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SUPERINTENDENCIA SX – EWGERENCIA HIDROMETALURGIA

2004

MANUAL

CURSO INTERACTIVO PARA LA OPERACIÓN EN LAUNIDAD DE ELECTROOBTENCION DE CODELCO

NORTE, CHUQUICAMATA.

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“Programa de Formación para las Areas de SX y EW en Formato Multimedia”.Propiedad de Codelco Norte. Prohibida su reproducción. 1

INDICE

Indice..............................................................................................................1i Introducción ...............................................................................................4

ii Objetivo del manual ...................................................................................5

I. ASPECTOS CONCEPTUALES ...........................................6

1. Aspectos generales de la obtención del cobre.........................7

2. Introducción a la Electrodepositación de cobre.......................12

2.1 Reseña histórica.........................................................................................122.2 Definiciones................................................................................................132.3 Mecanismo químico....................................................................................18

2.3.1 Descripción del proceso...................................................182.3.2 Descripción de una reacción química.............................192.3.3 Descripción de una reacción redox ..............................20

2.4 Potencial de electrodo estándar y potencial de electrodo..............212.5 Ecuación de Nernst..................................................................................252.6 Diagramas de Pourbaix............................................................................262.7 Reacción redox en electroobtención....................................................282.8 Leyes de Faraday.......................................................................................312.9 Eficiencia de corriente............................................................................322.10 Sobrevoltaje..............................................................................................342.11 Circuito eléctrico equivalente................................................................382.12 Configuración del circuito en naves de electroobtención................41

2.13 Nucleación y crecimiento del depósito catódico...............................442.14 Agentes aditivos........................................................................................452.15 Electrodos en electroobtención............................................................462.16 Efecto de las impurezas en electroobtención....................................49

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II ASPECTOS OPERACIONALES – CASO CHUQUICAMATA...........63

3 Operación de la Nave de Electrodepositación (ED)...................64

3.1 Diagrama de flujos del proceso de ED.................................................703.2 Descripción de operaciones unitarias...................................................72

3.2.1 Sistema de electrodepositación sobre cátodos departida.................................................................................72

3.2.2 Sistema de electrodepositación sobre cátodospermanentes......................................................................119

3.2.3 Operaciones complementarias......................................1393.2.3.1 Preparación y dosificación de aditivos...........1393.2.3.2 Desborre de celdas.............................................1423.2.3.3 Lavado de ánodos.................................................1463.2.3.4 Torre reductora...................................................1493.2.3.5 Lavado de celdas scavenger y de esferas

antinebulizantes contaminadas con orgánico1523.2.3.6 Controles operacionales.....................................1533.2.3.7 Corriente máxima y mínima................................1613.2.3.8 Equipos de la Unidad de ED.............................162

3.3 Sistemas de comunicación, control y captura de datos.....1783.4 Sala de control.............................................................................1843.5 Cálculos operacionales................................................................190

4. Problemas operacionales más frecuentes y medidas mitigadoras...197

4.1 Temperatura del electrolito.................................................................1974.2 Peso del cátodo........................................................................................1974.3 Defectos del producto...........................................................................198

4.4 Flujo a celdas...........................................................................................2004.5 Concentración de cloruro y fierro total...........................................200

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5 Aspectos generales de seguridad industrial..........................201

5.1 Normas y reglamentos Divisionales....................................................2015.2 Reglas generales de seguridad............................................................202

5.3 Inventario crítico y procedimientos..................................................2075.4 Causalidad de pérdidas.........................................................................2095.5 Investigación de incidentes.................................................................2195.6 Plan P.O.D.E.R...........................................................................................2315.7 Plan local de emergencia.......................................................................2335.8 Control de incendios...............................................................................241

6 Aspectos ambientales generales.........................................249

6.1 Política ambiental...................................................................................2496.2 Compromisos ambientales derivados de la política integral.........2506.3 Programas ambientales sectoriales (P.A.S.).....................................2516.4 Entradas y salidas de materiales y sustancias de ED...................2546.5 Adquisición e ingreso de sustancias peligrosas a la División........2566.6 Manejo operacional y disposición de sustancias peligrosas.........2606.7 Manejo operacional y disposición de residuos domésticos e

industriales no peligrosos.....................................................................2696.8 Uso racional de recursos......................................................................272

7. Aspectos de housekeeping.............................................274

8. Bibliografía.............................................................276

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i INTRODUCCION.

El presente curso interactivo se enmarca en los servicios contratados por laDivisión Codelco Norte, a través de la Superintendencia de SX – EW, según

contrato “Desarrollo de un programa de capacitación en modalidad multimedia,basado en unidades de competencias para los procesos de SX – EW”,nº4500347296, de fecha 28 de octubre de 2002.

El objetivo del curso es contribuir al conocimiento del personal de operacionesde la Unidad de Electrodepositación de la División Codelco Norte, Centro deTrabajo Chuquicamata, en materias operacionales y complementarias, propiasdel proceso, mediante la utilización de herramientas de multimedia y de apoyode texto.

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ii OBJETIVO DEL MANUAL

El objetivo del manual es servir de apoyo y complemento al curso en formatomultimedia contenido en el CD interactivo.

El formato del manual comprende básicamente dos aspectos, los que sedesglosan en lo siguiente:

A En un primer gran grupo de ítemes se abordan los conceptos de laelectrodepositación desde el punto de vista teórico-conceptual.

B En un segundo gran grupo de ítems se abordan los aspectos prácticosespecíficos de la Unidad de Electrodepositación, apoyados en los conceptosentregados en el primer grupo de ítems.

En resumen, el manual pretende entregar de manera detallada los contenidosinmersos en el CD interactivo y, por lo tanto, servir como documento deconsulta para el trabajador.

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I. ASPECTOS CONCEPTUALES.

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1. ASPECTOS GENERALES DE LA OBTENCIÓN DEL COBRE.

En la actualidad, la obtención del cobre desde minerales sigue principalmentedos caminos diferentes. Este depende de la naturaleza del mineral a tratar:

mineral oxidado o mineral sulfurado.La Fig. nº 1-1 esquematiza de manera global cada proceso, dependiendo de lanaturaleza del mineral a tratar.

Mineral de OXIDOS. Mineral de SULFUROS.

ANODO DE COBRE 97 % COBRE

CATODO DE COBRE (99.99 % COBRE)

CHANCADO

MINA / EXPLOTACION

AGLOMERADO

LIXIVIACION

EXTRACCION POR SOLVENTES

ELECTRO -OBTENCION

CLIENTE EE.UU In laterra China Francia


CHANCADO

MINA / EXPLOTACION

MOLIENDA

FLOTACION

FUNDICION

ELECTRO - REFINACION

CLIENTE EE.UU In laterra China Francia

FABRICACION ALAMBRES Y CONDUCTORES ELECTRICOS, ENTRE OTROS

FABRICACION ALAMBRES Y CONDUCTORES, ENTRE OTROS

Fig. 1-1: Cadena del valor del cobre electrolítico desde procesos tradicionales.

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Mineral de sulfuros

Los tres flujos mencionados, incorporan la obtención del cobre disuelto ensolución a través del uso de energía eléctrica. Sin embargo, en laelectroobtención, el cobre disuelto en el electrolíto es aportado por lalixiviación de mineral tratado, mientras que en la electrorefinación, el cobre ensolución es aportado por los ánodos de cobre que se disuelven.

EXPLOTACION

CHANCADO

MINA

ACONDICIONAMIENTO

LIXIVIACION BACTERIAL

EXTRACCION POR SOLVENTES

ELECTRO -OBTENCION

COMERCIALIZACION

CLIENTE (EE.UU, Inglaterra, China, Francia)

FABRICACION ALAMBRES Y CONDUCTORES ELÉCTRICOS,ENTRE OTROS


Fig. nº 1-2: Cadena del valor del cobre ED contecnología de LX Bacterial.

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En particular, la secuencia general de tratamiento de los minerales oxidados ysulfurados para la obtención de cobre metálico aplicado por Codelco Norte, seequematiza en las Fig. nº 1-3 y nº1-4.

Fig. nº1-3: Secuencia productiva del mineral oxidado de Codelco Norte.

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Fig. nº1-4: Secuencia productiva del mineral sulfurado de Codelco Norte

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2. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRODEPOSITACIÓN DEL COBRE.

2.1 Reseña histórica.

Ya en el siglo XVI William Gilbert, había publicado un libro sobre laelectricidad y había abordado algunos conceptos respecto de los fenómenos deatracción electromagnéticas. En 1800, Alessandro Volta construye la primerapila electroquímica usando dos metales, a partir de los que genera electricidad.El descubrimiento de la pila voltaica constituye el nacimiento de laelectroquímica. Posteriormente, en 1807, Humphry Davy descompuso potasacáustica y luego soda cáustica para producir potasio y sodio metálico,respectivamente. Michael Faraday, ayudante de Davy, estableció a inicios de1830 las relaciones entre la cantidad de corriente usada y la cantidad de metaldepositado. Esto constituye la primera ley de Faraday. Además Faraday dio lanomenclatura usada hasta hoy para identificar el anión, catión, electrodo,electrolito, etc. Ya en los años 1841, se recupera mediante electrólisis bario,calcio, magnesio, estroncio y aluminio.Las primeras patentes de electrorefinación fueron solicitadas para el cobre en1865. En 1876 nace la primera refinería de cobre fue la NorddeutscheAffinerie en Hamburgo. Desde ahí, comenzó una rápida expansión de laindustria electrolítica. Dos años más tarde (1878) la misma industria introdujola primera refinería de oro, utilizando el método Wohwill. En 1884, elmetalurgista alemán Berhard Moebius desarrolla la primera celda pararefinación electrolítica de plata.La aplicación industrial masiva de la electricidad para la recuperación demetales no ferrosos por electroobtención se inicia a comienzos en 1912. Elmetal producido es el cobre y la compañía se ubica en Chuquicamata. Desde ahícomienza una expansiva producción industrial de otros metales como: niquel,cobalto, antimonio, manganeso, cadnio, plata, oro, paladio, etc.En 1968, por primera vez se aplica el proceso combinado de LX-SX-EW, en lamina de Bluebird de la Ranchers Corp. de Arizona.En la actualidad, la electrodepositación constituye uno de los métodos más

sencillos para recuperar metales en forma pura y selectiva a partir desoluciones conteniendo impurezas.

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2.2 Definiciones

Metalurgia.Es el arte y la ciencia de extraer los metales, desde los minerales y adecuarlos

para el uso humano. Por lo tanto la metalurgia se divide en dos grandes ramas:la metalurgia extractiva y la metalurgia de transformación o de materiales. Laprimera comprende las operaciones mineras para la obtención del metal desdesu estado primario. La segunda se encarga de dar las propiedades físicas,eléctricas, mecánicas y de forma al metal primario, dejándolo apto para serutilizado como producto intermedio o final.

Hidrometalurgia.Es la rama de la metalurgia que basa sus procesos en soluciones liquidas y queprincipalmente se encarga del tratamiento de los minerales oxidados, adiferencia de la pirometalurgia que lo hace con los sulfurados.

Electroobtención (EO) o Electrowinning (EW) del cobre.Es el proceso hidrometalúrgico mediante el cual de obtiene cobre metálicodesde una solución electrolítica en que se disuelve, mediante la aplicación decorriente eléctrica continua.

Electrolíto.Solución acuosa en la que se disuelven especies con carga eléctrica.

Cátodo.Es aquel lugar donde ocurre la reacción de catódica o de reducción.

Anodo.Es aquel lugar donde ocurre la reacción anódica o de oxidación.

Reducción.Disminución en el estado de oxidación de una especie, luego de captar cargas

eléctricas negativas.

Oxidación.Aumento en el estado de oxidación de una especie, luego de desprenderse decargas eléctricas negativas. Nótese que el término oxidación involucra

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transferencia de electrones, pero no necesariamente un deterioro delmaterial, como en el caso de la corrosión.

Especie oxidante u oxidante.

Un oxidante es una sustancia susceptible de captar uno o varios electronesEspecie reductora o reductor.Un reductor es una sustancia que cede fácilmente uno o varios electrones.

Estado de oxidación.Estado característico de cada átomo en un compuesto, debido a los electronesganados o perdidos por él al pasar a formar de un compuesto.

Número de oxidación.El número que indica el estado de oxidación.

Valencia.Número que representa la capacidad de un átomo individual para combinarsecon otros átomos. El valor expresa el número de electrones que un átomo puededar a —o aceptar de— otro átomo durante una reacción química.

Atomo.Es la a unidad más pequeña posible de un elemento químico. Está compuesto porelectrones, protones y neutrones.

Electrón.Carga eléctrica negativa fundamental cuyo valor es 1,602 × 10-19 culombios; sumasa en reposo es 9,109 × 10-31 kg

Electrodo.Componente de un circuito eléctrico, donde ocurren los procesos de reducciónu oxidación.

Anión.Partícula o especie con carga eléctrica resultante negativa, dada la ganancia deuno o más electrones.

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Catión.Partícula o especie con carga eléctrica resultante positiva, dada la perdida deuno o más electrones.

Ley de FaradayLey que afirma que la cantidad de material depositada en cada electrodo esproporcional a la intensidad de la corriente que atraviesa el electrólito, y quelas masas de distintos elementos depositados por la misma cantidad deelectricidad son directamente proporcionales a las masas equivalentes de loselementos, es decir, a sus masas atómicas divididas por sus valencias.

Ley de Ohm.Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuitoformado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerzaelectromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistenciatotal del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R,siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz envoltios y R la resistencia en ohmio.

Resistencia eléctrica.Elemento que no tiene la propiedad de permitir el fácil flujo de electrones.

Conductor eléctrico.Elemento que tiene la propiedad de permitir el fácil flujo de electrones.

CorrienteFlujo continuo de elementos físicos o de información.

Corriente eléctrica.Flujo continuo de electrones.

Corriente eléctrica continua.

Flujo continuo de corriente eléctrica en una dirección.

Corriente eléctrica alterna.Corriente eléctrica que cambia periódicamente de dirección.

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Densidad de corriente.Se define como el valor de la intensidad de corriente por unidad de área.

i = I / área (A/m2)

Intensidad de corriente.Magnitud fundamental del Sistema Internacional de unidades que representala carga que circula por unidad de tiempo a través de una sección determinadade un conductor. Su símbolo es I, y se mide en amperios (A).

Densidad de corriente límite.Este concepto se define para un metal disuelto. Valor de la densidad decorriente a la cual ocurre la saturación de la reacción redox.

Voltaje.Potencial eléctrico, expresado en voltios.

Potencial eléctrico.Energía eléctrica disponible.

Equipotencial.Igualdad de potencial

Potencial Mixto.Potencial resultante de la combinación de dos o más potenciales.

Pasivación.Calidad del metal que, gracias a tratamientos superficiales, resiste a lacorrosión electroquímica.

Corrosión.Desgaste total o parcial que disuelve o ablanda cualquier sustancia por reacción

química o electroquímica con el medio ambiente. Por lo tanto, el terminocorrosión se asocia a un deterioro o desgaste de la sustancia.

Ecuación de Nernst. Ecuación que permite el calculo del potencial comofunción de la concentración del metal REDOX para condiciones distintas a las

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estándar (Condiciones estándar: TºC = 25 y concentración del metal REDOX = 1molar).

Avance o electrolito rico.

Solución acuosa rica en cobre que sale del proceso de extracción por solventese ingresa al proceso de electrodepositación.

Fase orgánicaMezcla homogénea de extractante más diluyente.

Extractante.Es el componente activo en la fase orgánica que reacciona químicamente con elmetal para formar un complejo órgano-metal el cual es soluble en la faseorgánica.

Diluyente.Solvente orgánico donde está disuelto el extractante para formar la faseorgánica. Consiste de hidrocarburos alifáticos o aromáticos o una mezcla de losdos.

Arrastre.Es la suspensión de pequeñas gotas de una fase que son arrastradas por la otrafase.

Borra anódica.Producto generado a partir de la corrosión del ánodo de plomo. Básicamente setrata de óxidos de plomo tipo polvo o laminar.

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2.3 Mecanismo químico.

2.3.1 Descripción del proceso.

La electrodepositación aplicada a la hidrometalurgia es un proceso unitarioapara la obtención de cobre metálico, desde una solución en la que encuentradisuelto, mediante la aplicación de energía eléctrica.

En la electroobtención se deposita el cobre sobre una plancha llamada cátodo.Este cátodo puede ser una hoja de acero inoxidable o bien una lámina de cobrede alta pureza. La aplicación de energía eléctrica externa impone a lasuperficie del cátodo una carga eléctrica negativa (dispone de electrones) y elcobre disuelto en solución tiene carga eléctrica positiva (requiere deelectrones). Esta diferencia de cargas eléctricas opuestas permite que elcobre disuelto en solución se adhiera a la superficie del cátodo. A estareacción de depositación del cobre se le llama “reacción de reducción”, ya queel cobre disuelto carente de dos cargas eléctricas negativas para lograr suneutralidad, las toma de la superficie del cátodo. Como contraparte y paramantener el balance de cargas eléctricas, ocurre una reacción de oxidación, esdecir, existe desprendimiento de electrones. Esta reacción ocurre sobre elánodo, generalmente hecho de una aleación cuya base principal es plomo (Pb).Como el ánodo está cargado eléctricamente positivo, tiende a recuperarelectrones de los elementos que lo tocan. El agua constituye el principalproveedor de electrones. De esta manera el agua se oxida, es decir, pierdeelectrones. Esta pérdida de electrones la descompone en sus elementosfundamentales que la constituyen, es decir, oxígeno e hidrógeno.

Luego de algunos días y dependiendo de la lámina inicial utilizada como cátodo,se ha reducido suficiente cobre disuelto, generándose de esta manera unaplancha de cobre adherida a la superficie del cátodo de acero inoxidable. Aesta lámina de cobre depositada o resultante después del ciclo de depósito sele denomina “cátodo de cobre”.

Equivalentemente, en vez de utilizar una plancha de acero inoxidable paradepositar el cobre en solución, se puede utilizar una lamina de cobre muydelgada llamada “lamina de partida”, la que sirve como cátodo y sobre la que seadhiere el cobre en solución una vez energizada. La principal diferencia

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respecto de la utilización de la plancha de acero inoxidable, es que ésta láminainicial pasa a formar parte del cátodo de cobre final.

2.3.2 Descripción de una Reacción.

Reacción química.

Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones para poderrealizar operaciones matemáticas con ellas.Una reacción química es un proceso en el que una o más sustancias —losreactivos— se transforman en otras sustancias diferentes —los productos dela reacción.

Ejemplo de reacción química.

Significado de una ecuación química.Una ecuación química proporciona mucha información de forma condensada. Lareacción antes mostrada (Fig. nº2-1) es una muy sencilla. Dos sustancias,llamadas reactivos, reaccionan entre sí. La primera de ellas es el magnesio,simbolizado por Mg; la ‘s’ indica que está en forma sólida. El símbolo HClcorresponde a la fórmula del ácido clorhídrico, que contiene números iguales de

Fig. nº2-1: Representación de una ecuación de reacción química.

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átomos de hidrógeno (H) y cloro (Cl) combinados. La ‘l’ significa que el ácidoclorhídrico está en forma líquida. El 2 que hay delante de esta fórmula indicaque dos moles (un mol es una medida de la cantidad de sustancia) reaccionancon un mol de magnesio (el 1 correspondiente delante del símbolo Mg suele

omitirse). La flecha muestra el sentido de la reacción. En el lado derecho, laecuación muestra un sólido, el cloruro de magnesio, y un gas (indicado por la ‘g’),el hidrógeno. En el sólido, cada átomo de magnesio está combinado con dosátomos de cloro, como indica el subíndice 2. En el gas hidrógeno, los átomosestán unidos por parejas, como también indica el subíndice 2. Las ecuacionesquímicas pueden ser muchísimo más complejas que ésta.

Las reacciones químicas pueden ser reversibles o irreversibles. Una reacciónquímica es reversible, por ejemplo, en uno de los dos sentidos (reaccióndirecta), si las moléculas A y B reaccionan para formar las moléculas C y D; enel otro sentido (reacción inversa), las moléculas C y D reaccionan para formarlas moléculas A y B. Una reacción química irreversible es aquella en que ya nose pueden volver a obtener los reactivos una vez que se ha producido lareacción química.

2.3.3 Descripción de una reacción REDOX (reducción – oxidación).

Además de las reacciones químicas que se caracterizan por no existirtransferencia de electrones, están las reacciones de oxido-reducción, tambiénllamadas reacciones REDOX (Reducción – Oxidación). En estas últimas si existetransferencia de electrones. Un ejemplo es la ecuación resultante de dossemireacciones:

Cu+2 + 2e- = Cu0 (Ecuación de Semireacción de reducción)

+ Fe0 = Fe+2 + 2e- (Ecuación de Semireacción de oxidación)

Cu+2 + Fe0 = Fe+2 + Cu0 (Ecuación de la Reacción Global)

Esta ecuación de reacción corresponde a la reacción de cementación de cobresobre chatarra de fierro. En ella, el fierro Fe0 transfiere dos electrones al

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cobre disuelto en solución Cu+2, con lo que se reduce a cobre metálico Cuo,mientras que el fierro pasa a la solución como ion ferroso Fe+2.

En el proceso de electroobtención de cobre se dan las reacciones REDOX.

2.4 Potencial de electrodo estándar Eº y potencial de electrodo Eh.

Cada semireacción de oxido-reducción tiene asociada una cantidad de energía.Esta energía originada por la diferencia de cargas eléctricas (o electrones) esmedida en forma práctica con un electrodo cuya energía o potencial eléctricoes conocido. Por lo tanto, si se conoce la energía del electrodo de referencia,que en general es el electrodo de hidrógeno (ENH), y mediante un voltímetroque lee la diferencia de potencial, se puede determinar la energía asociada a lasemireacción particular del electrodo desconocido o “electrodo de trabajo”. Enla Fig. nº2-2 se puede apreciar un montaje para la medición de diferencia devoltaje.

Fig. nº2-2: Medición de la diferencia de potencial de electrodo.

Electrodode potencialconocido,llamadoelectrodo de

referencia,“ER”

Voltímetro que permite medir la diferencia de potencialentre ambos electrodos.

Electrodode potencialdesconocido,llamadoelectrodo detrabajo, “ET”

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Luego, el potencial de cualquier metal puede conocerse mediante una simplesuma.

Por ejemplo, en la siguiente Tabla nº1-1 se muestran algunos de estospotenciales de electrodo medidos en condiciones estándar y que se denotan porEº. La condición estándar se refiere a una situación especial de concentraciónde solución 1-molar y temperatura ambiente. En otras condiciones detemperatura y de concentración de solución en la que está sumergido el metal oelectrodo que interesa, cambiará el valor de este potencial, el que ahora sellamará “potencial de electrodo” y que se denota por Eh.

Lectura del voltímetro = potencial de ET – potencial de ER

T abla nº2:1:

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Debe observarse que todas las semireacciones descritas en la tablaprecedente son de oxidación, dado que se leen de izquierda a derecha. Cada

una de ellas tiene asociado una cantidad de energía o potencial de electrodoestándar Eº de oxidación.

Algunos de estos valores de Eº son positivos y otros negativos. A potencial másnegativo, un metal se considera más noble o menos reactivo, es decir, tiende amantenerse como tal. Por el contrario, a potenciales más positivos, el metal seconsidera más reactivo o menos noble. Por ejemplo, el aluminio tiene un Eº =1.66 para la semireacción de oxidación Al0 = Al+3 + 3e-. Esto quiere decir que elaluminio puede ser fácilmente oxidable, generalmente a Al2O3 (sólido).

Como el potencial de electrodo estándar Eº o el potencial de electrodo Eh serelacionan con un cambio de energía negativo implicará que un Eº o Eh positivodefinirán una situación de reacción espontánea o natural y un potencial Eº o Ehnegativo definirán una situación de reacción no espontánea o no natural deocurrencia. En otras palabras, si un potencial es positivo implicará que lareacción o semireacción ocurrirá en forma natural o sin necesidad de energíaexterna, en la dirección de izquierda a derecha. Si el potencial es negativoimplicará que la reacción de izquierda a derecha no ocurre en formaespontánea o natural, y para lograrla se requiere de energía externa.

Por ejemplo, la cementación del cobre con chatarra de fiero es un procesoespontáneo o natural, es decir, no requiere de energía externa para que ocurra.Las semireacciones que ocurren son las siguientes:

Cu+2 + 2e- = Cu0 Eº= +0.34 VFe0 = Fe+2 + 2e- Eº = +0.44 V

Cu+2 + Fe0 = Fe+2 + Cu0 Eº = 0.34 + 0.44 = 0.78 V

Aquí, el potencial resultante de la suma de los potenciales de ambassemireacciones es positivo ( Eº = 0.78 V ), lo que relaciona con un cambio deenergía negativo. Por lo tanto, la reacción redox (suma de las dos

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semireacciones) ocurre naturalmente de izquierda a derecha, es decir, el cobredisuelto en solución Cu+2 se reduce a cobre sólido Cu0 sobre el fierro, mientrasque el fierro sólido Fe0 se solubiliza pasando a la solución como fe+2.

En cambio, la depositación del fierro con chatarra de cobre no ocurre en formanatural, dado que el cambio de energía es negativo:

Cu0 = Cu+2 + 2e- Eº= -0.34 VFe+2 + 2e- = Fe0 Eº = -0.44 V

Fe+2 + Cu0 = Cu+2 + Fe0 Eº = -0.34 - 0.44 = - 0.78 V

En el caso de la semireacción de oxidación del cobre, su potencial de electrodoestándar es de -0.337 Volt (ENH).

Cu0(sólido) = Cu+2

(en solución) + 2e- Eº (ENH) = -0.337 Volt.

Esto quiere decir que el cobre tiende a mantenerse como Cu0 y difícilmentelogra oxidarse a Cu+2, salvo que se imponga una energía externa (no natural)que cambie el signo del potencial de la reacción global.

Para el caso de la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno es Eº de lasemireacción es de -1.23 volt (ENH).

H2O (liquido) = ½ O2 (gas) + 2H+ + 2e- Eº (ENH) = -1.23 Volt.

Al igual que en el caso del cobre, el agua es estable y difícilmente reaccionaráen el sentido de descomponerse en hidrógeno y oxígeno.

Si sumamos las reacciones del cobre y del agua, pueden obtenerse lossiguientes dos casos:

Primer caso: El cobre metálico oxidándose y el agua reduciéndose.

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Cu0(sólido) = Cu+2

(en solución) + 2e- Eº (ENH) = -0.337 Volt.½ O2 (gas) + 2H+ + 2e- = H2O (liquido) Eº (ENH) = +1.23 Volt.

Cu0(sólido) + ½ O2 (gas) + 2H+ = Cu+2

(en solución) + H2O (liquido) Eº(ENH) = +0.893 V

Este valor de E = +0.893 V indica que esta reacción ocurre espontáneamentede izquierda a derecha.

Segundo caso: El cobre iónico reduciéndose y el agua oxidándose.

Cu+2(en solución) + 2e- = Cu0

(sólido) Eº (ENH) = +0.337 Volt. H2O (liquido) = ½ O2 (gas) + 2H+ + 2e- Eº (ENH) = -1.23 Volt.

Cu+2(en solución) + H2O (liquido) = Cu0

(sólido) + ½ O2 (gas) + 2H+ Eº(ENH) = -0.893 V

El valor de E = -0.893 V indica que esta reacción no es posible que ocurra deizquierda a derecha, es decir, el cobre disuelto en agua no se reduceespontáneamente a cobre metálico, sino que éste permanecerá disuelto en elagua. Llevar este cobre disuelto en agua a cobre metálico requiere aportarexternamente una energía superior a 0.893 V, de manera de cambiar el valordel signo de E. De este manera sería energéticamente posible la reacción en ladirección de izquierda a derecha. En la práctica, el que una reacción tenga unvalor de E negativo no implicará que ocurra de manera inmediata, dado queademás se requieren condiciones cinéticas favorables. Un valor de E negativosólo implica que la reacción es energéticamente posible en la dirección deizquierda a derecha, pero no da cuanta del tiempo necesario para que ocurra.Por el contrario, un valor de E positivo implica que la reacción no ocurrirá en ladirección de izquierda a derecha.

2.5 Ecuación de Nernst.

Como se mencionó, cuando el potencial de electrodo (o metal) es medido enotras condiciones de concentración y temperatura de la solución en que estásumergido, recibe el nombre de potencial de electrodo y se denota por Eh. Suvalor se calcula a partir de la ecuación de Nernst:

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Donde,R = constante de los gases = 8.31441 joule/gradoT = temperatura absoluta, expresada en grados Kelvin.F = constante de Faraday = 96500 coulomb/equivalentesn = número de electrones que son transferidos en la reacción REDOX. Tambiénse le conoce como número de equivalentes.[Mn+] = concentración molar (moles/litros solución) del catión M, con n cargas

positivas.Nota: Moles = masa (gramos) / peso molecular (gramos/mol)

2.6 Diagramas de Pourbaix

Si en la solución en la que está sumergido el electrodo existe ácido libre H+(también llamados protones), el potencial Eh dependerá del pH de la solución.

En general, la dependencia del potencial de electrodo con el pH puedeobservarse directamente a través de los llamados “Diagramas de Pourbaix” otambién llamados “Diagramas potencial – pH”.

Estos diagramas representan campos de estabilidad energética de distintoselementos, pasado por ambientes ácidos a básicos y de ambientes reductores oambientes oxidantes. Las líneas representan equilibrios energéticos entre lasespecies formadas por el metal en solución a una concentración y temperaturaestándar.

En general, una línea horizontal en el diagrama de Pourbaix implicará unasemireacción cuyo potencial Eº no depende el pH. Una línea vertical en eldiagrama implicará que el pH de la solución no depende del potencial Eº de lasolución. Una línea oblicua en el diagrama implica que el potencial Eh dependede potencial de referencia Eº y del pH de la solución.

nF

RT E Eh M

n+

−=ln

º

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Por ejemplo, el diagrama de Pourbaix del fierro se representa de la siguientemanera (ver Fig. nº2-3).

Donde:Ecuación 1 : Fe+2 + 2e- = Fe0, Eº=-0.44 volt

Ecuación 2 : Fe+3 + e- = Fe+2, Eº=+0.77 volt

Ecuación 3 : Fe(OH)2 = Fe+2 + 2OH-, pH = 6.6

Ecuación 4 : Fe(OH)3 = Fe+3 + 3OH-, pH = 1.5

Ecuación 5 : Fe(OH)3 + 3H+ + e- = Fe+2 + 3H2O, Eh=Eº-0.1773 (pH-1.5) volt

Fig. nº2-3: Diagrama de Pourbaix del sistema Fierro – agua, a 25ºC.

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Ecuación 6 : Fe(OH)2 + 2H+ + 2e- = Fe + 2H2O, Eh=Eº-0.0591(pH-6.6) volt

Ecuación 7 : Fe(OH)3 + H+ + e- = Fe(OH)2 + H2O, Eh=Eº-0.0591(pH-6.6) volt

El punto rojo esquematizado en el diagrama de Pourbaix (Fig. nº1-7),representa un ambiente cuyo pH = 7.0 y potencial Eh = 0.35 volt. En estascondiciones, el fierro es estable como Fe(OH)3 (sólido). Si se avanza hacia laizquierda del diagrama, es decir, se aumenta la acidez (o se baja el pH) de lasolución o ambiente en el que está presente el fierro –por ejemplo, hasta elcuadrado rojo - , el Fe(OH)3 dejará de ser estable y se originará otrocompuesto del fierro que bajo estas nuevas condiciones de pH y Eh es másestable. En este caso se formará Fe+2. En otras palabras, esto significa que sise agrega ácido a una solución de pH 7.0 y Eh = 0.35 volt que contiene Fe(OH)3

sólido, éste se disolverá generando Fe+2 (disuelto).disolverá generando Fe+2

(disuelto).

2.7 Reacción REDOX en electroobtención.

En el proceso de electroobtención se dan reacciones REDOX no espontáneas,pues requieren de energía externa para que ocurran en la dirección deseada.Por ejemplo, la semireacción que caracteriza la depositación del cobre disueltoen un electrolito conductor sobre el cátodo de acero o sobre la lámina inicial decobre es:

Esta es una semireacción, en este caso de reducción. El ion cuproso Cu +2 recibe

dos electrones reduciéndose a Cu0.

Como contraparte, para mantener un equilibrio de cargas eléctricas, se originala siguiente semireacción de oxidación, sobre el ánodo de plomo.

Cu+2(en solución) + 2e- = Cu0

(sólido)

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Luego, reemplazando en la ecuación de la ley de Faraday, para:

t= 96493.5 segundos.I = 1 ampere.

w = PM / n = 1resulta:

Luego se define como constante de Faraday a F = 96493.5 (ampere * segundo

/ equivalente). En general el valor de F se redondea a F = 96500.

Como 1 coulomb = 1 ampere * 1 segundo, F también se puede escribir como:

F = 96500 (coulomb / segundo)

Luego, la expresión para la Ley de Faraday puede escribirse como:

2.9 Eficiencia de corriente.

La ecuación anterior supone un cien por ciento de eficiencia en el uso de la

corriente. Sin embargo, en la práctica no sucede esta situación ideal. Siempreexiste un cierto porcentaje de electrones que se ocupa en la depositación dealguna otra especie, en la descomposición del agua o en la depositación delmismo cobre que se ha redisuelto desde el cátodo.

F k

15.964931

==

F n

PM t I w

*

**=

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En los casos anteriores existe un desmedro de la eficiencia de corrienterespecto de la menor depositación del elemento principal por el consumoadicional de corriente. Sin embargo, existen interacciones de componentes del

ánodo con el electrolito que aumentan la eficiencia de corriente a valoressuperiores al cien por ciento. Esto ocurre en el proceso de electrorefinación enla que el oxido de cobre Cu2O contenido en los ánodos de cobre provenientesde fundición se disuelve químicamente en el electrolito y luego de depositaelectroquímicamente en el cátodo.

Por lo tanto, la relación entre el peso que efectivamente se deposita versus loque teóricamente se debió depositar es lo que se llama “factor de eficiencia decorriente” y que se denota por η. El valor de η se expresa en tanto por ciento.

La expresión para la ley de Faraday, incorporando el factor de eficiencia decorriente, toma la siguiente forma:

2.10 Sobrevoltaje.

La diferencia entre el voltaje de un electrodo al cual ocurre eldesprendimiento de gases y el potencial teórico reversible (de equilibrio) parala misma solución se conoce como sobrevoltaje. El sobrevoltaje es un voltaje enexceso al valor reversible (de equilibrio) que debe aplicarse al electrodo, de talmanera de provocar una descarga de iones.Por ejemplo, para provocar el desprendimiento de oxígeno a partir del agua no

basta con el potencial teórico reversible Eº o Eh (si es a una concentración ytemperatura diferente de la estándar), ya que este valor solo representa unasituación de equilibrio en condiciones estándar, sin transferencia neta decorriente. Por lo tanto, se debe aplicar un pequeño voltaje adicional. Estogarantiza un desprendimiento continuo de oxígeno. Pero, el sobrevoltaje aaplicar depende de algunos factores. Por ejemplo, para desprender oxígenosobre un electrodo de platino negro se requiere un sobrevoltaje de 0.25 volt,

η **

**

F n

PM t I w =

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mientras que sobre un electrodo de plomo se requieren 0.31 volt. Otro ejemploes el desprendimiento de hidrógeno sobre el mismo electrodo de platino negro.Este requiere un sobrevoltaje de 0.00 volt, mientras que sobre un electrodode plomo se requiere 0.64 volt.

En general, el valor del sobrevoltaje dependerá de:

De la morfología de la superficie. Superficies rugosas requieren menorsobrevoltaje que superficies lisas.

La agitación disminuye el sobrevoltaje necesario. La presencia de impurezas disminuye el sobrevoltaje. El aumento de la temperatura disminuye el sobrevoltaje. La presencia de coloides aumenta el sobrevoltaje. Aumento en la densidad de corriente tiende a aumentar el sobrevoltaje.

En el caso de la electroobtención de cobre, se tiene que junto a la depositaciónde cobre en el cátodo ocurre la descomposición del agua en el ánodo.

En el cátodo:Cu+2

(en solución) + 2e- = Cu0(sólido) Eº = +0.34 V

En el ánodo:

H2O (liquido) = ½ O2 (gas) + 2H+ + 2e- Eº = -1.23 V

Reacción global en la celda de electrólisis:

Cu+2(en solución) + H2O (liquido) = Cu0

(sólido) + ½ O2 (gas) + 2H+ Eº = -0.89 V

El signo negativo indica que la reacción ocurre espontáneamente de derecha aizquierda, bajo condiciones estándar de concentración y temperatura (1 molar y 25ºC). Al potencial Eº = -0.89 volt existe un equilibrio energético y no existetransferencia neta de corriente. En la practica, las concentraciones y

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temperaturas son distintas a las estándar. Si se considera una concentraciónde cobre de 0.1 M (unos 6.4 g/l de Cu+2) y de ácido de 1 M (unos 100 g/l deH2SO4) a 45ºC, el E de la reacción es de E = -0.92 volt.El valor del potencial sigue siendo negativo y un poco mayor en valor absoluto.

Con este valor de potencial, la reacción aún ocurre espontáneamente dederecha a izquierda, es decir, el cobre se disuelve. La reacción que se desea esen el sentido contrario, es decir, que el cobre disuelto se reduzca y deposite.Lo anterior requiere de una fuerza externa que se le oponga. Esta fuerzaeléctrica externa debe ser de signo opuesto, esto es E= +0.92 volt. Una fuerzaeléctrica externa con este valor y signo impide la disolución del cobre. Estoexplica porqué en una nave electrolítica, una cantidad importante de corrientefluye en dirección opuesta cuando se desenergiza el sistema, con laconsiguiente disolución de los cátodos de cobre.

Sin embargo en la practica se requiere de un potencial algo mayor al +0.92 voltcalculado.

Sobrepotencial catódico.

Como se mencionó anteriormente, los procesos electrolíticos requieren de uncierto sobrevoltaje para lograr su ocurrencia. En el caso del cátodo, estesobrepotencial se explica porque sobre su superficie existe una gran demandapor iones metálicos para reducirse. La agitación ayuda a reducir estesobrepotencial requerido. En el caso de la electroobtención de cobre, lossobrepotenciales en el cátodo de acero para la reducción del cobre van entrelos 0.05 y 0.1 volt.

Sobrepotencial anódico.

Al igual que en el caso del cátodo, en el ánodo también se requiere de un

sobrevoltaje para la ocurrencia de la reacción anódica de disociación del agua yla liberación irreversible de oxígeno. En general, existe una resistencia naturala la nucleación de una molécula de gas oxígeno sobre un electrodo metálico. Laagitación contribuye a bajar el sobrepotencial requerido para esta nucleación.

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En el caso particular del ánodo de plomo usado en los procesos deelectroobtención en medio acuoso acidulado, es uno de los que requieren demayor sobrevoltaje, llegando en ocasiones a valores cercanos a 1 volt. En lapractica, para disminuir este requerimiento se utilizan aditivos. El sulfato de

cobalto no solo disminuye la corrosión del plomo en el ánodo, sino que baja elsobrepotencial hasta en 0.1 volt. El efecto del sulfato de cobalto y del tipo deelectrodo en el valor del sobrepotencial, se puede observar en la Fig. nº2-5.

Por lo tanto, la incorporación de un ánodo perfeccionado respecto delrecubrimiento con algún oxido catalítico, pudiera bajar aún más elsobrepotencial requerido para la descomposición del agua. En general, elsobrepotencial anódico habitual en los procesos de electroobtención de cobre

es de unos 0.65 volt.

Fig. 2-5: Influencia de cobalto sobre el potencial anódico.

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2.11 Circuito eléctrico equivalente.

Existen resistencias eléctricas que hacen necesario aplicar un sobrevoltaje alos electrodos y en general al circuito de electroobtención para lograr las

reacciones electroquímicas en la dirección deseada: Sobrevoltaje catódico ysobrevoltaje anódico.Por lo anterior, se puede pensar que una celda electrolítica en la que estánsumergidos los electrodos, uno actuando como cátodo - sobre el que sedeposita el cobre- y otro actuando como ánodo - donde se descompone el agua- pueden ser representados a través de un circuito eléctrico. Estarepresentación permite aplicar la metodología de calculo aplicada en circuitoseléctricos convencionales y las leyes que los rigen.

Resistencia ohmica en el electrolito.

En los metales, la corriente eléctrica se debe al movimiento de los electrones.En las soluciones, llamadas electrolitos, son los iones los que conducen lacorriente eléctrica. Sin embargo, no todas las soluciones conducen laelectricidad: por ejemplo, las soluciones llamadas no-electrolitos.El aumento de temperatura o el aumento de la dilución, pueden aumentar lavelocidad con que se mueven los iones en una solución de electrolito,aumentando así su conductividad.Por lo tanto, en forma similar a los conductores metálicos (alambres, etc.), lassoluciones obedecen a la Ley de Ohm.

E = I * R

Donde:E = fuerza electromotriz aplicada, expresada en volt (V).I = intensidad de corriente, expresada en amperes (A).R = resistencia eléctrica, expresada en Ohm (Ω).

O bien,

C = C` * a

Donde:

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C = conductancia, (1/Ω)C`= conductibidad específica (1/Ω cm)A = área de la sección transversal del conductor (cm2).

La conductividad específica es una medida de la capacidad conductora de lasolución (iones).

Por ejemplo, la conductividad específica de las soluciones de lixiviación de altaconcentración es de 0.2 (1/Ω cm), electrolito de SX-EW es de 0.6 (1/Ω cm) yde electrolito de electrorefinación es de 0.7 (1/Ω cm).

Resumiendo, se puede decir que la conductividad del electrolito de EW, Aumenta con aumentos de temperatura. Aumenta por dilución. Aumenta por la presencia de iones de ácido libre, H+ (iones más pequeños). Disminuye por aumentos en la concentración del metal disuelto (Cu+2). Sin

embargo, la calidad del depósito disminuye con disminuciones de laconcentración del metal.

Luego, el potencial necesario para vencer la resistencia ohmica del electrolitovaría entre 0.15 a 0.25 volt. Este valor depende también de la densidad decorriente aplicada.

La dependencia gráfica de estas variables puede observarse en la Fig. nº 2-6:

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Resistencia ohmica en los contactos.

Los contactos físicos entre las barras conductoras, barras distribuidorasinterceldas, apoyos de cátodos y ánodos, contacto entre la barra de cobre y lade acero o la de plomo (soldadura), etc., representan otra fuente deresistencia eléctrica, la que puede minimizarse mediante aseo para mejorar elcontacto, pero que no desaparece. En general, el voltaje necesario para vencereste tipo de resistencia puede llegar a ser 0.3 volt, pero en general semantiene en 0.15 volt.

Por lo tanto, si sumamos los potenciales más todos los sobrepotenciales,tenemos:

Potencial de reacción: 0.92 volt.Sobrepotencial catódico: 0.05 volt.

Fig. nº2-6: Efecto de la temperatura y densidad de corriente.

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Sobrepotencial anódico: 0.65 volt.Potencial por resistencia ohmica de electrolito = 0.20 volt.Potencial por resistencia de contactos = 0.15 volt.

Potencial total a aplicar en un proceso de electroobtención es de 1.90 voltaproximadamente.

A continuación se representa el circuito eléctrico de una celda de electrólisis(Fig. nº2-7).

2.12 Configuración del circuito en naves de electroobtención.

La corriente continua que alimenta a la planta de electroobtención es elproducto de la rectificación de corriente alterna suministrada por las plantasde alta tensión. Normalmente las planta usan transformadores – rectificadorespara suministrar los requerimientos de la electrólisis. Las conexioneseléctricas consideran el uso de barras conductoras eléctricas (buss bars) de

Resistencia delelectrolito

Resistenciadel ánodo

Resistenciadel cátodo

Resistencia delos contactos

Resistencia dela reacción reversible

Voltaje de la celdaelectrolítica = 1.90 volt

- +

Fig. nº 2-7: Representación de las resistencias eléctricas de unacelda de electrólisis en un circuito eléctrico.

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cobre, de sección triangular (Ejemplo: Unidad de Electrodepositación enChuquicamata: Fig. nº2-8) o circular (Ejemplo: Nave de Electroobtencón deSCM El Abra), aperadas y con distanciadores para lograr una circulacióninterna de aire como acción refrigerante.

La conexión eléctrica busca minimizarse. Es por ello que las celdas se conectanen serie y así solo se requiere una conexión en los extremos del banco deceldas. Si existe otro banco al lado, la conexión se minimiza al conectar eltermino del primer banco de celdas con el termino del segundo banco paralelo.

Este tipo de conexión eléctrica se muestra a continuación (Fig. nº2-9).

Fig. nº 2-8: Buss bars triangular.

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A su vez, la conexión eléctrica entre las celdas de un banco es en serie,generalmente mediante una barra triangular la que además sirve de contactoeléctrico sirve de apoyo para los ánodos de una celda y para los cátodos de lacelda contigua.

Los cátodos de un lado (y también los ánodos de la celda contigua) están todosconectados en paralelo a través de la barra de contacto, por lo que sí existeuno aislado, aumenta la corriente en los demás. El aumento de la densidad decorriente favorece el crecimiento localizado del depósito en forma dedendritas. Esto se traduce en cortocircuitos, los que además de aumentar latemperatura en las barras eléctricas, generan contaminación catódica porcontacto con el electrodo de plomo contactado.En la Fig. nº2-10 se muestra la conexión eléctrica de una celda con electrodosen paralelo. También muestra la circulación de corriente de ánodo a cátodo a

través del electrolito por medio del movimiento de iones y de la circulación delos electrones a través de las barras eléctricas.

Fig. nº2-9: Conexión eléctrica de bancos de celdas de electrólisis atranfo-rectificador.

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2.13 Nucleación y crecimiento del deposito catódico

La formación del depósito sobre el electrodo tiene su origen en un proceso denucleación y en el crecimiento de estos núcleos. La generación de núcleos sedará de acuerdo a ciertas condiciones energéticas. Al igual que en un vaso devidrio que contiene una bebida, en el que existe nucleación de burbujas ensitios preferenciales de las paredes del vaso también existe nucleación decobre sobre la plancha de acero inoxidable. La burbuja una vez que ha nucleadodesde un lugar que tiene la suficiente energía disponible, crece en el tiempo

por incorporación de gas solubilizado en el líquido en ella. Si se observadetenidamente un vaso de bebida se notará que las burbujas crecen a medidaque suben hacia la superficie del liquido. De manera parecida, el depósito decobre crecerá en el tiempo, pero no lo hará espontáneamente como en el casode la burbuja del vaso de bebida, sino debido al suministro de energía eléctricaexterna en los electrodos (cátodos permanentes de acero o laminas iniciales decobre).

Fig. nº2-10: Conexión eléctrica entre electrodos en una celda de electrólisis.

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• Nivelantes.• Abrillantadores.• Reguladores del tamaño de grano.

Los nivelantes redistribuyen el voltaje sobre la superficie catódicas.Los abrillantadores mejoran la presentación del depósito.Los reguladores del tamaño de grano mejoran las condiciones energéticas,logrando tasas de nucleación y crecimiento especificas.

Estos tres aditivos deben ser evaluados antes de proceder con suincorporación en plantas, dado que pueden afectar el proceso anterior, como esel de extracción por solventes (SX). En SX, la presencia de algunos aditivosafectan negativamente la separación de fases y con ello aumentan losarrastres, etc.

2.15 Electrodos en electroobtención.

El proceso de electrólisis involucra la transferencia de electrones, es decir,existe movimiento de cargas eléctricas, desde un polo de más alta energía aotro de más baja energía. En el caso de la electroobtención del cobre, elmovimiento de electrones es inducido externamente a través de una fuente depoder llamada tranfo-rectificador, el cual genera una diferencia de potencialentre los electrodos ubicados al interior de la celda de electrólisis. Sobreestos electrodos ocurren las reacciones de reducción y oxidación necesariaspara lograr la transferencia de electrones. Sin embargo, no todos loselectrodos poseen las misma características físicas y eléctricas que permitenque un proceso industrial de electro-obtención sea económicamentesustentable.

El proceso de electroobtención es aplicado a numerosos metales, según se

muestra en la Tabla nº2-2.

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M etal E lec trolito T ºC pH A nod o C atod o

Volta je de

celda, volt

Requer imiento

energét ico,

K W h /k g .

Ef ic iencia de

corr iente

A n tim on io N aO H +N a2 S 5 0 ac er o 2 .5 -3 .0

C ad m io S u lfato 2 5 P b-A g alum in io 2 .5 -2 .7 1 .3 93

C ob alto S u lfato 5 0 7 P b -S b -A g ac . Inox. 5 .0 6 .5 85

C ob alto S u lfato 6 5 1 .5 ac ero 75

C ob re S u lfato 5 0 0 .8 P b-C a-S n ac . In ox. 2 .0 2 .0 90

C rom o S u lfato 5 0 P b-A g ac . Inox. 4 .2 18 .9 45

G alio N aO H ac . In ox.

M an gan es o S u lfato 7 .2 P b-A g ac . Inox. 5 .1 8 .5 60

N iqu el S u lfato 6 5 3 .5 P b-S b n iqu el 3 .4 3 .7 94

O ro S u lfato 75 11 ac ero lan a ac . 3 .0

P lata S u lfato p lata

T elu ro N aO H 4 5 ac ero ac . Inox.

Z inc S u lfato 35 6 P b-A g alum in io 3 .4 3 .3 90

Z inc N aO H ac . In ox.

En electrolitos de ácido sulfúrico y sulfato se pueden utilizar ánodos dealeación de plomo. Por ejemplo, algunas aleaciones posibles son:

Pb-SbPb-Sb-AgPb-CaPb-Ca-SnPb-Sr, etc.

Esto tipo de ánodos permite la descomposición del agua, según la reacción deoxidación:

H2O = ½ O2 + 2H+ + 2e-

El plomo en estas soluciones se corroe y se oxida, formando una capa exteriorde β-PbO2. La reacción es:

Pb + O2 = PbO2

Tabla nº2-2: Tipos de metales de electrodos y requerimientos energéticos.

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Sin embargo, antes que el plomo se transforme en β-PbO2, pasa por distintasoxidaciones. Al colocar un ánodo nuevo en una celda electrolítica de EW,primero formará PbSO4 recubriendo su superficie de Pb. A medida que seaplica corriente en el ánodo, el PbSO4 pasará a PbO, luego a Pb(OH)2 y

finalmente a PbO2.Lo deseable para operar en una planta de EW son los ánodos de plomocubiertos con una capa de β-PbO2, dadas sus buenas características deconductor eléctrico. Esta capa es adherente al sustrato de plomo y suproducto de corrosión es del tipo placa de color negruzco, el que tiende adecantar en el fondo de las celdas de electrólisis sin aumentar mayormente lacontaminación catódica.

En la figura nº2-11, el oxido de plomo α-PbO2, constituye un problema, dado quees un óxido no conductor, poco adherente al sustrato de Pb y su producto decorrosión fino y lamoso de color café es de difícil decantación. Su aparición sepromueve frente a voltajes de celda superiores a 2.0 volt.

Las especificaciones técnicas usuales indican que los contenidos máximos deelementos de una aleación Pb-Ca-Sn – elementos básicos del ánodo de plomo -

Fig. nº2-11: Capa de óxidos de plomo sobre un electrodo de plomo.

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para electroobtención, deben cumplir con los valores mostrados en la Tablanº2-3.

Elementos Máximo, %

Ca Entre 0.045-0.075Sn/Ca 16:1 a 40:1 (25:1)Sn 1 a 1.8Al 0.020Ag 0.002Bi 0.005Sb 0.002As 0.001Fe 0.001

Ni 0.001Cu 0.003Zn 0.002

Por otro lado, los cátodos son normalmente de un material distinto al metal adepositar y son llamados cátodos permanentes. En los procesos de EW se ha

masificado el uso de cátodos de acero inoxidable 316 L. En el caso deChuquicamata, esta tecnología ha sido adoptada en los circuitos E y F. Laincorporación de esta tecnología ha eliminado la necesidad de otras etapas derefinación para la obtención de láminas iniciales o de partida. Sin embargo,existen todavía procesos que ocupan como cátodos una lámina inicial del mismometal a depositar. Un ejemplo de esto último lo constituye el proceso deelectrodepositación de cobre en los circuitos A, B, C y D de la naveelectrolítica de Chuquicamata.

2.16 Efecto de las impurezas en electroobtención.

Efecto del ion cloruro.

El ion cloruro tiene efectos diversos sobre el proceso de electroobtención y suproducto final, los cátodos de cobre.

Tabla nº2-3: Concentración de elementosen la aleación de ánodos de Pb-Ca-Sn.

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Contaminación del cuerpo del cátodo de cobre.

La contaminación del cuerpo y asas del cátodo de cobre puede ser por:a) Reacción electroquímica. Como el cuerpo del cátodo tiene carga eléctrica

negativa y en el electrolito, el cobre en presencia de cloruro está a laforma de CuCl+, ésta especie tiende a unirse a cuerpo de cátodo decobre, formando CuCl (sólido) de color verde negruzca.

b) Reacción química. El cobre con carga eléctrica positiva disuelto en elelectrolito reacciona con el cloruro también disuelto en el electrolito,pero con carga eléctrica negativa, formando el precipitado de CuCl.

c) Por una reacción química heterogénea, es decir, donde intervienen elcátodo de cobre con el cloruro disuelto, el oxígeno y el hidrógeno(generado por la descomposición química del agua), formando elprecipitado CuClx2H2O.

Contamina las asas de las láminas iniciales.La contaminación de las asas de cátodo de cobre se produce por unmecanismo parecido a los anteriores. Sin embargo, es el cloro (gas) el quereacciona con las asas de cobre formando el CuCl.

Provoca corrosión del ánodo insoluble.El ion cloruro provoca problemas de corrosión en el ánodo de plomo.El ánodo de plomo se caracteriza por tener una capa protectora de oxido deplomo alfa, el que se denota por PbO2-α. Esta capa es protegida por laexistencia de un voltaje sobre el ánodo, denominado potencial. Sin embargo,en la interfase ánodo-aire-electrolito, este potencial es menor que en elcuerpo, lo que supone una capa más delgada de PbO2, lo que permite que el

cloruro en el electrolito ataque esta zona, incrustándose en la estructurade ánodo, provocando el deterioro o corrosión. Por ejemplo, en algunoscasos, concentraciones menores a 30 ppm de cloruro permiten una vida útildel ánodo de plomo entre 5 y 6 años, mientras que concentraciones porsobre 40 ppm disminuyen la vida útil entre 4 y 5 años.

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Efectos sobre el electrolito.Luego, existen varios métodos para controlar y eliminar el cloruro del proceso,pero sólo hasta un valor crítico, por cuanto el cloruro también tiene un efectopositivo sobre la depositación del cobre. Una concentración adecuada de

cloruro en el electrolito (generalmente entre 15 a 25 p.p.m.) actúa como unafinador del deposito o afinador de grano, es decir, favorece la formación deuna cátodos más compacto, con granos de cobre más pequeños.

Control y eliminación del cloruro desde el electrolito.Existen varios métodos para eliminar, o, por lo menos, para bajar suconcentración en el electrolito de una nave de electroobrtención. Acontinuación se presentan algunas alternativas.a) Mediante dilución.b) Equipos de filtración.c) Mediante el uso de reactivos.d) Mediante aumentos en la densidad de corriente.

Desarrollo:

a) Mediante dilución.Este método considera bajar la concentración de cloruro disuelto en la soluciónPLS que alimenta a la planta de extracción por solventes, mediante la adiciónde agua con bajo contenido de cloruro disuelto, proveniente de una planta deosmosis inversa. Esta agua se caracteriza por su pureza dada la mínimacantidad de sales disueltas en ella. La adición de agua debe considerar ladisponibilidad de la misma y la concentración de cobre resultante, de talmanera de no afectar los estándares del proceso.

b) Equipos de filtración.Una herramienta poderosa para impedir el paso de cloruro hacia la etapa deelectroobtención (EO), es el uso de equipos de filtración del orgánico cargado.En Chuquicamata se utilizan los coalescedores que retienen los arrastres desolución acuosa, evitando que las impurezas allí contenidas se mezclen con lasolución spent que viene de electroobtención.

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c) Mediante el uso de reactivos.

Adición de un oxidante enérgico.Se utiliza agua oxigenada (H2O2), para transformar el cloruro disuelto en

cloro gaseoso, según la reacción:

2Cl- + H2O2 (liq) + 2H+ = Cl2 (gas) + 2 H2O (liq)

Permanganato (MnO4-).

MnO4- + 5Cl- + 8H+ = 2.5Cl2 (gas) + Mn++ + 4H2O(liq)

Acido de caro (H2SO5).

Ozono (O3). El ozono O3(gas) reacciona en soluciones ácidas oxidando elcloruro, transformándolo en cloro, Cl2 (gas).

Adición de un agente precipitante. Se utiliza cobre metálico para formar elprecipitado CuCl o sulfato argentoso para formar el precipitado AgCl(cloruro de plata).

Efecto del fierro disuelto.

El fierro en solución puede ser arrastrado desde la etapa de SX al electrolitorico que ingresa a la planta de electroobtención. Sin embargo, dada la actualselectibidad de los extractantes utilizados, su traspaso es limitado. Un gráficoclásico de esta selectividad es el determinado para el LIX 64N (Fig. nº2-13).

En él se observa que para el pH de trabajo en una planta de SX (pH = 1.5) elextractante es muy selectivo respecto de atrapar sólo el cobre en solución(Cúprico) por sobre el fierro disuelto (férrico). Las concentraciones de fierroen el electrolito fluctúan entre 0.2 a 1.2 gpl.

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En general, la presencia de fierro afecta los parámetros operacionales, pero nola calidad catódica. Uno de los parámetros operacionales afectados por lapresencia de fierro es la eficiencia de corriente.

Como se puede apreciar en las siguientes gráficas, el fierro disuelto como ionférrico se reduce primeramente sobre el cátodo consumiendo la corriente,antes que el cobre (ver Fig. nº2-14). Sólo una vez que se ha alcanzado el valorde densidad de corriente límite del férrico (corriente que satura la reacciónde reducción del férrico, es decir, el férrico no alcanza a consumir la corriente

y por lo tanto queda disponible para otros iones, por ejemplo, el cúprico)comienza a reducirse el cúprico, vale decir, comienza la depositación de cobre.Luego, a mayores densidades de corriente, mayor en la eficiencia de corriente(ver Fig. nº2-15). Sin embargo, el aumento de corriente y paralelamente delvoltaje, solo debe ser hasta que se alcance el valor de saturación de lareducción del cobre (densidad de corriente límite del cobre), pues valores

pH

Concentracióndel metal engpl

1

2

1 2 3 4 5

Fig. nº2-13: Selectividad del extractante LIX 64N en función del pH.

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superiores implican aumentos de voltaje que catalizan otras reacciones queconsumirán la corriente disponible.

Volt

isuma = iférrico + icúprico

Rango de

densidadesde corriente

para EW

convencional.

º - :

Fig. nº2-15: Efecto de la concentración de férrico sobre la eficiencia de corriente.

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Sobre el cátodo y ánodo ocurre la siguiente reacción:

Cátodo: Fe+3 + e- = Fe+2

Anodo: Fe+2 = Fe+3 + e-

En el cátodo, el férrico logra su reducción mediante una acción corrosiva sobreel cobre depositado o bien sobre las orejas de los cátodos tradicionales. Por lotanto, se prefiere la presencia de ferroso a férrico en solución.

Cátodo: 2Fe+3 + Cu = 2Fe+2 + Cu+2

Tanto el ferroso como el férrico deben difundir (acercarse) hasta el electrodopara lograr la reacción de transferencia de electrones. Sin embargo, cada unolo hace a una velocidad distinta. Por ejemplo, una medida de esta velocidad deacercamiento puede ilustrarse a través de los coeficientes de difusión, D. A45ºC, los valores medidos son:

D Fe+2 = 9.12 x 10-6 cm2/seg.D Fe+3 = 5.78 x 10-7 cm2/seg.

Esta diferencia de velocidades explica la superior concentración de férricosobre el ferroso, dado que el ferroso logra oxidarse con más rapidez.

El aumento en la concentración del ion férrico trae consigo un incremento delpotencial del electrolito. Este aumento repercute negativamente sobre lacalidad del extractante de SX, al momento del contacto con el spent en laetapa de re-extracción.

En la practica, el control sobre el ion férrico se realiza mediante la utilizaciónde una torre reductora con chatarra de cobre. También se ejercen controles através de purgas de electrolito.

Por otro lado, la presencia de fierro en el cátodo de cobre puede deberse a unproblema de oclusión (atrapamiento) de electrolito y posterior mal lavado.Electroquímicamente no se debe esperar la depositación de fierro sobre elelectrodo. Otra fuente de fierro en el cátodo de cobre es el uso deherramientas y sus virutas.

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Sin embargo, la presencia de fierro también tiene un efecto positivo.Concentraciones entre 1.0 a 1.5 gpl permiten una acción corrosiva sobre eldepósito mejorando su homogeneidad. De ahí que en algunas oportunidades seahasta deseable la presencia de fierro, el que además permite mantener bajo

control a otros contaminantes, como lo es el manganeso.

Efecto del azufre.

El azufre es una impureza recurrente en electroobtención. Su aparición en loscátodos de cobre depende de:

Incorrecta operación de lavado: es recomendable una temperatura del aguade lavado entre 70 y 80ºC para la remoción del electrolito y de una etapade prelavado y otra de lavado final.

Baja temperatura del electrolito: de acuerdo con resultadosexperimentales, un aumento en la temperatura del electrolito implica unadisminución en el contenido de azufre en los cátodos de cobre.

Adición de aditivos afinadores del grano: éstos permiten disminuir laoclusión (atrapamiento) de electrolito en el cátodo de cobre.

Bajas concentraciones de cobre en el spent. Este efecto es importantesobre la calidad del depósito, pero es menos relevante que el efecto de latemperatura. Se recomienda una concentración de cobre en el spentsuperior a 38 gpl.

Sobretensión catódica. El aumento de la sobretención catódica puedeprovocar la reducción del ácido libre, H+ (pérdida de acidez), sobre elcátodo y con ello la precipitación de sulfatos.

Efecto del plomo.

El plomo constituye un importante elemento que afecta negativamente la

calidad del cátodo de cobre. La presencia de plomo en el cátodo de cobre espor incorporación externa y no por una reacción de depositación. Su origentiene lugar en el uso de ánodos de plomo en EW.Los mecanismos de contaminación pueden ser los siguientes:

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1. Desprendimiento de productos de corrosión del ánodo de plomo, a laforma de polvo granular o de laminillas. Este mecanismo decontaminación de debe a:• Tensionamiento de capas que favorecen la exfoliación.

• Formación del óxido α-PbO2, en vez del β-PbO2. Como se mencionóanteriormente, el α-PbO2 es un óxido poco adherente a la matriz deplomo, situación que favorece su desprendimiento.

• Cambios bruscos de corriente.• Cortes de energía.• Operar con voltaje en el ánodo inferior a 1.66 volt.• Presencia de impurezas como el manganeso y falta de cobalto como

aditivo.

2. Por cortocircuitos. El cortocircuito de contaminación se produce porcontacto entre el cátodo y el ánodo de plomo. Este mecanismo decontaminación se debe a:• Pérdida de verticalidad de ánodos o de cátodos.• Nodulación excesiva.• Incorrecto uso del marco cortocircuitador.

3. Por corrosión interfacial del ánodo de plomo. Este tiene su origen en:• Presencia de orgánico superficial en EW.• Empleo de esferas antinebulizantes o de lonas para contención de

neblina ácida.• Presencia de agentes oxidantes.

En general, la presencia de plomo se manifiesta en pequeños puntos de colornegro o bien en laminillas depositadas preferentemente en las zonas inferioresdel cátodo de cobre. Parte del tratamiento de eliminación considera la abrasióncon escobillas metálicas.

Efecto del manganeso.

El manganeso ha sido identificado como el responsable del deterioro del filmprotector PbO2 del ánodo. Esto provoca una corrosión del ánodo y por lo tantoun aumento de la cantidad de borra de plomo existente en la celdaelectrolítica. El problema se agudiza si en el electrolito existen impurezas

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como nitratos, los que reaccionan con el oxido de plomo generado por laprimera acción del manganeso, según las siguientes reacciones.

2PbO2 + Mn+2 + 2e- = 2PbO + MnO2

PbO + 2H+ + 2NO3- = Pb(NO3)2 + 2H2O

Por la presencia de manganeso en el electrolito se puede formar el MnO4-,

según la siguiente reacción:

Mn+2 + 4H2O = MnO4- + 8H+ + 5e-

El MnO4- puede elevar el potencial del electrolito a valores que afecten

notablemente las propiedades del orgánico, durante el contacto electrolitopobre con orgánico cargado en la etapa de re-extracción. Bajar nuevamente elpotencial del electrolito a niveles adecuados puede ser logrado a través de laincorporación de sulfato ferroso. La reacción que ocurre es la siguiente:

MnO4- + 5Fe+2 + 8H+ = Mn+2 + 5Fe+3 + 4H2O

O bien,

MnO4- + 3Fe+2 + 4H+ = MnO2 (sólido) + 3Fe+3 + 2H2O

Efecto del cobalto.

La presencia de sales de cobalto influyen positivamente sobre la calidad delproducto anódico PbO2 y mejoran la calidad de depósito catódico. Comoanteriormente se señaló, el cobalto reduce el sobrepotencial anódico y cataliza

la formación del oxido de plomo β-PbO2.

La reacción del cobalto sobre el plomo es:

PbSO4 + 2Co+3 + 2H2O = PbO2 + 2Co+2 + 4H+ + SO4-2

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En general, la acción del cobalto se resume en:

• Disminución de la tasa de corrosión del ánodo.

• El oxido de plomo catalizado adquiere mejor consistencia, adherencia yestabilidad.• Menor consumo de energía por disminución del sobrepotencial necesario

para reacción.

La concentración de cobalto en el electrolito puede ir de 120 a 200 ppm.

Efecto del nitrato.

De acuerdo con los estudios realizados sobre el comportamiento del ionnitrato, este vería fortalecido su negativo efecto sobre el depósito catódicoen la presencia de un afinador de grano “Guar” y a temperaturas superiores a46ºC. El ion nitrato rompería las cadenas moleculares que conforman laproteína “Guar” (Por ejemplo, el Guarfloc, Guargum, etc), generando gránulos,los que se adhieren al depósito de cobre, acentuando la presencia de estrías enel cátodo. Estos gránulos se depositarían preferentemente en zonas del cátodode alta sobretensión y en zonas de alto relieve que corresponden a sitios debaja sobretensión, de alto y desordenado crecimiento, generándose undepósito global quebradizo.La presencia del ion nitrato en el electrolito se evidencia en forma indirecta,dado que existe plomo disuelto en el electrolito y baja cantidad de borraánodica en el piso de la celda de electroobtención. En ausencia de nitrato, elplomo es insoluble y sedimenta, mientras que en presencia del ion nitrato, elplomo forma el nitrato plumboso soluble.Sin embargo, el principal efecto del nitrato no es sobre EW, sino sobre elextractante de SX. El nitrato envenena las oximas, produciendo la nitración deéstas, despotenciando la capacidad extractiva.

Un método de control del nitrato, NO3- , es el uso de un reductor, como lo es elcobre metálico, Cu0. El cobre metálico descompone el nitrato de NO3

- a NOx

gaseoso. El uso permanente de una torre reductora puede cobrar vitalimportancia frente a la presencia de este tipo de impureza.

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Efecto de aditivos orgánicos.

La incorporación de orgánicos al electrolito, y de éste al cátodo de cobre esexógena (externa). Este puede originarse en la adición de aditivos para el

control de neblina ácida o en el arrastre de orgánico desde SX.En los aditivos orgánicos están presentes el carbono y el hidrógeno.Según algunas investigaciones, los compuestos orgánicos afectarían la capaprotectora de oxido de plomo de los ánodos.La presencia de estos elementos en el cobre, afectarían su calidad. Porejemplo, en la Tabla nº1-4 se muestra un efecto.

Catodo Hidrogeno CarbonoNº fallas internas

en el alambreER 2.0 - 4.0 5.0 - 7.0 0.5

SX-EW 3.5 - 6.0 18.0 - 26.0 7

Efecto del ambiente.

Teniendo en cuenta que el tiempo transcurrido entre la salida del productocatódico desde la planta de electrodepositación hasta la llegada al clientepuede tardar un par de meses y que durante el almacenamiento y transporte,los cátodos están sometidos a condiciones de corrosión atmosférica en elpropio ambiente industrial y luego al ambiente marino salino, una vez en puerto y durante el traslado vía marítima, es que debe tenerse presente esteimportante punto. Pero no solo es el cátodo de cobre quien sufre alteracionespor efecto ambiental. Los zunchos pueden presentar notorios indicios de

corrosión.Un control puede ser el mantener bajo lona el producto durante supermanencia en el área industrial o durante su almacenamiento en puerto. Ellavado constituye otro mecanismo externo para controlar la depositación desales no deseadas sobre el cobre. La incorporación de compuestos orgánicos noparece ser una buena alternativa por lo discutido anteriormente.

Tabla nº2-4: Efecto de la concentración de hidrógeno y carbonosobre los defectos en alambres.

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II ASPECTOS OPERACIONALES – CASO CHUQUICAMATA.

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3. OPERACIÓN DE LA NAVE DE ELECTRODEPOSITACION.

La Unidad de Electrodepositación constituye el último eslabón en la cadena de

obtención de los cátodos de cobre, en Chuquicamata (ver Fig. nº3-1).

Fig. nº3-1: Secuencia productiva del mineral oxidado de Codelco Norte.

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Un esquema general de la Unidad de Electrodepsositación se muestra en la Fig.nº 3-2.

Fig. nº 3-2: Diagrama general de la Unidad de Electrodepositación.

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En general, en la Unidad de Electrodepositación existe un sector donde sedesarrolla en proceso de electrodepositación propiamente tal, denominado“Nave de electrodepositación” (Fig. nº 3-3) y otro sector donde se realiza elmanejo del producto obtenido, llamado “sector patio de embarque”. A

continuación y de manara muy resumida se describen estos sectores. En elpunto 3.2.3.8 se describen en detalle los equipos e instalaciones existentes enla Unidad de Electrodepositación.

Nave de electrodepositación. Al interior de la nave (Fig. nº3.3) se desarrollael proceso de depositación de cobre utilizando dos tecnologías. Unatecnología tradicional que considera el uso de láminas de partida y unatecnología más reciente cuya base es la utilización de cátodos permanentesde acero inoxidable 316 L. La diferencia fundamental entre una y otra es la

reutilización del cátodo a siembra. En la tecnología tradicional, el cátodo departida es una lámina delgada de cobre la que, durante el ciclo catódico,engrosa por electrodepositación de cobre sobre ella, y, al termino delproceso, pasa a formar parte de la producción catódica. En la nuevatecnología, el cátodo es de acero inoxidable. Al término del ciclo catódicose ha electrodepositado el cobre en solución, formando una lámina adherida

Fig. nº3-3: Interior Nave de Electrodepositación de Chuquicamata.

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a cátodo. La lámina de cobre es desprendida del cátodo y pasa a formarparte de la producción catódica, mientras que el cátodo de acero esincorporado a un nuevo ciclo de depósito. Estas dos tecnologías operan encircuitos independientes.

Circuitos con tecnología de lámina de partida: A, B, C y D.Circuitos con tecnología de cátodos permanentes: E y F.

También, al interior de la nave se ubica la línea de preparación de laminasde partida y de lavado de cátodos para los circuitos de tecnologíatradicional y la línea de despegue y lavado para la tecnología de cátodospermanentes, cada una independiente de la otra.Adicionalmente, existen grúas puentes, extractores de neblina, sistemasde conducción eléctrica, sensores y equipos de control, entre otros, quevienen a complementar los requerimientos de infraestructura necesariospara lograr una eficiente proceso de electrodepositación.

A continuación se presenta un layout de la Unidad de Electrodepositación (Fig.nº 3-4).

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Fig. nº 3-4: Layout de la Unidad de Electrodepositación.

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Sector patio de embarque (Fig. nº 3-5).

En el exterior de la nave de electrodepositación de desarrollan las actividadesque dicen relación con el manejo y despacho del producto catódico y aquellosde apoyo para mantener los estándares operacionales, como lo son la adición de

reactivos, la operación de los intercambiadores de calor y torre reductora,bombeo de soluciones y recirculación entre estanques y a celdas. También seubican los transfo-rectificadores, alimentados por la subestación eléctrica A.

Fig. nº 3-5 : Vista del patio de embarque de la Unidad deElectrodepositación de Chuquicamata.

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3.1 Diagrama de flujos del proceso EW.

El diagrama de procesos de la Planta de Electrodepositación considera cadauna de las etapas que intervienen en la producción de cobre y el flujo de

solución y de corriente en los bancos, celdas y electrodos en operación.A continuación se muestra un esquema de flujos de soluciones de la Planta deElectrodepositación de Chuquicamata (Fig. nº 3-6).

Fig. nº 3-6: Esquema de flujos de soluciones en la Unidad de ED.

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La Fig. nº 3-7 muestra el diagrama de flujos de corriente eléctrica continua dela Planta de Electrodepositación de Chuquicamata.

Fig. nº 3-7: Flujo de corriente eléctrica continua a circuitos de la Unidad ED.

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3.2 Descripción de las operaciones unitarias.

En el presente punto se describen cada una de las etapas que intervienen en laproducción directa de cobre electrolítico, de una manera secuencial, partiendo

con la incorporación de los electrodos al sistema, la siembre y cosecha, laconformación del paquete y el posterior manejo en patio de embarque, hastallegar finalmente a su despacho sobre convoy.

3.2.1 Sistema de electrodepositación sobre láminas de partida.

En general, la actividad desarrollada en el circuito de cátodos tradicionales A,B, C y D (ver Fig. nº1.3), es similar al ejecutado para los circuitos de láminaspermanentes E y F, en lo que dice relación con la cosecha, siembra y posteriormanejo del producto catódico. La diferencia principal radica en que en elproceso tradicional, las láminas iniciales de cobre, provenientes de la refinería,cumplen sólo un ciclo catódico al término del cual forman parte de laproducción catódica, mientras que en la tecnología de cátodos permanentes,estos son reutilizadas en numerosos ciclos catódicos.

Resumidamente, el proceso de electrodepositación con tecnología de láminasiniciales en la Unidad ED del centro de trabajo de Chuquicamata, sigue lasecuencia presentada en la Fig. nº 3-8:

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Fig. nº 3-8: Secuencia del proceso de electrodepositaciónsobre láminas iniciales de cobre.

Recepción y dimensionado

de láminas iniciales.

Preparación de láminasiniciales.

Siembra de láminasiniciales.

Envio de cátodos de cobrea Patio de Embarque.

Despacho del producto alpuerto de Mejillones para

su comercialización.

Manejo del productocatódico en patio de

embarque.

Trayecto de lasláminas iniciales

Trayecto del cobreelectrodepositado

Secuencia de lasoperaciones

Cosecha de cátodos de cobre

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A continuación se describe cada una de las operaciones, de manera secuencial.

Recepción y dimensionado de cátodos iniciales

Las láminas de Cobre generadas en el proceso de electrorefinación sobrecátodos de titanio en el área de refinerías, son recepcionadas en el patio de lanave de electrodepositación. Estas están contenidas en receptáculos metálicosllamados bins (ver Fig. nº3-9).

Estas láminas de cobre son de alta pureza en cobre (>99.95%) y susdimensiones son de 1264 mm de largo, 914 mm de ancho y 0.6 mm de espesor.Como el tamaño requerido para la electrodepositación es de 1000+/- 5 mm de

largo, 914 +/- 5 mm de ancho y 1350 +/- 5 mm en la diagonal, se hace necesariocorregir estas longitudes. Para tal efecto existe una máquina de dimensionadode cuerpos y asas. Mediante un sistema de copas de succión en vacío, lamáquina retira del bins de láminas, una por una, la que deposita sobre la mesade alimentación (ver Fig. nº3-10). Esta plataforma está formada por rodillos encontinua rotación. La lámina ubicada sobre estos rodillos avanza hacia unaplataforma de recepción. Durante este trayecto es dimensionada mediante dos

Fig. nº 3-9: Bins con láminas de partida.

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cuchillos laterales circulares, los que cortan cada lámina transversalmenteotorgándole las dimensiones requeridas (ver Fig. 3-11).

El par de asas generadas producto del dimensionado del cátodo inicial resbalapor gravedad por el tobogán de descarga hacia una caja receptora de asas (Fig,nº3-12). En el trayecto de caída sobre apoyos casi verticales pasan por un parde cuchillos circulares que reducen su largo al necesario para servir de orejas

para el cátodo de partida, en confección. Las medidas de las asas son 684 +/- 5mm de largo, 100 +/- 5 mm de ancho y 690 +/- 5 mm de diagonal. Los despuntesdel dimensionado son colectados en un deposito ubicado a nivel de piso (Fig. nº3-13).

Fig. nº3-10: Sistema de traspaso de láminasiniciales a mesa de dimensionado.

Fig. nº3-11: Mesa de dimensionado de láminasiniciales de cobre.

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Las asas son recuperadas desde el cajón porta asas (Fig. nº3.14) y sontrasladadas hasta las canales para la fabricación de las orejas del cátodo.

Por otro lado, la lámina inicial ya dimensionada es recepcionada por eltrabajador apostado al costado del pallet receptor de láminas dimensionadas.El trabajador las inspecciona cerciorándose de su integridad, presencia de

Fig. nº3-12: Cajón receptor de despuntes deldimensionado de las asas.

Fig. nº3-13: Asa utilizada para la confecciónde orejas para las láminas iniciales.

Fig. nº 3-14 : Asas para la confección de orejasde la lámina inicial.

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ya dimensionada y alineada, es estampada. El estampado confiere una rigidez acada cuerpo, disminuyendo la tendencia al pandeo o perdida de verticalidad,debido su delgado espesor (0.6 mm), evitando así futuros cortocircuitosdurante el ciclo de depósito (ver Fig. nº3-17).

La lámina inicial rigidizada avanza a la unidad de bajada la que la transfiere altransportador principal. Este transportador inicial consiste de cadenas en “V”móviles.

Instalación de las barras catódicas.

Una vez estampada la lámina inicial de cobre, avanza una línea más, donde se leasigna una barra de cobre. El alimentador de barras provee una a una sobre lossoportes de barras (ver Fig.3-18). La barra de sección transversal cuadrada, esdepositada sobre un par de fijadores ubicados a nivel del transportadorprincipal y a una distancia de 30 centímetros aproximadamente del inicio de lalámina recostada (ver Fig. nº3-19).

Fig. nº3-16: Sistema alimentador de láminasiniciales a mesa de alineación.

Fig. nº3-17: Lamina inicial rigidizada medianteestampado cuadriculado.

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Cada una de estas barras ha sido extraída del cátodo cosechado mediante unsistema de rodillos, llamados “rodillos extractores de barras” (ver Fig. nº3-20).Los rodillos atrapan la barra del cátodo cosechado, por su extremo, haciéndolapasar entre ambos y ubicándola sobre una plataforma receptora llamada“cassette” (ver Fig. nº3-21). Esta plataforma recibe 16 barras, las que luegoson deslizadas automáticamente a un rack metálico, el que posee varioscompartimentos receptores.

Fig. nº3-18: Alimentador de barras desuspensión de cátodos de partida.

Fig. nº3-19: Traspaso de barras desde cadenamóvil a transportador principal.

Fig. nº3-21: Cubierta receptora de barrasextraídas, también llamado “cassette”.

Fig. nº3-20: Rodillosextractores de barras.

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La barra de cobre es alimentada por una estación móvil que actúaperpendicularmente a la dirección de movimiento del transportador principal(ver Fig. nº3-22). Este carro móvil traslada las barras recuperadas desde los

cátodos cosechados y que luego han sido depositadas sobre un cassettemetálico (ver Fig. nº3-23).

Instalación de las orejas al cátodo de partida.

Paralelamente a la instalación de la barra, una estación más adelante el par decanales ha alimentado un par de asas de cobre. Como ya se mencionó, éstasasas provienen del dimensionado de la misma lámina inicial.Sobre la cadena existen buzones que contienen cantidades de asas que eloperador ha alimentado manualmente (ver Fig. nº3-24). Un sistema de copas desucción en vacío retira un par de asas y las deja caer dentro de dos canales.Estas están ubicadas solo unos centímetros por sobre el transportadorprincipal. Las asas caen por gravedad hasta que su extremo inferior toca untope ubicado bajo el nivel de desplazamiento del cuerpo de la lámina inicial

estampada, un una distancia equivalente a la mitad del largo de la asa. Lacorrecta posición es indicada por dos sensores. Una vez completada estaoperación, el sistema de cadena avanza y la barra fijada por topes de lacadena, atropella y dobla por la mitad el par de asas ubicadasperpendicularmente a su trayecto. El par de asas abraza la barra y dada su

Fig. nº3-22: Estación impulsora de barras. Fig. nº3-23: Cassette metálico paraalmacenamiento de barras.

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Posición vertical del cátodo de partida.

Hasta ahora, se ha completado la fabricación del cátodo para siembra en lo quedice relación con la incorporación de la barra entre sus orejas. Sin embargo,éste en todo momento ha seguido un movimiento horizontal y recostado sobreel transportador principal. Para ser transportado a racks de alimentación a

celdas por el carro de descarga, requiere que esté en posición vertical,apoyado sobre sus barras catódicas. Esta posición la logra al ingresar a la mesaelevatriz (Fig. nº 3-28). Esta mesa dispone de un par de ganchos metálicos losque toman los cátodos por sus barras y los elevan en 90º, siguiendo unatrayectoria circular. Estos ganchos instalan las barras del cátodo sobre lacadena que alimenta al carro transportador.

Fig. nº3-25: Sistema de fijación tiporemachadora, de orejas de cátodos,

operando.

Fig. nº3-26: Sistema de fijación tiporemachadora, de orejas de cátodos,inactiva.

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Racks de alimentación de cátodos iniciales a celdas.

Las láminas son llevadas desde la mesa elevatriz al transportador deespaciamiento por medio de un transportador de cadena. Una vez en eltransportador de espaciamiento, el carro de descarga levanta y traslada loscátodos de partida al conveyor de almacenamiento (Fig. nº3-29). La partida delvagón es manual, es decir, éste parte cuando el operador le indica la acciónmediante el pulsador ubicado en el tablero de control (Fig. nº3-30). Toda lasacciones restantes están programadas, vale decir, el destino del carro, eldeposito de cátodos de partida sobre el conveyor y el posterior regreso hastasu lugar de partida inicial.El vagón puede transportar en una sola pasada 30 cátodos, tanto dealimentación a convegor de almacenamiento como de cátodos ya cosechados.

Fig. nº3-28: Mesa elevatriz de cátodos iniciales.

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Siembra de cátodos de partida.

Mediante la utilización de un puente grúa de capacidad 10 toneladas, setrasladan los cátodos de partida hasta la celda para siembra (Fig. nº3-33).

Todos los puentes grúas disponibles al interior de la nave deelectrodepositación son manuales, es decir, para su operación requieren de laacción directa de una persona sobre sus controles.

El operador del puente grúa posiciona la traversa sobre el conveyor dealmacenamiento que dispone de los cátodos de partida para siembra. Latraversa cuanta con 30 ganchos tipo “L” (Ver Fig. nº 3-34).

Fig. nº 3-33 : Grúa puente izando láminas departida para siembra.

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El operador ajusta la posición de la traversa mediante sucesivos avances ymaniobras hasta lograr que las barras de cada uno de los cátodos queden sobrelos ganchos. Luego comienza por izar suavemente los cátodos Esta maniobradebe ser lenta de modo de evitar la caída de cátodos al piso debido a unincorrecto asentamiento sobre los ganchos o debido al movimiento de la mismatraversa. Para asegurar un correcto asentamiento, el operador del puente

realiza un movimiento horizontal corto de la traversa durante el asentamientode las barras de los cátodos, de manera que estos toquen la vertical de la “L”.Evitar caídas de cátodos es una constante preocupación del operador delpuente grúa, dado que esto significa un costo adicional por la perdida de lalámina, la que se dobla por la caída o la que si cae sobre las celdas energizadaspuede ocasionar un cortocircuito.Los 30 cátodos izados por el puente grúa son trasladados hasta la celda ensiembra. Es aquí donde existe una pequeña diferencia entre la siembra a celdascomerciales y a celdas scavenger. En el caso de las celdas comerciales, el

operador del puente grúa ayudado de personal sobre celdas, inserta la corridade cátodos entre los dos ánodos de plomo contiguos sin requerir de un mojadoprevio de las láminas de cobre. En cambio, la siembre en celdas scavengerrequieren un mojado previo con el fin que la película de agua aísle la lámina dela capa de orgánico durante la inserción en celdas, evitando así su aislación yposteriormente la falta de depósito.

Fig. nº 3-34: Ganchos de la traversa tipo “L”.

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La inserción es cuidadosa con el fin de evitar pandeo o pérdida de verticalidadde las láminas en siembra. El personal sobre celdas verificará que un extremode la barra de cada cátodo sembrado asiente correctamente sobre la barratriangular de la celda y el otro extremo de la barra quede asentada sobre el

aislador de goma (Fig. nº3-35). Al igual que la maniobra de izaje, el operadordel puente grúa realiza sucesivos movimientos cortos con el puente parapermitir retirar los ganchos de la traversa desde las barras de los cátodos.Maniobras bruscas pueden ocasionar caídas de cátodos o ánodos al interior dela celda con la consiguiente pérdida de recursos y de tiempo, dado que ellosignificaría la evacuación de cátodos y ánodos de la celda para la recuperacióndel electrodo. Una vez instalados las láminas de partida, el puente se desplazaa la celda en cosecha.

Los trabajadores ubicados en la celda recién sembrada, utilizan un bastóncentrador para corregir desviaciones del correcto asentamiento de las barrasde los electrodos sobre la barra triangular y sobre los aisladores (Fig. nº3-36).Adicionalmente, se podrá ejecutar un lavado sobre los contactos de las barras

Fig. nº3-35: Trabajador apoyando maniobras del puente grúadurante la siembra de láminas de partida.

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en celdas con el fin de remover sulfatos y precipitados que dificultan elcontacto eléctrico.

24 horas después de la siembra se ejecuta la actividad de “inspección de grúaliviana”. Esta tiene por objetivo eliminar los defectos que puedan presentar lasláminas iniciales de cobre en engrosamiento. Se eliminan los cortocircuitos, secambian los cátodos contaminados con plomo, se corrige la verticalidad dealgunas láminas algo pandeadas, eliminando posibles esferas antinebulizantespegadas, etc. De esta manera existe un aseguramiento de la calidad de lasláminas en siembra y el del posterior producto y se evita la pérdida en laeficiencia de corriente.

La actividad de grúa liviana consiste en levantar los cátodos de cobre medianteel apoyo de la grúa puente hasta justo antes de sacarlos completamente de lacelda. Los trabajadores sobre las celdas inspeccionan visualmente cada láminaque cuelga, corrigiendo los defectos antes mencionados. Frente a pandeos ofalta de verticalidad, utilizan bastones o paletas con las que golpeansuavemente los cátodos de tal manera de corregir esta anomalía (ver Fig. nº3-37).

Fig. nº3-36: Trabajador asegurandocorrecto asentamiento de las barras delos cátodos sembrados.

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En una inspección de grúa liviana, además de intervenir sobre los cátodos seaprovecha para lavar los contactos eléctricos. Una vez terminada la inspección,la grúa puente baja nuevamente la lingada de cátodos. Sobre celdas, los

operadores ayudan en la maniobra de siembra, estabilizando el movimiento dela traversa. Una vez depositados los cátodos, los operadores alinean o centranlos electrodos y se aseguran que queden bien asentados sobre la barraequipotencial triangular o sobre su aislador eléctrico, mediante el palocentrador.

Cosecha de cátodos de cobre.

Durante los 7 días de siembre, se instalan y cambian diariamente los anillos de30, 60 o 90 mm (Fig. nº 3-38), con el fin de engrosar las orejas que sostienenel cuerpo de cobre en crecimiento, evitando su caída al interior de la celda. Losanillos son instalados en la descarga de cada celda del circuito tradicional (Fig.nº3-39). Este cambio sigue la secuencia 30-60-90-0, es decir, luego de lasiembra se parte con el anillo de 30 mm de altura, el segundo día se cambia porel de 60 mm, el tercer día por el de 90 mm, el cuarto día se retiran los anillos,

Fig. nº 3-37: Trabajador realizando una “inspección de grúaliviana”.

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el quinto día se instala nuevamente el anillo de 30 mm y se continua lasecuencia.

Fig. nº 3-39: Anillo de PVC en la descarga de una celdaelectrolítica.

Fig. nº 3-38: Anillos de PVC de 30, 60 y 90 mm.

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También, antes de iniciar la cosecha de la celda, la instalación de los anillos de90 mm en la descarga de las celdas comerciales, permite lavar las orejas de loscátodos con el mismo electrolito.

Posteriormente, el puente grúa se instala sobre la celda a cosechar. Utilizandola traversa, toma ½ de los cátodos que contiene la celda (60 cátodos de cobre y61 ánodos de plomo) y los iza con suavidad, ejecutando movimientos cortos afin de evitar la caída de cualquier electrodo. En general, esta operación esayudada por personal ubicado sobre celdas con el fin de proporcionar ayuda alos movimientos mínimos de la traversa, para el correcto posicionamiento de lasbarras de los electrodos sobre los ganchos tipo “L”.La grúa levanta la lingada de cátodos (30 cátodos) y los mantiene izados porunos minutos a unos 10 cm. Del nivel de las barras de los electrodos en celda.En ese instante, dos operadores de terreno lavan con agua caliente a presióncada una de las caras de cada cátodo cosechado. El lavado es cuidadoso a finde remover toda la película de electrolito que cubre al cátodo reciéncosechado. Otro trabajador se encarga de eliminar esferas antinebulizantesque pudieran quedar pegadas al cobre (Fig. nº 3-40).

Fig. nº 3-40: Cosecha de cátodos electrodepositadoscon tecnología tradicional

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Este estanque contiene agua a temperatura de 70ºC, la que por inyección devapor se mantiene en agitación (Fig. nº 3-42). El objetivo de este segundolavado es la remoción del orgánico adherido al cobre. Como se mencionó

anteriormente, aún cuando existen los filtros Demister y Degremont en laPlanta de Extracción por Solventes, para la remoción de arrastres de orgánicoen el electrolito de avance, no se tiene una eficiencia del 100% y por lo tantoalgo se transfiere al proceso de electroobtención. En electroobtención seasignan celdas para recibir la alimentación directa de electrolito rico llegadodesde SX, el que contiene pequeñas concentraciones de orgánico arrastrado -alrededor de 5 ppm - . Estas celdas se les llama “celdas scavenger” o “celdas delimpieza” y corresponden, en condiciones normales, a los circuitos A y D,secciones A4, A5, A6 y D3, D4, D5 y D6. Nótese que el electrolito ricoproveniente de SX ingresa directamente a las celdas scavenger, constituyendola descarga de éstas más la mezcla de soluciones proveniente de los estanquesde recirculación (estanque norte – sur) la alimentación a celdas comerciales.En las celdas scavenger sobrenada algo de orgánico arrastrado, el quecontamina el borde superior del depósito catódico y promueve la corrosión delos ánodos de plomo, como se mencionó en el capítulo I, capítulo 2.16. Laremoción de este orgánico no es fácil y aveces requiere además del lavadosobre celdas y de aquel hecho en el estanque de pre-lavado y en la cámara delavado, un tratamiento adicional con diluyente en la etapa de control de calidadfísica, en el sector de patio de embarque. No corregir esta situación decontaminación implicará disminución en el grado de calidad física del producto aembarque.

Luego del lavado de los cátodos cosechados (manualmente sobre celdas y/o enestanque de pre-lavado), éstos son trasladados mediante el puente grúa alconveyor, para su posterior traslado a la máquina lavadora de cátodos, via elvagón de carga.

Una situación especial en el recorrido normal vía conveyor hacia la máquina de

lavado se da cuando no existe disponibilidad de traslado por el carro de carga ya sea por razones de mantenciones correctivas o preventivas u otra causa noprogramada como fallas en las maquina lavadora principal. El puente grúatraslada los cátodos cosechados hasta un rack especial llamada “máquinalavadora de cátodos móvil” (o lavadora nº2) (ver Fig. nº3-43), que posee unacadena con movimiento cíclico. El puente deposita los cátodos sobre esta

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cadena. El avance cíclico de la cadena hace que los cátodos asentados avancen através de la máquina y caigan uno sobre otro al momento de terminar elmovimiento horizontal. Los cátodos son recuperados mediante grúa horquilla,previa extracción manual de las barras catódicas hacia cassette acumulador de

barras ubicado al costado (ver Fig. nº3-44). Esto permite una continuidadoperacional de la cosecha frente a detenciones del carro transportador decátodos (carro de carga) o del sistema de lavado principal.

Recuperación de barras de cobre.

Los cátodos cosechados son trasladados por el vagón de carga a través delconveyor hacia la estación de recepción y luego ésta al transportador derecepción (Fig. nº 3-45).

Fig no 3-43: Lavadora de cátodos móvil. Fig. nº 3-44: Cassette receptor de barrasconductoras de cátodos.

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Luego, el transportador de recepción traslada la lingada de cátodos (30cátodos) hasta la estación de transferencia. Esta estación de traspaso cargados cátodos a la vez al transportador de lavado. En este punto existe unaunidad de extracción de barras.

Fig. nº 3-45: Vagón de carga transportandolos cátodos cosechados.

Fig. nº 3-46: Rodillosrecuperadores de barrasconductoras.

Fig. nº3-47: Sistema acumulador e impulsor debarras conductoras hacia cassette.

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Esta estación de recuperación de barras, está provista de un par de rodillos(ver Fig. nº3-46). Las barras del par de cátodos son impulsadas desde elextremo opuesto hacia los rodillos extractores de barras. La barra deslizaentre las orejas de los cátodos y avanza entre el par de rodillos, ubicados al

costado, hasta un sector temporal de almacenamiento sobre cadenas. Nóteseque en esta etapa el mecanismo es tal que permite retirar dos barras a la vez.En este sector de almacenamiento se van acumulando las barras recuperadashasta completar 16, luego de lo cual el conjunto es deslizado hasta las bandejasdel cassette acumulador (ver Fig. nº3-47).

Cámara de lavado

Una vez retirada la barra al par de cátodos, estos son espaciadas por unsistema de bifurcación metálico (ver Fig. nº3-48), ingresando a la cámara delavado lo suficientemente separadas para posibilitar el lavado por ambas carasde cada cátodo, mediante la inyección de agua tipo lluvia (ver Fig. nº3-49),sistema que además permite un ahorro en el consumo de este recurso. En laFig. nº3-50 se aprecia la distancia de separación entre los bordes superioresdel par de cátodos.

Fig. nº 3-48: Sistema de separación (bifurcador) delpar de cátodos que ingresan a la cámara de lavado.

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Esta tercera etapa de lavado (en la cámara de lavado) con agua a temperaturade 70ºC, permite la remoción superficial de sales cristalizadas (sulfatos) quepudieran permanecer, aún después del primer lavado sobre celdas o despuésdel segundo lavado hecho en el estanque de pre-lavado, para los cátodosprovenientes de las celdas scavenger.

Formación del paquete de cobre.

Una vez que los cátodos de cobre abandonan la cámara de lavado, avanzanhasta la estación de volteo (Fig. nº 3-51) y formación del paquete de cobre(estación acumuladora). Esta sección posee una plataforma inclinadasemicurvada y un brazo móvil con un sistema de tenazas en punta, llamadas“garras acumuladoras”, en su extremo. El sistema del transportador de lavado

ha permitido que los cátodos separados al ingresar, pasar y salir de la cámarade lavado, vuelvan a juntarse al llegar a esta sección.

Fig. nº 3-49: Agua a la forma delluvia en la cámara de lavado.

Fig. nº 3-50: Cátodos abandonando la cámara delavado.

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Desde este cátodo se comienza a contar y se seleccionan todos los incrementosenteros de 63, es decir, el segundo cátodo seleccionado es el numero 63, eltercer cátodo seleccionado es el 126 y así sucesivamente, hasta completar lasección.

Adicionalmente a esta selección, se obtiene un paquete de cátodosrepresentativo de la sección que es llamado “paquete de remuestreo” o “re-muestreo”. Este segundo paquete de cátodos representativo de la sección sirvecomo una muestra para chequeo del paquete de muestreo obtenidoprimeramente.

En términos generales, el numero de paquetes de muestreo y remuestreo quedeben obtenerse por circuito es el detallado en la Tabla nº2.1:

Tabla nº3-1: Número de muestras y re-muestrasasociadas a cada circuito, para calidad física grado “A”.

Circuito Cantidad de muestras (M). Cantidadd de re – muestreo (R)A 12 8B 12 8C 12 8D 8 8E 14 8

F 12 8

Se entiende que en la etapa de muestreo en atril se consideran todos loscátodos con calidad física “A”. Posteriormente, durante la inspección individual(cátodo a cátodo), se separan aquellos de calidad física inferior a “A”, es decir,“R” o “STD”. Estos cátodos tambien deben ser muestreados, requiriéndose lassiguientes cantidades:

Tabla nº 3-2: Número de muestras y re muestras asociadas a los circuito, paracalidad física grado “R” o “STD”.

Calidad “R” “STD”Circuitos Tecn. Permanente 20 10Circuito Tecn. Tradicional 12 8

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Los paquetes de muestras obtenidos son trasladados hasta el “LaboratorioFísico”. Allí, mediante la utilización de un broca HSS de 9/16” se perfora,individualmente y en varios puntos, cada cátodo que conforma el paquete demuestra. La perforación tiene como objetivo generar viruta representativa de

cada cátodo para ser enviada a análisis químico al Laboratorio Químico Central.Un 12.5% de la viruta, mezclada de acuerdo a protocolo de preparación, esenviada a LECO para análisis químico, mientras que el 87.5% es fundida para lageneración de granallas.La plantilla equiprobabilística de muestreo por perforación ha sido definida enprocedimientos de calidad.En las Fig. nº 3-54 y Fig. nº 3-55 se muestran las plantillas de muestreotradicional (no equiprobabilístico) y equiprobabilístico, respectivamente.

Actualmente se utiliza la plantilla de muestreo equiprobabilística siguiente:

Fig. nº 3-54: Plantilla de muestreotradicional no e ui robabilística.

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Los cátodos, una vez acopiados y muestreados, son inspeccionados visualmentepor personal capacitado que lo clasifica de acuerdo con lo definido en el manual

“Cátodos SX – Especificaciones físicas (gráficas)”, CE-0963.SAA. Cada uno losinspectores toman las medidas necesarias para eliminar la mayor cantidad deno conformidades, mediante lavados adicionales con hidrolavadoras, cepilladode las caras para el desprendimiento de plomo o sulfato superficial,desprendimiento de nódulos mediante martillos, etc. Una vez agotada estainstancia, se clasifica cada cátodo de cobre y se conforma el paquete con unamisma calidad física.

Las Tablas nº3-3, nº 3-4 y nº 3-5 presentan una pauta resumida de lasespecificaciones para la clasificación física, de acuerdo a lo definido en elmanual de “Cátodos SX – Especificaciones Físicas (gráficas)”, CE-0963.SAA.

Tabla nº 3-3: Cátodos tradicionales, Grado A.Item Defecto Rango Medidas correctivas1 Nódulos

SuperficialesMáximo 5 mm de alto en 20% delcuerpo o 10% en cada cara,diseminado y/o agrupado.

Guarfloc (200 g/t)T (ºC): 38-40 Scavenger y 45-48comercial.

Fig. nº 3-55: plantilla de muestreo equiprobabilística.

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2 Nódulo interno Máximo 5 mm de alto en 30% delcuerpo o 15% en cada cara.


3 Cordón superior Máximo 22 mm, en borde lateral osuperior, no poroso.

Cordón sup.: manejo anillos.Cordón lateral: Centrado de

cátodos.T (ºC) = ídem punto anterior.4 Vértice inferior Perdida menor a 2 pulg. Diagonal. Buen contacto eléctrico barras

catódicas y anódicas.5 Estrías Estrías limpias, franjas ancho max.

5 cm y menor a 2 mm deprofundidad, en 1 solo lado.

Flujo electrolito:Scavenger: 170 l/min.Comercial: 110 l/min.

6 Falta deposito Se mantiene rígida, sin otrodefecto.

Buen contacto eléctrico barrascatódicas y anódicas.

7 Sulfato Max. Trazas de sulfato en vérticesde asas.

Colocar anillos (90 o 110 mm).Lavado con agua a T > 60ºC.

8 Marca deaislador Menor a 2 mm de profundidad. Centrado ánodos - cátodos.Evitar sobredeposito catódico.Mant. Aisladores anódicos.

Tabla nº 3-4: Cátodos tradicionales, Grado R.Item Defecto Rango Medidas correctivas1 Nódulos

SuperficialesMáximo 10 mm de alto en 50% delcuerpo o 25% en cada cara,diseminado y/o agrupado.


2 Nódulo interno Máximo 5 mm de alto en 50% delcuerpo o 25% en cada cara.


3 Cordón superior Máximo 22 mm, en borde lateral osuperior.

Cordón sup.: manejo anillos.Cordón lateral: Centrado decátodos.T (ºC) = ídem punto anterior.

4 Vértice inferior Pérdida ambos vértices, menor a 2pulg. Diagonal.


5 Orgánico Menor a 2% del cuerpo condestrucción del depósito.

Mantener niveles altos en estanquesde alimentación (CC y DD de

avance).Uso material absorbente en est.Alimentación.Limpieza de esferas antineblinas enceldas scavenger.

6 Estrias Estrías limpias, franjas ancho max.10 cm y menor a 2 mm deprofundidad.

Flujo electrolito:Scavenger: 170 l/min.Comercial: 110 l/min.

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7 Falta deposito Deposito en una sola cara. Evitar aislamiento eléctrico debarras catódicas y anódicas.

8 Manchas >2% del cuerpo. Colocar anillos (90 o 110 mm).Lavado con agua a T > 60ºC.

9 Quemado Coloración leve en ambas caras con

deposito firme.

Disminuir corriente y luego cortar

flujo a celdas.Instalar marco cortocircuitadorantes de cortar flujo flujos aceldas.

10 Doblado Puntas dobladas, sin opción de serenderezadas.

Mantener verticalidad en laminasiniciales (vértices y cuerpo).Evitar cátodos caídos a piso.

11 Sulfato Exento en cuerpo y máx. 1% ensuperficie de orejas.

Colocar anillos (90 o 110 mm).Lavado con agua a T > 60ºC.

12 Marca deaislador

Mayor a 2 mm de profundidad. Centrado ánodos - cátodos.Evitar sobredeposito catódico.

Mantenc. Aisladores anódicos.

Tabla nº 3-5: Cátodos tradicionales, Grado estándar (STD).Item Defecto Rango Medidas correctivas1 Plomo Visible e imposible de eliminar

manualmente.Lavado de ánodos.Desborre de celdas.No recircular electrolito en celdas que sele haya instalado el marco CC.

2 NódulosSuperficiales

Máximo 15 mm de alto en 100%del cuerpo o 50% en cada cara.


3 Nódulosinternos

Máximo 10 mm de alto en 100%del cuerpo.


4 Cortocircuito.

Uno o más asociados a otrosdefectos.

Láminas iniciales verticales.Inspección de grúa liviana.

5 Cordónsuperior

Mayor a 22 mm, en bordelateral o superior.

Cordón sup.: manejo anillos.Cordón lateral: Centrado de cátodos.T (ºC) = ídem puntos anteriores.

6 Vértice

inferior

Pérdida ambos vértices, mayor

a 2 pulg. Diagonal.

Buen contacto eléctrico barras catódicas

y anódicas.7 Orgánico Mayor a 2% del cuerpo condestrucción del depósito.

Mantener niveles altos en estanques dealimentación (CC y DD de avance).Uso material absorbente en est.Alimentación.Limpieza de esferas antineblinas en celdasscavenger.

8 Estrías Estrías limpias, franjas ancho Flujo electrolito:

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mas de 10 cm y más de 5 mm deprofundidad.

Scavenger: 170 l/min.Comercial: 110 l/min.

9 Parche Uno o más, de forma irregular. Eliminar CC durante insp. Grúa liviana.10 Falta

depositoPoco deposito, flexible. Evitar aislamiento eléctrico de barras

catódicas y anódicas.

11 Manchas >2% del cuerpo. Colocar anillos altos (90 o 110 mm).Lavado con agua a T > 60ºC.12 Quemado Coloración intensa en ambas

caras con deposito firme.Disminuir corriente y luego cortar flujo aceldas.Instalar marco cortocircuitador antes decortar flujo a celdas.

13 Doblado Puntas dobladas, impidenformar paquete homogéneo.

Mantener verticalidad en laminas iniciales(vértices y cuerpo).Evitar cátodos caídos a piso.

14 Sulfato En todo el cuerpo y/o enbordes.

Colocar anillos altos (90 o 110 mm).Lavado con agua a T > 60ºC.

15 Marca deaislador

Mayor a 2 mm de profundidad. Centrado ánodos - cátodos.Evitar sobredeposito catódico.Mantenc. Aisladores anódicos.

Cada paquete de cátodos de cobre, una vez clasificado visualmente de acuerdocon manual de “Cátodos SX – Especificaciones Físicas (gráficas)”, CE-0963.SAA, son identificados, enzunchados y trasladados al patio dealmacenamiento temporal, a la espera de los resultados del análisis químico delas muestras de cátodos tomadas previamente. Conocidos los resultadosquímicos de concentración de impurezas en los cátodos de cobre, se les asignael sello metálico correspondiente a su calidad químico-física.

Las composiciones químicas para la asignación de la calidad química al cátodo decobre están definidas en las normas internacionales de calidad BS EN1978:1998 y ASTM B 115-00. Estas se muestran en las Tablas nº3-6 y nº3-7,respectivamente.

Tabla nº3-6: Norma BS EN 1978:1998, para cátodos de cobre.Grupo delelemento

Elemento Máximaconcentración del

elemento

Máximaconcentración delgrupo total, ppm

1 SelenioTeluroBismuto

ppm2.02.0

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2.0 3.02 Cromo

ManganesoAntimonio

CadmioArsénicoFósforo

...

...4.0

...5.0

... 15.03 Plomo 5.0 5.04 Azufre 15.0 15.05 Estaño

NíquelFierroSilicio

CincCobalto

...

...10.0...

...... 20.06 Plata 25.0 25.0

Concentración de todaslas impurezas listadasantes 65.0

Tabla nº3-7: Norma ASTM B 115-00. para cátodos de cobre.

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Elemento Grado 1 Grado 2

Cobre

Selenio 2 10Teluro 2 5

Bismuto 10 3Total Grupo 3Antimonio 4 15

Plomo 5 40Arsenico 5 15

Fierro 10 25

Niquel 10 20Estaño 5 10Asufre 15 25Plata 25 70

Max. Total listado 65 ...

Porcentaje, %99.95, minimo (incluye Plata)

ppm, maxima conc.

Además, Codelco ha definido “Especificaciones Internas de Calidad”, más

exigentes que las detalladas anteriormente, con el fin de ajustarse plenamentea los requerimientos y especificaciones solicitadas por sus clientes. Es endefinitiva, estas concentraciones las que determinan, para esta Unidad deElectrodepositación, la calidad del cobre producido (Tablas nº 3-8, nº 3-9 y nº3-10). El aseguramiento de la calidad ha permitido registrar la marca de sucobre de calidad grado A (“cCc SX–EW” para los cátodos del circuitotradicional y “CHUQUI-P” para los cátodos provenientes de los circuitospermanentes), lo que económicamente significa un valor adicional por cadatonelada de cobre vendido (Alrededor de US$30). La planta ED ha logrado

mantener en el año 2003 sobre un 96% de producción con calidad grado A.

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Elemento Uni. Concentración Máxima

Selenio ppm 1.0

Teluro ppm 1.0

Bismuto ppm 1.0

Arsénico ppm 2

Antimonio ppm 1

plomo ppm 3

Asufre ppm 9

Fierro ppm 5

Plata ppm 12

ESPECIFICACION QUIMICA

CODELCO

CATODOS DE COBRE

Calidad: Grado " A" (*)

Tabla nº 3-8


Selenio ppm 2.0

Teluro ppm 2.0

Bismuto ppm 2.0

Arsénico ppm 5

Antimonio ppm 4

plomo ppm 5

Asufre ppm 15

Fierro ppm 10

Plata ppm 25


CODELCOCATODOS DE COBRE

Calidad: Rechazado ("R")

Tabla nº 3-9


Selenio ppm 50

Teluro ppm 10

Bismuto ppm 50

Arsénico ppm 50 Antimonio ppm 100

plomo ppm 100

Asufre ppm 50

Fierro ppm 10

Plata ppm 100


CODELCO

CATODOS DE COBRE

Calidad: Standard

Tabla nº 3-10

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A modo de ejemplo, las concentraciones de impurezas determinadas y sutendencia histórica en los cátodos de cobre provenientes de la Nave deElectrodepositación, pueden observarse en la Tabla nº 3-11. La tabla detalla laconcentración promedio por semestre de cada elemento analizado respecto de

su calidad y diferenciando los circuitos de origen de la producción catódica.

Tabla nº 3-11: Historial de calidad química de cátodos cCc SX-EW.

.

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Respecto de sus dimensiones, el “Manual de composiciones químicas, pesos ymedidas”, para cobre y subproductos de Codelco Norte, establece lo siguiente(Tabla nº3-12):

Cada paquete de cobre, una vez clasificado de acuerdo con su calidad física esenzunchado y dispuesto en el sector de almacenamiento temporal a la esperade los resultados de los análisis químico. Generalmente, estos resultadosestarán disponibles al subsiguiente día del muestreo y podrán ser visualizados

a través del sistema LIMS. Por ejemplo, una presentación típica de la planillade resultados de análisis químicos es la mostrada en la Fig. nº 3-56.

Marca Largo Ancho Espesor Peso nº catd. Largo Ancho Alto Zunchos Sellos Peso, Kg

cCc 1250 933 18 175-185 16 1400 940 400 3 3 2800-300

cCc SX EW 1000 920 13 80 32 1150 930 420 3 3 2500

cCc SBL 990 980 6 45 50 1000 1000 470 3 3 2200

CHUQUI-P 1000 980 7 50 40 1010 990 300 3 3 2000

AE 970 780 12 96 30 1100 800 600 2 2 2880

AE SX-EW 1000 1000 7 45 50 1100 1100 400 2 2 2200

RT 1000 1000 12 75 30 1000 1000 550 3 3 2400

SX-Tte 1030 1000 12 70 28 1030 1000 330 2 2 2000

ABRA 1000 1000 12 90/100 28-32 1100 1000 500-700 3 3 2400ENM 960 980 14 115 20 1100 980 400 2 2 2300

Pesos y medidas

PaqueteMedidas, mmMedidas, mm

CatodosFig no 3-43: Lavad

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Una vez entregados los resultados de análisis químico de impurezas, esinstalado un sello metálico en cada zuncho y en cada paquete de cobre. Seutiliza el sello estampado para identificar el grado de calidad físico-química.Los sellos a utilizar, dependiendo del grado e calidad físico-química, son los

siguientes: Calidad grado “A”, cátodos circuito permanente : Sellos “Chuqui-P” (Fig. nº

3-57). Calidad grado “A”, cátodos circuito tradicional: Sellos “cCc SX – EW” (Fig.

nº 3-58). Calidad grado “B”, cádodos circuitos permanente y tradicional: Sellos en

blanco, sin estampado (Fig. nº 3-59). Calidad grado estándar, cátodos circuitos permanente y tradicional: Sellos

“STD” (Fig. nº 3-60).

A continuación se muestran gráficamente.

Fig.nº3-57: Sello de identificación degrado de calidad A, para cátodos ED contecnología de cátodos permanente.

Fig. nº3-58: Sello de identificación degrado de calidad A, para cátodos ED contecnología de láminas iniciales.

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Adicionalmente a la instalación de los sellos metálicos, los paquetes de cobreson pintados según la siguiente referencia (Tabla nº3-13).

Calidad física Calidad química Color SelloA A Sin color AA R Azul RA STD Amarillo STDR A Verde RR R Azul RR STD Amarillo STD

STD A Verde STD

STD R Azul STDSTD STD Amarillo STD

Tabla nº2.13: Codigos de colores y sellos según calidad físico-química.

Fig. nº3-59: Sellos de identificación degrado de calidad “B”, para cátodos ED con

tecnología de cátodos permanentes otecnología de láminas iniciales.

Fig. nº3-60: Sello de identificación degrado de calidad estándar, para cátodos

ED con tecnología de cátodos permanenteso tecnología de láminas iniciales.

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Posteriormente, mediante una grúa horquilla cada paquete es trasladado ydepositado a nivel de piso sobre una balanza calibrada. El trabajador asignado,registra el peso en planilla y da la orden para el carguío sobre convoy del parde paquetes.

El peso de cada paquete es visualizado en el panel un panel de lectura ubicadoal interior de la Sala de Embarque. El encargado, ingresa cada valor, más losdatos de calidad físico-química, número de carros a despachar, número depaquetes de cobre, fecha y destino del embarque, a una planilla electrónica,separando en producción del circuito permanente y del tradicional, con lo quese genera un report de “Embarque de cobre” (Fig. nº 3-61) y un “Detalle Avisode Embarque” (Fig. nº 3-62). El primero tiene como destino al encargado de laoperación portuaria en Mejillones, mientras que el segundo va al encargado deldespacho final del convoy de la superintendencia de Logística Integral yEmbarques, ubicado en el sector de Chuquita (km-6).

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Fig. nº 3-61: Planilla de “Embarque de cobre”.

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El carguío de los paquetes al convoy se realiza mediante el apoyo de un puentegrúa. La grúa puente dispone de un par de cadenas que cuelgan del gancho de lamisma. Los trabajadores instalan el par de cadenas, una al frente y otra al ladoopuesto del paquete y dan la señal para el izamiento. El puente grúa traslada elpaquete hasta el sector del vagón (ver Fig. nº3-63), en el que existe unaestructura especialmente diseñada para su depositación (Fig. nº 3-64). Cadavagón dispone 10 sistemas porta paquetes, los que están diseñados en rieles de

ferrocarril levemente inclinados hacia el interior del vagón. Estos portapaquetes están ubicados de tal forma de proporcionar estabilidad al vagón unavez cargados (cinco por cada lado). Completada la carga del vagón,generalmente 18 paquetes de cobre en total, se continua al siguiente. Nóteseque cada vagón tiene una capacidad máxima de 47.000 kg. También existenalgunos vagones con una capacidad máxima de 53.000 kg. Luego, el convoy

Fig. nº 3-62: Planilla de “Detalle Aviso de Embarque”.

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egresa de la Unidad de Electrodepositación para arribar al área de despachofinal ubicada en el sector de Chuquita, a cargo de la Superintendencia deLogística Integral y Embarques.

El encargado del despacho del convoy de la Superintendencia de Logística yEmbarques en Chuquita, verifica en terreno el detalle del Aviso de Embarque yrealiza una última revisión del estado general de la carga del convoy. Sidetecta anomalías (paquetes mal estabilizados, paquetes con manchas desoluciones – estas soluciones pueden provenir de derrames ubicadas en latrayectoria del convoy desde la Unidad de Electrodepositación a la zona dedespacho final en Chuquita (km-6) - , u otra situación irregular, avisa a laUnidad de Electrodepositación. Superado estos posibles inconvenientes, elencargado emite la Guía de despacho (Fig. nº 3-65). La emisión es automática y

los datos están disponibles en el LIMS. El encargado sólo debe confirmar en elsistema la carga a despachar.

Fig. nº 3-63: Carguío de vagones del convoycon a uetes de cátodos de cobre.

Fig. nº 3-64: Sistema de soporte de paquetesde cobre sobre vagón de carga.

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Fig. nº 3-65: Guía de despacho Codelco Chile.

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Impresa la guía de despacho, es traspasada al encargado del convoy, quieninicia su recorrido desde las instalaciones de Codelco Norte hasta el puerto deAngamos de la cuidad de Mejillones.

3.2.2 Sistema de electrodepositación sobre cátodos permanentes.

En general, la actividad desarrollada en el circuito de cátodos permanentes E yF (ver Fig. nº1), es similar al ejecutado para los circuitos de láminastradicionales A, B, C y D, en lo que dice relación con la cosecha y siembra decátodos y los movimientos que realizan los carros transportadores y las grúaspuentes. La diferencia principal radica en que en el proceso tradicional lasláminas iniciales de cobre, provenientes de la refinería, cumplen sólo un ciclocatódico al término del cual forman parte de la producción catódica, mientrasque en los procesos con tecnología de cátodos permanentes, estos electrodosson reutilizadas en numerosos ciclos catódicos.

Los cátodos permanentes utilizados en la Unidad de Electrodepositación son deacero inoxidable 316 low o “316 L”. El termino “L” indica que la aleación es debaja concentración en carbono. La composición química promedio, en porcentajeen peso, es: Carbono: 0.02; Silicio: 0.50; Manganeso: 1.80; Fósforo: 0.024;Azufre: 0.001; Cromo: 16.6; Niquel: 14.4; Molibdeno: 2.05 y Nitrógeno: 0.024.

Los aportes de la División a estos cátodos son la instalación de los aisladoreslaterales, el mojado con cera en su borde inferior y en algunos el tratamientode pulido superficial. Este último con el fin de aminorar los efectos de laexcesiva adherencia del cobre depositado, producto de la corrosión por picadoa los que están expuestos por la presencia del cloruro en el electrolito (verpunto 2.16, Efecto de las impurezas en EW, Capítulo “Aspectos Conceptuales”).

Resumidamente, el proceso de electrodepositación con tecnología de cátodospermanentes en la Unidad ED del centro de trabajo de Chuquicamata, sigue la

secuencia presentada en la Fig. nº 3-66:

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En la secuencia de actividades anteriormente expuesta se ha supuesto eldespegue de la lámina de cobre inicialmente adherida al cátodo permanente y laconservación de su verticalidad y buen estado superficial. Sin embargo puedeocurrir que la estación de flectado no logre despegar el cobre adherido o quedurante la actividad de despegue, la lámina de acero resulte doblada. Bajo esta

situación, el operador de controles sólo permite el avance del cátodo sobre lacadena móvil y detiene la acción de la estación de cincelado. Una vez en laestación de despegue secundario y apoyado con un puente grúa equipado conestrobos metálicos, retira la placa de acero con cobre adherido hasta los racksde acumulación. Posteriormente, estos racks son trasladados a patio dondepersonal ejecuta maniobras manuales para lograr el desprendimiento del cobreadherido. Lo que explica la excesiva adherencia del cobre a la lámina de aceroes la presencia de pequeños agujeros en la superficie de esta última (Ver Fig.nº 3-70), Como se mencionó en el capítulo I, “Aspectos Conceptuales”, punto

2.16, el cloruro en solución provoca corrosión por picado o “pitting” en loscátodos permanentes. Bajo esta situación, el cobre se ancla a la plancha deacero, lo que dificulta su posterior despegue.

Fig. nº 3-69: Unidad de encerado de planchas permanentes.

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Medidas mitigadoras para evitar la excesiva adherencia suelen ser empleadas,como por ejemplo, el recubrimiento con algún diluyente o con un tratamiento depulido superficial del electrodo de acero. Sin embargo un control adecuado delos arrastres en SX constituye una alternativa preventiva y no correctiva.

Otro camino que puede seguir un cátodo permanente al cual no se le logródespegar el cobre adherido y que aún mantiene una forma que permite sumovimiento sobre el transportador transversal es avanzar con él hasta laestación de transferencia y desde allí al transportador de rechazo. Luego, eltransportador de rechazo recibe las placas madres no despegadas.Posteriormente, mediante grúa horquilla, estas placas son transportadas alpatio de despegue manual, donde personal capacitado desprende manualmente

el cobre adherido y, si es posible, recupera la lámina de acero.

Fig. nº3- 70 : Vista de un cátodo permanente de aceroinoxidable, con evidencia de corrosión por pitting.

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Siembra de cátodos permanentes.

Los cátodos permanentes preparados son transportados por el vagón dedescarga, sobre el conveyor (Fig. nº 3-71), hasta las vigas de alimentación a

celdas.

Paralelamente, trabajadores ubicados sobre celda, limpian los contactoseléctricos mediante lavado con agua a caliente a temperatura de 60 a 70 ºCaproximadamente (Fig. nº 3-72).

Fig. nº 3-71: Vagón de descargatransportando cátodos permanentespara siembra.

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Los cátodos permanentes depositados en la estación de reposición,, son izados y transportados hasta la celda de EW mediante una traversa que cuelga delpuente grúa. Nótese que la traversa iza un tercio de la capacidad de la celda,

es decir, 21 cátodos permanentes (en el circuito de láminas permanentes –E y F-, cada celda contiene 63 cátodos y 64 ánodos) (Fig. nº 3-73)

Fig. nº 3-72: Limpieza de contactos eléctricoscon agua caliente.

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Sobre la celda en siembra y justo en el interespacio generado por la remociónde los cátodos previamente cosechados, el tercio es bajado hasta unos 10centímetros bajo el nivel de las barras de los electrodos en la celda (Fig. nº 3-

74). En ese momento los trabajadores sobre ella inspeccionan los electrodosque cuelgan de tal forma de corregir desviaciones, como la falta de aisladoreslaterales, perdida excesiva de verticalidad (que provoca cortocircuitos),problemas de soldadura o presencia de restos de cobre o elementos extrañosadheridos (cera, grasas, etc.), mediante el retiro del electrodo no conforme ysu posterior reposición por uno conforme. La inserción de las láminaspermanentes debe ser cuidadosa y suave, de tal manera de evitar el descuelgue y la caída al interior de la celda. Mediante sucesivos movimientos cortos ysuaves más la ayuda de los trabajadores sobre celdas que guían la traversa

(Fig. nº 3-75), se depositan los electrodos sobre la barra equipotencial, por unlado, y sobre el aislador de goma, por el otro. Desenganchados los electrodosde la traversa, ésta es izada y el puente grúa se traslada hasta la nueva celda acosechar. Mientras tanto, el personal sobre celdas utilizan bastones o paloscentradores para alinear los cátodos y ánodos, corrigiendo ademásasentamientos de las barras de los electrodos sobre la barra equipotencial(Fig. nº3-76).

Fig. nº 2-73: Grúa puente trasladando los cátodospermanentes para siembra.

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Fig. nº 3-74: Grúa puente en operación de

siembra de cátodos permanentes.

Fig. nº3-75: Trabajador apoyando el

movimiento de la traversa.

Fig. nº3-76: Trabajador asegurando el correcto

posicionamiento de los cátodos recién sembrados.

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Cosecha de cátodos.

Una vez cumplido el ciclo de siembre de 9 a 10 días, la grúa puente instala latraversa sobre los cátodos a cosechar. El movimiento, una vez cerca de las

barras de los electrodos, son cortos y suaves a fin de evitar deterioros enellas o la caída de electrodos al interior de las celdas. El operador de la grúabaja la traversa y engancha los cátodos desde sus barras sostenedoras. Lostrabajadores sobre celda ayudan en la maniobra de enganche.

Una vez enganchados los cátodos son izados hasta lograr una distancia de 10centímetros por sobre la celda. En ese instante, los trabajadores retiran lasesferas antinebulizantes adheridas mediante la ayuda del palo centrador y

lavan con agua caliente (70ºC) los cátodos que cuelgan, eliminado la películasuperficial de electrolito que los moja (fig. nº3-77). Posteriormente, el tercioes instalado sobre el conveyor, para su traslado por el carro de carga hacia lamáquina de despegue.

Fig. nº 3-77: Trabajador lavando los cátodos en etapa decosecha.

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Enseguida, la grúa libre de los cátodos recién cosechados, se traslada hasta elrack de reposición para comenzar una nueva siembra. Paralelamente al trasladode los cátodos recién cosechados, los trabajadores sobre celda lavan loscontactos eléctricos con agua caliente con el fin de remover salescristalizadas, electrolito que puede mojar las barras y contactos eléctricos y lapresencia de esferas antinebulizantes.

Los cátodos cosechados e instalados sobre el conveyor son trasladados por elvagón de carga de cátodos hasta el transportador de recepción (Fig. nº3-78) ydesde éste hacia la estación de transferencia. La estación de transferenciatraslada una a una las placas madres (o cátodos permanentes) desde eltransportador de recepción al transportador de lavado (Fig. nº3-79).

Fig. nº3-78: Grúa puente deposita cátodos cosechados sobrevigas de alimentación a máquina despegadora.

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Los cátodos, luego de pasar a través de la cámara de lavado, en la que seremueven las impurezas aún adheridas a la superficie de cobre y la cera de laparte inferior de la lámina permanente, llegan a la estación de transferencia(Fig. nº3-80).

Fig. nº 3-79: Transferencia de los cátodosdesde el transportador de recepción al delavado.

Fig. nª 3-78: Vagón de carga transportandocátodos hacia la estación de lavado ydespegue.

Fig. nº3-80: Estación de transferencia

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Desde la estación de transferencia, los cátodos son transferidos altransportador transversal y entonces los cátodos dejan de apoyarse sobre subarra y ahora lo hacen sobre su borde inferior.

El cátodo en el transportador transversal avanza individualmente apoyadosobre su cadena y sostenido por una estructura metálica que lo mantiene enuna posición vertical. Luego, el cátodo ha avanzado una estación más, hasta lallamada estación de flexión (Fig. nº3-81).

En la estación de flexión constituye una unidad primaria de despegue, dado quela flexión hacia ambos lados de la placa madre fuerza a los cátodos de cobre aabrirse por la parte superior.

Enseguida, el cátodo avanza hasta la estación de cincelado (fig. nº3-82). Estaestación despega totalmente el cobre adherido a la placa madre y las hace caer

sobre unos brazos metálicos de la unidad de descenso.

El cátodo permanente libre de cobre adherido avanza nuevamente una estaciónmás, comenzando su ciclo de electrodepositación. Paralelamente, las láminas decobres pasan al transportador de cátodos.

Fig. nº 3-81: Estación de flexión.

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Los cátodos de cobre son apilados en par por el receptor de cátodos sobre eltrasportador tipo cadenas. Dependiendo de los requerimientos del cliente, elsistema es ajustado para corrugar los cátodos ubicados en este transportador.El prensado es provocado mediante una estructura sólida cuya superficie da laforma ondulada a la del cátodo (Fig. nº3-83).

Fig. nº3-82: Estación de cincelado.

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Una vez prensado o no los cátodos que circulan por el transportador, sontraspasados a la estación de apilamiento de cátodos, llamada “mesa deapilamiento” (Fig. nº 3-84). En ella se forma el paquete con el número de piezasdefinido en las especificaciones en el “Manual de composiciones químicas, pesos y medidas” (ver el punto 3.2.1, del capítulo II “Aspectos operacionales – caso

Chuquicamata”, Tabla nº2-14).

Fig. nº3-83: Prensado del cátodo de cobre.

Fig. nº3-84: Mesa de apilamiento de cátodos.

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Una vez constituido el paquete de cobre, este avanza sobre el transportadorde cátodos hasta la unidad de pesaje (Fig. nº 3-85). Esta unidad consiste deuna mesa que se levanta entre la cadena del transportador, de tal manera delevantar y pesar sólo el paquete ubicado sobre ella. Todos los paquetes pesados

con algunos cátodos muestreados, son guiados sobre la cadena deltransportador hasta la salida de la nave.

Traslado, manejo y control de calidad del producto en patio de embarque.

Al igual que en el caso del cobre proveniente del circuito de depósito sobrelaminas de partida, el cobre en paquetes es conducido al patio de embarquedonde es inspeccionado visualmente y se le asignada su grado de calidad.

Las composiciones químicas para la asignación del grado de calidad al productocatódico obtenido a partir de láminas permanentes, están definidas en lasnormas internacionales de calidad BS EN 1978:1998 y ASTM B 115-00. Estasse muestran en las Tablas nº 3-16, nº 3-17 y nº 3-18.

Fig. nº3-85: Transportador de cátodos y Unidad de Pesaje.

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Tabla nº 3-16: Cátodos permanentes, Grado A.Item Defecto Rango Medidas correctivas1 Nódulos

SuperficialesMáximo 5 mm de alto en 20% de lacara de deposito, diseminado.

Guarfloc (200 g/t)T (ºC): 45-48 circ. Permanente.

2 Nódulo interno Máximo 5 mm de alto en 30% de lacara de deposito.


3 Cordón lateral Máximo 4 mm, sobre deposito enbordes.

Cordón lateral:Centrado de cátodos y ánodos.Evitar sobre depósitos.Aisladores laterales con corte rectoen lado adyacente del deposito.

4 Falta depósito. Mantiene rigidez, sin otrosdefectos.


5 Marca deaislador

Menor a 2 mm de profundidad. Centrado ánodos - cátodos.Evitar sobredeposito catódico.

Mant. Aisladores anódicos (Apolomodificado).

Tabla nº 3-17: Cátodos permanentes, Grado R.Item Defecto Rango Medidas correctivas1 Nódulos

SuperficialesMáximo 10 mm de alto en 20% dela cara de deposito.


2 Nódulosinternos

Máximo 5 mm de alto en 50% de lacara de depósito.


3 Cordón lateral. Máximo 8 mm sobre deposito enbordes.

Centrado de cátodos y ánodos.Evitar sobre depósitos.Uso de aisladores laterales concorte recto en lado adyacente deldepósito.

4 Estrías Estrías limpias, franjas ancho max.10 cm ambos lados y 2 mm deprofundidad.

Flujo electrolito:Circ. permanente: 110 l/min.

5 Falta deposito Mantiene rigidez. Evitar aislamiento eléctrico debarras catódicas y anódicas.

6 Quemado Coloración leve en ambas caras condeposito firme.

Disminuir corriente y luego cortarflujo a celdas.

Instalar marco cortocircuitadorantes de cortar flujo flujos aceldas.

7 Sulfato Max. 1% en cara de deposito. Lavado sobre celdas con agua a T >60ºC.Lavar en cámara de lavado con aguaa T(ºC) entre 75 y 80 ºC.

8 Marca de Mayor a 2 mm de profundidad. Centrado ánodos - cátodos.

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aislador Evitar sobredeposito catódico.Mantenc. Aisladores anódicos (Apolomodificado).

Tabla nº 3-18: Cátodos permanentes, Grado estándar (STD).Item Defecto Rango Medidas correctivas1 Plomo Visible e imposible de eliminar

manualmente.Lavado de ánodos.Desborre de celdas.No recircular electrolito en celdasque se le haya instalado el marco CC.

2 NódulosSuperficiales

Mayor 10 mm de alto en 20% de lacara de deposito.

Guarfloc (200 g/t)T (ºC): 45-48 circ. permanente.

3 Nódulosinternos

Mayor 5 mm de alto o más del 50%de la cara de deposito.

Guarfloc (200 g/t)T (ºC): 45-48 circ. permanente.

4 Cortocircuito. Uno o más asociados a otrosdefectos.

Verticalidad ánodos y cátodos.Correcta instalación aisladoresanódicos (Apolo modificado).

5 Cordón lateral. Cordón mayor a 8 mm, sobredepósito.

Centrado cátodos y ánodos.Evitar sobre depósito catódico.Uso aisladores laterales con corterecto en lado adyacente deldeposito.

6 Estrías Estrías sucias, franjas ancho masde 10 cm y más de 2 mm deprofundidad.

Flujo electrolito circ. Permanente =110 l/min.

7 Parche Uno o más, de forma irregular. Lavado ánodos para evitar oclusiónde plomo y favorecer formación deparches.

8 Falta deposito Poco deposito, flexible, cuerpocompleto.

Evitar aislamiento eléctrico debarras catódicas y anódicas.

9 Efecto doblado Doblez impide conformar paqte.Homogéneo.

Verticalidad cátodosEvitar cátodos caídos a piso.

10 Sulfato. Mas de 1% en cara depósito. Lavado sobre celdas con agua at>60ºC.Agua en cámara de lavado entre 75

y 80 ºC.

11 Marca aislador. Mayor a 5 mm de profundidad. Centrado de ánodos y cátodos.Evitar sobre depósito catódico.Mantención aislada. Anódicos (A.M.)

12 Perforado. Cualquier perforación. Revisión aisladores anódicos (A.M.)5 Cordón superior Mayor a 22 mm, en borde lateral o

superior.Cordón sup.: manejo anillos.Cordón lateral: Centrado decátodos.T (ºC) = ídem puntos anteriores.

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6 Vértice inferior Pérdida ambos vértices, mayor a 2pulg. Diagonal.


7 Orgánico Mayor a 2% del cuerpo condestrucción del depósito.

Mantener niveles altos en estanquesde alimentación (CC y DD deavance).

Uso material absorbente en est.Alimentación.Limpieza de esferas antineblinas enceldas scavenger.

11 Manchas >2% del cuerpo. Colocar anillos altos (90 o 110 mm).Lavado con agua a T > 60ºC.

12 Quemado Coloración intensa en ambas carascon deposito firme.

Disminuir corriente y luego cortarflujo a celdas.Instalar marco cortocircuitadorantes de cortar flujo a celdas.

13 Doblado Puntas dobladas, impiden formar

paquete homogéneo.

Mantener verticalidad en laminas

iniciales (vértices y cuerpo).Evitar cátodos caídos a piso.14 Sulfato En todo el cuerpo y/o en bordes. Colocar anillos altos (90 o 110 mm).

Lavado con agua a T > 60ºC.15 Marca de

aisladorMayor a 2 mm de profundidad. Centrado ánodos - cátodos.

Evitar sobredeposito catódico.Mantenc. Aisladores anódicos.

Sin embargo, en la practica, la Unidad de EW de Chuquicamata ha definido el

grado de calidad sobre la base de especificaciones químicas más estrictas conel fin de asegurar la calidad exigida por sus clientes. Las especificacionesquímicas corresponden a las misma ya enunciadas en el punto 3.2.1 “Sistema deelectrodepositación sobre láminas de partida”. Tambien el manejo del productoen patio de embarque y su despacho hasta el puerto de Angamos de la Cuidadde Mejillones sigue el mismo tratamiento detallado en el mismo punto 3.2.1sobre “Traslado, manejo y control de calidad del producto en patio deembarque”.

3.2.3 Operaciones complementarias.

Además de las actividades directas de producción de cobre en los circuitos detecnología de láminas de partida o de cátodos permanentes, existenactividades que son indispensables para lograr un control adecuado de los

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parámetros operacionales, mantener la calidad del producto, alargar la vida útilde los electrodos y maximizar la eficiencia de la corriente eléctrica.A continuación se describen las principales:

3.2.3.1 Preparación y dosificación de aditivos.

Antes de realizar cualquier actividad con sustancias o productos químicas,debe conocerse la Hoja de Seguridad (HDS) del Producto. Esta hoja detallalas características del producto, sus efectos sobre las personas o ambiente yla forma de neutralizar su acción. En el caso de la Nave de Electrodepositación,se utilizan tres tipos de aditivos:

1. Guargum (Fig. nº 3-87)2. Sulfato de cobalto. (Fig. nº3-88)3. Sulfato ferroso. (Fig. nº 3-89)

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Fig. nº 3-88: Bolsa con Sulfato deCobalto.

Fig. nº3-89: Bolsa con Sulfato Ferroso.

Fig. nº 3-87: Bolsa con afinador degrano Guar Gum 66

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La cantidad del afinador de grano se calcula a partir de la cantidad de cobreque se depositará el día siguiente. La dosificación de afinador de grano es de200 gramos por tonelada de cobre depositado. En general, el afinador de granopromoverá la formación de granos finos de cobre depositado, disminuyendo elatrapamiento de impurezas y aumentando la calidad catódica del depósito. Lacantidad de afinador de grano es adiciona al buzón del dosificador (Fig. 3-91).Del dosificador es traspasado al estanque de preparación, donde se mezcla

con agua y vapor.

La cantidad de sulfato de cobalto o sulfato ferroso se calcula a partir de laconcentración de la sal en el electrolito de avance. En general, la concentraciónde sulfato de cobalto debe estar entre los 125 a 175 partes por millón (ppm).Como se señaló en el punto 2.16 de este manual, el sulfato de cobalto se utilizapara reducir la velocidad de corrosión de los ánodos, evitando de esta maneraun elevado costo de inventario de ánodos y la contaminación catódica con plomometálico. La concentración de sulfato férrico debe considerar una

concentración total de fierro en el electrolito entre 0.9 a 1.5 gramos por litro.

La preparación de estos aditivos exige mantener una agitación constante de 45minutos para asegurar la total disolución de la sal y homogeneidad de mezclado.La adición de estos reactivos se realiza en dos plataformas independientes. LaFig. nº3.90 muestra la plataforma de adición de sulfato de cobalto, mientras

Fig. nº3-91: Plataforma de adición deSulfato Ferroso y afinador de grano.

Fig. nº 3-90: Plataforma de adición deSulfato de Cobalto.

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que la Fig. nº 3.91 muestra la plataforma de adición de sulfato férricocristalizado y afinador de grano.

En el punto 2.14 “Agentes Aditivos” y en capítulo 2.16 “Efecto de las

Impurezas en Electroobtención” del capitulo “Introducción a laElectroobtención”, se describen en detalle los efectos metalúrgicos de los tresaditivos ya señalados. Por último, en el capítulo 6, punto 6.6 ”Manejooperacional y disposición de sustancias peligrosas” y 6.7 “Manejo operacional ydisposición de residuos domésticos e industriales no peligrosos” se describe endetalle las características toxicológicas de estos productos, clasificaciónsobre la base de su peligrosidad, su manejo operacional y disposición.

3.2.3.2 Desborre de Celda.

Esta actividad consiste en retirar los residuos de corrosión de los ánodos deplomo (laminillas o polvo de plomo, según el tipo de corrosión, de acuerdo con elcapítulo I, punto 2.16: “Efecto de las Impurezas”) decantados en el fondo de lacelda de electrólisis con el objeto de evitar contaminación de los cátodos decobre con plomo metálico.

Con la ayuda de puente grúa se instala el marco cortocircuitador en las celdas adesborrar. La instalación del marco cortocircuitador deberá serpreferentemente en la dirección ánodo a cátodo, dado que ir en direccióncontraria implicará una contaminación adicional de la celda desborradapreviamente (celda cortocircuitada). El avance en dirección contraria a la antesseñalada implicará que la celda desborrada en cortocircuito será ahora la celdaen aislación eléctrica. Ambos casos se esquematizan en la Fig. nº 3-92.

Caso 1: Si el marco se mueve en la dirección ánodo a cátodo, la celda nº 3,aislada en primera instancia, será en el siguiente avance del marco

cortocircuitador, la cortocircuitada y en desborre, mientras que la celda nº 4será la nueva celda aislada. Así, a medida que avanza el desplazamiento delmarco cortocircuitador en esta dirección, la celda a desborrar ha sido unmovimiento antes la celda que ha estado en aislación eléctrica y ha sufridoalgún efecto corrosivo sobre sus electrodos no energizados sumergidos ensolución electrolítica.

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Caso 2: Si el marco cortocircuitador se mueve en dirección contraria a ladirección ánodo a cátodo, la celda aislada nº 3 no será cortocircuitada ydesborrada en el próximo avance (sino que será la nº 1), aunque estuvo aislada

el tiempo de desborre de la celda nº 2 y por lo tanto generó algo de corrosiónproducto de la desenergización del ánodo de plomo, adicionalmente a algo dedisolución de cobre electrodepositado.

Nota: A= ánodo, C= cátodo.

A C A C A C

Conexión del

tranfo/rectif. (+)

Celda

cortocircuitada

Celda aislada

Marco Cortocircuitador

Conexión al

tranfo/rectif. (-)

Celda nº 1 Celda nº 2 Celda n º 3

A C

Celda n º 4

Fig. nº3-92: Esquema de dirección de cortocircuitado de celdas deelectrolisis para ejecución de la actividad de desborre.

Dirección de movimiento del marco cortocircuitador de ánodo a cátodo.

Dirección de movimiento del marco cortocircuitador de cátodo a ánodo.

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Antes de instalar el marco cortocircuitador, se bajará la intensidad decorriente a unos 1000 (A) aproximadamente y sólo luego se depositarásuavemente el marco sobre la celda a desborrar. La bajada de intensidad decorriente la realiza el Jefe de Turno o Supervisor (personas autorizadas) vía

telefono a los operadores de la subestación eléctrica A (Sub-A), quienesregulan el valor de potencial de referencia del sistema. De forma automática,el sistema transfo-rectificadores se acomoda a al nuevo valor de set point,ajustando la corriente y el voltaje de salida. Igual procedimiento se sigue alsolicitar cualquier ajuste de intensidad de corriente.El asentamiento del marco cortocircuitador debe ser primero apoyando unextremo sobre la barra de los cátodos de la celda activa y luego el extremoopuesto sobre las barras catódicas de la celda aislada.Se comienza por cerrar las válvulas de alimentación de electrolito a celdas.Luego se procede a retirar los cátodos mediante el apoyo del puente grúa.Estos cátodos son trasladados al estanque de lavado y luego se trasladan alrack de alimentación a celdas. Luego de esta maniobra se retiran los ánodos.Como el número de cátodos es menor al número de ánodos en una unidad porcelda, debe cambiarse la traversa porta cátodos por la porta ánodos. Al igualque los cátodos, los ánodos son trasladados a celdas para su lavado yposteriormente depositados sobre un rack disponible. Posteriormente seretiran las esferas antinebulizantes y se evacúa, mediante bombeo, la soluciónelectrolítica contenida en la celda (Fig. nº3-93) a una adyacente, cuidando deno succionar borra anódica.

Fig. nº 3-93: Celda electrolítica evacuandosolución.

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se completa con el electrolito y las esferas antinebulizantes. Luego se retornanlos electrodos cuidando que queden bien posesionados. Luego se retira el marcocortocircuitador, previa bajada de corriente a 1000 A y se instala sobrepedazos de madera.

La actividad de desborre permite además cambiar electrodos fuera de norma,limpiar los contactos eléctricos, reparar daños o filtraciones en la celdaelectrolítica, reponer aisladores anódicos, etc.

3.2.3.3 Lavado de ánodos.

Como de explicó en detalle en la sección 2.16 “Efecto de las impurezas enelectroobtención”, la presencia de cloruro en EW por arrastres desde SXprovocan corrosión en los electrodos de plomo. Se suma a anterior, laformación como capa protectora el α-PbO2 en vez del β-PbO2, eltensionamiento de las capas de oxido de plomo que recubren la matriz de plomodel ánodo producto del laminado inicial y aquellas condiciones operacionalesdetalladas en el punto 2.16 relativas al efecto del plomo, para el aumento delproducto de corrosión del ánodo de plomo a la forma de borra plomada. Engeneral, la velocidad de corrosión de los ánodos de la Unidad deElectrodepositación de Chuquicamata es de alrededor de 4.4 kg/año oequivalentemente a 0.2 mm/año de perdida de espesor del ánodo, para unadensidad de corriente promedio de 180 A/m2, es decir, un ánodo de espesorinicial 6 mm, al cabo de 5 años tiene un espesor de 3.88 mm.Esta corrosión en el ánodo además de generar el desprendimiento de laminillaso polvo fino de plomo que se deposita en el fondo de la celda de electrolisis,contamina el depósito catódico con la consiguiente pérdida de calidad. Comomedida preventiva al negativo efecto del producto de corrosión anódico, seejecuta la actividad de lavado de ánodos.El lavado de los ánodos permite eliminar la capa superficial de oxido de plomocorroído, evitando así la contaminación del cátodo de cobre, producto deldesprendimiento desde la superficie anódica. Además, se disminuye la cantidad

de borra plomada en el fondo de cada celda en operación. Consecuentemente seaumenta el lapso requerido para el desborre de celdas con la consiguientedisminución en la perturbación de la siembra catódica. Por otro lado, el retirode ánodos de la celda permite su inspección visual, con lo que se puedenreponer aisladores deteriorados o faltantes y reemplazar ánodos con defectos(ánodos corroídos, defectos en la soldadura barra – cuerpo, ánodos pandeados).

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agua caliente y agitada para luego ser trasladados al rack de alimentación aceldas o conveyer, según disponibilidad. Posteriormente los ánodos sontrasladados vía el puente grúa y sostenidos sobre una celda vacía y dispuestapara ser utilizada como receptáculo de lavado. Esta celda recepciona el plomo

que se desprende durante la operación de lavado. Previamente sobre esta celdase instalan greating o rejillas que permiten un acercamiento adecuado deltrabajador y favorecen un inspección visual, además de las maniobras decambio o restitución de aisladores en aquellos ánodos que lo requieran.Para el caso de las celdas scavenger se aprovechará esta instancia paracambiar esferas contaminadas con orgánico por esferas limpias o para reponerlas tres capas requeridas. En el caso de las celdas comerciales, esta instanciatambién es aprovechada para el aseguramiento de las tres capas de esferassobre el electrolito de la celda.

3.2.3.4 Torre reductora.

Esta actividad tiene por objetivo la recuperación del ion ferroso (Fe+2) porreducción del férrico (Fe+3) con la consiguiente disminución del potencial deoxidación del electrolito. Con ello se impide la degradación del extractanteorgánico utilizado en la Planta industrial de Extracción por Solventes. Paracumplir lo anterior, se agrega chatarra de cobre el interior de una estanque,llamada "Torre reductora" (Fig. nº3-96).

Fig. nº 3-96: Torre reductora

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El potencial de oxidación del electrolito es una función, entre otras cosas, de laconcentración de los iones manganeso en solución o de la presencia de ionesférrico. La disminución en la concentración de estos elementos oxidantes (pues

tienden a reducirse) se evita adicionando en forma regular, chatarra de cobreal interior de la torre reductora o bien mediante purgas de electrolito.

Las reacciones son:

Reducción del ion férrico a ion ferroso, utilizando cobre metálico:

2Fe+3 + Cu = 2Fe+2 + Cu+2

Oxidación del manganeso en el electrolito:

Mn+2 + 4H2O = MnO4- + 8H+ + 5e-

Mn+2 + 2H2O = MnO2(s) + 4H+ + 2e-

Reducción del ion permanganato a ion manganeso, con cobre metálico y por lapresencia de ion ferroso.

2MnO4- + 5Cu + 16H+ = 2Mn+2 + 5Cu+2 + 8H2O

MnO4- + 5Fe+2 + 8H+ = Mn+2 + 5Fe+3 + 4H2O

La torre reductora no es más que un estanque que es alimentado por su costadoinferior con solución spent, proveída a través de una tubería que puedebifurcar la solución mediante la abertura de una válvula. La solución spentingresa a la torre y rebalsa, pasando a través del lecho de cobre y luegoretornando a la corriente principal a través de una tubería que se acopla a laprincipal. La chatarra considerada para esta actividad corresponde a los restosde láminas generadas en la actividad de corte de cuerpos en la máquina

dimensionadora. El consumo aproximado mensual de chatarra de cobre (Restosdel dimensionado de láminas iniciales, o láminas iniciales deterioradas o restosde las orejas de los cátodos cosechados) es de 20 a 30 ton por mes, con lo quese consigue bajar el potencial del spent y dejarlo entre 400 y 600 mV/(ENH),valores mínimo y máximo requeridos en SX.

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3.2.3.5 Lavado de celdas scavenger y de esferas antinebulizantescontaminadas con orgánico.

Las esferas contaminadas con orgánico arrastrado desde la SX y que sesobrenadan en las celdas scavenger, deben ser cambiadas por esferas libre deorgánico, con el fin de evitar la pérdida de calidad catódica y los efectoscorrosivos del orgánico sobre los electrodos sumergidos, de acuerdo con loseñalado en el punto 2.16 “Efecto de las impurezas en electroobtención” deeste manual.La actividad de lavado de esferas consiste en el retiro de ésta desde lasceldas y su traslado hasta el patio de embarque. Allí una empresa externa,utiliza diluyente y agitación para realizar una limpieza química, removiendo lacapa superficial de orgánico pegado. Luego de la aplicación de diluyente, lasesferas son enjuagadas con agua caliente. Con ello se consigue su la remocióndel orgánico adherido y su retorno a celdas (Fig. nº 3-98).Los residuos generados (mezcla orgánica – agua – algo de sólidos) son devueltosal sumidero de la Planta Industrial de SX.

Fig. nº 3-98: Reposición de esferas antinebulizanteslibres de reactivo orgánico.

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Adicionalmente al retiro de las esferas contaminadas con orgánico de lasceldas scavenger, se realiza la actividad de limpieza de las mismas. Estaactividad consiste en la remoción del orgánico que sobrenada en el electrolitode las celdas.

3.2.3.6 Controles operacionales.

En la Unidad de Electrodepositación se realizan controles operacionales quetienen por objetivo la verificación del funcionamiento del proceso, de talmanera de detectar y corregir, en el menor tiempo posible, desviacionesrespecto de su estándar operacional. De esta forma se toman las medidaspreventivas y correctivas necesarias para mantener estable la planta frente acambio en las condiciones operacionales.

Para esto, se cuenta con una “Planilla control diario del proceso Planta EW” CR-09207, en la que se lleva el registro del control de las variables de procesomás importantes. En la Fig. nº3-99 se muestra esta planilla. Básicamente, lasvariables y su frecuencia de control son:

Concentraciones y potenciales de solución:

Concentración de cobre (Cu+2), ácido libre (H+) y voltaje (mV) de entrada alas Celdas scavenger.

Concentración de cobre (Cu+2) y potencial (mV) del electrolito de salida delas celdas scavenger.

Concentración de cobre (Cu+2) y potencial (mV) del electrolito de entrada alcircuito A.

Concentración de cobre (Cu+2) y potencial (mV) del electrolito de salida delcircuito A.

Concentración de cobre (Cu+2) y potencial (mV) del electrolito de salida del

circuito C. Concentración de cobre (Cu+2) y potencial (mV) del electrolito de salida del

circuito D. Concentración de cobre (Cu+2) y potencial (mV) del electrolito de entrada al

circuito E.

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Circuito C. Común secciones D-4, D-5 y D-6. Circuito E. Circuito F.

Movimientos de corriente eléctrica.

Frente a cambios en la intensidad de corriente, se registra su valor y hora enque aconteció, para cada circuito de celdas. Control de corriente y voltaje por circuito.

Cada 1 hora se registra el valor de la intensidad de corriente y el voltaje porcelda.

Inventario de soluciones.

Se registra el volumen de solución existente en los circuitos, más aquella de losTK de recirculación nº1 y nº2, TK BB de solución spent y TK CC de soluciónavance. Con los valores individuales, se obtiene el volumen total.

Concentraciones de aditivos.Cada 8 horas de registran las concentraciones de cloruro en:Electrolito de avance.Solución spent.Solución entrera al circuito A.Solución de salida del circuito A.Solución enterada al circuito E.Solución de salida del circuito E.

Cada 2 horas se registra la concentración de cloruro en el agua de alimentacióna ED. Tambien se registra el análisis de cloruro en el electrolito descargado deS1, en el los TK de recirculación nº1 y nº2.

Cantidades, niveles y volúmenes.

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Por turno: Se registran las cantidad de sulfato de cobalto, sulfato ferroso y afinador

de grano preparado por turno. Se registran las lecturas de flujo de agua impulsada por la bomba FIT 870 y FIT 871. En este caso se registra la lectura inicial y la lectura final de

flujo y el volumen equivalente del turno. Se registran las lecturas de inicial y final de flujos solución purgada y el

equivalente en volumen, del turno. Se registran las lecturas inicial y final de los flujos de agua de reposición y

el equivalente en volumen, del turno. Se registan las lecturas inicial y final de flujos de acido sulfúrico y su

equivalente en volumen, del turno. Tambien se registra la diferencia dealtura en el estanque de ácido una vez que se ha rellenado y el pesoequivalente al volumen de relleno.

Se registra la altura inicial y final del TK nº2 y se obtiene la diferencia.Equivalentementes se registra el volumen asociado a ambas alturas y a ladiferencia de las mismas.

Semanalmente: Se obtiene un consolidado de los registros diarios en las siguientes ítemes: Nivel de TK spend BB. Nivel del TK CC. Volumen de agua usada en a preparación total de aditivos. Volumen de agua de proceso. Volumen de solución purgada. Volumen total ocupado. Variación del volumen diario, respecto del promedio semanal. Cantidad de sulfato de cobalto adicionado. Cantidad de afinador de grano preparado. Cantidad de sulfato ferroso preparado. Volumen de ácido sulfúrico agregado al circuito.

La responsabilidad del Operador Mayor o encargado de la Sala de Control esllevar el registro oportuno de los controles diarios. El Operador Mayorpermanece atento a las desviaciones entre los valores de las variablesoperacionales controladas respecto de las definidas como estándares para la

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Area de deposito por cátodo circuito tradicional m2 2.0Cátodos por celda circuito permanente nº 63Cátodos por celda circuito tradicional nº 60Anodos por celda circuito permanente nº 64

Anodos por celda circuito tradicional nº 61Flujo de entrada a celdas m3 / h ≈10Corte en circuito permanente (máximo) gpl 2.8Corte en circuito tradicional (máximo) gpl 2.8Corte en circuito scavenger (máximo) gpl 2.8Amperaje nominal en circuito A, B, C y D A 24000Amperaje nominal en circuito E A 28500Amperaje nominal en circuito F A 34000Eficiencia de corriente nominal % ≥ 90

Peso nominal de cobre depositado circuito A ton / día 92Peso nominal de cobre depositado circuito B ton / día 92Peso nominal de cobre depositado circuito C ton / día 92Peso nominal de cobre depositado circuito D ton / día 66Peso nominal de cobre depositado circuito E ton / día 97Peso nominal de cobre depositado circuito F ton / día 73Voltaje por celda V 1.9 a 1.95Voltaje nominal por circuito V 375Consumo de energía kw/h/tm 1750 a 1850

Tamaño celdas circuito permanente m x m x m 6.81x1.26x1.47

Tamaño celdas circuito tradicional m x m x m 6.81x1.12x1.40

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Fig. nº 3-99 A: Planilla Control Diario del Proceso Planta E.W.

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Fig. nº3-99 B : Planilla Control Diario del Proceso Planta E.W. (reverso)

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3.2.3.7 Corriente máxima y corriente mínima.

Los valores de la intensidad de corriente continúa fluctúan entre un valormáximo y un mínimo, llamados “corriente máxima y corriente mínima”,

respectivamente.La corriente máxima puede definirse frente a dos condiciones operacionales:a. Es aquella que operacionalmente puede entregar en tranfo-rectificador que

alimenta al circuito.

Rectificador-transformador circuito A = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito B = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito C = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito D = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito E = 28.500 Amperes.Rectificador-transformador circuito F = 34.000 Amperes.

b. Es aquella que queda definida por el flujo de electrolito y su concentraciónde tal manera de no generar un corte de concentración superior a 2.8gramos por litro. Cortes mayores (disminuciones en la concentración delelectrolito) favorecen la nodulación y la contaminación con azufre delcátodo.

La corriente mínima tambien se puede definir frente a situacionesoperacionales:

a. Es aquel valor mínimo de corriente que impide el desprendimiento de la capade oxido de plomo tipo beta desde la superficie del ànodo. En otraspalabras, impide la corrosión del ánodo y con ello la contaminación catódicadel cobre en electrodepositación.

b. Es aquella necesaria para impedir la disolución del cátodo de cobre, aún enperiodo de siembra.

En general, un valor mínimo que tiende a utilizarse corresponde a 1.000amperes, cuando los transfo-rectificadores operan en condiciones normales.

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Frente a cortes de energía eléctrica se requiere la habilitación inmediata deuna corriente de respaldo de 500 A.

3.2.3.8 Equipos de la Unidad de Electrodepositación

La Unidad de electrodepositación ha definido algunos equipos como críticos,dado que su paralización implica la perdida de continuidad operacional. Tambiénexisten otros equipos importantes.

Equipos críticos.• Maquina preparadora de cátodos iniciales.• Maquina lavadora.• Máquina dimensionadora de cuerpos y asas.• Máquina despegadora.• Rectificadores - transformadores.• Grúas puente.• Grúas horquillas.

Equipos importantes.• Celdas electrolíticas.• Balanzas.• Convoy.

A continuación se describe cada uno de los equipos.

Descripción de los equipos críticos.

• Máquina preparadora de cátodos iniciales.

Esta máquina (Fig. nº3-100) tiene por objetivo confeccionar los cátodosiniciales a partir de los cuerpos y asas, proporcionados por la máquinadimensionadora y las barras catódicas, provenientes, generalmente, desde la

máquina lavadora de cátodos.

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Unidad de bajada. Esta unidad baja el cuerpo de cobre desde el rigidizadorhasta el transportador principal.

Transportador principal. Este tiene tres correas en Y y dos pares decadenas, montadas vía roldanas y enganches a un marco. Las correas en V

soportan y transportan el cuerpo junto con un par de cadenas interiores.Las cadenas de cuerpos están equipadas con ganchos para su correctaposición. Las cadenas externas (cadena de barra) tiene portadores para lasuspención de barras. La correa en V de desplaza más rápido que la cadenapara permitir que la lámina sea tomada y alineada.

Alimentador de barra. Las barras son alimentadas una a una por elalimentador de barras a los soportes de barras, siendo posteriormentetomadas por la cadena transportadora de barras.

Alimentador de asas. Este toma dos orejas cada vez. Las orejas son alzadascon coplas de succión conectadas a dos eyectores neumáticos en vacíodesde un depósito de orejas y los deja caer dentro de un par de canales,que las conduce a la cadena que transporta la barra y el cuerpo. En eldepósito de asas hay dos sensores que indican la correcta posición de laoreja.

Unidad de remachado. Esta unidad consta de 6 cilindros hidráulicos (trespor cada oreja), que trabajan secuencialmente:

1-2 en suspención.3-4 de los punzones.5-6 de la remachadora.

Meza elevatriz. Tiene como objetivo llevar el cátodo inicial desde unaposición horizontal en el transportador principal a una posición verticalsobre el transportador de espaciamiento.

Transportador de cadena. Lleva los cátodos iniciales desde la mesaelevatriz al transportador de espaciamiento.

Transportador de espaciamiento. Puede almacenar hasta 180 cátodosiniciales. El espaciamiento correcto se lleva a cabo mediante un descifrador y un contador de pulsos electrónico.

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Carro de descarga. Levanta la carga de seis celdas a la vez, desde eltransportador de espaciamiento al conveyor de almacenamiento concapacidad de 2160 cátodos. El carro puede descargarse en dos pasillos detransferencia diferentes.

• Máquina lavadora de cátodos.

El objetivo de ésta máquina (ver Fig. nº 3-101) es eliminar el sulfato de cobreadherido a la superficie o a las asas de los cátodos cosechados.

La máquina lavadora de cátodos consiste de las siguientes unidades:

Carro de carga. Este recoge la carga de una celda y a través del convegor lalleva hasta el transportador de recepción.

Dispositivo de transferencia. Este dispositivo levanta dos cátodos desde eltransportador de recepción al transportador de lavado.

Fig. nº3-101 : Máquina lavadora de cátodos (a la izquierda) ycabina de control (a la derecha).

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Esta máquina (ver Fig. nº 3-102) tiene como objetivo cortar los cuerpos y asasa partir de hojas iniciales de cobre electrorefinado, proveniente de refinería.

La máquina dimensionadora de cuerpos y asas está compuesta por los siguientesconjuntos principales:

Transportador de bins. Transportador de pallets. Mesa elevatriz de bins. Mesa elevatriz de pallets. Sistema de alimentación. Mesa de alimentación. Cortador de cuerpos. Transportador de cuerpos. Transportador de descarga. Transportador y cortador de asas. Carro porta cajas de asas. Grupo hidráulico. Tablero general de fuerza y comando eléctricos. Pupitre eléctrico.

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Dispositivo de transferencia. Su objetivo es transferir las placas madresuna a una desde el transportador de recepción al transportador de lavado.

Transportador de lavado. Recibe los cátodos sin lavar y adheridos a la placamadre, desde el dispositivo de transferencia. Tiene una longitud de 6.5

metros. Bandeja de goteo. Recupera las gotas de solución ácida de las placasmadres, como también el agua de lavado que escapa de la cámara de lavado.

Cámara de lavado. Remueve la cera de la parte inferior de la placa madre yrecibe la solución ácida y las impurezas de la superficie de los cátodos.

Demister. Evacúa el agua pulverizada e ingresa vapor a la cámara de lavado. Transportador transversal. Lleva las placas madres desde el transportador

de recepción a las diferentes unidades de la máquina. Las placas se apoyanen su borde inferior durante el traslado.

Topes espaciadores de placas. Aseguran que las placas madres se detenganen la posición correcta en las diferentes estaciones durante el movimientotransversal.

Dispositivo de flexión. Trabaja como una unidad primaria de despegue,realizando un pre-despegue de los cátodos de cobre, flexionando la placamadre por ambos lados, forzando a los cátodos a abrirse por la partesuperior de la placa.

Dispositivo cincelador. Trabaja como una unidad secundaria de despegue,ejerciendo presión sobre los cátodos de cobre para que se desprendan ycaigan sobre los brazos del dispositivo de descenso.

Receptor de cátodos. Permite llevar los dos cátodos de la posición vertical ala horizontal, para luego transportarlos al transportador de cátodos.

Transportador de cátodos. Sobre este son colocados dos cátodos por elreceptor de cátodos, a ambos lados. En uno, el cátodo es colocadodirectamente sobre el transportador de cadenas y en el otro, sobre elsoporte.

Prensa corrugada. Provoca una corrugación de los cátodos. Consiste en unaestructura sólida con un cilindro oleohidráulico que opera la prensa, la queestá montada en la parte interna del transportador de cátodos.

Apilador de cátodos. Recibe el par de cátodos desde el transportador decátodos, formando la primera pila en el dispositivo de descarga. La cantidadde cátodos es recibida por la mesa de apilamiento.

Mesa apiladora. Esta mesa recibe los cátodos de dos en dos, desde elapilador, formando una pila.

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Unidad de pesaje. Las celdas de carga para la unidad de pesaje estánmontadas sobre una mesa de levante, para pesar las pilas separadamente.

Unidad de etiquetado y marcado. Se usa para etiquetar las pilas de cátodoscon la información del producto (fecha, peso, número de sección).

Prensa de muestreo. Toma automáticamente el cátodo de encima de la pila yluego toma muestras antes de devolverlo a la misma fila desde donde lo

tomó. Unidades automática de despegue. Consta de una prensa de 5 toneladas la

cual se acciona durante la operación del despegue de los cátodos. Transportador de rechazo. Recibe las placas madres, no despegadas y

rechazadas sobre el transportador transversal por medio del dispositivo detransferencia y los espacios sobre las cadenas.

Transportador de descarga. Recibe las placas despegadas una a una desdeel transportador transversal dejando espacios uniformes para llevarlas alvagón de transferencia.

Unidad para el encerado de las placas. Esta unidad aplica una capa de ceraen la parte inferior de la placa madre, antes de ser transferida al vagón dedescarga.

Vagón de descarga. Coloca sobre la viga de transporte un conjunto de placasmadres despegadas y preparadas desde el transportador de descarga,sobre las diferentes estaciones de carga de las vigas de descarga.

• Transformadores - Rectificadores.

Fig. nº 3-104 : Transfo-rectificador.

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Los transformadores rectificadores (Fig. nº3-104) trabajan de dos formas. Elsistema transformador reduce el voltaje suministrado por las subestacioneseléctricas aumentando la intensidad de corriente a celdas electrolíticas,

mientras que el sistema rectificador solo permite la circulación de corrienteeléctrica en una sola dirección, con lo que se obtiene alimentación de corrientecontínua a celdas.

En la Unidad de Electrodepositación se tienen las siguientes capacidades dealimentación de corriente continua a los bancos de celdas.

Rectificador-transformador circuito A = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito B = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito C = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito D = 24.000 Amperes.Rectificador-transformador circuito E = 28.500 Amperes.Rectificador-transformador circuito F = 34.000 Amperes.

Descripción de los equipos importantes.

• Celdas electrolíticas.

Fig. nº3-105: Celda electrolítica.

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La celda electrolítica (Fig. nº 3-105) es el reactor físico donde ocurre elproceso de electrodepositación. En el caso de la Unidad de electrodepositaciónse tienen:

Circuito A, con 06 secciones, cada una con 25 celdas = 150 celdas.Circuito B, con 06 secciones, cada una con 25 celdas = 150 celdas.Circuito C, con 06 secciones, cada una con 25 celdas = 150 celdas.Circuito D, con 06 secciones, cada una con 18 celdas = 108 celdas.

Total circuitos tradicionales = 558 celdas.

Circuito E, con 06 secciones, cada una con 21 celdas = 126 celdas.Circuito F, con 06 secciones, cada una con 17 celdas = 102 celdas.

Total circuito permanente = 228 celdas.

Total celdas en ED = 786

Las celdas tienen una tamaño aproximado de 6.81 x 1.12 x 1.40 metros de largo,ancho y alto respectivamente y están construidas de concreto, con paredcomún, llamadas “modelo I”, piso de madera revestido en resina y conrecubrimiento interno de PVC de una sola pieza (paraliner). El paraliner estáprotegido en los costados con láminas de PVC y en el piso con láminascorrugadas de PVC.Las celdas son cargadas por uno de sus extremos con electrolito fuerte, el queluego de recorrerla la abandona por rebalse en su extremo opuesto. Estasolución que rebalsa se denomina electrolito fuerte gastado.

En la unidad de ED existen dos tipos de celdas que se clasifican de acuerdo con

su objetivo.

Celdas scavenger. Estas celdas tienen como objetivo servir como barrera alavance del electrolito contaminado con arrastres de orgánico a las celdascomerciales. Como estas celdas cumplen una función de limpieza se les

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denomina también, celdas de sacrificio y los cátodos de cobre sembrados enellas son de regular calidad dada la presencia de orgánico.

Celdas comerciales. En estas celdas cumplen con el objetivo de producir cobre

de alta pureza, libre de contaminación orgánica, dado que los arrastres hansido contenidos por las celdas scavenger.

• Grúas puente.

Fig. nº3-106: Puente grúa.

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Al interior de la nave de electroobtención existen tres grúas puentes. En elpatio de embarque existe un grúa puente más. Adicionalmente existen grúaspara movimientos menores.

Grúas al interior de la nave (Fig. nº 3-106).Tres grúas eléctricas: una grúa puente marca P&H y dos marca Demag decapacidad 10 toneladas. La grúa P&H funciona sólo en la calle norte. Por otrolado, las grúas puente Demag, permiten una mayor versatilidad y pueden sertransferidas desde una calle a otra, indistintamente. Sus funciones sedesarrollan básicamente en la operación de cosecha, siembra, inspección degrúa liviana, lavado de ánodos y desborre de celdas, entre las principales.

Una grúa tipo polipasto de 5 ton de capacidad que se ubica sobre las máquinas.Su función es levantar materiales o equipos y trasladarlos dentro del radio deacción de las máquinas.

Grúas exteriores a la nave.Una grúa semi-portico de 8 toneladas de capacidad, ubicada en el patio deembarque, cuya función es el traslado y carga de cátodos al convoy.Grúas itinerantes.Grúas horquillas: estas grúas están incorporadas a los montacargas y seutilizan para el transporte, ordenamiento y traslado de láminas, cátodos,ánodos, bins, rack y elementos menores (hasta 3 toneladas de peso). Estasgrúas se mueven al interior de la nave de ED y en el patio de embarque y susalrededores.

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• Estanques.

En la Unidad de ED existen dos estanques principales, llamados Estanque derecirculación nº1 (Fig. nº3-107) y Estanque de recirculación nº2 (Fig. nº3-108).Estos estanques cumnplen la función de mezclar las soluciones de electrolitofuerte y gastado, con lo que se logra una solución de concentración intermediaen cobre y ácido, apropiada para usarse como alimentación a las celdascomerciales. Para esta operación, el estanque de mezclado está dividido en 4partes, dos de las cuales son para spent y dos para recirculación.

Adicionalmente existen:Estanque BB de spent o electrolito gastado.Este estanque posee una capacidad de almacenamiento de 4000 m3 deelectrolito gastado (spent).

Estanque CC de avance (electrolito cargado).Este estanque posee una capacidad de almacenamiento de 4000 m3 deelectrolito cargado, proveniente de la Planta de SX.

Estanque DD de avance, parte A.Este estanque posee una capacidad de 2000 m3 de almacenamiento deelectrolito cargado, proveniente del estanque CC de avance.

Estanque DD de avance, parte B.

Fig. nº3-107: Estanque de recirculación nº1. Fig. nº3-108: Estanque de recirculación nº2.

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Este estanque posee una capacidad de 2000 m3 de almacenamiento deelectrolito cargado, proveniente del estanque DD de avance.

• Bombas.

Las bombas (Fig. nº3-109) son las unidades electromecánicas que impulsan lassoluciones desde un lugar a otro a través de tuberías de diferente material.Las bombas con que cuenta la Unidad de ED son:

_ Bombas para alimentación del circuito scavenger, desde el estanque DD.Estas son bombas centrífugas horizontales cuya capacidad normal es de700 m3/h y 900 m3/h como capacidad máxima.

_ Bombas para alimentación de solución spent desde el estanque de

recirculación al estanque DD de spent. Estas son bombas centrífugashorizontales cuya capacidad normal es de 700 m3/h y 900 m3/h comocapacidad máxima.

_ Bombas para alimentación de solución spent desde estanque DD a la Plantade SX. Su capacidad es igual a las descritas anteriormente.

Fig. nº 3-109 : Bombas electromecánicas, enoperación.

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_ Bombas para alimentar a las celdas comerciales, desde el estanque derecirculación. Estas son bombas centrífugas horizontales cuya capacidadnormal es de 491 m3/h y 565 m3/h como capacidad máxima.

_ Bombas de sumidero. Son del tipo centrifugo verticales. La capacidad

normal es de 15 m3/h. _ Bombas para alimentación de spent desde TK de circulación oeste a TK decirculacion este. Estas son bombas centrífugas horizontales cuya capacidadnormal es de 300 m3/h y 500 m3/h como capacidad máxima.

_ Bombas de alimentación a celdas de cátodos permanentes desde TK decirculación. Estas son bombas centrífugas horizontales cuya capacidadnormal es de 700 m3/h y 900 m3/h como capacidad máxima.

• Intercambiadores de calor.

Los intercambiadores de calor (Fig. nº 3-110) permiten la transferencia decalor por conducción entre la solución spent proveniente de ED (de mayortemperatura) a la solución avance (de menor temperatura) proveniente de SX.Los intercambiadores de calor son placas metálicas altamente conductoras delcalor (fig. nº3-111) y permiten el paso de las soluciones a traves de conductosindividuales, sin mezclarse. Cada solución ingresa al intercambiador por un

Fig. nº3-110: Vista de un intercambiador decalor.

Fig. nº3-111: Vista de Placas metálicas delintercambiador altamente conductoras delcalor.

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Estos conductos son de acero inoxidable, PVC y polietileno, todos resistentes alos efectos corrosivos de las soluciones ácidas.

Fig. nº 3-114: Vista de tuberías hidráulicas conductorade solución electrolítica entre los estanques derecirculación nº1 y nº2.

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3.3 Sistemas de comunicación, control y captura de datos.

La Unidad de Electrodepositación cuenta con un tipo de sistema para sucontrol, el cual está enlazado al sistema de control principal ubicado en la Salade Control de SX. Por lo anterior, se puede desplegar en pantalla y en tiemporeal el valor de las variables controladas automáticamente, tanto de la Unidadde SX o de EW, en cualquiera de las dos salas de control. En la Fig. nº3-115,puede apreciarse el enlace del Sistema de control de la Unidad ED en elSistema de Control Global de SX-ED.

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Operación deDetección y Alarma.Sensores de llama

Detectores de humoDetector

Sistema de ControlDistribuido SX

I/A Foxboro.

Sistema de DetenciónSecuenciada

Freelance - 2000

Sistema Contraincendio

Cerberus CZ-10

Operación deExtinción del

Incendio

Sistema deControl

Distribuido EO

I/A Foxboro.

Operación deDetención de laPlanta de SX:Para bombas,

cerrar válvulas.Tiempo 105 seg.

Operación de

Control dePlanta SX

PI-System

Modoautomático:CuentaregresivaT1/T2

ModoManualPulsador

Agua +Concentrado deEspuma

T1/T2

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La Fig. nº 3-116 muestra la línea en que se ubican estos sensores paramediciones de flujos.

TK DDAvance

04 Intercambiadoresde calor

SeccionesA y B

SeccionesB, C, D, E y F.

TK recirculación1 / 2

TK BBSpent

(1) (1)

(2) (2)

(3)

(3)

(3)

(3)

Fig. nº3-116: Líneas de ubicación de sensores de flujo.

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Para la medición de niveles en TK de recirculación no 1 (norte – sur) y no 2(norte – sur), BB y DD, se cuenta con sensores sónicos.

Para la medición de temperatura de los principales flujos de alimentación a

secciones, salida de flujos de intercambiadores de calor y en TK No

1 (norte -sur) y No 2 (norte – sur), sensores tipo RTD (resistencia variable detemperatura).

Para la medición de presión en estanque de agua caliente, se utiliza medidor depresión tipo diafragma.

A continuación se muestras algunos de estos sensores (Fig. nº 2-117 a la Fig. nº2-120).

Fig. 3-117: Placa Orificio

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Fig. nº3-118: Ubicación de la Placa Orificio en tubería

Fig. nº3-119: Sensor de temperatura RTD

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3.4 Sala de control.

En la sala de control de la Unidad de Electroobtención existen dos monitoresque despliegan en tiempo real, el estado del sistema de control de la planta. Elsistema está enlazado con el de control de la Unidad de Extracción porSolventes. Por lo tanto, el operador de sala de control puede observar las

respuestas del sistema de Electrodepositación y el de Extracción por Solvente,indistintamente de la sala de control en la que ubique. El hardware del sistemapara la Unidad de Electrodepositación considera los siguientes monitores.

- 02 monitores de Control de Procesos I/A (Sistema de controldistribuido).

Desde la sala de control se pueden controlar principalmente las bombas de laplanta, respecto de su partida, detención, aumento de potencia o r.p.m., y con

ello los niveles de estanques, origen y destino de flujos de spent o avance,agua, adición de ácido.

Adicionalmente, existen estaciones de trabajo independientes y que tambiéntienen asociados controles electrónicos y eléctricos. Por ejemplo:

• Puentes grúas, 02 unidades marca Demag y 01 unidad marca P&H.

Fig. nº 3-120: Sensor de nivel por presión diferencial y sutransmisor.

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• Máquinas dimensionadora y cortadora de asas.• Máquina preparado de láminas iniciales.• Máquina lavadora de cátodos tradicionales.• Máquina lavadora y despegadora de cátodos.

En los monitores de Sistema de Control Distribuido I/A Foxboro, de la sala decontrol, pueden desplegarse vistas de secciones de la planta. Por ejemplo:

• Circuitos A, C, D, E y F.• Estanques de recirculación nuevo y antiguo.• Intercambiadores de calor.• Distribución general de bancos.• Pesaje.

Además, éstas pantallas muestras los flujos de entrada y salida de Avance,spent, EGS, electrolito gastado, agua, electrolito recirculado, electrolitotransferido y ácido.

A continuación se muestran las pantallas más importantes que debe supervisarel encargado de la Sala de Control (Fig. nº3-121 a la Fig. nº3-130).

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Fig. nº 3-121: Intercambiadores de calor.

Fig. nº 3-122: Bancos de electroobtención

Presentación en pantalla de circuito a Coalescedores.

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Fig. nº3-123: Circuito A.

Fig. nº3-124: Circuito C.

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Fig. nº3-125: Circuito D.

Fig. nº3-126: Circuito E.

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Fig. nº3-127: Circuito F.

Fig. nº3-128: Estanque de recirculación antiguo.

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Fig. nº3-129: Estanque de recirculación nuevo.

Fig. nº3-130: Pesaje.

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3.5 Cálculos operacionales.

Los cálculos se basan en la Ley de Faraday, cuya ecuación se describio en elcapitulo 2.8 “Leyes de Faraday”..

La expresión general es la siguiente.

Donde:

w = peso del metal depositado o disuelto, expresado en gramos.I = intensidad de corriente eléctrica aplicada, expresada en amperes, A.t = tiempo durante el cual se aplicó I, en segundos.PM = Peso molecular del metal o sustancia que se está depositando odisolviendo, en gramos/mol.n = estado de valencia del metal depositado o disuelto, adimensional.F = 96500 (coulomb / segundo).η = eficiencia de la corriente.

Si se consideran los valores para la depositación del cobre:PM = 63.546 (gramos / mol)F = 96500 (coulomb / segundos)n = 2t = 86400 (segundos / día)

Luego:

η **

**

F n

PM t I w =

η *96500*2

546.63*86400* I w =

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Esta expresión nos permite calcular el peso, en gramos, de cobre depositado enun día.

La misma expresión expresada en Toneladas / día de cobre depositado es:

A continuación se muestra un ejemplo, considerando el circuito E:

Nº de celdas = 126η = 93%I = 26000 (A)

a. Calculo de la masa de cobre depositada.

Se utiliza la ultima expresión, agregando a esta el nª de celdas de la secciónpor la que pasan los 26.000 Amperes de corriente.

Reemplazando los valores:

b. Cálculo de la densidad de corriente.

η **4475.28 I w =

1000000

**4475.28**0000284475.0 η η

I I w ==

1000000

º***4475.28 circuitoE celdasn I w

η =

)/(7.861000000

126*%93*26000*4475.28diatonw ==

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La densidad de corriente se definió en el punto 2.2 “Definiciones”.

Donde:i = densidad de corriente, en Amperes/metro al cuadrado.I = Intensidad de corriente, en Amperes.A = área de deposito, en metro al cuadrado.

Por ejemplo, para el circuito E se tienen como datos:A = 1.9 (m2/cátodo)

I = 26000 (A)n = 63 (cátodos / celda)

Luego, para una celda del circuito E que contiene 63 cátodos, la densidad decorriente es:

Reemplazando valores:

c. Cálculo del ciclo de depósito.

La expresión general de la Ley de Faraday está dada por:

A

I i =

)*( celdalaencatodosdenumerocátodoárea

I i =

)/(217)63*9.1(

26000 2m Ai ==

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Despejando el tiempo, se tiene:

Si se reemplaza los valores de las constantes PM = 63.546 (g/mol) , F = 96500(c/seg) y n=2, la expresión queda:

En esta ecuación, w está expresada en gramos, I en amperes y η en porcentaje.

Por ejemplo, para el circuito E, los datos son:Peso objetivo = 80 (kg./cátodo) = w = 80000 (gramos/cátodo)Nº de cátodos = 63I = 26000 (A/celda) = 412.7(A/cátodo)η= 93%

η ****

F nPM t I w =

η **

**

PM I

F nwt =

η η *

*3037

*546.63*

96500*2*

I

w

I

wt ==

diassegundost 3.79.633019%93*7.412

80000*3037===

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d. Cálculo de la eficiencia de corriente.

De acuerdo con los valores para el circuito E, sección EA3:I = 26000 (A) = 412.7 (Amperes/cátodo)Nº de cátodos por celda = 63Masa real depositada por cátodo (2 caras) = 81.6 kg.Ciclo catódico = 7.5 dias.

La eficiencia de corriente está dada por:

La masa teórica supone un 100% de eficiencia de la corriente y se calcula deacuerdo con la expresión dada en el punto a.

Reemplazando valores:

Para convertir esta masa en kilos por día se multiplica por 1000. Luego:

En 7.5 dias, el peso del cátodo, considerando las dos caras es:

%100*

depositadateoricamasa

depositadarealmasa=η

circuitoE celdasn I w º***0000284475.0 η =

)/(01174.0%100*7.412*0000284475.0 díatonw ==

)/(74.11 díakgw =

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Por lo tanto la eficiencia de corriente es:

En la siguiente Fig. nº 2-131 se muestran los valores nominales de operación que

pueden ser calculados siguiendo la misma metodología de aplicación de la Ley deFaraday.

)(05.885.7*)/(74.11 kgdiasdíakgw ==

%7.92%100*05.88

6.81%100* ===

depositadateoricamasa

depositadarealmasaη

Fig. nº3-131:

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4. PROBLEMAS OPERACIONALES MÁS FRECUENTES Y MEDIDASMITIGADORAS.

4.1 Temperatura del electrolito.

Básicamente, el problema de temperatura dice relación con su disminución.Esto puede traer consigo numerosas e importantes consecuencias negativassobre la producción. En la nave de EW se ha comprobado que disminuciones detemperatura por bajo de la definida favorece el deposito de azufre sobre loscátodos, además de los defectos detallados en los puntos 2.13 “Nucleación ycrecimiento del depósito catódico” y 2.16 “Efecto de las impurezas enelectroobtención”.

Las medidas operacionales que se pueden implementar para controlar ladisminución de la temperatura son:1. Mantener en operación los tres intercambiadores de calor.2. Contactar vapor de agua con el electrolito, justo en la descarga de cada

celda.3. Subir la intensidad de la corriente aplicada, de tal manera de aumentar

la temperatura de las barras conductoras, calor que se transmite alelectrolito. Este aumento de corriente debe ir acompañado de un controlde modo que el corte en concentración de cobre (entrada – salida) nosupere los 2.8 gpl. Mayores cortes requieren aumentar el flujo dealimentación a celda o disminuir la intensidad de corriente.

4.2 Peso del cátodo.

El peso de los cátodos ha sido definido en 80 kg. para los provenientes delcircuito permanente y de 70 kg. para los del circuito tradicional. Estos pesospueden varias por varias razones:

1. Fallas en las grúas puentes. Estas fallas redundan en el incumplimientodel programa de cosecha y consecuentemente en un aumento en el pesode los cátodos, cuando han cumplido su ciclo catódico. Resuelta la falla,se da prioridad de cosecha a estos cátodos.

2. Por aislación o cortocircuitos. Esta situación redunda en la falta dedepósito catódico, obteniendose cátodos con un peso inferior al estandar

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y en algunos casos extremos, casi sin depósito sobre la láminapermanente o con láminas de partida sin engrosamiento. Esta situaciónse controla mediante la inspección de grúa liviana. Esta inspecciónpermite la eliminación de cotocircuitos anodo-cátodo y de aislación de

contactos eléctricos de las barras, entre otras. Sin embargo, estainspección constituye una medida correctiva, lo que se traduce en:• Perdida de producción catódica, durante el tiempo se siembra y la

inspección de grúa liviana.• Disminución de la eficiencia de la corriente.• Consumo de energía sin productividad catódica.• Aumento de las láminas de cobre rechazadas.• Utilización de recurso humano, máquinas (grúas puente, grúas horquillas,

etc).

Una medida preventiva es lograr un adecuado suministro de láminas de partidao cátodos permanentes en optimas condiciones operacionales. La máquinapreparadora de láminas iniciales debe proveer cátodos de partida con un buenrigidizado y remachado. A su vez, en el caso de los cátodos permanentes, estosdeben estar libres de restos de depósitos de cobre, verticales, con losaisladores en buen estado, etc.

4.3 Defecto físico del producto.

Los defectos del producto catódico dice relación con la presencia denodulación, cortocircuitos, presencia de plomo, presencia de orgánico, sulfatocristalizado sobre la superficie catódica, cátodos sin depósito, etc.Las medidas preventivas han sido desarrolladas en el punto 3.2.2 “Sistema deelectrodepositación sobre láminas permanentes”, sección “Traslado, manejo ycontrol de calidad del producto en patio de embarque”. De manera resumida,estas dicen relación con: Correcta operación de las maquinas despegadoras y preparadora de laminas

iniciales: se previenen cortocircuitos, presencia de nódulos, parches,contaminación con plomo.

Remoción de orgánico sobrenadante desde las celdas scavenger y del lavadode las esferas antinebulizantes lo que permite prevenir la contaminación conorgánico o de la falta de deposito por aislación. Adicionalmente, puedeoperarse con un nivel en el pulmón de electrolito de avance superior a un

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85%, lo que aumenta el tiempo de residencia de la solución en su interiordando tiempo para la separación de fases del orgánico arrastrado, para suremoción.

Centrado y lavado de los contactos eléctricos para corregir el aislamiento e

impedir la falta de depósito. Control sobre la dosificación de aditivos afinadores de grano, para evitar lanodulación.

Control sobre la temperatura para evitar la contaminación con azufre. Control sobre los flujos de alimentación. Lavado de ánodos y desborre de celdas para evitar la contaminación

catódica con plomo. Mantener la corriente en valores estables para evitar el deterioro de los

electrodos, contaminación con plomo producto del desprendimiento de lacapa de óxido de plomo o evitar la presencia de cortocircuitos por perdidade verticalidad de las láminas tensionadas.

Etc.

Estas no conformidades del producto, una vez originadas, pueden o no sercorregidas. Presencia de nódulos, cortocircuitos, parches, presencia de elementos

extraños (esferas antinebulizantes, aisladores incrustados), pueden, enalgunos casos ser removidos de la superficie catódica mediante el empleode martillos y cinceles. Sin embargo, en mucho de los casos, el defecto nopuede ser corregido y el cátodo debe ser bajado de calidad.

Presencia de orgánico sobre la superficie catódica. Esta puede ser removidacon agua caliente y vapor, escobillas metálicas o mediante el empleo de unsolvente (diluyente).

Presencia de plomo superficial. Esto puede ser eventualmente eliminadomediante el lavado con agua caliente a presión o la utilización de escobillasmetálicas.

Falta de depósito. Esta situación no puede ser corregida y aquellas láminasen esta situación son rechazadas. Estas láminas también pueden ser

utilizadas en la torre reductora para reducir el potencial del electrolito. Presencia de sulfato cristalizado sobre la superficie catódica. Se puede

corregir mediante lavado con agua caliente a presión o mediante abrasión. Laminas dobladas. Se corrige mediante presión con herramientas adecuadas

o a utilización de rodillos.

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4.4 Flujo a celdas.

Una disminución del flujo a celda repercute en una disminución deconcentración de cobre en el electrolito. Si el corte supera los 2.8 gpl, el

cobre depositado se ve afectado y en situaciones extremas, también se veafectado el ánodo. Frente a esta situación se debe bajar el valor de laintensidad de la corriente aplicada. En el extremo, este valor no debe serinferior al valor de la corriente mínima (1000 A).

4.5 Concentración de cloruro y fierro total.Como se especifica en los parámetros operacionales, la concentración decloruro en el avance no debe ser superior a 30 ppm. Concentracionessuperiores afectan la calidad física de las placas de acero. Por otro lado, laconcentración de fierro total en el electrolito también debe mantenerse entre0.9 a 1.5 gpl. Concentraciones superiores deben evitarse mediante la purga desolución Spent a lixiviación. El volumen de solución perdido es recuperadomediante la incorporación paulatina de agua de baja dureza (agua libre decloruro y otras sales).

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5. ASPECTOS GENERALES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL

A continuación se revisan los aspectos de seguridad para la Unidad deElectrodepositación. Se da inicio con una visión general de las normas y

reglamentos Divisionales, luego con algunas reglas generales de seguridadindustrial que debe atender el personal que labora en estos recintos de laDivisión Codelco Norte. Posteriormente, se definen algunos medios deadministración para controlar los riesgos y por último se analiza la formacorrecta de analizar los accidentes de acuerdo con el Modelo de Control dePérdidas.

5.1 Normas y reglamentos Divisionales.Codelco Norte a través de la Gerencia de Riesgo Calidad y Ambiente, hadifundido Normas y Reglamentos aprobados por las institucionesgubernamentales y que deben, obligatoriamente, cumplir sus trabajadores yaquellas personas que le presten servicios. Entre estos se cuentan:

NECC: Norma estandar código de colores. NEL: Norma estandar legal. NEO: Norma estandar operacional. R: Reglamentos internos específicos de minería. NCC Norma Codelco Chile.

Estas normas y reglamentos contienen los aspectos de seguridad, prevención ycontrol de riesgos que deben cumplir los trabajadores en todos los ámbitos desus actividades, de sus equipos e interacción con el medio ambiente.

Como estas normas y reglamentos abarcan todos los ambitos de seguridad,prevención y control del riesgo de Codelco norte, debe buscarse en ellas, lasespecificamente aplicables a las Unidades en que se desempeña cadatrabajador. Naturalmente existen normas y reglamentos de aplicación

generalizada a los trabajadores y su entorno. A modo de ejemplo, se puedencitar algunas de las que son aplicables a la Unidad de Electrodepositación.

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De la norma NECC.NECC-02: Norma / estandar aplicación de colores de control de riesgos,demarcacion de pisos, muros, areas de trabajo, señalizacion del sistema vial,etc.

NECC-06 norma / estandar de tarjeta de advertencia de riesgos/peligrostarjetas de advertencias de bloqueo de equipo e instalaciones eléctricas ehidráulicas, etc.).

De los Reglamentos R.R-013: Medidas de Seguridad en las Operaciones de las SuperintendenciasPlantas de Oxidos y Sulfuros de Baja Ley, Subgerencia Mina Sur Oxidos.R-018: Medidas de Seguridad en Operaciones con Grúas Puente.

De las NCC.NCC – 22: norma sobre plantas de extracción de cobre por solvente y electroobtencion.

Así, existen un gran número de normas y reglamentos que deben ser conocidas y cumplidas de manera obligatoria por todos los trabajadores. Todo esto, conel fin de prevenir y controlar el riesgo y cumplir con las leyes vigentes.

5.2 Reglas generales de seguridad.En general, existen reglas básicas de seguridad dirigidas a las personas quedesarrollan actividades en las áreas industriales. Algunas de estas reglas dicenrelación con los siguientes puntos.

Regla nº1: Cumplimiento de la normativa interna de la División.Regla nº2: Uso obligatorio del equipo de protección personal básico.Regla nº3: Uso de equipo de protección especial.Regla nº4: Evitar el uso de vestimenta suelta.Regla nº5: Uso correcto del agua y aire a presión.

Regla nº6: Evitar el uso en terreno de elementos de joyería personal.Regla nº7: Evitar portar el cabello largo.Regla nº8: Evitar el porte de herramientas corto-punzantes.Regla nº9: Operatividad de pasillos, entradas y salidas de emergencia.Regla nº10: Disposición y clasificación de la basura.Regla nº11: Uso y almacenaje de solventes.

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Regla nº12: Disposición y almacenaje de cilindros con gases.Regla nº13: Acción frente a salpicaduras de sustancias corrosivas.Regla nº14: La comunicación y el bloqueo.Regla nº15: Restricción de la generación de fuego o chispas.

Regla nº16: Uso de pasamanos y transito por pasillos y escaleras.Regla nº17: Ingreso de vehículos a la Unidad de Electrodepositación.Regla nº18: Uso de cinturones de seguridad para trabajos en altura.

A continuación se discute brevemente cada regla.

Regla n°1:Todos los trabajadores deben respetar y obedecer los reglamentos ynormativas establecidas por Codelco Norte y las leyes nacionales. La PolíticaIntegral de Protección de los Recursos es la piedra angular en que sefundamentan las operaciones de la División Codelco Norte y en ella se enfatizael cumplimiento del marco regulatorio legal (cumplimiento de las normas yreglamentos detalladas en el punto 5.1 y todas las demás leyes nacionalesaplicables).

Regla n°2:Los trabajadores deben portar obligatoriamente sus elementos de protecciónpersonal como casco de seguridad, lentes de protección, guantes, tenidasantiácidas y zapatos de seguridad, como mínimo recomendado.

Regla n°3:El respirador, la protección auditiva, uso de caretas faciales, entre otros,constituyen elementos de protección personal específicos por cuanto sonexigibles sólo en ciertas áreas.Es muy importante el uso del respirador. Cada trabajador debe portar y usar elrespirador en las zonas que lo exigen. En las plantas industriales de SX y EW

existe una gran generación de vapores ácidos y tóxicos que producen daños a lasalud y que pueden desembocar en enfermedades graves que pueden provocarla muerte.Por ejemplo en extracción por solventes se generan muchos vapores y gasesproducto de la volatilización del solvente. En electrodepositación, la generación

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de neblina ácida no sólo afecta las vías respiratorias sino también provocafuertes dermatitis en pieles sensibles y/o problemas intestinales.La protección auditiva debe llevarse todo el tiempo, en aquellos lugares en quees exigible. El reglamento n° 594 "Condiciones sanitarias mínimas en los

lugares de trabajo", reglamenta y establece los niveles aceptables de decibelesa que un trabajador puede estar sometido en un determinado tiempo, demanera continua. Así por ejemplo, para 8 horas continuas de trabajo a nivel delmar son aceptables sólo 85 DB. En altura este valor decrece. Para el caso de laUnidad de Electrodepositación, corresponde utilizar permanentemente loselementos de protección auditiva.Cuando se trabaje con agentes corrosivos, agua a alta presión u otra sustancia,todo trabajador debe portar caretas faciales u otros elementos que le impidaque le salpique este tipo de líquidos. También los trabajos con galleteras ymáquinas soldadoras requieren protección facial.

Regla n°4:La ropa de trabajo no debe portarse suelta. Existen muchos accidentes quehan sufrido trabajadores, a causa de vestimenta suelta atrapada por maquinaso piezas móviles.

Regla n°5:El uso del agua a alta presión o aire comprimido a alta presión es utilizado poralgunos trabajadores para limpiar sus elementos de protección personal. Estono debe ser practicado dado que un flujo muy fuerte que contenga pequeñaspartículas puede provocar la incrustación de estas en la piel o en los ojos.Existen accidentes reportados en que trabajadores han sufrido lesiones muygraves a causa del uso de aire a presión, aún cuando se hizo uso sobrevestimenta de protección personal. Por lo anterior muchos aconsejan reducir eluso de aire comprimido para limpiar las áreas de trabajo, restringir la presión aun valor no superior a 30 psi y siempre utilizando las boquillas de salida deaire.

Regla n°6:Los anillos en los dedos, pulseras sueltas, cadenas en el cuello constituyen unpeligro para los trabajos en las áreas industriales, sobre todo en aquellas enque existen piezas o maquinaria en movimiento y que puede atrapar estoselementos y con ello al trabajador que las porta. Un ejemplo de accidente porla existencia de anillos en los dedos lo constituye las quemaduras por

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cortocircuitos cuando un trabajador sin guantes toca un ánodo y un cátodo,cuando intenta alinearlos, en el área de Electrodepositación.

Regla n°7:

El pelo largo también constituye un riesgo para un atrapamiento por engranajeso partes móviles En general, en manuales de operación de plantas, serecomienda que la longitud máxima sea no más allá de hombro y de sernecesario debe tomarse.

Regla n°8:Muchos trabajadores portan herramientas filosas o punzantes. Estasconstituyen un serio riesgo si no están debidamente protegidas. Frente acaídas inesperadas, el portar un destornillador en algún bolsillo puedetransformarse en un arma punzante muy peligrosa.

Regla n°9:Todos los trabajadores deben preocuparse de la existencia y permanencia desalidas de emergencia operativas, de la existencia de señalización clara yvisible. Los trabajadores deben evitar obstruir las áreas de circulación y deemergencia.

Regla n°10:La disposición clasificada de basura es un habito que debe practicar todotrabajador. Algunos de estos elementos son trapos, madera, cartón, latas derefresco, etc. Esto además de ser un hábito propio de cada trabajador,constituye un compromiso de toda la organización de la División Codelco Nortedefinida en su Politica de Gestión Integral de Calidad, Seguridad y Ambiente.Ejemplos y tipos de residuos específicos generados en la Unidad deElectrodepsositación se detallan en los puntos 6.6 y 6.7 de este manual. Porningún motivo debe almacenarse despuntes de cobre en los receptáculosdestinados a basura; éste constituye el producto de la División.

Regla n°11:Para la limpieza de maquinaría sólo se deben utilizar solventes que seanautorizados, dada su seguridad y sólo deben realizarla aquellas personascapacitadas en el manejo de estas sustancias y debidamente autorizadas. Estossolventes deben ser almacenados en recipientes de seguridad claramente

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identificados y alejados de edificios públicos o de oficinas, de acuerdo con loestablecido en las normas NEO y R, entre otras.

Regla n°12:

Los cilindros de gases deben ser fijados y depositados en una posición derecha.Aquellos cilindros vacíos deben ser almacenados en un lugar diferente a aquelque contiene cilindro llenos. Estos lugares deben estar señalizados y cadacilindro de gas debe presentar claramente una identificación de su contenido.

Regla n°13:Frente a salpicaduras de algún químico corrosivo, reactivos extractantes o desoluciones con ácido como electrolito proveniente de electrodepositación, dedebe lavar con abundante agua durante 10 a 15 minutos, informando del hechoinmediatamente al Jefe de guardia o supervisor. Debe notarse que no solo loselementos ácidos son corrosivos, sino también las sustancias alcalinas como elhidróxido de sodio (NaOH). Los elementos disponibles para el primertratamiento son las duchas de emergencia y los lava ojos.

Regla n°14:Todo trabajador antes de intervenir una máquina o equipo debe estarinstruido, capacitado, autorizado y conocer la reglamentación y normativa queregula la actividad.Frente a un dispositivo de bloqueo, nadie puede quitarlo e intentar partir unequipo o máquina sin tener la autorización de la persona que la bloqueo.Adicionalmente conviene comprobar que no existe personal que pueda quedaren peligro por el inicio del funcionamiento del equipo desbloqueo. Lacomunicación responsable y confiable juega un papel vital en estascircunstancias y todos los trabajadores deben fomentarla. En este sentido nobasta con gestos para la toma de decisiones, sino debe existir unacomunicación clara y que no de pie a ambigüedades. Se han reportadoaccidentes en que un trabajador hace gestos de aprobación de su trabajo y elotro lo entiende como una aprobación de inicio del movimiento de la máquina. El

reglamento R-06 establece el control de fuentes de energías peligrosas consistemas de bloqueo con candado y tarjetas de advertencia en equipos einstalaciones, debiendo cada trabajador que ejecuta este tipo de actividades,regirse por lo dispuesto en este reglamento.

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Regla n°15:Queda estrictamente prohibido fumar, encender fuego o generar por algúnmedio chispas en sectores en que está prohibido. Esto es especialmenteimportante de atender cuando se está cerca de diluyentes en la Planta de

Extracción por Solventes.Regla n°16:Dada la presencia de agua sobre el piso de desplazamiento, todo trabajadordebe hacer uso de los pasa manos para desplazarse por escaleras y pasillos. Loanterior puede evitar caer de igual y distintos niveles.

Regla n°17:En la Unidad de Electrodepsositación se restringe el ingreso de vehículos, dadoel alto riesgo de colisión con grúas horquilllas cargadas. Además, es en laUnidad de Electrodepositación donde se genera el producto final acomercializar, por lo se hace evidente el control sobre el ingreso y salida depersonal.

Regla n°18:Si por algún motivo se requiere trabajar en altura, todo trabajador debeportar y operar con cinturón de seguridad. Esto está regulado en las normasNEO – 07.

En general, todas estas medidas de seguridad, prevención y control deaccidentes, daños a equipos, máquinas y ambiente deben ser adoptadas por lostrabajadores para su propio beneficio y de su entorno de trabajo.

La seguridad la hace cada trabajador y de ella depende el bienestar de sufamilia.

5.3 Inventario crítico y procedimientos.

Una herramienta administrativa efectiva para controlar las pérdidas(accidentes, daños a la propiedad o al ambiente), producto de la ejecución detrabajo, lo constituye el inventario crítico de procesos. En el inventario críticode procesos se definen las tareas, equipos y áreas con mayor potencial depérdidas para el proceso productivo, y que algunos llaman “Pocos críticos”. En

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otras palabras, un inventario crítico es un registro ordenado y priorizado deacuerdo con el potencial de pérdidas en tareas, equipos o áreas y cuyo objetivoes determinar la frecuencia de inspecciones y observaciones.

Las actividades descritas en el Inventario Crítico de Procesos, originan laconfección de procedimientos de trabajo o de instructivos, según se defina endicho inventario.

El procedimiento de trabajo es la técnica que analiza las tareas de una manerasistemática (punto por punto, en forma secuencial), desde el punto de vista dela seguridad, calidad y de la eficiencia de utilización del tiempo y de losrecursos materiales y humanos disponibles.

Por lo tanto, un procedimiento permite:

Instruir para la ejecución de un trabajo. Generar comunicación. Investigar incidentes. Entrenamiento de los trabajadores. Observar detenidamente una tarea. Inspeccionar los equipos y áreas de trabajo. Evitar pérdidas.

Junto con los procedimientos de trabajo, existen otras herramientas quepermiten evitar las pérdidas. Estas son las:

Inspecciones. Observaciones.

Las inspecciones pueden ser planeadas o no planeadas y son realizadas a losequipos, áreas y ambiente. Una inspección también puede ser hecha al equipo

de protección personal que porta un trabajador.

Las observaciones pueden ser de dos tipos: planeadas o no planeadas. Lasobservaciones son realizadas sobre las acciones de las personas con el objetivode verificar si éstas se ajustan a los Reglamentos o procedimientosestablecidos. Una buena observación permite:

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Verificar la aplicación correcta de los procedimientos de trabajo. Identificar con precisión las acciones que pueden provocar incidentes, tanto

a las personas como a los equipos, instalaciones, generar ineficiencias y

derroches de recursos. Determninar las necesidades específicas de entrenamiento. Aprender más acerca de los hábitos de trabajo de las personas. Verificar la efectividad de los entrenamientos. Impartir correcciones adecuadas y constructivas en el lugar de la

observación. Destacar los compromisos específicos para el reconocimiento.

Como una consecuencia inmediata de las observaciones se origina laCapacitación e instrucción.

A través de la capacitación se pretende: Mayor eficiencia. Disminuir los incidentes. Mejorar el trabajo en equipo. Promover la creatividad. Cumplir con los requisitos legales.

5.4 Causalidad de Pérdidas.

A pesar de todas las medidas anteriores y dado que existe la posibilidad delerror humano y de la falla de materiales, es que se producen los incidentes yconsecuentemente, las pérdidas. En otras palabras, el riesgo no se elimina, sólose controla.

Nótese que la pérdida es un concepto amplio y que no sólo implica un lesión a laspersonas, sino también a las máquinas, equipos, ambiente. Por ejemplo, una

pérdida puede ser la el derrame de una solución o puede ser el tiempoadicional empleado para comenzar una maniobra con alguna maquinaria.

De acuerdo con el modelo de causalidad, para que ocurra un incidente que deorigen a una pérdida, deben existir causas que lo gatillaron. A su vez, estascausas se originan por fallas en el sistema administrativo de control. En otras

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palabras, una falla en el control administrativo impulsa una pérdida. Estasituación se grafica en el llamado “efecto dominó”. Cuando cae la primera pieza(falla en el control administrativo”, cae la segunda (se origina una causa básica),luego cae la tercera (se origina una causa inmediata), despues cae la cuarta

ficha (se produce el incidente), finalizando con la caída de la quinta ficha (segenera una pérdida como consecuencia del incidente). La Fig. nº5-1 representaesta situación.

Por lo tanto, para evitar las pérdidas se deben evitar los incidentes. Para evitarlos incidentes, se debe evitar las causas que lo originan (directas y básicas).Para evitar la aparición de causas directas y básicas, debe existir un adecuadocontrol sobre la admninistración, por cuanto es esta la que define lasdirectrices y condiciones sobre las que interactuan las personas, equipos yambiente.

Los incidentes son hechos no deseados y que provocan o pueden provocar unainterrupción del proceso productivo. Dentro de los incidentes (que es un

concepto global) se definen los accidentes, daños a la propiedad y las cuasi-pérdidas (Fig. nº 5-2).

PERDIDAINCIDENTECAUSAS

DIRECTASCAUSASBASICAS

CONTROLADMINISTRATIVO

Fig. nº5-1: Efecto Domino.

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La clasificación de accidentes del trabajo puede dividirse en dos tipos,dependiendo del lugar en que se origine: suele llamarse “accidentes deltrabajo” a aquel que considera las lesiones ocurridas dentro del sector detrabajo, es decir, corresponde a un accidente en el recinto de trabajo y

accidentes de trayecto (que también es un accidente del trabajo, pues cae enla definición “... o con ocasión... “) que considera aquel ocurrido entre la casahabitación y el sector de ejecución del trabajo.

Los accidentes del trabajo suelen dividirse por algunas empresas (Fig. nº 5-3),en dos grupos: accidentes sin tiempo perdido (accidentes S.T.P.) y accidentescon tiempo perdido (accidentes C.T.P.).

En los accidentes S.T.P., el trabajador puede reponerse y continuar realizandonormalmente sus actividades en el mismo turno, dado que se trata de lesionesleves. Cuando ocurre un accidente C.T.P., la lesión es tal magnitud que impide altrabajador seguir desarrollando normalmente sus actividades y requiere de unamayor atención y tiempo de recuperación.

ACCIDENTES DEL TRABAJO

ACCIDENTES DETRAYECTO

ACCIDENTES EN EL RECINTO DE TRABAJO

ACCIDENTESSIN TIEMPO PERDIDO

(S.T.P.)

ACCIDENTESCON TIEMPO

PERDIDO(C.T.P.)

Fig. nº 5-3: Clasificación de los accidentes por algunasempresas.

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_ Realizar actividades permanentes y efectivas de prevención de accidentes yenfermedades profesionales.

_ Constituir garantías suficientes de fiel cumplimiento de las obligaciones queasumen, ante los organismos previsionales, que hubieren delegado la

administración, y _ Contar con el o los Comité Paritarios de Seguridad.

Los organismos que supervigilan los servicios de las empresas con derecho aadministración delegada son el Servicio Nacional de Salud (SNS) y laSuperintendencia de Seguridad Social.

El financiamiento (Fig. nº 5-4) del seguro que realiza cada empresa es funcióndel tipo de actividad y de sus riesgos. En general, lo riesgoso de las actividadesse refleja en el número de accidentes que sufran sus trabajadores. Sinembargo, esta cotización mensual puede ser aumentada o rebajadadependiendo del incremento o disminución de los riesgos (normalmenteexpresado en el número de los accidentes C.T.P.).

Este monto de dinero a pagar mensualmente permite otorgar al trabajadoraccidentado:

Fig. nº5-4: Pago de cotización obligatoria másadicional por empresas sin adm. Delegada.

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Prestaciones médicas al trabajador: Atención médica, quirúrgica y dental;hospitalización; medicamentos y productos farmacéuticos; prótesis yaparatos ortopédicos y su reparación; rehabilitación física; re-educaciónprofesional.

Prestaciones económicas: Subsidios, Indemnizaciones, Pensiones.

Fig. nº4: Ejemplo de prestaciones médicas al trabajador.

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Por lo tanto, de acuerdo con la ley 16.744 art. 15, letras a) y b), elfinanciamiento del seguro de accidentes del trabajo y enfermedadesprofesionales, tiene dos componentes:

La cotización básica general (Art. 15, letra a)) es el 0.90% de lasremuneraciones imponibles que se cancelan a los trabajadores de la empresa.

La cotización adicional diferenciada se cancela en función de la actividad y

riesgo de la empresa. Este porcentaje varía entre 0.00 a 3.40% de lasremuneraciones imponibles que paga la empresa a sus trabajadores.

Estos dos porcentajes constituyen la fuente principal de financiamiento de laLey 16744, siendo de cargo del empleador.

Por ejemplo, si una empresa tiene 100 trabajadores y entre todos suman comosueldo base imponible $50.000.000.- ( $500.000.- imponible por cadatrabajador), el valor que debe pagar la empresa es:

Cotización básica = $50.000.000 * 0.90% = 450.000.-

Si la empresa tiene muchos accidentes, es decir, es una empresa riesgosa parala ley, puede llegar a cotizar el 3.40%.

Cotización adicional diferenciada = $50.000.000 * 3.40% = 1.700.000.-

Si la empresa no sufre accidentes y es clasificada como una empresa no

riesgosa, la cotización adicional diferenciada puede ser de 0.00%, lo queimplica un ahorro sustantivo de recursos. En nuestro ejemplo, esta empresaahorraría $1.700.000.-.

Ahora imaginemos que la empresa es tan grande como Codelco Norte y queposee una administración delegada del seguro. Tambien supongamos quetenemos unos 6.000 trabajadores, con un sueldo imponible promedio de

Cotización = Cotización Básica General + Cotización Adicional Diferenciada.

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$1.000.000.- entre trabajadores y supervisión. El calculo de cotizaciones omonto del financiamiento del seguro se calcula como:

Monto imponible = $1.000.000.- * 6000 = $3.000.000.000.-

Cotización básica = $3.000.000.000 * 0.90% = 27.000.000.-Cotización adicional diferenciada = $3.000.000.000 * 3.40% = 102.700.000.-Total a destinar por mes para financiar el seguro = $129.700.000.-

Por lo tanto, si esta gran empresa es clasificada como una empresa riesgosa,dado el número de accidentes C.T.P., esta debe destinar mensualmente porconcepto de prestaciones del seguro $129.700.000.- (Un ciento veintinuevemillones setecientos mil pesos).

Este es uno de los elementos de importancia que tiene para una empresa elevitar que sus trabajadores sufran accidentes. Pero más importante, es elefecto sobre el mismo trabajador y sobre su familia. Un accidente limitaenormemente las posibilidades de mejorar la condición laboral y de bienestarfamiliar de un trabajador en el tiempo, dada las limitaciones físicas eintelectuales que le puede ocasionar. Un tercer factor gravitante en lapreocupación de las empresas por disminuir el numero de accidentes son losrequisitos que le imponen sus clientes a través de la certificación de susproductos, de la posibilidad de incorporarse a nuevos mercados y del valor quefinalmente logran los productos en el mercado mundial.

Daños a la propiedad.Los daños a la propiedad también se consideran como incidentes, a pesar que noforman parte de los indicadores que se consideran para el cálculo de losmontos a cotizar a los organismos administradores del seguro de la ley 16744.Los daños a la propiedad van desde la abolladura de un vehículo o el quebraruna ampolleta, hasta la destrucción de una importante máquina del proceso.

Cuasi-pérdidas.Las cuasi-pérdidas o "casi" pérdidas, son consideradas aquellos hechos en queno hubo daño a las personas, maquinas, equipos o ambiente, pero que pudieronocasionar un alto potencial de pérdida. Un ejemplo, puede ser el siguiente: enuna inspección se detecta un extintor con fecha de carga vencida y cuya última

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revisión data de dos años. Este hecho no representó un daño, pero en caso derequerirse frente a una emergencia de fuego, el extintor no estaría operativo,pudiendo generarse, por esta condición, una gran perdida material, humana o undaño al ambiente.

Una visión cuantitativa de la proporción de incidentes frente a los accidentes,la proporciona el triángulo de Bird (Fig. nº 5-5).

El triángulo de Bird indica que cada 600 cuasi incidentes se tienen 30

incidentes con daño a la propiedad, 10 accidentes sin tiempo perdido y 01accidente con tiempo perdido o fatal. Algunos expertos en prevención deriesgos miran el triángulo en forma invertida (Fig. nº 5-6): 600 cuasi incidentesempujan la aparición de un accidente fatal o con tiempo perdido.

1

10

30

600Cuasi

incidentes

Accidente

fatal o CTP.

Fig. nº5-6: Efecto embudo

1

10

30

600

CTP

STP

Daño a la

propiedad

Cuasi

incidente

Fig. nº5-5: Triángulo de Bird

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5.5 Investigación de incidentes.

La investigación de incidentes operacionales está normada en las NEO-28.

Antes de comenzar con la investigación de cualquier incidente, se debe conocerla secuencia de etapas que permiten determinar las causas básicas delincidente.

I Fase: preparación para la investigación de incidentes.

Esta fase debe ser definida en un comienzo, pues establece las pautas paralograr una eficiente investigación de los futuros incidentes que puedangenerarse.

En esta fase se debe: Definir objetivos. Desarrollar procedimientos. Capacitar investigadores. Identificar a los líderes de los equipos de investigación.

Ocurrido el incidente, se debe pasar a una segunda fase:

II Fase: Implementación.

Esta fase comprende:

Ejecutar notificaciones. Conservar pruebas. Entrevistar testigos. Reunir pruebas de personas, partes, posición o papeles. Organizar los datos.

III fase: Investigación.

Revisar documentación. Recrear escena. Realizar pruebas. Efectuar cálculos.

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IV fase: análisis del incidente.Esta fase es una de las más importante pues permite llegar a determinar lascausas básicas o de raíz que originaron el incidente. El conocimiento de estas

causas raíz impiden la reiteración de los incidentes.La fase de análisis comprende:

Identificar factores críticos. Los factores críticos se definen como loshechos, condiciones o conductas que, si se hubieran eliminado, habrían evitadoo disminuido la gravedad del incidente.

Determinar causa directa o inmediata. Dentro de las causas directas oinmediatas se encuentran las acciones subestándar y las condicionessubestándar (Fig. nº 5-7). La Fig. nº 5-8 muestra algunos ejemplos.

ACTOSSUBESTÁNDAR

CONDICIONESSUBESTÁNDAR

CAUSAS DIRECTAS O INMEDIATAS

Fig. nº 5-7: Clasificación de causas directas o inmediatas.

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Fig. nº5-8: Ejemplo de Causas Directas o Inmediatas

ACTOS SUBESTÁNDAR CONDICIONES SUBESTÁNDAR.

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Determinadas las causas, se calcula el Valor Esperado de la Pérdida (V.E.P.).

El VEP es la resultado de multiplicar la gravedad por la probabilidad deocurrencia del incidente. Las NEO-28 presentan un ejemplo del calculo de talvalor (Fig. nº 5-11)

Fig. nº5-10: Determinación de los factores del trabajo.

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V fase: Control administrativo.

En esta fase se deberán definir:

Medidas correctivas. Estas corresponden a las acciones requeridas paracorregir las causas inmediatas y las causas básicas encontradas. Se deben

incluir en las acciones correctivas aquellas que fortalezcan el controladministrativo y de dirección, como por ejemplo:

_ Existencia y calidad de planes de seguridad. _ Existencia y calidad de estándares. _ Desempeño operativo y de dirección respecto de estándares definidos.

Responsables. Se debe identificar la o las personas (y no al cargo) queasumen la responsabilidad por la implantación de las medidas correctivas.

Plazo máximo. Corresponde al plazo máximo en que estarán implementadaslas medidas correctivas. Este plazo debe ser acordado por las parteinvolucradas.

Seguimiento. El seguimiento tiene el propósito de establecer los avances enla implementación de las medidas correctivas y verificar el cumplimientototal de dichas, dentro del plazo máximo.

Medición y evaluación. La medición tiene como objetivo establecer un valorcuantitativo sobre las causas y sistema de administración por laimplementación total de las medidas correctiva. A partir de tal medición seevalúa la eficiencia de la implementación total de las medidas correctivas,con lo que pueden aparecer nuevas medidas o un fortalecimiento de lasinicialmente adoptadas.

VI fase: Identificación.

En esta fase se debe dejar claramente establecido la identificación de:

El investigador. Es la persona encargada de dirigir el proceso de investigación.

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Quien revisa. Es el supervisor jerárquico del responsable de dirigir lainvestigación. Quien revisa debe dar especial incapié en que las accionescorrectivas estén en sintonía con el análisis causal.

Quien aprueba. Es la persona que a prueba la ejecución de las accionescorrectivas y lo que implica desde el punto de vista económico o técnico.

En la Fig. nº5-12 se muestra esquemáticamente la secuencia de análisis ydesarrollo de la investigación del incidente.

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En resumen, para realizar un buen análisis de incidente se debe seguir unasecuencia de pasos, de tal manera de establecer cual es la deficiencia en elcontrol administrativo.

El formulario de reporte de incidentes es el mostrado en la Fig. nº5-13.

Fig. nº5-13 (A): Formulario de Informe de Incidentes.

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Fig. nº 5-13 (B): Formulario de Investigación de Incidentes (reverso).

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Frente a un accidente de trabajo a las personas y que sea de una magnitud talque permita su traslado al servicio de atención médica, el trabajadornecesariamente debe ir acompañado por su supervisión directa, quien ademásdeberá completar el formulario “Orden de atención médica de accidente” (Fig.

nº5-14).

Si la atención médica obedece a una situación ajena a lo considerado comoaccidente del trabajo o enfermedad profesional, para asistir al servicio médicodurante su turno de trabajo, el trabajador requiere ser autorizado por su

supervisor directo quien completará en siguiente formulario de “Orden deAtención Médica” (Fig. nº5-15).

Fig. nº 5-14 : Formulario de “Orden de Atención Médica de Accidente”.

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5.6 Plan P.O.D.E.R.

Qué significa Plan P.O.D.E.R.

P = Plan

O = OrganizacionalD = DeE = EmergenciaR = Rescate

PLAN ORGANIZACIONAL DE EMERGENCIA Y RESCATE

Este plan tiene dos objetivos:

Administrar y organizar la respuesta de la División Codelco Norte frente aemergencias y catástrofes.

Servir de plan maestro en normativas para que las distintas gerencias deCodelco Norte implementen los Planes Locales de Emergencia.

Fig. nº5-15: Formulario de “Orden de Atención Médica”.

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Luego, el plan PODER tiene como objetivos específicos:

• Proteger y resguardar la seguridad y salud de los trabajadores frente a

emergencias.• Proteger el medio ambiente y atenuar impactos sobre él.• Proteger y resguardar los equipos, instalaciones, procesos e

información.• Colaborar con las comunidades vecinas frente a emergencias o

catástrofes.

Quienes pueden activar el Plan PODER ?

El plan PODER puede ser activado por cualquier persona, sea de la División ocolaborador, frente a una emergencia o gravedad que supere la capacidad decontrol de los testigos o encargados del área.El testigo de la emergencia debe observar la diferencia entre alarma yemergencia. La alarma constituye sólo una probabilidad, mientras que laemergencia es un hecho consumado.

Aplicación del plan P.O.D.E.R. en la Unidad de Electrodepositación.

El plan PODER y el nivel de aplicación dependerá del tipo de emergencia.

Nivel 1.Corresponden a aquellas emergencias que son controlables por la misma área ymediante la utilización de sus recursos, aplicando su Plan Local de Emergencia.Por ejemplo: accidentes leves, derrames leves de soluciones ácidas, fallas debombas, etc., pueden ser controlados por la Unidad de Electrodepositación y subrigada local de emergencia. En este nivel no se aplica el procedimiento deevacuación parcial o total del área.

Nivel 2.Corresponden a emergencias graves que pueden ser controladas por la brigadaLocal de emergencias de la Unidad de Electrodepositación más el apoyo de lasUnidades Operativas del Plan PODER. Puede, además, requerirse de la ayuda de

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otras áreas. En este nivel se aplica el procedimiento de evacuación total oparcial del área afectada.

Nivel 3.

Corresponden a emergencias muy graves que no pueden ser controladas por laUnidad de Electrodepositación. En este nivel se requiere la intervenciónoperativa y organizacional del Plan PODER y eventualmente la ayuda deorganismos externos, si los recursos Divisionales se hacen insuficientes. Eneste nivel se aplica el procedimiento de evacuación parcial o total de losrecintos industriales.

Nivel 4.Corresponden a emergencias catastróficas que sobrepasan los recursosDivisionales y que requieren necesariamente de la intervención de losorganismos nacionales o regionales de emergencia para ser controlados. Eneste nivel se aplica el procedimiento de evacuación masiva de las instalacionesindustriales.

5.7 Plan local de Emergencia.

El Plan Local de Emergencia se aplica frente a emergencias de nivel 1 y nivel 2,definidas en el Plan P.O.D.E.R. Por lo tanto, el Plan Local de Emergencia formaparte del plan P.O.D.E.R.

Cada área de trabajo cuenta con un Plan Local de Emergencia, el cual tiene porobjetivo servir de guía para enfrentar emergencias de carácter leve o de nivel1 o nivel 2. Además, el Plan Local de Emergencia sirve como medio decapacitación del personal, define procedimientos de emergencia e identificarecursos para su ejecución.

Básicamente, el Plan Local de Emergencia de la Unidad de Electrodepositación

considera:

Clasificación de las emergencias. Plan de evacuación. Procedimientos por riesgos geofísicos y naturales. Procedimientos de incendios.

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Protocolo de comunicaciones (Fig. nº 5-16).

Frente a eventos de contingencia, cada trabajador de la Unidad deElectrodepositación (Testigo) debe informar inmediatamente al Jefe de

Guardia o al encargado de la sala de control.

El Jefe de guardia o encargado de la sala de control evalúa la información deltestigo y dependiendo de su nivel informa inmediatamente al centro de

PERSONA QUE DETECTAUNA EMERGENCIA

SALA DE CONTROL OJEFE DE GUARDIA

Fig. nº 5-16 : Protocolo de comunicaciones.

SUPERVISOR OJEFE DE UNIDAD

A.P.R.

Emergencia Nivel 1 (Leve):Brigada Local de Emergencia.No aplica evacuación del personal. Nivel 2 (grave):Brigada Local + Unidad operativa P.O.D.E.R.Evacuación parcial o total del área afectada. Nivel 3 (Muy grave):P.O.D.E.R. + posible apoyo externo.Evacuación total o parcial recinto industrial. Nivel 4 (Catástrofe):P.O.D.E.R. + Comité regional de emergencia.Evacuación masiva del recinto industrial.

En ausencia del supervisor

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comunicaciones de emergencias (327-327) y al supervisor. El supervisor delárea debe informar a su asesor de prevención y a la brigada de emergencialocal del área de electrodepositación. De ser necesario, dado el nivel de laemergencia, el supervisor puede ordenar la evacuación del personal del área en

conflicto.Las brigadas de emergencia que se pueden accionar son las detallasdas en laFig. nº 5-17:

Los centros de comunicación frente a emergencia, para la Unidad deElectrodepositación, se centralizan en:

• Sala de control de la Unidad de Electrodepositación.

Si la emergencia afecta a la sala de control, el centro de comunicaciones seinstalará en:

• Oficina del Jefe de Mantención Mecánica.

Si la emergencia afecta a la oficina del Jefe de Mantención, el centro decomunicaciones se instalará en:

• Sala de Control de la Planta de SX.

En general, la secuencia global de información que se debe seguir frente a unaemergencia y su avance es la esquematizada en la Fig. nº5-18.

Fig. nº 5-17: Brigadas de emergencia.y canal de comunicación.

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Cuando el nivel de emergencia no logra ser mitigado por la brigada local deemergencia de electrodepositación y por las acciones que pueda generar elsupervisor del área, éste último debe comunicar inmediatamente la emergenciaa la Central de Comunicaciones de Emergencia, cuyo número telefónico es elprsentado en la Fig. nº 5-19:

PERSONA QUE DETECTA UNA EMERGENCIA

Fig. nº 5-18 : Flujograma de comunicaciones Divisional frente a emergencias.

327 - 327 Fig. nº 5-19: Fono de la Central de

Comunicaciones de Emergencia

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Fig. nº 5-20 : Zona de seguridad y vías de evacuación de la Unidad de Electrodepositación.

Zona de seguridad.Vías de evacuación.

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La ubicación de los recursos que dispone la Unidad de Electrodepositación para

hacer frente a emergencias se esquematizan en la Fig. Nº 5-21.

Fig. nº 5-21: Ubicación de extintores, camillas, duchas y grifos en ED.

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5.8 Control de incendios.

Generación del fuego.

Para que se produzca un fuego es necesario que se combinen los siguienteselementos:

Combustible. Oxígeno. Calor.

A la combinación de estos tres elementos de le denomina “Triángulo del fuego”(Fig. nº 5-22).

Dependiendo del tipo de combustible, la clase de fuego puede ser:

Clase A: El combustible es un derivado de la madera. Clase B: El combustible es un derivado del petróleo. Clase C. El combustible es un elemento eléctrico. Clase D: El combustible es un metal.

Fuego

Fig. nº 5-22: Triángulo del fuego.

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Fuentes de generación de incendio en la Unidad de Electrodepositación.

Dependiendo del tipo de combustible, se tiene las clases de fuego detalladasen las Tablas nº 5-1, nº 5-2 y nº 5-3.

Tabla nº 5-1: Clase A. Derivados de la madera.

Estanques dobles AA, BB,CC, DD

Escaleras , plataformas e instalaciones de madera.Instalaciones de colaboradores de apoyo.

Patio mantención grúapuente.

Cuñas de ctdos., esferas antinebulizantes.

Interior nave EW,circuitos A, B, C, D, E yF.

Esferas antinebulizantes y lonas térmicas.

Sala de control, oficinas y bodega.

Papeles, cartones, archivadores, etc.

Subterráneo nave,circuito F.

Carpeta plástica por labores de soldadura.

Techumbre nave. Calaminas plásticas.Bodega costado salaeléctrica nº5.

Plásticos PVC, maderas.

Tabla nº 5-2: Clase B. Derivados del petróleo.

Bodega costado sala

eléctrica nº5.

Aceite lubricante y grasas.

Area máquinas entrecircuitos A y B y entrecircuitos E y F.

Aceite lubricante y grasas.

Sala hidráulica costadosala eléctrica nº5.

Aceite lubricante y grasas. Cilindros hidráulicos.

Area transformadores yrectificadores.

Aceite de enfriamiento.

Patio de embarque Estanque de petróleo diesel y diluyente. Petróleo

diesel de montacargas.Estanque de cabezaelectrolito fuerte (DD2)

Riesgos de ignición residuos escaid 100.

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Tabla nº 5-3: Clase C: Elementos eléctricos.Interior nave EW Sistema motriz grúas puente, gabinetes, cablería,

conexiones. Sistemas extractores de aire. Bombasdel sistema hidráulico, máquina lavadora decátodos. Equipos eléctricos (tableros, gabinetes).Sistema de alumbrado. Recalentamiento de barraspor cortocircuitos. Caída de marcocortocircuitador sobre celdas.

Sala de control Consola, computador, tableros, cablería,conexiones.

Area máquinas. Consolas de operación, motores, cablería,conexiones. Grúa puente.

Puente transferenciagrúas puente.

Gabinetes, motores, cablería, conexiones.

Pozo recuperaciónsolución planta piloto.

Motores, bombas, gabinete, cablería y conexiones.

Patio de embarque. Sistemas electricos de grúa puente, sistema dealumbrado, sistemas de sala de pesaje.

Area bombas derecirculación.

Gabinetes, MCC, motores, bombas, cablería,conexiones.

Area bombastransferencia.

Gabinetes, MCC, motores, bombas, cablería,conexiones.

Torre reductora. Tablero, motor, huinche, bandejas, conexiones,cablería.

Oficinas planta Material computacional, tableros, cablería yconexiones.

Sala eléctrica nº1, 2, 4 y5.

Gabinetes, MCC, bandejas, cablería y conexiones.

Contenedores derectificadores, circuitoA, B, C E y F.

Gabinetes, transformadores, bandejas, cablería yconexiones.

Filtros armónica,circuitos A, D, E ycircuitos C y B.

Gabinetes, filtros, bandejas, cablería y conexiones.

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Detección de incendio.

La Unidad de Electrodepositacións cuenta con sistemas automáticos dedetección de fuegos, más las alarmas acústicas de terreno y visuales instaladas

en la Sala de Control. Sin embargo, hay sectores en que no existen sensoresautomáticos; en estos sectores, la emergencia es detectada visualmente por elpersonal de la Unidad de ED.

_ Detección visual de emergencia.Areas sin sensores de detección automática de incendio y, por lo tanto, quiendetecte la emergencia será una persona o testigo.

Areas operacionales. Planta de EW, circuitos A, B, C y D. Area patio de embarque. Bombas de recirculación – transferencia. Area torre reductora. Area estanques de cabeza. Area estanques de ácido sulfúrico. Sala eléctrica refinería 3 - 13.8 kV (sub. A)

Areas eléctricas. Contenedor rectificador circuitos A, D5 y D6. Contenedor rectificador circuitos B, D1 y D2. Contenedor rectificador circuitos C, D3 y D4. Contenedor rectificador circuito E. Contenedor rectificador circuito F. Area filtros armónicos circuitos A, D y E. Area filtros armónicos circuitos C y B.

En este caso, el testigo debe:Primero: Observar detenidamente la emergencia.

Segundo: Evaluar lo que está observando, sin exponerse a riesgos innecesarios.Tercero: Comunicar la emergencia a través del teléfono blanco al OperadorMayor (Sala de Control).

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Para dar aviso de alarma frente a generación de incendio, el testigo puedeactivar las alarmas de incendio, en forma manual, las que se encuentranubicadas en:• 02 Botoneras de alarma en área rectificadores, circuito E.

• 01 Botonera de alarma al interior de la nave, lado norte, circuito E.• 01 Botonera de alarma al interior de la nave, lado norte, circuito F.• 01 Botonera de alarma al interior de la nave, lado sur, circuito A.• Botonera de alarma en sala eléctrica 1, 2, 3, 4 y 5

_ Detección automática de emergencia.La detección automática de incendio se realiza a través de sensores de humoubicados en:

• Sensor en Sala de Control de la Unidad de EW.• Sensor en sala eléctrica nº1, 2, 3, 4 y 5.

En términos generales,

♦ La detección automática es hecha a través de sensores de detección dehumo ubicados en terreno. Estos sensores lineales de temperatura activanel sistema automático de extinción de incendio, el que genera una cuentaregresiva de 15 segundos antes de iniciar la extinción del incendio mediantela incorporación de CO2. El aborto del sistema solo es posible pulsando labotonera de en terreno.

♦ La detección visual es realizada en terreno, por trabajadores de la Unidadde Electrodepositación.

Recursos.La Unidad de EW cuenta con los siguientes recursos para el control de

incendios y emergencia, en variadas cantidades:

Extintores manuales PQS (Fuego clase A, B y C). Extintores manuales de CO2 (Fuego clase C) Ducha de emergencia. Camilla de rescate.

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Se recuerda que nunca debe usarse agua o espuma contra incendios eléctricoso equipos energizados, dado el riesgo de choque eléctrico. Se debedesenergizar el equipo y sector y luego utilizar preferentemente CO2 para la

extinción. El PQS debe constituir una segunda alternativa. La distribucióngeográfica de los recursos disponibles para hacer frente a la presencia defuego se muestra en la Fig. nº 19.

Acciones frente a diferentes tipos de incendios en la Unidad deElectrodepositación.

Incendios Incipientes.

Estos pueden ser controlados por cualquier persona mediante la utilización deextintores específicos para la clase de fuego y de extintores PQS (parafuegos clase A, B y C) de apoyo. Una vez controlado el fuego, el Jefe de Turnoen conjunto con la brigada local de emergencia deben evaluar las consecuenciasdel siniestro y de su control.

En la Fig. nº 5-23 se presenta en flujo de acción frente a un incendio.

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Si el fuego propagado es clase C (el combustible es un conductor eléctrico),obligadamente antes de actuar, se debe cortar la energía eléctrica. En generalla sofocación de incendios clase C debe hacerse con extintores a base de CO2,

los que no dejan residuos. Sin embargo, en algunos casos pueden intervenirextintores PQS, sobre todo cuando se trata de transformadores. El uso delagua como medio de extinción directa del fuego clase C no está permitido, dadoque se corre el riesgo de choque eléctrico. La generación de incendios clase C,pueden dar origen a incendios clase A o B, frente a los que se actuará deacuerdo con los puntos anteriormente expuestos.

Fuego NO Controlado.

Paralelamente a la acción de la Brigada Local de emergencia, se coordina laintervención de la Brigada Divisional.

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Sobre la base de la política de Gestión Integran de Calidad, Seguridad yAmbiante, nacen los compromisos Ambientales Divisionales.

6.2 Compromisos Ambientales derivados de la Política Integral.El compromiso con la protección del ambiante es uno de los siete impulsosestratégicos definidos por Codelco, para consolidar su posición de liderazgo enel mercado internacional del cobre.

Es así como en la implementación de la Política de Gestión Integral, la GerenciaGeneral de Codelco Norte procura disponer de los recursos necesarios paraalcanzar los siguientes compromisos en temas ambientales:

♦ Mejorar la calidad de vida de los trabajadores, colaboradores, asegurandoque sus actividades, productos y servicios cumplan con la normativaambiental y otros requisitos voluntarios suscritos por la organización.

♦ Implementar un sistema de Gestión Ambiental preventivo y enmejoramiento continuo, basado en la norma ISO 14001 y consistente conuna certificación corporativa en Abril de 2003.

♦ Identificar y controlar los aspectos ambientales significativos y susimpactos, estableciendo metas de corto y largo plazo, especialmente en loscinco siguiente puntos.

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♦ Desarrollar programas de capacitación y de investigación ambientales,aplicables a la actividad divisional.

♦ Cooperar con las autoridades en el desarrollo del marco regulatorioaplicable a la organización.

♦ Preferir a proveedores y contratistas que posean altos estándares dedesempeño ambiental.

♦ Poner en práctica procedimientos de contingencia ambiental para enfrentarincidentes inesperados.

♦ Incorporar consideraciones ambientales en la toma de decisionesestratégicas y operativas.

♦ Mantener una comunicación proactiva con los trabajadores, con lasautoridades y con la comunidad en general.

♦ Realizar una vez al año, la revisión de estos compromisos ambientales.

6.3 Programas ambientales sectoriales (P.A.S.).

Cada Gerencia tiene asignado programas ambientales específicos que debecumplir y que se enmarcan en el Sistema de Gestión Ambiental, base de lacertificación ISO 14001. En el caso de la Gerencia de Hidrometalurgia y susUnidades, son:

Unidad de Electrodepositación.• Asegurar y mantener cumplimiento de norma de condiciones ambientales

para emisiones de aerosoles ácidos.• Mejoramiento de la Gestión de Residuos en la nave de EW y patio de

embarque.• Rediseño del Plan Operacional de Emergencia y Rescate (PODER).• Capacitación de la supervisión en el protocolo de comunicaciones (PODER).• Programa de manejo y vulnerabilidad del agua.

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Unidad SX.• Mejoramiento de la gestión de residuos.• Rediseño del Plan Operacional de Emergencia y Rescate (PODER).• Capacitación de la Supervisión en el protocolo de comunicaciones (PODER).

• Programa del manejo y vulnerabilidad del recurso agua.Unidad Chancado.• Asegurar y mantener cumplimiento de Norma de Condiciones ambientales en

las áreas laborales.• Asegurar y mantener cumplimiento de normas de condiciones ambientales

para emisiones de aerosoles ácidos.• Mejoramiento de la Gestión de Residuos.• Rediseño del Plan Operacional de Emergencia y Rescate (PODER).• Capacitación de la supervisión en el protocolo de comunicaciones (PODER).

Unidad Lixiviación.• Mejoramiento de la Gestión de Residuos.• Rediseño del Plan Operocioncal de Emergencia y Rescate(PODER).• Capacitación de la supervisión en el protocolo de comunicaciones. (PODER)• Controlar los procesos de lixiviación en Ripios.• Garantizar la estabilidad actual y futura de los botaderos de ripios.

Unidad Metalurgia.• Control y Optimización del Consumo del Agua.• Control y Optimización del Consumo de Energía Eléctrica.• Manejo de Sustancias Peligrosas.• Mejoramiento Sistemas de Captación de Aerosoles.• Mejoramiento de la Gestión de Residuos Industriales.• Estandarización de Almacenamiento de Sustancias Peligrosas en

Laboratorio Metalúrgico

Unidad Sulfuros de Baja Ley.

• Asegurar y mantener cumplimiento de norma de condiciones ambientalespara emisiones de aerosoles ácidos.

• Mejoramiento de la Gestión de Residuos.• Rediseño del Plan Operacional de Emergencia y Rescate (PODER).• Capacitación de la supervisión en el protocolo de comunicaciones (PODER).• Programa de manejo y vulnerabilidad de¡ recurso agua.

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6.4 Entradas y salidas de materiales y sustancias de ED.

En el proceso de Electrodepositación se utilizan y generan elementos físicos y

sustancias químicas peligrosos y no peligrosas. Algunas de estas entradas(input) y salidas (output) se representan en la Fig. nº 6-2:

1. Electrolito de avance.2. Energía electrica.3. Placas de acero inoxidable

316L4. Láminas iniciales de cobre.5. Anodos de plomo insolubles.6. Agua Inacaliri.7. Agua potable.8. Acido sulfúrico industrial.9. Aire industrial.

10. Aditivos (sulfato de cobalto,sulfato de fierro, afinador degrano)

11. Vapor de agua.12. Cera.13. Aisladores plásticos y caucho.14. Esferas antinebulizantes.15. Equipo de protección

personal.16. Zunchos metálicos.17. Herramientas.18. Equipos mecánicos, electricos

o electrónicos.19. Información.20. Insumos de oficina.21. Insumos domesticos.22. Insumos de reparación de

edificación y mantención deedificio.

23. Insumos de mantención

PROCESODE

ELECTRODEPOSITACION

1. Electrolito pobre o spent.2. Calor.3. Catodos permanentes

deteriorados.4. Cátodos de cobre.5. Borra de plomo.

6. Derrame de soluciones ácidas.7. Purga de soluciones.8. Envases de reactivos.9. Equipo de protección

contaminado o deteriorado.10. Chatarra anódica.11. Chatarra de cobre.12. Despuntes de fierros o

zunchos metálicos.13. Esferas plásticas

contaminadas o deterioradas.

14. Aisladores anódicosdeteriorados.15. Neblina ácida y gases (Cloro)16. Información.17. Residuos de oficina.18. Residuos domesticos.19. Residuos de construcción y

mantención de edificios.20. Ruido.21. Partes o equipos mecánicos,

electricos o electrónicos

deteriorados.22. Residuos de insumos de

ENTRADAS SALIDASFig. nº 6-2: Entradas y Salidas del Proceso ED.

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La R-025 regula el uso, manejo, almacenamiento y transporte de sustanciaspeligrosas. En ella de define como sustancia química peligrosa aquella que porsu naturaleza produce o puede provocar daños momentáneos o permanentes ala salud humana, animal, vegetal y a los elementos materiales como

instalaciones, máquinas, edificios, equipos, etc. Tambien las normas NECC-11señala los Sistemas de Identificación e Información de Riesgos de Materiales(Químicos y Radiactivos), mientras que las NECC-14 especifica los Rótulos oPlacas de Advertencia de Riesgos de Sustancias Peligrosas en el Transporte deSustancias Peligrosas.

En general, las sustancia peligrosas poseen algunas de las siguientecaracterísticas:

Descomposición por el fuego. Efecto asfixiante. Generación de productos (líquidos, sólidos o gaseosos) tóxicos por

descomposición o por reacción química Reacciones químicas con generación de calor. Producen intoxicación. Susceptibles a inflamarse. Susceptibles de estallido. Efecto corrosivo.

En electrodepositación, constituyen materiales y sustancias peligrosas, desdeel punto de vista ambiental, las siguientes:

Soluciones ácidas: electrolito avance, spent, agua de lavado de orgánico. Borras plomadas. Petróleo. Acido sulfúrico. Aceite lubricante. Aceite hidráulico. Esferas antinebulizantes y aisladores laterales contaminados con orgánico. Trapos, guaipes, EPP y materiales menores contaminados con grasas u

orgánico. Cartridge de impresora y tubos fluorrescentes. Solventes (Escaid 100, kerosene) Etc.

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Algunas de las soluciones listadas están ubicadas o almacenadas en sectoresespecíficos (Tabla nº 6-4).

Tabla nº 6-4: Ubicación de sustancias peligrosas.

Material UbicaciónAcido sulfúrico. 2 estanques.Electrolito fuerte. 2 estanques DD2 y CCElectrolito agotado. 1 estanque DD1Soluciones. 1 estanque BBPetróleo diesel. 1 estanque patio embarque.Aceite lubricante. 1 tambor maquina lavadora cátodos.Recirculación Solución. 1 estanque área bombas recirculación.Electrolito. Circuito A, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6

Electrolito. Circuito B, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6Electrolito. Circuito C, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6Electrolito. Circuito D, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6Electrolito. Circuito E, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6Electrolito. Circuito F, secciones 1, 2, 3, 4, 5, 6Electrolito. Celdas comerciales y planta Piloto.Electrolito. Planta piloto, secciones 1, 2 y 3.Recirc. Soluciones. 1 Estanque planta piloto.

6.5 Adquisición e Ingreso de sustancias peligrosas a la División.

Codelco Norte, con el fin de controlar la adquisición y el ingreso de productosquímicos (incluye sustancias peligrosas) a implementado una secuencia de pasosadministrativos denominado IP (Instrucción de Procedimientos). El IP-061 esuna instrucción escrita en formato de procedimiento administrativo, que tienepor objetivo lograr el control de sobre la adquisión y el ingreso de productosquímicos a la División, ya sea por adquisición propia o de terceros. Ademásdefine sustancia peligrosa y lista las normas locales, nacionales einternacionales sobre las que se basa. Tambien hace mención a laobligatoriedad de contar en el lugar de almacenamiento de las sustanciasquímicas, de sus Hojas de Seguridad (HDS). Estas HDS deben ser fácilmenteaccesibles y deben estar escritas en idioma Español.

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De acuerdo con el IP – 61, la adquisición de un producto químico, por parte de laDivisión, requiere solicitar autorización al Area Normalizadora, completando ypresentándole la solicitud mostrada en la Fig. nº 6-4.

Fig. nº 6-4: Solicitud de autorización para compra de productos químicos.

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Además se requiere informar mensualmente al Area Normalizadora, los stock yubicación de productos químicos almacenados en bodega. Un ejemplo semuestra en la Fig. nº6-5.

Fig. nº6-5: Informe de stock y ubicación se sustancias químicas.

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6.6 Manejo operacional y disposición de sustancias peligrosas.

El manejo operacional de sustancias y de los residuos peligrosos generadosconsidera entre otros:

• Manejo adecuado en terreno de las sustancias y residuos peligrosos.• Disposición en terreno de los residuos peligrosos.• Traslado y disposición en vertederos autorizados.• Acciones frente a derrames de sustancias y residuos peligrosos.

A continuación se detalla cada punto.

• Manejo adecuado en terreno de las sustancias y residuos peligrosos.

Manejo de soluciones aciduladas.Un ítem crítico es la circulación de electrolito y ácido sulfúrico por losdistintos circuitos de EW, dado los niveles de flujos y su carácter corrosivo ydeshidratante. Los encargados de terreno deben constatar el buenfuncionamiento de los equipos que intervienen, la inexistencia de roturas ofiltraciones en las líneas de circulación de las soluciones.Un cuidado adicional es evitar derrames durante el llenado de los estanquespor rebalse.

Manejo de Borras plomadas.La borra plomada se genera en las actividades de desborre de celdas y en ellavado de ánodos.Su manejo en terreno comprende:

Recuperación: esta debe ser recuperada con palas desde el piso de lasceldas de electrodepositación a recipientes con bolsa plástica interior. Unavez completado un 75% del recipiente se sella la bolsa con abrazaderametálica y se cierra el recipiente. Cada recipiente debe ir adecuadamente

rotulado, identificando su contenido. Traslado a CAR: los pallets con los recipientes identificados, sellados y

libres de borra en su exterior, son trasladados mediante grúa horquillahasta el CAR (centro de acopio de residuos).

Traslada a zona de ordenamiento temporal de residuos peligrosos de laDivisión: antes de iniciar el traslado se debe completar el registro R-

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041.DGA, Registro de Declaración y Seguimiento. Los tambores sellados,identificados, en buen estado y libres de contaminación exterior de borrason trasladados hasta el centro de ordenamiento temporal de residuospeligrosos. Además se completa, para control interno de la Unidad de EW,

el documento R.001.GHS (ver Fig. nº6-6).Nótese que el único sector habilitado para el lavado de recipientes o carpetascontaminadas por fugas de borra plomada, es dentro de las celdas de EWdestinadas para este efecto.

Fig. nº 6-6: Registro R.001.GHS

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Manejo de aditivos.

Como se mencionó en el punto 1.2.3.1 “Preparación y dosificación de aditivos” deeste manual, en la Unidad de ED se utilizan los siguientes reactivos.

• Sulfato ferroso.• Sulfato de cobalto.• Guargum.

El manejo de estos reactivos puede encontrarse en la hoja de seguridad decada uno y en los procedimientos IP-61, R-020, R-025, Plan Local deEmergencias y CI-09203.

En general, el manejo de los aditivos debe ser el siguiente:

Sulfato ferroso.• Es una sustancia clasificada como peligrosa.• Puede causar irritación, tos y su ingestión puede provocar problemas al

hígado y al baso.• No es cancerígeno.• Es tóxico para las especies acuáticas.• Puede liberar gases tóxicos a altas temperaturas.

Por lo tanto, la manipulación debe hacerse utilizando respiradores con filtrosadecuados, uso de guantes y lentes de seguridad.

La adición a los estanques de preparación es directa desde su bolsa.

Sulfato de cobalto.• Es una sustancia que puede provocar irritación a la piel y ojos.• Su ingesta puede provocar daños a los riñones, pulmones y tiroides.• Posiblemente es cancerígeno.• Es tóxico para las especies acuáticas.• Puede liberar gases tóxicos durante su combustión.• Debe evitarse el contacto con agentes oxidantes fuertes.

Por lo tanto, la manipulación debe hacerse utilizando respiradores con filtrosadecuados, uso de guantes y lentes de seguridad.

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Manejo de la neblina ácida.La neblina ácida se genera a partir de la descomposicioón del agua sobre lasuperficie del ánodo en sus elementos básicos: oxígeno e hidrógeno. Ladescomposición del agua origina microborbujas de oxígeno, de acuerdo con la

ecuación presentada en el punto 2.7 “Reacción redox en electroobtención”, deeste manual. El posterior rompimiento de la borbuja cuando llega a lasuperficie de la solución electrolítica contenida en las celdas, genera un aerosolcuya composición es la misma que el electrolito. En otras palabras, la neblinaácida son microgotas de electrolito.

El control operacional de la neblina ácida dice relación con el adecuadosuministro de capas de esferas antinebulizantes, con el fin que éstas actúencomo barreras a la expulsión del aerosol. En este caso se deberá seguir elprocedimiento “Reposición de esferas antineblina en la Planta EW”,INS.002.PEW. El uso de los extractores es otra de las medidas operacionalespara hacer frente a la emanación de neblina y evitar la congestión en aerosol alinterior de la Nave de Electrodepositación.

Disposición en terreno de los residuos peligrosos.El manejo de residuos peligrosos está normado en las NECC-11, NECC-14, R-13,R-25, NCC-22, IP-61, entre otros. En general, los líquidos peligrosos comosolventes, soluciones de electrolito, agua contaminada con estos líquidos,permanecen en el circuito de ED y entre SX y ED, siendo las canaletas elcamino de evacuación o circulación hasta los sumideros de procesos. Sólo laspurgas de electrolito, en mayor medida, y la generación de vapores o neblina,en menor grado, son los canales de salida de soluciones desde los circuitos deEW hacia un destino distinto de la Unidad de SX.

Respecto de los sólidos contaminados o bien peligrosos, como:- Envases.- Equipo de protección personal.- Tierra contaminada.- Materiales absorbentes.- Materiales contaminados con grasas o líquidos hidráulicos,- Materiales contaminados con borra plomada.- Borra plomada.- Aisladores anódicos.- Aditivos (Sulfato ferroso y de cobalto), etc.

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Los sólidos deben ser almacenados en recipientes plásticos de 200 litros decolor azul debidamente rotulados y provistos de bolsa plástica en su interior.

Traslado y disposición en vertederos autorizados.

Para la disposición de residuos existen cinco zonas autorizados por el serviciode Salud, en la División Codelco Norte, distrito Chuquicamata. Estos son:

♦ Patio de neumáticos.♦ Patio de chatarra.♦ Vertedero de residuos domésticos e industriales no peligrosos.♦ Zona de ordenamiento temporal de residuos peligrosos.♦ Botadero 57 de Mina Chuquicamata y Mantención Mina.

En la Tabla nº 12 se presenta un resumen de los sitios de almacenamiento deresiduos en Chuquicamata.

Tabla nº 12: Areas de almacenamiento de residuos.Sitio Ubicación Tipo de

ResiduoHorario deatención

Coordinador Codelco

Patio dechatarra.

Patio salvataje – sectorsur, instalaciones de

polvorines Km-6.

Fierro yestructurasmetálicas.

Lunes asábado 08:00a 18:00 hrs.

Serv. De abastecimientos.Sr. Mario Cavada M.

F:322702Vertederoresiduos

domésticos eindustriales

no peligrosos

Camino a puerta nª4,costado sur poniente

Km-6

Maderas,cartones,

residuosdomésticos,escombros.

Lunes asábado 08:00

a 16:00 hrs.

Depto. De Bienestar. Sr.Carlos Rojo G. F:325732

Zonaordenamiento

temporalresiduos

peligrosos

Interior vertederoresiduos domésticos,

puerta nª4, Km-6

Residuospeligrosos.


Dirección de gestiónambiental. Sra. Ana María

Gálvez H. F:325160

Patio deneumáticos

Botadero 1-57 minaChuquicamata.

Neumáticosgigantes y

otros.


Subgerencia MinaChuquicamata y Mant.

Mina. Sr. Manuel Ortiz S.

F: 323294; Sr. FranklinOsorio. F: 323968

Botadero 57mina

Chuquicamata– mantención

Mina.

Botadero 1-57, minaChuquicamata.

Materialestronadura.Filtros de

aceites, aire,gomas, borras

aceitosas.

Lunes asábado 08:00a 12:00 hrs y

13:00 a18:00.

Subgerencia MinaChuquicamata y Mant.

Mina. Sr. Manuel Ortiz S.F: 323294; Sr. Franklin

Osorio. F: 323968

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Acciones frente a derrames de sustancias y residuos peligrosos.

Los derrames pueden tener su origen en rupturas o fallas estructurales deestanques o de cañerías. Las fuentes pueden ubicarse en los circuitos de

electrodepositación o en las celdas de la planta piloto y en estanques y suslíneas de almacenamiento de petróleo diesel, lubricantes o soluciones deelectrolito.

Antes de iniciar ninguna acción frente a derrames de sustancias peligrosas, elpersonal debe estar debidamente protegido con equipo de seguridad adecuado y conocer la hoja de seguridad (HDS) del producto.

Derrames mayores.a. Aquellos que sobrepasen los pretiles o canaletas destinadas a su control.b. Aquellos que afecten a caminos o suelos no protegidos.c. Aquellos en que la sustancia derramada, independiente de su cantidad,

requiere el uso de equipos y recursos no disponibles en el área.d. Aquellos que requieren entrenamiento especial del personal o de la

brigada local de emergencia.e. Aquella en que la sustancia este especificada por su peligrosidad.

El testigo se debe comunicar inmediatamente al fono 327-327 y a su jefedirecto o al encargado operacional del área. El testigo debe informar:

- Lugar del derrame (ubicación y posible ruta).- Sustancia derramada.- Cantidad estimada de sustancia derramada.- Personal afectado si existiese.

En un principio actuará la brigada local de emergencia, con el fin de reducir laspérdidas y las posibles reacciones con otros elementos presentes en el área enconflicto, a la espera del apoyo de la Brigada Divisional de Emergencia.

Derrames menores.Frente a otros derrames no mencionados (menores), se deben aplicarcontenciones, generalmente tierra, para evitar la propagación y eliminar lafuente de derrame. Posteriormente debe limpiarse el sector y disponer losresiduos generados de acuerdo con los procedimientos específicos.

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Frente a cualquier derrame, el coordinador ambiental del área de ED, debecompletar un registro demominado “Registro de Incidentes Ambientales”R.015.DGA (ver Fig. nº 6-7). Frente a otro tipo de incidente menor, lo puede

hacer cualquier persona informante.

Fig. nº 6-7: Formulario R.015.DGA

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Acciones específicas frente a derrame de ácido sulfúrico o solucionesácidas (Detalladas en el documento PRO.001.GHS).

El ácido sulfúrico es un líquido no inflamable por si sólo, pero en contacto con

agua reacciona violentamente generando gases tóxicos. Luego, debe evitarse elcontacto directo con agua. Su neutralizante es el carbonato sódico.La soluciones ácidas (soluciones de electrolitos) son corrosivas ydeshidratantes. Pueden ser diluidas con agua.

Antes de actuar, el personal debe estar debidamente capacitado y portar loselementos de protección personal necesarios.

Básicamente, frente a derrames menores, se procederá a:

• Corte de energía en el sector afectado.• Cubrir el derrame con carbonato de sodio.• Recuperar y trasladar el residuo en depósitos a sector autorizado.• Lavado con abundante agua del sector contaminado.• Confección del informe de incidentes.

Básicamente, frente a derrames mayores, se procederá a:

• Disponer de extintores PQS y CO2.• Controlar el origen de la fuga.• Contención del avance mediante diques de tierra o mezclas de tierra

con carbonato de sodio.• La generación de gases o vapores pueden controlarse mediante neblina

de agua.• Recuperar y trasladar el residuo en depósitos a sector autorizado.• Lavado con abundante agua del sector contaminado.• Confección del informe de incidentes.

Acciones específicas frente a derrames de petróleo.

El petróleo es un líquido combustible que reacciona con temperaturas y fuego ygenera gases inflamables.

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Antes de actuar, el personal debe estar debidamente capacitado y portar loselementos de protección personal necesarios.

Básicamente, frente a derrames menores, se procederá a:

• Cubrir el derrame con tierra.• Recuperar y trasladar el residuo en depósitos a sector autorizado.• Lavado con abundante agua del sector contaminado.• Confección del informe de incidentes.

Básicamente, frente a derrames mayores, se procederá a:

• Disponer de extintores PQS y CO2.• Controlar el origen de la fuga.• Contención del avance mediante diques de tierra o mezclas de tierra

con carbonato de sodio.• La generación de gases o vapores pueden controlarse mediante neblina

de agua.• Recuperar y trasladar el residuo en depósitos a sector autorizado.• Lavado con abundante agua del sector contaminado.• Confección del informe de incidentes.

Acciones específicas frente a derrames de borra plomada.

Frente a derrames de borra plomada por filtraciones y rompimiento de losembases que la contienen:

• Por ningún motivo debe tocarse el material derramado o sus embasessin el EPP adecuado.

• Aislar la zona y ubicarse contrario a la dispersión del residuo por

efecto del viento.• Cubrir con lona o plastico el derrame evitando su dispersión por acción

del viento.• Recuperar con palas en material derramado más la tierra contaminada y

confinarlo en recipientes plásticos. Está prohibido el lavado delderrame.

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• Los EPP contaminados disponerlos dentro de bolsas plásticas encontenedores o recipientes sellados y debidamente identificados. Ellavado de herramientas sólo es posible siguiendo el tratamiento delavado de borra en celdas de EW, previamente autorizado.

• Confección del informe de incidentes.

Acciones específicas frente a derrames de aditivos.

Sulfato ferroso y sulfato de cobalto.

Frente a derrames, se debe:

• Disponer de extintores PQS y CO2.• No tocar el producto derramado, sin el debido EPP.• Aislar la zona y ubicarse contrario a la dispersión del residuo por

efecto del viento.• Evitar la dispersión del polvo mediante lonas o cubriendo con tierra.• Recuperar mediante palas antichispas.• Se debe evitar el uso de agua ya que puede generar escurrimioento

hacia drenajes naturales o cursos de agua. En el caso del sulfatoferroso, si se hace necesario, neutralizar mediante solución diluida desoda caústica.

• En caso de incendio, sofocar con PQS, agua o CO2.• Disponer en bolsas plásticas y en recipientes plásticos debidamente

identificados.• Trasladar los recipientes hasta el CAR.• Completar informe de incidentes.

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6.7 Manejo operacional y disposición de residuos domésticos eindustriales no peligrosos.

El manejo de residuos implica que la Unidad de Electrodepositación debe

separar aquellos considerados domésticos de aquellos industriales nopeligrosos, antes de enviarlos al vertedero de residuos domésticos eindustriales no peligrosos.

Una vez clasificados y contenidos en los recipientes adecuados, deben sertrasladados al vertedero. Si se trata de residuos domésticos, estos sontransportados al vertedero, por terceros. Los residuos industriales nopeligrosos deben ser trasladados por el originador, en este caso por el área deEW.

En los vertederos de residuos domésticos e industriales se deben disponer ensectores definidos. Existe un sector para los residuos domésticos y otrosector para los residuos industriales no peligrosos.

El control del ingreso de residuos al vertedero es hecho a través del registrode declaración de residuos industriales sólidos y seguimiento R-041.DGA (verFig. nº 6-8).

A continuación se presenta una lista de algunos residuos y su clasificación.

Residuo domestico Residuo industrial no peligrosoLatas de bebida Accesorios de equipos o máquinas.Ampolletas Cables y desechos eléctricos.Botellas Cajas de maderaCordeles Mangueras.Papel y cartones Maxisacos sin contenido peligrosoPlásticos MueblesResiduos casa de cambio Restos de pinturaResiduos de comidas mezclados Tambores plásticos sin contenido

peligroso.Residuos de oficina (revistas, vidrios) Tuberías de PVC sin contenido

peligroso.Material de aseo Zunchos plásticos.

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Fig. nº 6-8: Formulario R.014.DGA

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6.8 Uso racional de recursos.

Uso racional del agua y vapor en la operación de la Planta EW.

El uso eficiente del recurso hídrico y de la energía eléctrica constituye uno delos compromisos definidos por la División, en el marco de la Política de GestiónIntegral.

Agua como elemento de enfriamiento.

El agua es utilizada como elemento de enfriamiento de maquinas. Luego, cadavez que se finaliza con la operación, se debe cerrar la válvula de alimentaciónde agua correspondiente. Además, el agua utilizada en los sistemas deenfriamiento es canalizada y recuperada en el pozo de refino y por lo tantoreutilizada en el proceso.

Agua como elemento de lavado.

El agua como elemento de lavado de cátodos y ánodos, ya sea en máquinas delavado o sobre celdas, es suministrada desde un estanque de 4000 litros. Aquíse mezclan el agua y el vapor, evitando riesgos por el uso manual de flujos aalta temperatura. El uso del agua como medio de lavado debe ser el justo ynecesario, cerrando la válvula correspondiente una vez terminada la actividad.Todo el personal de la unidad de electrodepositación estará atento a las fugas y filtraciones de este valioso elemento y darán aviso inmediato a su jefedirecto para la toma inmediata de acción.

Uso racional de la energía eléctrica en la Unidad de ED.

Uno de los aspectos significativos del uso de la energía eléctrica dice relacióncon la eficiencia de la corriente. Como se señaló en el capitulo de“Antecedentes conceptuales”, existen actividades que permite minimizar laspérdidas energéticas. Una de ellas es la eliminación de cortocircuitos, la quepuede realizarse durante la inspección de grúa liviana, durante el alineamiento

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de cátodos y ánodos en celdas, la remoción de sales cristalizadas (sulfatos)mediante el correcto lavado de contactos eléctricos. Además, ahorrosadicionales no menos importantes pueden realizarse mediante el uso adecuadode artefactos eléctricos de uso doméstico, encendido de alumbrado en

oficinas, etc.

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7. ASPECTOS DE HOUSEKEEPING

El housekeeping es el termino utilizado para referirse al orden y aseo del lugarde trabajo. Su traducción del inglés es “gobernado en el hogar”.

El housekeeping es un aspecto que viene a complementar todas las actividadesque se desarrollan en el proceso productivo. Un buen orden y aseo influyendirectamente sobre los siguientes puntos, entre otros:

Aspectos de prevención de riesgos. Imagen. Motivación. Rendimiento.

A continuación se desarrollan cada unos de los cuatro puntos.

Aspectos de prevención de riesgos. El housekeeping tiene un gran impactosobre la prevención de accidentes, en lo que dice relación con los accidentesproducto del desorden, incorrecta ubicación de las herramientas, cablesdispuestos sobre superficies de transito, materiales obstruyendo salidas deemergencia o material para el control de incendios. Los materialesdesordenados y ubicados en lugares no autorizados pueden constituir lascausas subestándar para la generación de un incidente y de su consecuentepérdida. También el desorden puede generar acciones subestándar, debidoa errores de información. Es por ello que el orden y aseo forman parteintegral de los protocolos de la Unidad de Electrodepositación.

Imagen. El encontrar un lugar ordenado y limpio representa una inmejorableimagen preliminar de calidad del trabajo, para alguien ajeno a lasinstalaciones. Quien mantiene un orden y limpieza en el sector de trabajoinspira una sensación de calidad, prolijidad y esmero en el desarrollo de su

actividad. No es lo mismo para alguien externo encontrarse en una oficinacon documentación desparramada por todos los escritorios, que en otradonde se mantiene una estantería con todos los documentos ordenados ydebidamente archivados. De manera similar ocurre en cualquier instalación olugar de trabajo.

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Motivación. Una motivación suficientemente grande para procurar un buenhousekeeping en el lugar de trabajo se relaciona con la prevención deriesgos: su bienestar y el de su familia. Como ya se comentó, un desorden demateriales promueve la aparición de condiciones subestándar (causas

inmediatas), las que impulsan la generación de un incidente. Rendimiento. Mantener el área de trabajo ordenada y limpia repercute

favorablemente en los menores tiempos requeridos para encontrar orecuperar un material o documento. Frente a emergencias, el tiempo derespuesta es un factor de preponderante. Sin embargo, el rendimiento nosolo está asociado al tiempo. Un lugar ordenado y limpio aumenta el agradode permanecer en él, lo que trae como consecuencia un aumenta lamotivación, mejorando el rendimiento.

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8. BIBLIOGRAFÍA.

• Domic M. Esteban, Hidrometalurgia: Fundamentos, procesos yaplicaciones, Tema A, Cap. 1, Cap.2, Cap. 4, Cap. 5, Cap.18, Cap. 16; Tema B,

cap., 2001.• Pincheira A., Reghezza A., Vergara J., Alvear D. Planta SX - EW de

Chuquicamata un desarrollo permanente. Pags 40; 47' Convención delInstituto de Ingenieros de Mina de Chile; Chuquicamata-Chile, 1996.

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Documents

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