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sábado, 5 de enero de 2013

Como utilizará MINERA EL TESORO de Chile los 10 MW térmicos de CSP que dispone ahora


Con una inversión de US$15 millones, Minera El Tesoro (MET), compañía del grupo Antofagasta Minerals, inauguró a fines de noviembre de 2012, en sus faenas ubicadas en la comuna de Sierra Gorda, Región de Antofagasta, la Planta Termosolar(CSP) más grande del mundo con tecnología cilindro-parabólica, aplicada al proceso de producción de cobre.

Con fecha 2 de enero de 2013, Abengoa, que es quien diseñó y construyó la planta CSP, mediante un comunicado de prensa, anunció la entrega al cliente de la obra terminada.

Se observa el flexible, que permite al caño portador del líquido a ser calentado girar solidariamente
 con los espejos, siguiendo la posición del sol, manteniendo su ubicación en el foco de la parábola 
para recibir la máxima radiación solar reflejada.
Veamos en que consiste el proceso de obtención del cobre, cuando este se encuentra como óxido en la naturaleza, que es el caso de la MET, a fin de poder entender la función que cumplirá la CSP en dicho proceso.La otra posibilidad es que se encontrara como sulfuro, pero no es este el caso.

Proceso productivo MET

Etapas del proceso :

- Exploración : es la primera etapa, y sin ella, ninguna otra etapa posterior tendría sentido. Aquí, se identifica que hay un yacimiento con mineral suficiente para ser trabajado, se determinan sus características y se establece la forma de explotarlo.
- Extracción y transporte de mineral : teniendo claro que existe un yacimiento, se decide comenzar a trabajar en él. Las rocas y los minerales adecuados se extraen de la mina y son transportadas a la planta donde continúan los demás procesos de producción.
- Chancado :  Es la etapa en la que grandes máquinas reducen el tamaño del material extraído en la mina a porciones cada vez más pequeñas y compactas, de no más de 1,5 pulgadas. Dicho material se ordena apilándolo. El material chancado es llevado mediante cintas transportadoras hacia el lugar donde se formara la pila.-
- Lixiviación en pilas dinámicas : las pilas de material mineralizado se riegan con una solución de agua con ácido sulfúrico, que disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre. Esta solución escurre a través de la pila, se recoge y se envía al paso siguiente..
- Extracción por solventes(SX) : la solución lixiviada, con una alta concentración de cobre disuelto, contiene un alto grado de impurezas, por lo cual debe ser purificada a través de reactivos extractantes. El proceso de extracción por solventes (SX) define a un proceso de purificación y concentración de soluciones, al término del cual, se generan soluciones ricas en cobre, aptas para su posterior tratamiento de precipitación electrolítica y comercialización directa del cátodo obtenido.
 - Electro-obtención(EW) : es una electrólisis, es decir un proceso mediante el cual se separa un compuesto -cobre, en este caso-, de otros, usando para ello la electricidad.

Así se recupera el cobre desde la solución desarrollada en la lexiviación y purificada  mediante los solventes, obteniéndose cátodos de la más alta pureza (99,99%).La energía térmica producida por la planta CSP, abastecerá parte de la energía requerida en los procesos de calentado del electrolito rico en cobre y lavado y despegado de cátodos, que se encuentran adosados a los electrodos de acero inoxidable de la cuba electrolítica. Se ha previsto que la termosolar sustituya más de la mitad del combustible diesel empleado en el proceso de calentamiento de soluciones para la electro-obtención de cobre en la producción minera.
 - Transporte y distribución a los mercados : Cátodos: El producto final de Minera El Tesoro es cobre catódico. Los cátodos obtenidos son examinados cuidadosamente.  Aquellos seleccionados son apilados, pesados y embalados para su despacho. Cada cátodo tiene una dimensión aproximada de 1 metro de largo por 1 metro de ancho y 4 milímetros de espesor.
Los paquetes de cátodos son transportados en camiones hasta la estación de transferencia “Los Arrieros” del ferrocarril Antofagasta - Bolivia, posteriormente son trasladados al puerto de Antofagasta vía ferrocarril para su embarque y destino final en los principales mercados mundiales.

El fondo del asunto

Anteriormente  MET utilizaba dos  calentadores, alimentados por combustible diesel, en un circuito cerrado de agua, los que eran usados para elevar la temperatura del electrolito rico (solución con alto contenido de cobre) mediante intercambiador de calor. También servían para calentar a más de 80ºC el agua que se utiliza para “lavar” los cátodos (y así remover las impurezas una vez que éstos son retirados de las celdas de electro-obtención) antes de ingresar al proceso de “despegado”, es decir, para remover los cátodos de la placa de acero a la cual están adheridos.La temperatura del agua del circuito cerrado de calderas se elevaba por sobre los 90ºC para transferir calor a la solución de cobre, proceso para el cual se requería de un consumo de cerca de 6.700 metros cúbicos de combustible diesel al año.-

El proyecto, mediante el CSP, según estimaciones de la compañía, aportará al menos un 55% del consumo térmico (energía) anual necesario para el proceso de extracción por solventes y electro-obtención (SX-EW) de la minera, generando 24.845 MWh/año de energía térmica y sustituyendo gran parte del consumo  de diesel. “Con esta planta esperamos ahorrar más de US$ 2 millones en diesel”, revela Bernardo Campagnaro, ingeniero en energías renovables e Innovación de Minera el Tesoro, lo que les permitirá reducir en 4% el total de emisiones de CO2 respecto de la línea base determinada en 2010. “Además, la nueva planta nos permitirá certificar la reducción de al menos 8.000 toneladas de CO2 equivalente anuales, proceso que ya está en curso”, asegura Bernardo Campagnaro.Con esta reducción podrán obtener bonos de carbono. Si bien la planta basa su funcionamiento en la energía solar, tendrá una operación mixta ya que durante las noches de los meses de invierno –dadas las bajas temperaturas de la zona- también se utilizará diesel cuando el proceso lo requiera.-

Tecnología cilindro-parabólica

Construida con tecnología cilindro-parabólica, la planta basa su funcionamiento en el seguimiento solar y en la concentración de rayos solares en tubos receptores de alta eficiencia térmica, localizados en la línea focal de la parábola, que son de acero inoxidable y contenidos en un tubo de vidrio antirreflexión,  que disminuye las pérdidas de calor hacia el ambiente, por los cuales circula un fluído de alta transferencia térmica(HTF)( Heat Transfer Fluid).
Los rayos solares concentrados logran así calentar el fluido transmisor de calor  en los tubos, lo que se puede utilizar como energía térmica en diversos procesos productivos.

Este fluido, por medio de los intercambiadores de calor, calienta el agua del circuito cerrado de calor industrial que posee la planta, donde el agua es calentada hasta unos 150 grados centígrados y es almacenada en 3 estanques térmicos con capacidad de 100 m3 cada uno, para finalmente transferir la energía térmica (calor) al proceso SX-EW a través de intercambiadores de calor. La planta no sólo funciona cuando hay sol, ya que esta tecnología permite almacenar la energía producida por el sistema gracias a los estanques de agua . De esta manera, la planta puede seguir proporcionando energía térmica durante la noche, alcanzando el 100% de la demanda durante los meses de verano.

Lavado de cátodos en MET


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