclo de la retorta, el precipitado seco es muestreado y pesado para luego mezclarse con los fundentes (básicamente bórax y carbonato de sodio) a través del usó de un mezclador rotatorio. Luego la mezcla final es dirigida hacia los hornos de inducción para finalmente de ahí obtener las barras de Dore. Respecto a la solución estéril que se obtiene al final de las celdas de electrodepositación, esta es bombeada y enviada hacia el tanque de solución estéril de 600 m3 para su posterior tratamiento en el proceso AVR. Recolección de Datos Al inicio de la operación en refinería en el 2007, luego de los primeros meses se comenzó a observar en los ánodos de acero inoxidable un deterioro por corrosión tal como se muestra en la Figura 7. Así mismo hasta esa fecha no se podía obtener una recuperación en electrodepositacion de plata aceptable, esto principalmente porque luego de observar el problema de corrosión se trabajaba con valores de amperajes muy bajos en los rectificadores, esto con la finalidad de que no se dañen más rápidamente los ánodos. A inicios del segundo trimestre del 2007 debido a los problemas que se tenían se decide realizar un estudio de la operación de electrodepositacion encontrándose que el principal problema de la corrosión era la presencia permanente en la solución rica del Ion cloruro estando su concentración entre 180 a 200 ppm, el cual es demasiado alto, provocando desde el inicio de la operación una corrosión extrema en los ánodos de acero inoxidable. Iones Cloruro en exceso de 25 ppm-50 ppm frecuentemente causan una rápida y severa corrosión en los ánodos y puede afectar el funcionamiento de la electrodepositacion. (Manual de Instalación, Operación y Mantenimiento de las celdas de electrodepositacion-Summit Valley Equipment) En el caso de la mina Álamo Dorado, este anión proviene de tres fuentes siendo la primera el mineral, pues la Clorargirita (AgCl) es el portador de la plata pero también del Ion cloruro. La segunda fuente esta en el agua fresca (con niveles de 27 ppm Cl- ), mientras que la tercera y más alta fuente que contiene cloruros esta el agua de
  6. 6. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20096 proceso debido a la sosa cáustica utilizada en el proceso AVR (recuperación del cianuro) En la operación algo adicional a este problema de corrosión que preocupaba era la baja recuperación de plata obtenida en electrodepositacion así como el elevado costo por cambio de ánodos. Figura 7. Ánodo de acero inoxidable corroído Figura 8. Ánodo de grafito luego de 1 mes de operación (primeras pruebas) Aplicación y Desarrollo Luego de identificar nuestros problemas, en agosto del 2007 se decide realizar varias pruebas de electrodepositacion utilizando diversos tipos de ánodos tales como Hastelloy, Ferralium, Fibra de carbón, Níquel, Alloy 22, Grafito y DSA, esto con la finalidad por si uno de ellos podría resistir la gran corrosión que se daba en nuestro proceso. Todas las pruebas fueron realizadas a nivel industrial en una celda de electrodepositacion de 3.5 m3 apoyadas con pruebas a nivel de laboratorio encontrándose que solamente los ánodos de grafito así como de DSA (ánodo dimensionalmente estable) superaban el tiempo de vida dada por el acero inoxidable los cuales eran de 2 meses, por lo que en enero del 2008 se decide realizar el cambio completo en una celda de los ánodos de acero inoxidable por ánodos de grafito, realizándose en esta celda un aumento progresivo del amperaje operado por los ánodos de acero inoxidable no encontrándose evidencia de corrosión luego de los 2 primeros meses de operación continua. Luego de saber que el tiempo de duración del ánodo de grafito era superior al otorgado por el ánodo de acero inoxidable teniendo un mayor amperaje, en marzo del 2008 se decide finalmente cambiar progresivamente las 30 celdas de electrodepositacion con ánodos de grafito. La Figura 8 muestra los ánodos de grafito que se usan actualmente en la refinería Álamo Dorado. Con respecto al ánodo DSA, éste demostró que es mucho más resistente a la corrosión que el grafito, sin embargo debido a su alto precio no se tomo esta otra alternativa para el cambio de ánodos en las celdas. Finalmente luego de 1 año de operación continua utilizando ánodos de grafito se puede decir que el tiempo de vida de estos es de 7 veces de lo que se tenía utilizando los ánodos de acero inoxidable obteniendo también una mayor recuperación y ahorrando una suma considerada de dinero.
  7. 7. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20097 A continuación se presenta la Tabla 1, la cual presenta los ánodos utilizados en las celdas de electrodepositacion, observándose la superioridad en el tiempo de vida promedio ofrecida por el ánodo de grafito y el ánodo DSA respectivamente. Ánodo Tiempo de Vida (prom) Observaciones Acero Inoxidable 304 2 meses Con baja corriente (600-700 amps) Acero Inoxidable 304 1 mes Con alta corriente (1500 amps) Grafito 7 a 8 meses Con alta corriente > 1700 amps DSA (Ru-Ir MMO) >14 meses Con alta corriente > 1700 amp Tabla 1. Ánodos utilizados en las celdas de electrodepositacion Finalmente luego de varios meses de evaluación del funcionamiento de los ánodos de grafito se puede decir que sus ventajas que hayamos son:  Tiene un mayor tiempo de vida comparado con el ánodo de acero inoxidable.  Se obtiene la eliminación del Ion cromo dado por los ánodos de acero inoxidable el cual tiene un efecto negativo en la recuperación de plata pues hace más lenta la cinética.  Respecto al costo este tiene un costo por tiempo de duración mucho menor al encontrado por el ánodo de acero inoxidable. Cabe resaltar que algo que también ayudo a mejorar la recuperación en la electrodepositacion (a parte de aumentar la corriente con los ánodos de grafito), fue que se realizo un plan de mantenimiento semanal de las celdas de electrodepositacion checando que haya un buen contacto entre la barra bus y los cátodos que se apoyan sobre esta, de igual manera se hizo lo mismo con la barra bus y los ánodos, así mismo se mejoro la conducción de corriente mediante un engrasado constante de las barras bus. La Figura 9 muestra el aumento progresivo de la recuperación de plata en electrodepositacion reflejada a partir del mes de julio 2008. 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 ene-07 feb-07 mar-07 abr-07 may-07 jun-07 jul-07 ago-07 sep-07 oct-07 nov-07 dic-07 ene-08 feb-08 mar-08 abr-08 may-08 jun-08 jul-08 ago-08 sep-08 oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 %RecuperaciondePlata Mes Recuperacionde Plata (en Electrodepositacion) Mina Alamo Dorado 2007,2008, 2009 Figura 9. Recuperación de plata en electrodepositacion “Mina Álamo Dorado” Mientras que la Figura 10 muestra en el año 2007 e inicios del 2008 la tendencia de aumento de consumo mensual de ánodos de acero inoxidable que eran cambiados por la fuerte corrosión existente, este crecimiento del consumo de ánodos corroídos luego de que se colocaron los ánodos de grafito cambio notoriamente encontrándose un mucho mayor tiempo de vida.
  8. 8. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20098 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 jun-07 jul-07 ago-07 sep-07 oct-07 nov-07 dic-07 ene-08 feb-08 mar-08 abr-08 may-08 jun-08 jul-08 ago-08 sep-08 oct-08 nov-08 dic-08 ene-09 feb-09 mar-09 Anodos Mes Consumo Mensual de Anodos (2007-2008-2009) Refineria Alamo Dorado Figura 10. Ánodos corroídos en las celdas de electrodepositacion “Mina Álamo Dorado” En la Tabla 2 se muestra los avances obtenidos en la recuperación de plata en electrodepositacion, así mismo se puede observar la diferencia de amperaje que se trabajaba al inicio (con ánodos de acero inoxidable) y que se tiene actualmente con los ánodos de grafito. Solucion Rica Solucion Pobre Amperaje Anodo Recuperación de EW Ag (ppm) Ag (ppm) celdas EW Ag % ene-07 63,15 11,61 600 100% A. Inox. 81,6 feb-07 132,68 24,66 600 100% A. Inox. 81,4 mar-07 117,36 34,69 600 100% A. Inox. 70,4 abr-07 162,35 57,88 600 100% A. Inox. 64,3 may-07 173,52 31,62 600 100% A. Inox. 81,8 jun-07 217,82 54,70 600 100% A. Inox. 74,9 jul-07 188,61 53,43 600 100% A. Inox. 71,7 ago-07 249,04 105,27 500 100% A. Inox. 57,7 sep-07 250,02 80,95 700 100% A. Inox. 67,6 oct-07 218,04 62,33 700 100% A. Inox. 71,4 nov-07 239,74 63,06 700 100% A. Inox. 73,7 dic-07 202,42 43,97 700 100% A. Inox. 78,3 ene-08 231,65 56,35 750 96% A. Inox. 4% Graf. 75,7 feb-08 230,76 54,17 1500 96% A. Inox. 4% Graf. 76,5 mar-08 221,08 56,60 1500 26% A. Inox. 74% Graf. 74,4 abr-08 302,67 77,79 1500 26% A. Inox. 74% Graf. 74,3 may-08 239,33 39,03 1500 100% Grafito 83,7 jun-08 217,84 55,66 1520 100% Grafito 74,5 jul-08 269,70 48,98 1520 100% Grafito 81,8 ago-08 311,33 58,15 1600 100% Grafito 81,3 sep-08 231,42 25,38 1800 100% Grafito 89,0 oct-08 188,62 21,90 1800 100% Grafito 88,4 nov-08 216,96 30,22 1800 100% Grafito 86,1 dic-08 229,29 27,29 1850 100% Grafito 88,1 ene-09 224,98 36,99 1850 100% Grafito 83,6 feb-09 170,30 15,80 1850 100% Grafito 90,7 mar-09 161,76 19,37 1850 100% Grafito 88,0 Mes-añoMes-año Tabla 2. Recuperación en electrodepositacion con diferentes ánodos Con respecto a refinería hace 6 meses atrás se ha estado también trabajando en mejorar el tiempo de vida de los crisoles duplicando actualmente ya su tiempo de vida que tenía en el 2008. La Figura 11 muestra el aumento notable de vida del crisol.
  9. 9. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 20099 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NodeFusiones/crisol Mes Vida Promedio del Crisol (2008-2009) Refineria Alamo Dorado Figura 11. Mejoramiento en la vida de los crisoles “Refinería Álamo Dorado” Actualidad de la Planta (Datos de Diseño vs. Datos Actuales) La Tabla 3 presenta los datos actuales de la planta de procesos siendo estos comparados con los datos de diseño. Funcionamiento General de la Planta Parámetro Diseño 2008 Febrero 2009 Alimentación al Molino (tspd) 4000 4050 4536 Ley de alimentación Ag (g/t) 118 148 112 Ley de alimentación Au (g/t) 0.33 0.42 0.30 % Recuperación Ag 92 89.1 84.8 % Recuperación Au 92 83.3 84.9 Trituración y Molienda Tamaño de producto Diseño 2008 Febrero 2009 Trituración (mm) 150 103 - SAG P80(m) 3500 1677 - Bolas P80 (m) 75 284 - Ciclones Finos P80(m) 74 74 74 Lixiviación Parámetro Diseño 2008 Febrero 2009 Tiempo de Lixiviación (horas) 108 94.7 80 NaCN (g/l) 3.5 3.5 3.2 Filtros Parámetro Diseño 2008 Febrero 2009 Alimentación (tph) 183 170 187 % Humedad del queque 20 19.5 19.0 Electrodepositacion Diseño 2008 Febrero 2009 Flujo (m3 /h) 160 115 120 Ley de Ag (ppm) 116 240 170.3 % Recuperación Ag 98.2 80.7 90.7 AVR Diseño 2008 Febrero 2009 Solución a tratar(m3 /h) 160 82 80 % Recuperación de NaCN 97 94 97 Tabla 3: Datos de diseño de planta vs datos actuales Conclusiones  Definitivamente el usar ánodos de grafito fue un gran ahorro de costos (> 500,000 US/año), esto comparado con los gastos anteriores que teníamos con el acero inoxidable, pues al trabajar con alto amperaje en las celdas de electrodepositacion el tiempo de vida de los ánodos de acero inoxidable era de
  10. 10. PERUMIN, 29 Convención Minera Abril 200910 1 mes, mientras que en los ánodos de grafito éste es de aproximadamente 7 meses.  Con respecto del uso de los ánodos DSA, éste tiene mayor estabilidad química sobre el grafito y el acero inoxidable, lastimosamente su costo es mucho más caro que el grafito y el acero inoxidable como para aplicarlo a todas las celdas, para ello se deberá hacer una evaluación de costo-beneficio una vez conocido su tiempo real de vida.  Se logro aumentar progresivamente nuestra recuperación en electrodepositacion luego de tener el 100% de ánodos de grafito en las celdas así como el realizar un buen control de limpieza y de lubricación de las barras bus. Otro factor también a considerar es tener un buen contacto entre la barra bus-cátodos y barra bus-ánodos  El año 2008 fue un gran año para la mina Álamo Dorado pues se logro rebasar la producción anual establecida de plata en más del 13%, manteniendo costos de operación aceptables, sin embargo el 2009 será un año de muchos retos en donde uno de los principales objetivos es bajar los costos de operación así como ir optimizando otras áreas de la planta. Agradecimientos El autor desea agradecer de manera muy especial a Agustín Platas Superintendente de Planta y Ben Clingan Gerente de Procesos por su gran apoyo y contribución en este trabajo, así mismo agradecer a Sean Mc Aller Presidente de Pan American Silver- México por el permiso para publicar este trabajo. Referencias  Diseño del Proceso Mina Álamo Dorado, Minera Corner Bay S.A. de C.V. Álamo Dorado- Pan American Silver Corp., Marzo 2006.  Han Kenneth N. and Fuerstenau Maurice C., Hydrometallurgy and Solution Kinetics, Chapter in Principles of Mineral Processing, Edited by Maurice C. Fuerstenau and Kenneth N. Han, Society for Mining, Metallurgy and Exploration (SME), Littleton, Colorado, 2003.  Installation, Operation and Maintenance Manual for Electrowinning Cell, Model No 125EC33, Summit Valley Equipment and Engineering for Minera Corner Bay, S.A de C.V.  Manual de Operación de Electrodepositacion, Minera Corner Bay S.A. de CV. Álamo Dorado- Pan American Silver Corp., Marzo 2006.  Marsden John O. and House Iain, Recovery, Chapter in The Chemistry of Gold Extraction; Second Edition, Society for Mining, Metallurgy and Exploration (SME), Littleton, Colorado, 2006.  Paul Hosford and John Wells, Selection and Sizing of Elution and Electrowinning Circuits, Chapter in Mineral Processing Plant Design, Practice, and Control, Edited by Andrew Mular, Doug Halbe and Derek Barratt, Society for Mining, Metallurgy and Exploration (SME), Vol 2, Littleton, Colorado, 2002.  Weiss Norman L., Hydrometallurgy, Chapter in Mineral Processing Handbook (Vol-2), Edited by Weiss N.L., Society for Mining, Metallurgy and Exploration (SME), Littleton, Colorado, 1985.

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