Evaluación de riesgos asociados a proceso de balance metalúrgico

Abstract

Los procesos minero-metalúrgicos fundamentalmente requieren de mediciones para determinar las magnitudes de las variables más importantes para el desarrollo de la operación, que culmina en la venta de sus productos. A su vez, estas mediciones poseen un error asociado, el cual genera incertidumbres acerca de las variables del proceso, y por ende a los resultados esperados. A partir de esto nasce la interrogante de cómo se comportan estas incertidumbres y de que variables dependen, y finalmente como pueden afectar la economía estratégica de un proyecto. Debido a lo anterior, el objetivo de este estudio radica en desarrollar una metodología que permita identificar los principales riesgos asociados a un proceso de balance metalúrgico, como también evaluar los impactos asociados a cada riesgo. La metodología desarrollada se basa en una serie de pasos secuenciales: Primeramente, se deben definir cuáles son las variables más significativas, como se definen sus valores y de qué manera se encuentran relacionadas en el modelo de balances. Luego se debe recolectar la información que aporta a la precisión de su definición (instrumentos y supuestos asociados al modelo de balance). A partir de lo anterior se determina la tolerancia (rango aceptable en que los valores pueden variar) mediante la teoría de propagación de errores. Finalmente se deben identificar cuáles son las variables que poseen una tolerancia asociada y que al mismo tiempo puedan generar retornos económicos, y propagar esta tolerancia a un valor contable, asociado a las ventas y a la recuperación metalúrgica en riesgo. Se complementa el estudio con un análisis de sensibilidad. El caso de estudio se basó en la aplicación de la metodología a un modelo de balances masicos y de finos de cobre de una planta concentradora, con el objetivo de establecer un orden de magnitud de los resultados. Como principales resultados, se obtuvo que existe en promedio de 2,15 MUSD en riesgo en inventarios durante el periodo de estudio, lo cual corresponde en promedio a 11,3 % de las ventas totales de concentrados del mismo periodo. Este riesgo esta principalmente asociado al proceso de determinación de las magnitudes de las masas y leyes de los inventarios del nodo de almacenamiento de concentrados, que son calculados a partir de la medición de volumen por topografía, cálculo de densidad por picnometría y análisis químico por volumetría. La principal variable que afecta este valor corresponde al error asociado a la determinación de densidad aparente, donde aporta aproximadamente el 66% del valor en riesgo asociado. Respecto a la recuperación metalúrgica, se tiene un promedio de 1,03 % de recuperación en riesgo. La principal variable que afecta a este valor es el error asociado al proceso de muestreo, dicho error aporta en promedio al 42 % del total del riesgo. La principal conclusión de este estudio es la fuerte dependencia del riesgo a la precisión de los instrumentos utilizados para la determinación de las variables relevantes, y la importancia de seguir un plan riguroso de calibraciones y procedimientos.

Mining and metallurgical processes fundamentally require measurements to determine the magnitudes of the most crucial variables for the operation, culminating in the sale of its products. These measurements have an associated error that generates uncertainties regarding the process variables and, consequently, the expected results. From this arises questions regarding the behavior of these uncertainties, what variables they depend on, and ultimately, how they can affect the strategic economic plan of a project. Due to the aforementioned reasons, the objective of this study is to develop a methodology that allows the identification of the main risks associated with a metallurgical balance process, as well as to evaluate the impacts associated with each risk. The developed methodology is based on a series of sequential steps: Firstly, it is necessary to define the most significant variables in the process, how their values are determined, and how they relate to de metallurgical balance model. Then, the information related to the precision of their definition must be acquired, this mainly refer to the precision of the measuring instruments and the assumptions taken. From this information, the value of “tolerance” (acceptable range in which values can vary) is defined using error propagation theory. Finally, it is essential to identify the variables that have an associated tolerance and can simultaneously generate economic returns, propagating this tolerance to an accountable value associated with sales and metal recovery at risk. The study is complemented with a sensitivity analysis to determine which variables have the most impact on the calculated risk values. The case study is based on the application of the methodology to a model of mass and copper balances in a concentrator plant, providing an example and establishing an order of magnitude of expected results. The analysis was carried out over a period of 3 months. As the main results, it was found that there is an average of 2,15 million USD at risk in inventories during the study period, which corresponds, on average, to 11.3% of the total concentrate sales for the same period. This risk is mainly associated with the determination process of the magnitudes of the masses and grades of inventories in the concentrate storage node, calculated from volume measurement by topography, density calculation by pycnometry, and chemical analysis by volumetry. The main variable affecting this value is the error associated with density determination, contributing to approximately 66% of the associated risk value. Regarding recovery, there is an average of 1.03% recovery at risk. The main variable affecting this value is the error associated with the sampling process, contributing on average to 42% of the total risk. The main conclusion of this study is the strong dependence of risk on the precision of the instruments used to determine relevant variables and the importance of following a rigorous plan of calibrations and procedures.