Integración de tecnología termosolar en la industria metalúrgica chilena para mejorar sus ventajas

competitivas(Bienes públicos estratégicos de alto impacto para la competitividad CORFO, cod. Proy. 16BPE-62274)

21 de Diciembre de 2017

WORKSHOP: Desafío Industria Verde

Director : Dr. Gustavo CáceresGerencia operacional : María Teresa Cerda

I. Integración de tecnologías termosolaresen procesos de secado

María Teresa CerdaGerente Operacional del Proyecto Metalurgia Solar

Laboratorio PROMES

Laboratorio francés que pertenece a la agrupación delaboratorios del CNRS (Centre Nacional de larecherche scientifique)

El horno solar que alcanza las mas altas temperaturasdel mundo (3600º C)

Expertos en energía termosolar desde 1970

1. PROMES – CODELCO

• Se subcontratará al laboratorio PROMES (Francia) para que realice unestudio y dimensionamiento del sistema solar que permita el secadodel concentrado de cobre, para alimentar la etapa de fusión.

Procesoseleccionado:

Secado del Concentrado

Tecnologíapropuesta:

Media temperatura (Horno Solar)

Localización: Potrerillos

DNI anual: 10,5 kWh/m2/día

Altura: 2,910 msnm

2. PROMES – CAP Huasco

Procesoseleccionado:

Secado de Pellet feed

Tecnologíapropuesta:

Media temperatura (Horno Solar)

Localización: Huasco

DNI anual: 6,02 kWh/m2/día

Altura: 0 msnm

• Se subcontratará al laboratorio PROMES (Francia) para que realice unestudio y dimensionamiento del sistema solar que permita el secadode caliza, que tiene por objetivo ser aglomerante y formar escoria enel pellet verde.

3. PROMES – CODELCO

Procesoseleccionado:

Minería del futuro

Tecnologíapropuesta:

Alta temperatura (Horno Solar)

Localización: En proceso

DNI anual: -

Altura: -

• Se subcontratará al laboratorio PROMES (Francia) para que analicediferentes soluciones de base, seleccionando la más fiable.

• Realizarán una primera evaluación del dimensionamiento de losprincipales componentes solares.

Leonel ContrerasDirector Especialidad FURE (Fundición y Refinería)

Oscar CastañedaDirector de Estrategia Tecnológica

Uso de energía solaren

secador de lecho fluidizado

Consideraciones para elección del proyecto

• Proyecto de nivel de dificultad baja - media

• Proyecto con frutos tempranos

Objetivo del proyecto

• Suministrar el gas de entrada usado para el proceso de secado (suministro) a uncosto de operación sustancialmente menor al método actual a través de unproyecto rentable que utilice energía solar

• Método actual para conseguir el gas de entrada:

• Aire caliente proveniente de la combustión de petroleo Enap-6 realizada enuna cámara instalada aledaña al secador más un aire a presión proveniente deun soplador dedicado

SecadorDe lechofluidizado

C. de C

Aire fluidización

Tecnologías y uso de proceso unitario “secado”

Tecnologías y uso de proceso unitario “secado”

Incidencia de costos de combustible y E. Eléctrica en área de secado

Diagrama de secador de lecho fluidizado de Potrerillos

Principales parámetros de diseño de secador de lecho fluidizado de fundición Potrerillos

Mario LisboaJefe Ingeniería de Procesos de la Planta de Pellets

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SECADO DE PELLET FEED ANTES DE EMBARQUE

DESAFIO: Bajar contenido de humedad del Pellet Feed embarcable, para mayoraprovechamiento de la capacidad de las naves, garantizando un transporte seguro ysin afectar las emisiones al ambiente.

Producción-Transporte-Ventas: Se requiere bajar la humedad del producto embarcable de 8.0% a 7.0%

(o a partir de la producción fresca: 8.5% – 9.5%), para aprovechar la capacidad de las bodegas de las

naves, reduciendo el transporte de agua para el cliente y asegurando no sobrepasar el punto de fluidez.

Medio Ambiente: Mantener una humedad remanente base en los acopios de Planta de Pellets, para

mitigar emisiones de material particulado al ambiente.

Pellet Feed: Concentrado de hierro (Magnetita) comercializable de bajo tamaño, que debe ser aglomerado enforma de pellets para utilizarlo como insumo en los altos hornos.

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SECADO DE PELLET FEED ANTES DE EMBARQUE

CARACTERIZACION PELLET FEED

Tamaño Partícula: 75% a 92% -44 [um]

G.E.R.: 5.0

Densidad Aparente: 2.1–2.8 [t/m3]

Contenido Fe: 68%–69%

Contenido Fe3O4: 93.0-94.5%

Contenido SiO2: 2.10%–2.30%

Contenido Al2O3: 0.80%-0.90%

Humedad (Prod): 8.5%–9.5%

Humedad (Emb): 7.7%-8.2%

PROCESAMIENTO EN P. PELLETS

Ritmo Producción: 4.5–22.0 [kt/día]

Tiempo Operación: 355-360 [días/año]

Ritmo Embarque: 45-54 [kt/día]

Carga Naves: 150-170 [kt]

Tiempos de Carguío: 3-4 [días]

Volumen Ventas: 2200-2800 [kt/año]

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Ton Fe

(seca)

Ton Hum PF

Asia – M. Oriente

PF + H2O

2.800 [kt/año] + 1% hum = 28.000 [m3/año] * 12 [US$/t] = 336.000 [US$/año]

ANTECEDENTES

1

2

3

PF

H2O

PF

- H2O

+ PF

Menor humedad

Mayor producción

mayor recurso minero

4

5

Humedad Límite !

SECADO DE PELLET FEED ANTES DE EMBARQUE

Rodrigo MancillaDirector Ejecutivo Comité Solar de Chile

Y si realmente nos transformamos en

líderes mundiales de las industrias

renovables del futuro

Atacama Desert

>3.500 kWh/m2 (DNI)/year

>3.000 solar hours/year

NUESTRA SINGULARIDAD

Aumento de la

ElectromovilidadAumento en la demanda de

electricidad en el transporte

Minería CompetitivaAumentar la competitividad de la

minería

Baja Huella AmbientalProcesos mineros y metalúrgicos

más sustentables

Industria SolarDesarrollo de proveedores de

excelencia PV/CSP/CST

Bajos Costos de

EnergíaTérmica/Eléctrica

Aumento de la

Producción de LitioAumento en la producción y

eficiencia

Rol de la energía solar

en la transición

energética y

transformación

productiva

Cobre VerdeAumento de la demanda por

cobre verde

Energía SolarAumento de la demanda por energía

limpia

I. Integración de tecnologías termosolaresen procesos de secado

THEMSYS: María Teresa Cerda CODELCO: Leonel Contreras

Comité Solar CORFO: Rodrigo Mancilla CODELCO: Oscar Castañeda

CAP Minería: Mario Lisboa

2017

Positioning Chile as innovative leader in thermal industry