calidad de cátodos de cobre

5/27/2018 Calidad de c todos de cobre

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Calidad de ctodos de cobre

RESUMENEste estudio fue desarrollado en una empresa minera ubicada en el norte deChile con el propsito de identificar las variables que tienen mayor incidenciaen la produccin de ctodos de cobre de alta calidad, especficamente se hizohincapi en los porcentajes de plomo y azufre que son las impurezasrelevantes en la discriminacin de ctodos de alta calidad, considerando laNorma L.M.E(London Metal Exchange), que rige el mercado del cobre.

El experimento fue desarrollado utilizando un segmento de datosrepresentativos de las condiciones actuales de operacin bajo un enfoque dediseo experimental con dos niveles y con cuatro factores para el anlisis del

plomo y de seis factores para el caso del azufre.

Los resultados obtenidos ofrecen un importante referente para orientar futurasacciones de mejoramiento de la calidad y productividad as como poderidentificar factores metalrgicos que poseen un fundamento estadstico objetivoy, adems, contar con ecuaciones preliminares para estimar porcentajes deimpurezas ante eventuales cambios en las condiciones de operacin.


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INTRODUCCINDurante los ltimos aos, la produccin de cobre a nivel mundial ha aumentadosignificativamente con relacin a perodos anteriores, lo que ha influido en lacada sostenida del precio del mineral. Esta sobre oferta ha inducido a que lasgrandes compaas cuprferas adopten diversas estrategias de

comercializacin para enfrentar reducciones de precio o nuevas estrategias demanufactura para mejorar su productividad y eficiencia.

En el grfico N 1 se observa la tendencia en general decreciente que havenido experimentando el precio del cobre durante los ltimos 6 aos, por loque el desafo es ofrecer al mercado productos (ctodos) High Grade a fin deobtener premios por sobre el valor del mercado.

Figura 1: Evolucin precio del cobre

En atencin al comportamiento que han venido experimentando estas variableseconmicas a lo largo de los ltimos seis aos esta situacin induce a laempresa bajo estudio a abordar esta situacin adversa, particularmente atravs del estudio de sus variables y prcticas operacionales de modo dedisear futuras estrategias que permitan ofrecer un mejor margen decomercializacin para los ctodos de cobre.En este sentido, este estudio, que forma parte de un Multi Proyecto en laempresa minera, enfrenta esta situacin al utilizar un enfoque estadstico paradescubrir y dimensionar oportunidades de mejoramiento de la calidad de susproductos as como tambin proporcionar evidencia objetiva para respaldar

prcticas operacionales como producto del trabajo y conocimiento adquirido atravs del desarrollo del estudio.


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OBJETIVO PRINCIPAL Y METODOLOGAEl objetivo principal del estudio fue identificar las principales variables queinciden en la calidad de los ctodos de cobre producidos en la nave de electro-obtencin e identificar acciones para el mejoramiento continuo de la calidad.

Para el desarrollo del estudio se tuvo en cuenta la siguiente metodologa:

Resultados de reuniones de Equipos de Mejoramiento de Negocios BusinessImprovement Teams que trabajan bajo el programa de optimizacincorporativo de la empresaQuest for Zero, quienes precisaron el escenario enestudio.

Anlisis estadstico de las cuatro variables de calidad utilizadas en laempresa: Plan de Produccin, Calidad de Electrodos, Prcticas Operacionalesy Variables Metalrgicas.

Utilizacin de la metodologa de mapeo reverso lean pull para precisarestndares tcnicos y verificar trazabilidad respecto de los valores mximos ymnimos de los factores bajo estudio

Utilizacin de la Norma L.M.E (London Metals Exchange) como referente paraidentificar las variables de respuesta para la aplicacin del diseo deexperimentos.

Utilizacin de tcnicas estadsticas, entre ellas: Cartas de control y anlisis decapacidad de procesos.

Utilizacin de tcnicas de diseo de experimentos tales como diseosfactoriales y superficies de respuesta para identificar factores relevantes ypresencia de interacciones importantes.

Utilizacin de software statgraphics para facilitar la obtencin de resultadostanto en el mbito del anlisis estadstico como de control de calidad y diseoexperimental a travs de su opcin de diseo definido por el usuario.

Utilizacin de la metodologa de Gage R & R para verificar la efectividad y

confiabilidad de los sistemas de medicin.DESARROLLO Y RESULTADOS

Introduccin de cmo se abord el diseoPara identificar las variables relevantes que inciden en la calidad del cobre, seconsideraron las opiniones vertidas por el equipo de mejoramiento de negociosde la empresa permitindose identificar los factores que inciden directamenteen los niveles de plomo y azufre presentes en los ctodos de cobre. Losfactores considerados en un principio fueron los siguientes:


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Concentracin de Cobre, Concentracin de Cobalto, Temperatura del electrolitoalimentacin celda, Densidad de Corriente, Peso Ctodos, Dosificacin deGuar y Flujo Alimentacin Celda.

Dada la experiencia operacional previa existente sobre la materia se opt por

realizar dos diseos experimentales utilizando la informacin histrica yaexistente y previamente depurada. El carcter de los diseos fue el siguiente:un diseo 24 con el plomo como su variable de respuesta y un segundo diseo26 con el azufre como su variable de respuesta.

Resultados y conclusiones para el Plomo y AzufreLa Tabla 1 identifica los factores de cada diseo y sus correspondientes rangosde parmetros. Los grficos siguientes indican los resultados obtenidos enambas aplicaciones.

Tabla 1: Caractersticas del diseo analizado


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Los anlisis de varianza identifican dos interacciones que tienen un p-valuemenor que0.1, indicando que tales interacciones son significativamentediferentes de cero con un nivel de confianza del 90%. La individualizacin detales interacciones, ordenadas en forma descendente respecto de sus p-value,son las siguientes:

CD: Densidad de corriente v/s - Peso ctodos P-value = 0.0701BD: Temperatura electrolito v/s Peso ctodos P-value = 0.0743


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Para el anlisis del Azufre se detect que existen seis efectos que tienen un p-value menor que 0.1, indicando que ellos son significativamente diferentes decero con un nivel de confianza del 90%.Sin embargo, a diferencia de lo observado con el plomo, en esta situacin seobservan tres interacciones y tres efectos principales significativos. La

individualizacin de tales efectos ordenados en forma descendente respecto desus P-value, son los siguientes:

EF: Dosificacin de Guar v/s Flujo a celdas P-value = 0.0092

DF: Peso ctodos v/s Flujo a celdas P-value = 0.0355

D : Peso ctodos P-value = 0.0367

A : Concentracin de Cu P-value = 0.0442

CF: Densidad de corriente v/s Flujo a celdas P-value = 0.0580

C : Densidad de corriente P-value = 0.0622


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A continuacin se presentan las ecuaciones de regresin mltiple para el plomo(r2 = 30,65%) y para el azufre (r2 = 67,93%) que permitir estimar los nivelesde las variables de respuesta respectivas ante diversos escenarios.

Optimizacin de parmetros

Si bien las ecuaciones de regresin no arrojaron un grado de correlacin alto(superior a75%) s ofrecen, en una primera etapa, la posibilidad de identificarlos niveles de los factores que entregaran un valor ptimo o esperado para

plomo y azufre, de modo de poder cotejarlos con los estndares operacionalesvigentes en la empresa; por otra parte, consideramos que esta herramientapuede ser muy til al momento de evaluar cambios operacionales o deestructura dentro de algn rea de la planta, que involucren variaciones a losniveles actuales de operacin.

Para identificar los valores ptimos de los factores que proporcionaran unacalidad de ctodos High Grade, se fij un valor de impurezas para el plomo de2 ppm y de6 ppm para el azufre, obtenindose los niveles ptimos de losfactores como se presentan en la Tabla 3. Adems, los grficos obtenidos a

travs del software utilizado nos permiten observar las zonas o contornos paradiferentes valores esperados de impurezas de plomo y azufre.


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CONCLUSIONES

El anlisis de los resultados permiti identificar y confirmar aquellos factoresque juegan un rol estadsticamente significativo en la obtencin de ctodos decobre con bajos niveles de impurezas de plomo y azufre, adems, permitideterminar que el factor concentracin de cobalto no fue estadsticamentesignificativo como efecto principal y tampoco como efecto importante queinteracta con otro factor de modo que puede ser estudiada su omisin enfuturos diseos de esta naturaleza.

La experiencia prctica acumulada y observada en torno al desarrollo de estetrabajo permiti confirmar la hiptesis que la obtencin de ctodos de altacalidad tambin est influenciada con la observancia, entre otras, de buenas

prcticas operacionales durante su manufactura Lo anterior induce adesarrollar y/o mantener vigentes adecuados. procedimientos de operacin ycontrol, en especial sobre los parmetros y factores abordados en este estudio,en atencin a que, por una parte, los anlisis preliminares a las respectivascartas de control e indicadores de capacidad ofrecen una oportunidad demejoramiento y, por otra parte, este estudio ofrece una evidencia objetiva paraorientar esfuerzos de gestin hacia aquellos factores y niveles que fueronindividualizados como estadsticamente significativos.


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Bolsa de Shanghai certifica calidad de

ctodos de cobre de CodelcoLa certificacin dada al metal en el gigante asitico era prioritaria para la empresa

estatal, sostuvo Carlos Alvarado, ejecutivo de la empresa.

- 28/05/2010 - 20:25

La Bolsa de Shanghai certific la calidad de los ctodos de cobre producidospor la la Divisin Codelco Norte abriendo un ingreso privilegiado del metal en elmercado asitico, inform hoy la gigante minera estatal chilena.

China consume sobre el 30% de la produccin mundial de cobre, dijo CarlosAlvarado, ejecutivo de la oficina de Comercializacin de Codelco en Shanghai,quien agreg que esa certificacin era prioritaria para la empresa chilena.

"Nuestro objetivo es mantener la posicin de Codelco como el mayor proveedorde cobre refinado a China", aadi.

El pas asitico no slo es el mercado de cobre ms grande del mundo sinotambin el que tiene la mayor tasa de crecimiento de consumo del metal rojo.

Tambin es el mercado de ventas ms grande de Codelco desde 2005, yrepresent en 2009 ms del 40% de nuestras ventas, destac.

Aadi que con este reconocimiento "esperamos una mayor demanda chinapara nuestros productos".

Los expertos que viajaron especialmente desde China revisaron detenidamentecada uno de los procesos de produccin.


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SOUTHERN PERU COPPER CORPORATIONExperiencia de implementacin de la Norma ISO 9001:2000 enlaRefinera de Cobre de Ilo

Southern Peru es una de las principales compaas en el Per y una de las 10ms grandes empresas productoras de cobre en el mundo.

Southern Peru opera las minas de Toquepala y Cuajone en las alturas de losandes, aproximadamente 984 kilmetros, al sur-este de Lima. Tambin operauna Fundicin y la Refinera ubicada al oeste de las minas, sobre el ocanopacfico en Ilo, la Fundicin produce nodos de cobre que es materia primapara las operaciones de la Refinera.

La Refinera fue construida en 1975 por la empresa estatal Minero Per yrecibe gran parte de la produccin de nodos de Fundicin, la cual es refinada

en la PlantaElectroltica, donde se obtienen ctodos de cobre de 99.99% de pureza.Southern Peru Copper Corporation adquiere la Refinera en el ao 1994.

Los lodos andicos producidos en las celdas electrolticas son enviados a laPlanta de Metales Preciosos donde luego de procesos combinados deTostacin, Fusin de lodo, Refinacin electroltica y Procesoshidrometalrgicos, producen selenio, plata y oro. En el ao 1997 fueinaugurada la nueva Planta de Selenio ubicada en la Planta de MetalesPreciosos.

En el ao 2001 el sistema de gestin de la calidad de la Refinera recibe lacertificacin ISO 9001:2000, demostrando que tiene la capacidad de satisfacerlas necesidades de sus clientes.

La capacidad original de la Refinera en 1975 fue de 150,000 toneladasmtricas por ao, llegando en la actualidad a la capacidad de 280,000toneladas mtricas por ao, con mejoramiento de las operaciones y procesos,pequeas inversiones y sin mayores modificaciones en los ambientes fsicos.

En el ao 1999, el Grupo Mxico se convierte en el socio mayoritario de

Southern Peru Copper Corporation y en el ao 2007 se cambia oficialmente delogotipo a Southern CopperSouthern Peru.

En el ao 2008 se logra implementar un sistema integrado de gestin decalidad, ambiente, salud y seguridad ocupacional, de acuerdo a las NormasISO 9001, ISO14001 y OHSAS 18001

Beneficios obtenidos por la implementacin de la Norma ISO 9001:2000en la Refinera de cobre de Ilo

Los beneficios que se han adquirido al implementar la Norma ISO 9001:2000

en Refinera son:


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Altos niveles de satisfaccin y reduccin de reclamos del cliente, debidoa que se ha desarrollado una metodologa para tener una mayorcomprensin de las necesidades del cliente.

Aumento del compromiso de todos los trabajadores por cumplir con lacalidad del ctodo de cobre, con los requisitos del cliente y la mejoracontinua.

Establecimiento de objetivos anuales y mejora de indicadores quesirven para monitorear la eficacia de la gestin.

Mejora de imagen y la confianza de la compaa ante nuestros clientes. Definicin clara de las responsabilidades dentro de la organizacin. Implementacin del proceso de acciones correctivas/ preventivas donde

mejoramos el conocimiento de las causas reales de los problemas y nos

ha permitido definir mejores soluciones en nuestros procesos.

Mejora contina en el control de nuestros procesos, se tienen procesosms estables.

Elementos utilizados en el laboratorio

Cobre

.El cobre(dellatn cprum, y ste delgriego kpros),6cuyo smbolo es Cu, es el

elemento qumico denmero atmico 29. Se trata de unmetal de transicin de colorrojizo ybrillo metlico que, junto con laplata y eloro,forma parte de la llamadafamilia

del cobre,se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el

segundo despus de la plata). Gracias a su altaconductividad elctrica,ductilidad y

maleabilidad,se ha convertido en el material ms utilizado para fabricarcables

elctricos y otros componenteselctricos yelectrnicos.

El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente

presentan mejores propiedades mecnicas, aunque tienen una conductividad elctrica

menor. Las ms importantes son conocidas con el nombre debronces ylatones.Por otra

parte, el cobre es un metal duradero porque se puedereciclar un nmero casi ilimitado

de veces sin que pierda sus propiedades mecnicas.

Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser humano en la prehistoria.El

cobre y su aleacin con el estao, el bronce, adquirieron tanta importancia que los

historiadores han llamado Edad del Cobre y Edad del Bronce a dos periodos de la

Antigedad. Aunque su uso perdi importancia relativa con el desarrollo de la

siderurgia,el cobre y sus aleaciones siguieron siendo empleados para hacer objetos tan

diversos comomonedas,campanas ycaones.A partir delsiglo XIX,concretamente de

la invencin delgenerador elctrico en1831porFaraday,el cobre se convirti de nuevo

en un metal estratgico, al ser la materia prima principal de cables e instalaciones

elctricas.
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El cobre posee un importante papel biolgico en el proceso de fotosntesis de las

plantas, aunque no forma parte de la composicin de laclorofila.El cobre contribuye a

la formacin de glbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguneos, nervios,

sistema inmunitario y huesos y por tanto es un oligoelemento esencial para la vida

humana.7

El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta tales

como ostras, mariscos, legumbres, vsceras y nueces entre otros, adems del agua

potable y por lo tanto es muy raro que se produzca una deficiencia de cobre en el

organismo. El desequilibrio de cobre ocasiona en el organismo una enfermedad heptica

conocida comoenfermedad de Wilson.8

El cobre es el tercer metal ms utilizado en el mundo, por detrs del hierro y el

aluminio.La produccin mundial de cobre refinado se estim en 15,8 Mt en el 2006,

con un dficit de 10,7% frente a la demanda mundial proyectada de 17,7 Mt.9

Plomo

El plomo es unelemento qumico de latabla peridica,cuyo smbolo es Pb (dellatn Plumbum) y su nmero atmico es 82 segn la tabla actual, ya que noformaba parte en la tabla deDmitri Mendelyev.Este qumico no lo reconocacomo un elemento metlico comn por su gran elasticidad molecular. Cabedestacar que la elasticidad de este elemento depende de las temperaturas delambiente, las cuales distienden sus tomos, o los extienden.El plomo es unmetal pesado de densidad relativa ogravedad especfica 11,4 a16 C, de color plateado con tono azulado, que se empaa para adquirir uncolor gris mate. Es flexible, inelstico y se funde con facilidad. Su fusin seproduce a 327,4 C y hierve a 1725 C. Las valencias qumicas normales son 2y 4. Es relativamente resistente al ataque decido sulfrico ycido clorhdrico,

aunque se disuelve con lentitud en cido ntrico y ante la presencia de basesnitrogenadas. El plomo esanftero,ya que formasales de plomo de los cidos,
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as como sales metlicas del cido plmbico. Tiene la capacidad de formarmuchas sales,xidos y compuestos organometlicos.

Oxido de calcio

La cal viva se encuentra presente en la naturaleza, se puede sintetizar a partirdel agua marina, que contiene concentraciones regulares de carbonatos decalcio y magnesio; mediante reacciones qumicas y procesos fisicoqumicos, elcarbonato es llevado a hidrxido de calcio, una ltima calcinacin producirxido de calcio.

Antiguamente se usaba cal en vez de calcio, en algunos nombres decompuestos donde interviene este elemento, como el "talco" o "aljez" (sulfato

de calcio dihidratado, CaSO42H2O) o elmrmol o "gis" (carbonato de calcio,CaCO3).

Los depsitos sedimentarios de carbonato de calcio se llamancaliches.

Este material utilizado para hacermortero de cal se obtiene de las rocascalizascalcinadas a una temperatura entre 900 y 1200 C, durante das, en unhornorotatorio o en un horno tradicional, romano o rabe. En estas condiciones elcarbonato es inestable y pierde una molcula dedixido de carbono.

El xido de calcio reacciona violentamente con el agua, haciendo que sta

alcance los 90 C. Se forma entonceshidrxido de calcio,tambin llamado calapagada, o Ca (OH)2.

El hidrxido de calcio reacciona otra vez con el xido de carbono (IV) del airepara formar de nuevo carbonato de calcio. En esta reaccin la masa seendurece. Por esto el xido de calcio forma parte de formulaciones demorteros,especialmente a la hora deenlucir paredes de color blanco.

La cal se ha usado, desde la ms remota antigedad, deconglomerante en laconstruccin; tambin para pintar (encalar) muros y fachadas de los edificiosconstruidos con adobes o tapial, habitual en las antiguas viviendas

mediterrneas, en la fabricacin de fuego griego. En algunos pases de
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Latinoamrica, la cal se utiliza para el proceso de nixtamal,proceso utilizadopara hacer smola demaz y masa paratortillas.

ZINC

El zinc es un metal, a veces clasificado como metal de transicin aunqueestrictamente no lo sea, ya que tanto el metal como su especie dispositivapresentan el conjunto orbital completo. Este elemento presenta cierto parecido

con el magnesio, y con el cadmio de su grupo, pero del mercurio se apartamucho por las singulares propiedades fsicas y qumicas de ste (contraccinlantnida y potentes efectos relativistas sobre orbitales de enlace). Es el 23elemento ms abundante en la Tierra y una de sus aplicaciones msimportantes es elgalvanizado delacero.

Es un metal de color blanco azulado que arde en aire con llama verde azulada.El aire seco no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capasuperficial de xido o carbonato bsico que asla al metal y lo protege de lacorrosin.Prcticamente el nico estado de oxidacin que presenta es el +2.En el ao 2004 se public en la revista Scienceel primer y nico compuesto

conocido de cinc en estado de oxidacin +1, basado en un complejoorganometlico con el ligando pentametilciclopentadieno. Reacciona concidos no oxidantes pasando al estado de oxidacin +2 y liberandohidrgeno ypuede disolverse enbases ycido actico.

El metal presenta una gran resistencia a la deformacin plstica en fro quedisminuye en caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100 C. Nose puede endurecer por acritud y presenta el fenmeno de fluencia atemperatura ambiente al contrario que la mayora de los metales yaleacionesy pequeas cargas el ms importante.
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DOLOMITA

Es un importante mineral de rocas sedimentarias y metamrficas, encontradocomo mineral principal de las rocas llamadas dolomas y metadolomas, ascomo mineral importante enlimolitas ymrmoles donde lacalcita es el principalmineral presente. Tambin aparecen depsitos de dolomita en vetashidrotermales, formando cristales que rellenan cavidades. Se ha encontradotambin enserpentinitas y rocas similares.

La disociacin natural de la dolomita por la accin del agua carbnica en rocassedimentarias (dolomas)da lugar a numerosasformaciones crsticas,para darcalcita y magnesita pura, segn la reaccin reversible:

CaMg(CO3)2+ 2H2O + 2CO2 4CO3H-+ Ca2-+ Mg2- CaCO3+ MgCO3

+ 2H2O + 2CO2

Abunda en la naturaleza en forma derocasdolomticas y se utiliza como fuentede magnesio y para la fabricacin de materiales refractarios (es una roca

sedimentaria qumica). En Espaa encontramos una variedad negra de ladolomita, lateruelita,en la provincia deTeruel.

Tambin se utiliza como fundente en metalurgia, manufactura de cermica,pinturas y cargas blancas y como componente para fabricar el vidrio. Esttotalmente proscrita como mineral en el clinker delhormign por el contenidoen MgO ya que da una alta expansividad. En cambio como rido de hormignvaldra, siempre que se analice su reaccin con elcemento
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MineraRayrockLimitadUnidadMinera Ivn

Los concentrados producidos por Milposon reconocidos en el mercado no slo por

su calidad y altas leyes sino adems porser concentrados limpios.


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Bibliografa

ANLISIS DEL PROCESO DE ELECTRO-OBTENCIN DE CTODOSDE COBRE A TRAVS DE LA UTILIZACIN DE TCNICAS DEDISEO EXPERIMENTAL

www.milpo.com/p04_05.htm -

calidad de cátodos de cobre

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