Universidad de AntofagastaFacultad de Ingeniería en Minas

Minera Los Bronces

Integrantes:Angelo Astorga Rozas

Hugo Romo DiazCarlos Vargas Meneses

Profesor:Jorge Pizarro

Antofagasta, 03 de Mayo de 2014

Introducción

Por medio del presente informe se describirá y analizara la conformación geológica de Minera Los Bronces, ubicada en la región Metropolitana de Chile a 3500 mt sobre el nivel del mar. Conoceremos los diferentes tipos de rocas que se encuentran, los cuerpos intrusivos, además del complejo de brechas hidrotermales e igneas que forman el yacimiento cuprífero de dimensiones 2 km en dirección Norte-Sur y un ancho de 750 m. Se han reconocido 9 tipos de brechas hidrotermales y un tipo de brecha ígnea, las que se diferencian entre sí por la composición y característica de la matriz, y el tipo de alteración de los clastos.

También conoceremos el ámbito operacional de minera Los Bronces, es decir, su método de explotación y las distintas plantas de operación que dan vida al sistema operativo de mina Los Bronces. Y Estudiaremos los niveles de producción de los últimos años. También nombraremos los distintos equipos y maquinarias usadas en las distintas plantas de producción .

Generalidades

La División Los Bronces, pertenece a Compañía Minera Anglo American Chile y se encuentra ubicada a 70 km al noreste de la ciudad de Santiago, a 3.600 msnm.Los Bronces es una mina de cobre y molibdeno que se explota a rajo abierto. El mineral que se extrae es molido y transportado por un mineroducto de 56 kilómetros a la planta de flotación Las Tórtolas, en la que se produce cobre y molibdeno contenido en concentrados. Además, en la mina se produce cobre en cátodos. En 2011 produjo 221.762 toneladas de cobre fino, entre cátodos de alta pureza y cobre contenido en concentrado, además de 948 toneladas de molibdeno contenido en concentrado.

Geología

La mina Los Bronces forma parte del mega yacimiento cuprífero de Río Blanco-LosBronces (complejo de brechas), perteneciente a la faja central de sistemas porfídicos de edad Mioceno-Plioceno. Las rocas más antiguas que afloran en el sector, corresponden a secuencias volcánicas de la Formación Farellones, las que fueron intruidas por rocas plutónicas del Batolito San Francisco y diversos cuerpos porfíricos de composición cuarzomonzodiortico y cuarzodioritico. Se han reconocido 9 tipos de brechas hidrotermales y un tipo de brecha ígnea, las que se diferencian entre sí por la composición y característica de la matriz, y el tipo de alteración de los clastos. La mineralización de interés económico (Cu-Mo) se asocia al emplazamiento tanto de lasintrusiones de pórfidos como al complejo de brechas; sin embargo, la principal fuente de la mena, está relacionada a los distintos tipos de brechas.

1- Rocas Volcánicas EstratificadasSe representan en el área por estratos volcano - sedimentarios de la Formación Farellones, compuestas por andesitas basálticas, traquiandesitas y dacitas, que afloran con una potencia estimada de 560 m, formando una estructura de “roof pendant” en la parte superior de sistema y sobreyacen en forma discordante a la Formación Abanico. Esta Formación constituye la roca de caja donde se emplazó el plutón granodiorítico, y por lo tanto se encuentra como clasto en las brechas definidas en el yacimiento.La alteración hidrotermal corresponde a una total o parcial alteración cuarzo-sericita ybiotización en la roca fragmentada. Según Stambuk y otros (1982) estas alteraciones están asociadas a las mayores concentraciones de mineralización de cobre y molibdeno.

2- Rocas IntrusivasEste conjunto litológico está representado por familias composicionales y texturales derocas pertenecientes al Batolito San Francisco, y también por un conjunto de cuerpos filonianosque cortan a rocas del batolito. Estas rocas se distribuyen espacialmente en los bordes del yacimiento e intruyen a la Formación Farellones y al cuerpo de brechas delyacimiento.

Batolito San FranciscoAflora en un área de 200 km2, 20 km en la dirección Norte-Sur y 10 km en la direcciónEste-Oeste. Es considerado un intrusivo polifásico conformado por múltiples plutones de textura y composición variable, que incluye rocas de composición cuarzomonzonita y cuarzomonzodiorita, además de dioritas cuarcíferas, granodioritas, y ocasionalmente granito y sienita. El tamaño de grano varía de fino a grueso y las texturas, de equigranular a porfírica. Los contactos entre las lavas andesíticas y el plutón son horizontales y ocurren a elevaciones entre 3.700 y 3.800 m.s.n.m. La razón

Al2O3/CaO + K2O de las rocas del batolito varía entre 1,37 y 1,57, lo que sugiere que la roca posee un “trend” marcadamente peralumínico según Shand (1927); sin embargo, estudios posteriores (Oyarzún, 1971, Blondel, 1980, López y Vergara, 1982) sobre la razón K2O/SiO2 entregan valores cercanos a 2,0 lo que indica un “trend” calcoalcalino.

Unidad Cuarzomonzonita (QM) Aflora en la parte superior del valle del Río San Francisco. Corresponde composicionalmente a granitos, granodioritas y cuarzomonzodiorita, con textura hipidiomorfa inequigranular de grano medio a grueso y color gris. Relativo a las alteraciones, la presencia de biotita secundaria y anhidrita, más la existencia de vetillas tipo A de cuarzo, biotita y pirita, indicarían una alteración principal potásica. A esta alteración se le sobreimpone una alteración propílitica penetrativa, con ocurrencia de clorita, biotita secundaria y carbonatos. De manera poco desarrollada se presenta una alteración fílica y argílica intermedia asociada a halos de vetillas tipo B y vetas D (Contreras, 2003).Dataciones radiométricas mediante el método K/Ar en biotitas de la unidad, han dadovalores de 10,0 m.a. (Aguirre y otros, 1974).Las rocas de esta unidad intruyen a la Formación Farellones y son cortadas por la Unidad Cuarzomonzodiorita, las unidades porfídicas y el complejo de brechas.

Unidad Cuarzomonzodiorita (QMD)Conjunto de litologías de composición diorita, tonalita a granodiorita, con textura hipidiomórfica inequigranular de grano fino y color gris a gris verdoso. Es afectada por lasmismas etapas de alteración de la unidad anterior; sin embargo, la ocurrencia de éstas varían notablemente, ya que forma núcleos de alteración que generalmente se sobre imponen entre sí (Contreras, 2003).Esta unidad intruye a la Formación Farellones y a la Unidad Cuarzomonzonita, y es cortada por intrusiones más jóvenes de carácter filoniano.

3- Cuerpos Intrusivos Menores

Pórfido Cuarzomonzodiorítico (PQMD)

Presenta una textura porfídica de grano medio y color gris claro a blanco. Los fenocristales (25%) están compuestos por plagioclasa, cuarzo, feldespato potásico y máficos. La masa fundamental (75%) está caracterizada por un agregado de cuarzo, anhidrita, feldespato potásico, sericita, clorita, calcita y yeso. Manifiesta una alteración potásica remanente e intensa de biotita, feldespato potásico y en menor grado anhidrita y magnetita. Se sobre impone una alteración fílica, moderada a fuerte, compuesta por sericita, cuarzo y pirita. Como resultado de los procesos de alteración, esta unidad presenta una textura moteada gruesa, la cual la distingue de las otras litologías (Contreras, 2003). La mena primaria y de reemplazo corresponde a piritacalcopirita-Calcosina Esta unidad se presenta como filón e intruye a las Unidades QM y QMD, además puede formar parte de la matriz de la Brecha Ígnea y se encuentra en contacto gradacional con el Pórfido Cuarzodioritico.

Pórfido Cuarzodiorítico (PQD)Intrusivo de grano fino a medio con textura porfídica de color gris oscuro. Su composición varía de cuarzodiorítica a tonalítica (Warnaars y otros, 1985). Los fenocristales (30%) corresponden a plagioclasa, biotita-anfíbol y como accesorio magnetita. La masa fundamental (70%) presenta una textura afieltrada, y se compone de plagioclasa, cuarzo, feldespato potásico y clorita (Thiele, 1980). Presenta una alteración potásica remanente e intensa de biotita secundaria, albita, anhidrita, feldespato potásico y desarrollo de vetillas A. Sobreimpuesta a ella, se desarrolla una alteración fílica débil caracterizada por parches de sericita, cuarzo secundario y andalucita, y una alteración propilítica moderada definida por clorita, biotita secundaria y montmorillonita. Los minerales de mena son calcopirita con carácter diseminada y calcopirita-bornita (vetillas tipo A). La unidad ocurre como filón e intruye a las Unidades QM y QMD, produciendo halos de alteración en ellos.

4- Complejo de Brechas

El complejo de brechas fue definido por primera vez por Warnaars y otros (1985) comoun grupo de siete brechas hidrotermales, formando un cuerpo alongado, el cual se extiende alrededor de 2 km en dirección Norte-Sur y un ancho de 750 m. Posteriormente Contreras (2003) añade a esta lista 2 brechas hidrotermales y una brecha ígnea. Mediante sondajes este complejo ha sido reconocido hasta 700 m de profundidad, desarrollando una forma de cono invertido, cuyo eje se inclina con un ángulo cercano a 80°, hacia el este. Estas brechas afloran a una altura entre 4.150 y 3.450 m.s.n.m.Las brechas son clasificadas según el tipo de matriz y/o cemento, naturaleza y forma de los clastos, tipos y grados de alteración. Estas unidades se denominaron: Brecha Fantasma, Brecha Ígnea, Brecha de Magnetita-Biotita, Brecha de Biotita, Brecha Central, Brecha Occidente, Brecha Infiernillo, Brecha Gris Fina, Brecha Anhidrita y Brecha Donoso.

Brecha Ígnea (BXIG)Definida por Contreras (2003) como una brecha monomíctica, en la cual la matriz y los clastos poseen una composición QMD. La matriz presenta una textura de grano fino o porfídica, englobando a clastos redondeados de textura hipidiomórfica inequigranular. Su origen se asociaría al sucesivo emplazamiento de los intrusivos de composición QMD que cortan a la Unidad QM.

Brecha de Biotita-Magnetita (BXBM)Esta unidad es identificada por Contreras (2003), como una “brecha polimíctica formada principalmente por clastos de intrusivos de composición tonalítica, cuarzodiorítica y diorítica. La matriz está compuesta por biotita secundaria, magnetita, clorita, cuarzo, anhidrita, sericita y los sulfuros predominantes son pirita-calcopirita y ocasionalmente bornita”. Los clastos presentan una alteración potásica de intensidad variable y vetillas de tipo A caracterizada por biotita secundaria, feldespato potásico y anhidrita.El contacto de esta brecha con los intrusivos adyacentes es gradual, pasando de una rocacon alteración potásica intensa a clastos con igual alteración y matriz de brecha compuesta principalmente por minerales de alteración de la etapa potásica. Se presenta como clasto dentro de brechas más jóvenes.

Brecha de Biotita (BXB)Definida por Contreras (2003) como una “brecha polimíctica formada por clastos principalmente de intrusivos profundos de composición tonalítica, cuarzodiorítica y diorita. La matriz está compuesta de biotita secundaria, sericita, feldespato potásico, cuarzo y de manera subordinada turmalina y clorita. Los sulfuros predominantes son pirita y calcopirita y ocasionalmente bornita y molibdenita. Los clastos presentan una alteración potásica caracterizada por biotita secundaria con una menor presencia de cuarzo y feldespato potásico.Los contactos de esta brecha con los intrusivos profundos y la BXBM son graduales.

Brecha Fantasma (BXF)Definida por Warnaars y otros (1985) como una brecha, en la cual es bastante difícil diferenciar clastos y matriz, ya que ambos se muestran bastante homogéneos y además exhiben una alteración cuarzo-sericita (moderada a fuerte) que dificulta aún más la diferenciación. También se caracteriza por que la matriz alcanza proporciones de hasta 15% del volumen total, y está formada por un agregado de cuarzo y sericita con una importante proporción de polvo de roca. El cemento, que es escaso, esta constituido por especularita, cuarzo, sulfuros de cobre y hierro, y esporádicamente turmalina. La proporción de clastos predomina ampliamente sobre la matriz, presentando tamaños en general menores que 20 cm y que composicionalmente corresponden a cuarzomonzonita y en algunos sectores a andesita.Los sulfuros presentes en esta unidad son pirita, calcopirita, calcosina y molibdeno. Lamineralización ocurre diseminada y ocasionalmente asociada a un stockwork.

Brecha Central (BXC)Definida por Warnaars y otros (1985) como una “brecha de matriz gris oscura a negra compuesta de cristales de grano fino de turmalina con cantidades menores de cuarzo, polvo de roca, especularita, sericita, sulfuros y ocasionalmente anhidrita. Los clastos son subredondeados a subangulares con tamaños cercanos a 5 cm. Su composición corresponde principalmente de cuarzomonzonita, excepto en el lado sur donde se encuentran clastos de latitas y andesitas.Presenta una alteración de cuarzo secundario y cuarzo-sericítica y argilización. El cemento está constituido principalmente por turmalina y subordinadamente por especularita, sulfuros de cobre y hierro.Los sulfuros presentes en esta unidad son: pirita, calcopirita, calcosina, molibdeno yocasionalmente bornita, las cuales se encuentran diseminados, sin embargo, la calcopirita también puede ocurrir en vetillas.

Brecha Occidente (BXO)

Esta unidad fue definida por Warnaars y otros (1985) como una unidad de color gris verdoso, en la que la matriz esta compuesta de polvo de roca, clorita, turmalina, sericita,especularita y sulfuros (pirita, calcopirita, molibdeno, calcosina y ocasionalmente bornita). La fracción clástica predomina ampliamente sobre la matriz y está conformada por fragmentos de tamaños variables entre 2 y 15 cm, formas subangulares a angulares, de composición cuarzomonzonita y en menor medida por andesita, además se encuentran fuertemente alterados a clorita y en menor grado a cuarzo-sericita.El cemento está formado por clorita, turmalina y especularita subordinada y esporádicamente molibdenita (Cuadra 1980). Se dispone en contacto gradual con la Brecha Central.

Brecha Infiernillo (BXI)Warnaars y otros, (1985) la definen como una “brecha en la cual los clastos corresponden a andesita con cantidades menores de cuarzomonzonita y pórfido cuarzo latita, poseen formas angulares a subangulares, con tamaños que varían desde unos centímetros hasta mayores de 1 m.Se encuentran alterados fuertemente a clorita, silicificados (moderado a fuerte) y afectados por una débil alteración cuarzo-sericita. La alteración no es homogénea, debido a que existen sectores en que predominan clastos frescos, y otros en los que ocurren parcialmente alterados. La paragénesis de alteración más común corresponde a clorita, sílice, sericita y ocasionalmente epidota.La matriz está compuesta por cuarzo, clorita, turmalina, especularita y sulfuros (pirita, calcopirita, calcosina, molibdeno y en menor cantidad bornita).La brecha se distingue por el intenso color verde que afecta tanto a los clastos como a lamatriz. Esta brecha contiene clastos de Brecha Central, y en profundidad cambia a Brecha Occidente.

Brecha Anhidrita (BXA)Definida por Warnaars y otros (1985) como una unidad en la cual la matriz, está compuesta por anhidrita, turmalina, especularita, cuarzo, sulfuros (pirita, calcopirita, molibdeno). Los clastos son angulares a subangulares con tamaños menores a 20 cm, y corresponden a fragmentos de Brecha Infiernillo y Brecha Central, alterados fuertemente a clorita y moderada silicificación. En algunos afloramientos la anhidrita está hidratada a yeso. Según algunos autores esta brecha constituiría una diferenciación local de la Brecha Infiernillo, caracterizada solamente por la presencia de anhidrita como principal constituyente del cemento y conformando un cuello de anhidrita (Cuadra, 1980).

Brecha Gris Fina (BXG)Warnaars y otros (1985) definen a esta unidad como una brecha en la cual la matriz presenta un color gris y está compuesta por cuarzo, polvo de roca, sericita, clorita, especularita y sulfuros (pirita, calcopirita, calcosina). Los clastos, poseen un tamaño inferior a 5 cm. Son subangulares a subredondeados de composición pórfido cuarzomonzonítico, cuarzolatítico y andesitas, alterados a cuarzo-sericita y silicificación moderada. La mineralización se encuentra diseminada en la matriz y en los clastos están como vetillas y de manera diseminada.La Brecha Gris Fina forma apófisis en la Brecha Central y en la Brecha Oeste.

Brecha Donoso (BXD)

Definida por Warnaars y otros (1985), como una brecha en la cual la matriz está compuesta por turmalina, cuarzo, sulfuros de cobre y hierro, y especularita. Los clastos son principalmente a fragmentos de cuarzomonzonita, cuarzomonzodiorita (contiene clastos de brecha Fantasma y Central), con tamaños entre 5-15 cm y formas angulosas a subangulosas (Díaz y otros, 1977). En niveles superiores se pueden observar clastos de composición andesítica.La alteración asociada a esta unidad, es el tipo cuarzo sericita, que afecta a los clastos con una intensidad de moderada hasta obliterar la textura original. Los clastos menores se encuentran altamente silicificados, los de tamaño intermedio presentan halos concéntricos con un núcleo cuarzo-sericitico y un borde silicificado y los mayores o megaclastos, en general conservan gran parte de su textura original. Otra alteración importante es la cloritización que afecta principalmente a la matriz, pero también a los clastos (Cuadra, 1980).El contenido de cobre primario es más alto que en las otras brechas, exceptuando paraalgunas zonas de la Brecha Infiernillo. Contiene clastos de Brecha Fantasma y Central.

Chimenea de Brecha Riolitica (RIO)Este cuerpo constituye el Miembro La Copa del Complejo Subvolcánico Río Blanco y fue definido por Latorre (1981) como una chimenea de brecha subvolcánica de composición riolítica, que en su parte superior está compuesta por flujos de brechas tobáceas soldadas riolíticas y pórfido riolítico. Con respecto a las relaciones de contacto, este miembro se relaciona mediante una discordancia de erosión con la Formación Farellones.

Generalidades de la Operación: Minera Los Bronces

Los Bronces es una mina de cobre con contenidos de molibdeno que se explota a rajo abierto. Incluye una planta de molienda para el tratamiento de mineral de sulfuros y dos plantas para el proceso de lixiviación de minerales de baja ley, para producción de cátodos de cobre por electro-obtención.

La operación de la División Los Bronces contempla la mina y la planta de molienda Los Bronces, dos plantas de cátodos, el mineroducto, la Planta de Flotación y el tranque de relaves Las Tórtolas. El mineroducto tiene una extensión de 56 km y una diferencia de cota de aproximadamente 2.350 m. Transporta pulpa de mineral (50% de roca molida y50% de agua, con un 1% de cobre), pasando por tres valles hasta llegar al tranque de relaves de Las Tórtolas, que se ubica en el sector del mismo nombre, donde también está la Planta de Flotación o Concentradora, para obtener concentrados de cobre y de

molibdeno. También se encuentran allí las oficinas de administración de la Planta Concentradora.

La producción de Los Bronces fue de 416.300 toneladas de cobre fino y 4.768 toneladas de molibdeno en 2013, un 14% más que en 2012, debido a un mejoramiento en su desempeño operacional. Mientras tanto, se espera que en el yacimiento los costos suban como resultado del actual plan de desarrollo minero, así como por el proceso de recuperación de flexibilidad de la mina ( Fuente: Revista Nueva Minería y Energía)

Proceso productivo a grandes rasgos

El Proceso Productivo de Minera Los Bronces cuenta de dos grandes etapas:

1) Mina

Mina a rajo abierto: Operación minera en la que el proceso extractivo se realiza en la superficie.

Perforación: El macizo rocoso se perfora en los puntos de mayor debilidad para la introducción de los explosivos.

Tronadura: Mediante una reacción físico-química se en cadena, los explosivos producen la fisura y fragmentación del macizo rocoso.

Extracción: El mineral tronado es removido con cargadores frontales y/o palas. Carguío y transporte: Los minerales son cargados y transportados a distintos

destinos según la calidad del mineral. El estéril (mineral de ley menor a 0,2%) se lleva a los botaderos. El mineral que tiene una ley mayor a 0,5% es tratado vía flotación, a diferencia del mineral de ley entre 0,3% y 0,5% que es depositado en pilas para ser tratado vía lixiviación, extracción por solventes y electro-obtención.

2) Planta de Molienda Chancado: El mineral es reducido de tamaño a 6 pulgadas. Molienda: El material se reduce mediante molinos hasta conformar una pulpa

de 55% sólidos, con tamaños de partícula de 180 micrones. Mineroducto: El mineral molido es enviado en forma hidráulica a través de un

mineroducto de 56 kilómetros hasta la planta de flotación Las Tórtolas.3) Planta Flotación

Flotación: Proceso físico-químico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre y otros elementos como el molibdeno, del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original. La pulpa proveniente de la molienda, que tiene ya incorporados los reactivos necesarios para la flotación, se introduce en unos receptáculos como piscinas, llamados celdas de flotación. Estas celdas son espacios cerrados donde se realiza la concentración del cobre mediante el burbujeo de aire en una solución. Las partículas de cobre son hidrofóbicas y se adhieren a las burbujas de aire y suben a la superficie desde donde rebasan a canaletas que se encuentran a los costados.

Espesamiento y filtrado: Mediante el espesamiento del material y uso de grandes filtros, el concentrado es secado hasta reducir su humedad a un 9%.

Cobre contenido en concentrado: Producto minero obtenido a partir de la flotación del mineral de cobre. Sus principales componentes son cobre, azufre y hierro. El concentrado se puede ir al mercado donde es comercializado, o puede ser enviado a la división Chagres, donde se almacena para luego ser fundido y transformado en ánodos de cobre.

Depósito de relaves: Un batería de hidrociclones clasifica la pulpa de relave final. La parte gruesa de este material es utilizada para la construcción del

muro del depósito de relaves y la parte fina, se acumula en su interior. El agua usada se recicla para su reutilización en el proceso.

4) Planta de Cátodos Los cátodos son producidos a partir del mineral de más baja ley, el cual es

depositado en los botaderos. Formación de pilas: El mineral es acumulado sobre una membrana

impermeable en montículos (pilas) de varias toneladas. Lixiviación: Se riega el mineral con una solución preparada (generalmente

ácido sulfúrico o sulfato férrico), que percola a través de toda la pila, luego se recolectan los líquidos enriquecidos que se llevan a la planta de proceso de recuperación de la sustancia mineral.

Extracción por solventes: El cobre es transferido desde el área de lixiviación a una solución compuesta por diluyente y extractante. La solución captura los iones de cobre en forma selectiva. De esta reacción se obtiene, por un lado una solución empobrecida en cobre que se denomina refino, y por otro lado el orgánico cargado. Este orgánico es tratado para mejorar la concentración de cobre, produciendo el electrolito.

Electroobtención: El electrolito es llevado a la nave de electroobtención, que contiene celdas donde está la solución y que alternan un ánodo y un cátodo, que están conectadas conformando un circuito por el que se hace transitar corriente eléctrica. El cobre en solución es atraído por el polo negativo, pegándose partícula por partícula en la superficie del cátodo en forma metálica.

Ilustración 1: Esquema Proceso Productivo División Los Bronces.

Ilustración 2: Esquema División Los Bronces.

Equipos usados en las distintas plantas:

Actividades de Producción: Perforación y Tronadura

Perforadora N° 6 Perforadora N° 7 Perforadora N° 8 Perforadora N° 9 Perforadoras Arrendadas

Carguío y Transporte

Carguío Pala Bucyrus N° 3 Pala Bucyrus N° 5 Pala Bucyrus N° 6 Pala Demag N° 4 Cargador N° 6 Cargador N° 7 Servicios Eléctricos

Transporte Flota Camiones 830-E Flota Camiones 930-E

Actividades de Apoyo:

Superintendencia Servicios Aljibe Bulldozer Motoniveladoras Rodillos Wheeldozer Retroexcavadoras Camión Salero Manipulador Camión Kenworth Cargador 980-G Eléctricos Alta Drenaje Mina Laboratorio Predictivo