Codelco, Chile Programa Sus Operación De Fundición De Cobre

CODELCO, Chile programa sus operación de fundición de cobre
La fundición Chuquicamata de Codelco, ubicada en Chile, debe cumplir con los estándares ambientales establecidos en 2002 que limitan la emisión de sulfuro de los procesos de producción de cobre. Esta regulación resultó ser una nueva restricción en el proceso de producción y en consecuencia, los criterios heurísticos, basados en años deexperiencia operativa, ya no se traducían en altos niveles de producción. Desarrollamos un modelo para maximizar la producción, que respetaba las restricciones metalúrgicas, operacionales, ambientales y otras más. Creamos dos métodos para planificar actividades diarias en la planta. Desarrollamos una herramienta cliente-servidor que mostraba resultados de optimización gráfica y numéricamente,basados en data de condiciones operacionales obtenidas en tiempo real, así como la incorporación de data manual. La fundición ha utilizado el sistema desde marzo de 2003. Se observó un aumento de 25.4% en la cantidad de concentrado de cobre procesado.
CODELCO (Corporación Nacional del Cobre) en Chile, produce cobre, el principal producto de exportación del país, con ventas en 2004 de $8.204 millones.La fundición de concentrado de cobre, es una de las principales etapas en la producción del mismo. Hasta marzo de 2003, la fundición Chuquicamata planeaba sus operaciones basándose en criterios heurísticos que provenían de la experiencia del encargado de turno. Por muchos años, este método permitió a la fundición alcanzar sus metas tanto estratégicas como tácticas. Nuevas normativas ambientalesexigen que la compañía re examine estos procedimientos. Ya no puede utilizar criterios históricos para alcanzar sus metas. Debe considerar muchas combinaciones y elementos para maximizar la productividad, utilizar un modelo para representar el problema y desarrollar un método para obtener una solución adecuada.
El problema está caracterizado por muchas posibles soluciones, factores intrínsecos nolineales a los procesos metalúrgicos, y experiencia obtenida por parte de aquellos que toman las decisiones.
EL PROBLEMA
El proceso de la fundición de la mina Chuquicamata consta de dos etapas: la etapa de fusión y la etapa de conversión. La etapa de fusión convierte el concentrado de cobre (entre 29 y 33% de pureza) en una mezcla líquida a altas temperaturas con mayor pureza dependiendo delequipo utilizado: el Horno de Fusión (HF) o uno de los Convertidores Teniente (CT-1 y CT-2). El HF convierte el concentrado de cobre en una mezcla líquida llamada mata de cobre, que es entre 62 y 68% cobre, mientras que el CT convierte el cobre en un metal blanco, que es entre 70 y 75% cobre (Figura 1).

La mezcla resultante de cobre, ya sea mata de cobre o el metal blanco, contiene cobre, hierroy sulfuro y requiere una mayor purificación, lo cual se lleva a cabo en convertidores Pierce Smith (PSC-1, PSC-5, PSC-6 y PSC-7) durante el proceso de conversión. Unas cucharas transportadoras gigantes llevan el líquido que se encuentra a altas temperaturas, bien sea de los HF o CT a los PSC.
En cada PSC operativo, varios ciclos de 5 etapas se llevan a cabo diariamente: la carga de las cucharastransportadoras, la eliminación de escoria, soplado a cobre, el vaciado de las cucharas transportadoras y la limpieza con aire a presión. En principio, el PSC se carga tanto con el metal blanco, como con la mata de cobre.
En la segunda fase, las impurezas son eliminadas mediante un proceso de oxidación de sulfuro de hierro (FeS) a altas temperaturas con aire rico en oxígeno. La mezcla resultantecontiene escoria fundida (2FeO . SiO2) flotando en el líquido debido a su menor densidad. Al final de esta fase, se remueve la escoria y se lleva a una horno para tratamiento de escoria (STF).
En la tercera fase, los operadores eliminan el sulfuro de la mezcla de cobre mediante la utilización de aire rico en oxígeno para producir una reacción entre el oxígeno (O2) y el sulfuro (S) y así crear...