INFORME FINAL. II REGION FUNDICION CHUQUICAMATA CODELCO Chile FUNDICION ALTONORTE NORANDA LTDA.

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♦ Octubre 2003 ♦

Cátedra de Medio Ambiente Departamento de Ingeniería de Minas Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

UNIVERSIDAD DE CHILE

INFORME FINAL

Mejoras a la Metodología de Aplicación de la Norma de Emisión de Arsénico al Aire.

II REGION

FUNDICION CHUQUICAMATA – CODELCO Chile FUNDICION ALTONORTE – NORANDA LTDA.

PARA LA

COMISION NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE (CONAMA)

Autora : Ingrid Rozas V.

Revisión: Jacques V. Wiertz

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INDICE

1.- INTRODUCCIÓN... 3

2.- FUNDICION CHUQUICAMATA... 4

2.1.- REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA DEL BALANCE DE ARSÉNICO... 4

2.1.1.- Balance de masa... 4

2.1.2.- Determinación de Flujos Másicos... 6

2.1.3.- Determinación de la fracción de arsénico ... 8

2.2.- ANÁLISIS DE DATOS: INFORMES MENSUALES... 11

2.2.1.- Chequeo de información requerida por la norma... 11

2.2.2.- Análisis de consistencia de emisiones informadas ... 12

2.2.3.- Identificación de principales corrientes que participan en el balance de arsénico... 14

2.2.4.- Distribución de arsénico en la Fundición ... 23

2.2.5.- Parámetros Críticos ... 27

2.2.6.- Corroboración de flujos másicos ... 32

2.3.- COMENTARIOS SOBRE LA FUNDICIÓN DE CHUQUICAMATA... 36

3.- FUNDICIÓN ALTONORTE ... 38

3.1.- REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA DEL BALANCE DE ARSÉNICO... 38

3.1.1.- Balance de masa... 38

3.1.2.- Determinación de Flujos Másicos... 40

3.1.3.- Determinación de la fracción de arsénico ... 40

3.2.- ANÁLISIS DE DATOS: INFORMES MENSUALES... 43

3.2.1.- Chequeo de información requerida por la norma... 43

3.2.2.- Análisis de consistencia de emisiones informadas ... 44

3.2.3.- Identificación de principales corrientes que aportan arsénico... 46

3.2.4.- Distribución de arsénico en la Fundición ... 53

3.2.5.- Parámetros Críticos ... 55

3.2.6.- Flujos recuperados en operaciones de mantención y/o limpieza... 59

3.3.- COMENTARIOS SOBRE LA FUNDICIÓN ALTONORTE... 61

4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 62

5.- REFERENCIAS ... 63

ANEXO 1: CONSISTENCIA BALANCE DE ARSENICO Y COBRE... 64

ANEXO 2: RESUMEN DE METODOLOGIA PARA DETERMINACION DE FRACCION DE AS... 66

ANEXO 3: COMPARACION DE DETERMINACION DE CONCENTRADO FILTRADO... 68

ANEXO 4: ASIGNACION DE LEYES DE AS EN INVENTARIO DE CONCENTRADO FILTRADO... 69

ANEXO 5: ESTIMACION DE AS EN INVENTARIOS DE CONCENTRADOS FILTRADOS... 70

ANEXO 6: ESTIMACION DE AS EN INVENTARIOS DE CONCENTRADOS FILTRADOS (FUNDICION DE CHUQUICAMATA)... 73

ANEXO 7: ESTIMACION DE AS EN POLVOS DE EQUIPOS DE LIMPIEZA DE GASES... 74

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ANEXO 8: DETALLE DEL PORCENTAJE DE ARSÉNICO EN FLUJOS DE INVENTARIOS (ALTONORTE)... 78 ANEXO 9: FLUJOS DE CIRCULANTES ELIMINADOS DEL BALANCE MENSUAL DE AS (ALTONORTE)... 79

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1.- INTRODUCCIÓN

A más de 4 años de la entrada en vigencia de la “Norma de emisión para la regulación del contaminante arsénico emitido al aire” (Decreto Supremo 165/99 del Ministerio Secretaria General de la Presidencia), surgió la necesidad de evaluar su aplicación y su fiscalización. La Comisión Nacional del Medio Ambiente, en respuesta a las inquietudes manifestadas por algunos de los Servicios de Salud fiscalizadores de la norma, encargó a la Cátedra de Medio Ambiente del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile la realización del presente estudio con el objetivo de evaluar, por un lado, la aplicación actual de la norma en las 7 fundiciones de cobre del país y proponer, por otro lado, mejoras a la metodología de estimación de las emisiones de arsénico y a su actual aplicación.

El objetivo general del proyecto fue diseñar una pauta o guía práctica, que complemente el manual de aplicación de la norma, para apoyar el proceso de fiscalización de la norma de emisión del contaminante arsénico emitido al aire, en particular en lo que se refiere a la revisión y análisis de datos y memorias de cálculos presentados por las fundiciones para estimar sus emisiones.

Los resultados del proyecto son un Informe Final, donde se incluye el diagnóstico de la situación actual y propuestas de mejoras y modificaciones a la normativa, referidas a las metodologías en uso para el cálculo de las emisiones, a los informes mensuales entregados por las fundiciones y al propio proceso de fiscalización; una Guía de Fiscalización donde se entregan pautas para el análisis tanto de la metodología de cálculo de emisiones como de los Informes Mensuales entregados por las fuentes emisoras; y finalmente, 4 informes donde se revisa la aplicación de la metodología en cada una de las fuentes emisoras existentes en el país.

El presente documento corresponde a la revisión detallada de la información correspondiente a la Fundición de Chuquicamata de CODELCO Chile y a la Fundición de Altnorte de Noranda; las cuales deben ser Fiscalizadas por el Servicio de Salud Antofagasta de la II Región del país.

La estructura de este informe consiste en dos capítulos principales. En el primero (Capítulo 2) se realiza una revisión y análisis detallado de la información de la Fundición de Chuquicamata y en el segundo (Capítulo 3) se realiza una revisión y análisis detallado de la Fundición Altonorte.

En ambos casos se realiza una revisión a la metodología para el cálculo de las emisiones de arsénico, en particular aquello relacionado con la determinación de flujos másicos y su fracción de arsénico, comparándola con las disposiciones de la norma. Además se realiza un análisis de los datos entregados en los Informes Mensuales, siguiendo la estructura de la Guía de Apoyo al Proceso de Fiscalización de la Norma de Emisión de Arsénico al Aire, desarrollada en el marco de este mismo proyecto.

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2.- FUNDICION CHUQUICAMATA

2.1.- REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA DEL BALANCE DE ARSÉNICO

El documento, que contiene la descripción de la metodología utilizada para el cálculo de las emisiones de arsénico, fue entregado a los Consultores por la propia Fundición de Chuquicamata a través de su envío por email. Este texto lleva por título “Balance de arsénico – cálculo e informe a la autoridad” del Departamento de Gestión de Calidad y Procesos, de mayo del 2003. El texto lleva el código: CI-20701.SAA.

El Servicio de Salud de Antofagasta había entregado previamente un documento, el único del cual ellos disponían, correspondiente al “Proyecto Sistema de Balance de Arsénico en Fundición de concentrado y Plantas de ácido”, de mayo de 1999. Este texto sirvió de base para la aprobación de la metodología de Chuquicamata a través de la publicación, en el Diario Oficial, de la Resolución correspondiente. Posteriormente, este Servicio no recibió ningún documento con la metodología oficial y actualizada.

El documento, con el cual se ha trabajado, corresponde a la metodología actualizada de la Fundición. Cabe señalar que la lectura del documento no es de fácil entendimiento, dado que éste no es un texto único, si no que hace referencias a diversos instructivos y procedimientos independientes, textos que tienen su propio código, que a la larga se confunden porque su numeración es muy parecida y hacen engorrosa la lectura.

2.1.1.- Balance de masa

La Figura 1 muestra un esquema simplificado de los límites del Sistema considerados para realizar el balance de arsénico y de los principales componentes de este sistema. En esta figura, se ha querido destacar que el sistema incluye las zonas de acopio donde el concentrado es almacenado, tanto en tolvas como en camas, antes de ingresar a fusión. Esto implica que existe un inventario de concentrado que se contabiliza al realizar el balance de masa mensual del arsénico el cual jugará un papel importante, entre otras variables, en el cálculo de las emisiones de arsénico.

Al momento de comenzar este proyecto, la Fundición realizaba su balance mensual de arsénico en forma totalmente independiente, sin considerar los datos correspondientes a otro tipo de balance dentro de la fundición, en particular el balance de cobre. Pero actualmente, se tiene entendido que la fundición está llevando a cabo el balance de arsénico sobre la base de su Balance Metalúrgico Mensual de Cobre, el cual considera un ajuste estadístico, en particular de algunos valores de flujos. Habría que revisar con cuidado los cambios que esto significa en el balance de arsénico dado que se están corrigiendo los datos de ley de arsénico para mantener los mismos flujos másicos de arsénico que se tenían antes del ajuste de los flujos másicos de las corrientes, específicamente la ley del Concentrado Filtrado. En estricto rigor debería cambiar el flujo másico de arsénico dado que cambió el flujo másico de la corriente, manteniendo la ley de arsénico cuyo valor, se supone, tiene una baja incertidumbre. Esto ocurre principalmente en el concentrado filtrado de cobre, tal como se indicó en una carta enviada por los profesionales de la fundición (ver Anexo 1).

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Fuente: Elaboración propia.

Figura 1: Límite del Sistema para el Balance de Arsénico de la Fundición Chuquicamata

La fórmula general de balance de masa para el cálculo de la emisión mensual de arsénico, presentada en el texto que describe la metodología, es la siguiente:

De partida, esta fórmula es incorrecta y debe ser modificada. No se deben considerar las Pérdidas por viento debido a que el balance de masa, de acuerdo a los puntos donde se hacen las mediciones tanto de flujo como de contenido de arsénico, entrega directamente las emisiones totales de la fundición, incluyendo las pérdidas por viento (ver sección 2.1 de la Guía de Apoyo al proceso de Fiscalización de la norma, desarrollado en el marco de este mismo proyecto). En la Figura 1 se muestra el punto de muestreo y medición de flujo del concentrado de cobre, punto ubicado antes de la zona de acopio. Por lo tanto, al realizar el balance de masa, éste entrega directamente la Emisión Total de arsénico (correspondiente a la Emisión de la Fundición más las Pérdidas por viento). Por lo tanto, la fórmula para el cálculo de las emisiones de arsénico debería ser la siguiente:

Por otro lado, sería recomendable separar el Inventario de Concentrado del Inventario de Circulantes, para efecto de un mejor análisis y compresión de los datos.

viento por Pérdidas InvSalida

As T InvEntrada As

T

E_MES =( . _ENTRADA+ )−( . _SALIDAS + )+

EMISION

ENTRADAS

Variación Inventario Circulantes LIMPIEZA SECA

DE GASES

FUNDICION

Acopio en Tolvas y Camas

SALIDAS

SALIDAS PLANTA ACIDO

SULFURICO Pérdidas

por viento

Emisión Fundición

Punto de muestro y medición de flujo del

concentrado

) .

( ) .

(T As InvEntrada T As InvSalida

E_MES = _ENTRADA + − _SALIDAS +

) .

( ) .

(T As InvConcEnt InvCircEnt T As InvConcSal InvCircSal

E_MES = _ENTRADA + + − _SALIDAS + +

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Las corrientes de entrada y salida y la variación de inventario considerados para el balance se resumen en la Tabla 1. En la Metodología está muy bien explicado qué significa y qué considera cada una de estas corrientes.

Tabla 1: Flujos de entrada, salida y variación de inventarios

Entradas Salidas Inventario Inicial y Final

Concentrado Filtrado Polvos (*) Concentrado Filtrado

Conc. Pozo a Cama EPAS Concentrado Externo (*)

Conc. Preco a Cama Anodos AC Carga Fría

Conc. Externo (*) Conc. Camas a Pozo Anodos

Rechazo borra PTP Material recuperado a pozos Restos Anodos

Borra PTP Escoria (*) Borra PTP en camas

Material recuperado a camas Escombros refractarios rec.

Restos de Anodos Cucons Venta (*) Fundentes (*)

(*): En la metodología e informe a la Autoridad se detallan estos flujos. Por ejemplo, en el caso del Concentrado Externo, se detalla en Conc. Escondida, Mantos Blancos, Cerro Dominador, Andina.

Fuente: Elaboración propia basada en la Metodología de Balance de Arsénico.

2.1.2.- Determinación de Flujos Másicos

En la Tabla 2 se resume la metodología que utiliza la Fundición para determinar los flujos másicos de todas las corrientes involucradas en el balance de arsénico. Se puede señalar que esta metodología está de acuerdo a lo que señala el D.S. N°165/99, explicando el procedimiento para determinar estos flujos. Lo engorroso es que en el documento de respaldo de la metodología analizado (Documento Base: Balance de arsénico – cálculo e informe a la autoridad), se entrega una idea muy general de cómo se determinan los flujos másicos. Para conocer el detalle de cada procedimiento se deben leer instructivos, que corresponden a textos independientes, que no están todos a disposición del Consultor; el cual sólo dispone de aquellos que solicitó explícitamente a la Fundición. Los instructivos mencionados son los siguientes:

- CI-09719.SAA, procedimiento para estimar el material acumulado en Camas - CI-09720.SAA, procedimiento para pesaje de Concentrado Filtrado

- CI-09721.SAA, procedimiento para pesaje en Básculas en líquidos calientes y Celda receptora en Tolva de almacenamiento de polvos.

- CI-09722.SAA, procedimiento para pesaje de Fundentes.

- CI-09723, procedimiento para pesaje en Romana N°3 - CI-09724.SAA, procedimiento para pesaje en Romana N°5 - CI-09725.SAA, procedimiento para la medición del flujo EPAs

- CI-09726.SAA, procedimiento para estimar el material acumulado en Tolvas - CI-09727.SAA, procedimiento para el pesaje de Anodos AC

Para el caso de la determinación del flujo másico de Fundentes, la metodología que aparece en el Documento Base no queda totalmente clara, señalando que se hace la medición en una

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instructivo para aclarar el procedimiento.

Por otro lado, la carga fría, los ánodos y los restos de ánodos considerados en el Inventario no tienen asociado ningún instructivo. Lo malo es que no queda claro cómo se estima el flujo másico de Carga Fría. Se recomienda a la autoridad que pida a la Fundición aclarar este procedimiento.

El Servicio de Salud de Antofagasta debería disponer de esta metodología actualizada y de todos los instructivos asociados a ella.

Tabla 2: Determinación de los flujos másicos involucrados en el balance de As ENTRADAS

CORRIENTE DETERM METODOLOGIA

Concentrado Filtrado Medido Se pesa en Pesómetros. Instructivo: CI-09720.SAA Concentrado Externo Medido Se pesa en Romana N°5. Instructivo: CI-09724.SAA Conc. Pozo a Cama Medido Se pesa en Romana N°3. Instructivo: CI-09723 Conc. Preco a Cama Medido Se pesa en Romana N°3. Instructivo: CI-09723 Rechazo borra PTP (¹) Medido Se pesa en Romana N°3. Instructivo: CI-09723 Borra PTP Medido Se pesa en Romana N°3. Instructivo: CI-09723 Material Recuperado a camas Medido Se pesa en Romana N°3. Instructivo: CI-09723 Restos de ánodos Medido Se pesa en Romana N°2. Instructivo: CI-09723

Fundentes Medido No queda muy claro, dado que se señala que se mide en Correa 107 y que el pesaje se lleva a cabo de acuerdo al Instructivo CI-09722.SAA. No se dispone de este instructivo.

SALIDAS

Polvos (PPEE, Enfriador radiante, Caldera, Recuperados)

Medido Se pesan en la Báscula de Líquidos Calientes. Instructivo:

CI-09721.SAA

Polvos Capturados HF Medido Se pesan en Celdas de Carga de la Tolva receptora.

Instructivo: CI-09721.SAA

EPAs Medido Se mide el flujo de solución con un flujómetro en línea.

Anodos AC Medido La masa se determina a cada lote en Grúa Gantry.

Conc. Camas a Pozo Medido Se pesa en Romana N°3. Instructivo: CI-09723 Material Recuperado a pozos Medido Se pesa en Romana N°3. Instructivo: CI-09723

Escoria Medido Se pesan las ollas en la Báscula de líquidos calientes.

Escoria Granallada Medido Se pesan los camiones en la Báscula de líquidos calientes.

Escorias Recuperadas Medido Se pesa en la báscula de líquidos calientes. Instructivo: CI- 09721.SAA

Escombros Refractarios Rec. Medido Se pesa en la báscula de líquidos calientes. Instructivo: CI- 09721.SAA

Cucons Ventas Medido Se pesa en Romana N°5. Instructivo: CI-09724 VARIACIÓN DE INVENTARIO

Concentrado Filtrado Estimado Concentrado en Camas, el tonelaje se calcula por levantamiento topográfico. Instructivo: CI-09719.SAA

Concentrado en Tolvas, el tonelaje se determina calculando el volumen ocupado en las tolvas. Instructivo: CI-09726.SAA

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Concentrado Externo Estimado Concentrado en Camas, el tonelaje se calcula por levantamiento topográfico. Instructivo: CI-09719.SAA

Concentrado en Tolvas, el tonelaje se determina calculando el volumen ocupado en las tolvas. Instructivo: CI-09726.SAA Carga Fría Estimado No queda claro. Se calcula de acuerdo a los flujos de

entrada y salida.

Anodos Estimado El tonelaje se calcula contando el número de piezas y multiplicando este valor por el peso promedio de los ánodos.

Restos de Anodos Medido Se pesa en Romana N°2, durante transferencia del material desde refinería.

Borras PTP en Camas Estimado Borras en Camas, el tonelaje se determina por levantamiento topográfico. Instructivo: CI-09719.SAA

Borras en Tolvas, el tonelaje se determina calculando el volumen ocupado en las tolvas. Instructivo: CI-09726.SAA

(1): PTP: Planta de Tratamiento de Polvos.

Fuente: Elaboración propia a partir de la Metodología de balance de arsénico.

2.1.3.- Determinación de la fracción de arsénico

La fracción o concentración de arsénico en cada corriente puede medirse o estimarse. Antes de realizar el análisis en el laboratorio, se deben tomar las muestras necesarias que representen el flujo que se quiere medir y por lo tanto, la metodología de muestreo de cada corriente debe estar claramente especificada. De acuerdo a lo señalado por la norma, se necesita definir 2 variables:

- Frecuencia de muestreo: corresponde al número de muestras que se deben tomar por unidad de muestreo. Por ejemplo: una muestra por camión o una muestra cada 4 horas, si se trata de flujos continuos. Una muestra es un conjunto de incrementos.

- Número de incrementos: corresponde a la fracción extraída por unidad de muestreo en una sola operación del instrumento de muestreo. Es la mínima fracción de material que se puede extraer.

La norma no deja claramente especificado si el análisis químico debe ser realizado separadamente para cada muestra generada. Esto ha traído por consecuencia que las fuentes emisoras, a menudo, juntan las muestras en lo que se ha denominado “compósito”; siendo este compósito el que se va a análisis químico. Así por ejemplo, un compósito de concentrado puede ser aquel material que se formó por todas las muestras tomadas durante un día; por lo tanto, se tendrá un solo análisis de arsénico diario. De aquí que la metodología debe dejar claramente establecido cómo forman sus compósitos.

Al igual que para el caso de los flujos másicos, la metodología de la Fundición de Chuquicamata deriva a textos independientes (instructivos) toda la explicación de los procedimiento que realizan para la preparación y toma de muestras y para el posterior análisis químico.

Los instructivos para la toma y preparación de muestras, que aparecen en la metodología general son los siguientes:

- CI-09701.SAA, procedimiento para muestrear As en Concentrado Filtrado.

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Concentrados Externos y Material Recuperado a Camas.

- CI-09703.SAA, procedimiento para muestrear Fundentes - CI-09704.SAA, procedimiento para muestrear Escorias

- CI-09705.SAA, procedimiento para muestrear Rechazo Borras PTP y Borra PTP - CI-09706.SAA, procedimiento para muestrear Polvos

- CI-09708.SAA, procedimiento para muestrear Restos de Anodos - CI-09710.SAA, procedimiento para muestrear el flujo de EPAs

- CI-09713.SAA, procedimiento para muestrear Polvos Capturados del HF - CI-09715.SAA, procedimiento para muestrear Escoria Granallada

- CI-09719.SAA, procedimiento para muestrear Concentrado Filtrado en Camas y Concentrado Externo

- CI-09747.SAA, procedimiento para muestrear Anodos AC - CP-09701.SAA, Planificación y control de la emisión de arsénico Los instructivos para el análisis químico de arsénico son los siguientes:

- CN-09710.SAA, análisis de arsénico a Rechazo borra PTP, Borra PTP y Polvos - CN-09711.SAA, análisis de arsénico a Escorias y Escoria Granallada

- CN-09713.SAA, análisis de arsénico a Concentrado Filtrado, Concentrado Pozo a Camas, Concentrado Preco a Camas, Concentrado Externo, Material Recuperado a Camas

- CN-09714.SAA, análisis de arsénico a Fundentes - CN-09715.SAA, análisis de arsénico de EPAs

- CN-0979.SAA, análisis de arsénico a Restos de ánodos y Anodos AC.

- CP-09702.SAA, Planificación para el análisis químico de muestras

El Consultor no dispone de todos estos instructivos; se solicitaron a la Fundición sólo aquellos que se consideraron necesarios para entender mejor los procedimientos de toma de muestras de aquellos flujos considerados principales, en relación con su contenido de arsénico.

No se realizará un análisis más profundo al respecto dado que no se cuenta con la información detallada de todos los instructivos. Pero la Fundición debería entregar una Tabla Resumen donde se indique la siguiente información:

- Flujo, en el cual se identifica a qué corriente se está refiriendo. Ejemplo: Concentrado Filtrado. Se recomienda separar en corrientes de entrada, corrientes de salida e inventario.

- Determinación, quiere decir si el contenido de arsénico de la corriente se mide o se estima. En caso de ser estimado, se debe dejar en claro la metodología utilizada para asignar un valor de arsénico a la corriente. En caso de ser medido, se debe dejar en claro la preparación y toma de muestra.

- Punto de muestro, dejar en claro dónde se toman las muestras para su posterior análisis químico, en particular en el caso en que el punto de muestreo no coincide con el punto de medición de flujo..

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- Frecuencia de muestreo, dejar en claro cada cuánto tiempo o cada cuántas unidades de muestreo se toma una muestra. Por ejemplo, una muestra por tolva o camión; o una muestra cada 4 horas

- Incrementos, indicar el número de incrementos por tonelada o metro cúbico. Por ejemplo, 3 incremento por 10 toneladas o 3 incrementos por 10 m³. Esta unidad debe ser compatible con lo que establece la norma para poder compararla y chequear que se está cumpliendo con las disposiciones de ésta.

- Compósito, si bien no lo exige la norma, es recomendable dejar en claro cómo se forma un compósito para su posterior análisis químico. En algunos casos puede coincidir con la frecuencia de muestreo, pero la mayoría de las veces no es así. Por ejemplo, un compósito diario (junta todas las muestras tomadas un día).

En el ejemplo siguiente, se muestra el detalle del procedimiento para determinar la fracción de arsénico del Concentrado Filtrado:

ENTRADAS

Flujo DETERM Punto de

Muestreo Frecuencia de

Muestreo Nº incrementos Compósito Concentrado

Filtrado

Medición:

Análisis Químico

Correas transportadoras

(alimentación a planta de filtros)

1 muestra cada 2

horas (2 a 2.5 lt) 1 cada 5 minutos

(80 a 100 ml) 1 compuesto cada 4 horas

En general es engorroso seguir la metodología utilizada para determinar los flujos másicos y efectuar la preparación y toma de muestras para el posterior análisis, debido a la gran cantidad de instructivos disponibles. La Autoridad debería disponer de todo éstos; pero de todas formas se recomienda que se prepare la Tabla Resumen, para tener un panorama general y claro del procedimiento para determinar la fracción de arsénico de las corrientes involucradas en el balance de arsénico y de esta forma, determinar si las disposiciones de la norma se están cumpliendo o no. La Fundición envió un resumen de los procedimientos para la toma y preparación de muestras de las corrientes que se miden, cuyo detalle se puede ver en el Anexo 2.

En la sección de análisis de datos se irá mencionando la forma cómo se determinan los flujos másicos y la fracción de arsénico de algunas de las corrientes involucradas en el balance.

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2.2.- ANÁLISIS DE DATOS: INFORMES MENSUALES

La Fundición de Chuquicamata ha sido una de las más complejas de analizar. Se revisó la información mensual de los años 2001-2002, así como también la información del período enero-julio del año 2003. Además, se sostuvo reuniones adicionales con profesionales de la Fundición en las cuales se revisaron diferentes tipos de cálculos e información adicional, con el fin de entender completamente su balance y tratar de explicar el por qué de sus emisiones negativas.

2.2.1.- Chequeo de información requerida por la norma

En Tabla 3 se compara la información que se entrega en los Informes Mensuales de la Fundición y lo que establece la norma. Esta Fundición NO entrega ningún tipo de información relacionada con el contenido de cobre o hierro, por lo tanto no es posible corroborar las masas de escoria y circulantes sobre los cuales se construye el balance de arsénico.

Tabla 3: Información Entregada por Fundición Chuquicamata Tabla 1-a): Resumen

INFORMACIÓN SI NO

Antecedentes existentes sobre la concentración ambiental X

Emisión de arsénico al aire (ton/mes) X

Masa de arsénico en la alimentación (ton/mes) X

Número de unidades de muestras de la alimentación en el mes X

Masa de arsénico en la escoria (ton/mes) X

Número de unidades de muestras de la escoria en el mes; X Masa de arsénico en los productos finales (ton/mes) X Número de unidades de muestras de los productos finales en el mes X

Masa de arsénico en los polvos captados (ton/mes) X

Número de unidades de muestras de los polvos captados en el mes X Masa de arsénico en otros flujos de salida (ton/mes) X Número de unidades de muestras de otros flujos de salida en el mes X Masa de arsénico en los efluentes de lavado de gases (ton/mes) X Número de unidades de muestras de los efluentes de lavado de gases en el mes X

Tabla 1-b): Detalles

Fecha de muestreo X

Identificación de la muestra X

Análisis de arsénico en la muestra X

Peso de la unidad de muestreo X

Masa total de arsénico correspondiente a la unidad muestreada X Tabla 1-c): Cobre y Hierro

Masa equivalente (ton/mes) X

%Cu X

%Fe X

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2.2.2.- Análisis de consistencia de emisiones informadas

La Figura 2 muestra las emisiones mensuales de la fundición en el período de estudio, junto con el flujo mensual de arsénico que efectivamente fue fundido en dicho período. Las emisiones no consideran las Pérdidas por viento, dado que el balance de arsénico ya contabiliza estas pérdidas debido a los puntos donde son tomadas las muestras (ver sección 2.1.1). Además, los datos se calcularon con la información entregada por la propia fundición.

Por otro lado, la cantidad de arsénico mensual efectivamente fundida corresponde al flujo de entrada menos la variación de inventario, tanto de Concentrado como de Circulantes (en la sección 2.2.3 se especifica en detalle los flujos que contiene cada una de estas corrientes):

Se puede notar que no existe una relación de proporcionalidad entre la carga fundida y las emisiones; demostrando que la distribución de arsénico en las corrientes de salida varía y no depende sólo del contenido de arsénico en la alimentación, sino que depende además de otros factores, como condiciones de operación y mineralogía del concentrado, entre otras. Por otro lado, la cantidad de arsénico en el material efectivamente fundido no tiene un comportamiento parejo o estacional a través del año, tal como se ve en la Figura 2, y tampoco existe un patrón similar entre un año y otro. Lo que si se puede notar es la tendencia decreciente del arsénico fundido, lo que se puede deber a que se ha disminuido la cantidad de material fundido a través de estos años o la ley de arsénico en el material ha disminuido. Esto se analizará en detalle más adelante en esta sección.

Esta fundición reporta emisiones negativas en todos los años analizados, sobrepasando en algunos casos las -100 ton/mes. Las magnitudes de estos valores negativos para emisiones en todos los años analizados son las siguientes:

• Año 2001

- Junio : -36.0 ton/mes

• Año 2002

- Enero : -100.7 ton/mes - Abril : -96.6 ton/mes

• Año 2003 (a julio)

- Enero : -96.4 ton/mes - Abril : -12.3 ton/mes - Junio : -27.7 ton/mes - Julio : -31.5 ton/mes

De acuerdo a lo establecido por el D.S. Nº165, la Fundición podría emitir como máximo 800 ton/año desde el año 2001 y 400 ton/año a partir del año 2003 en el caso que todavía existan asentamientos humanos dentro de un radio de 8 kilómetros en torno a la fuente emisora. De lo contrario, la norma sigue siendo de 800 ton/año. El Campamento de Chuquicamanta sigue existiendo alrededor de la Fundición por lo tanto, la norma para el año 2003 corresponde a 400 ton/año.

El Servicio de Salud de Antofagasta lleva a cero el valor de las emisiones reportadas como negativas, argumentando que físicamente no existen las emisiones negativas. Si bien la

ntes InvCircula rado

InvConcent FEntrada

Fundido As

Flujo = −∆ −∆

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que la emisión de arsénico se determina a partir de un cálculo matemático, proveniente del balance de masa y es posible que se produzcan estos valores negativos en el cálculo de las emisiones. El punto central es tener claro por qué se producen estos valores negativos. En la mayoría de las otras fundiciones del país, situaciones similares se han dado debido a operaciones de mantención y/o limpieza, donde se genera una corriente de salida no usual de la operación y, al incorporarla en el balance mensual genera estos valores negativos en el cálculo de las emisiones; lo cual se corrige cambiando el formato de presentación. La explicación para el caso de Chuquicamata no es tan clara y por lo tanto, se tratará de entender el por qué de estas emisiones negativas.

Las emisiones acumuladas, considerando los valores negativos, en los años 2001, 2002 y 2003 (a julio) fueron de 589 ton/año y 315 ton/año y –52 ton/año respectivamente. Si se considera lo que ha establecido el Servicio de Salud, esto es colocando el valor cero cuando las emisiones son negativas, las emisiones serían las siguientes: 625 ton/año, 512 ton/año y 116 ton/año respectivamente. De aquí la importancia de dejar claro por qué se producen los valores negativos y cambiar los formatos de presentación de la información en el caso que los flujos de arsénico en todas las corrientes sean consistentes.

Figura 2: Emisiones y Flujo de As fundido, valores mensuales.

Con el fin de analizar por qué se produce la tendencia decreciente en el flujo de arsénico fundido mensualmente, se ha graficado la ley de arsénico de este material junto con el flujo másico total fundido, cuyos resultados se pueden ver en la Figura 3. Si bien la ley de arsénico y la carga total fundida sufren fluctuaciones a través de los años, ambas variables han tendido a disminuir a través de los años; aunque es la ley de arsénico la que presenta una mayor taza de disminución. La fundición está fundiendo menos, pero también está fundiendo concentrado

“más limpio”, en términos de promedio mensual. El promedio mensual de la ley de arsénico fue de 0.84%, 0.68% y 0.49% para el año 2001, 2002 y 2003 (a julio) respectivamente. Por otro lado, el promedio mensual de carga total fundida durante el año 2001, 2002 y 2003 (a julio) fue aproximadamente de 151 Kton/mes, 141 Kton/mes y 128 Kton/mes respectivamente.

-150 -100 -50 0 50 100 150 200

E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J

As emitido [ton/mes]

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

As fundido [ton/mes]

Emisiones As fundido

2001 2002 2003

(15)

Se podría pensar que la disminución de material a fundir, junto con la disminución de la ley de arsénico, se debe precisamente a las exigencias ambientales. Aunque esta afirmación no ha sido corroborada por la gente de la Fundición.

Figura 3: Carga fundida total y ley de As en carga fundida.

2.2.3.- Identificación de principales corrientes que participan en el balance de arsénico

En la Tabla 4 se identifican todos los flujos con contenido de arsénico que forman parte de las entradas, salidas e inventario de esta Fundición, junto con el aporte (porcentaje en peso) de cada uno de estos flujos al total de entradas, salidas (sin considerar emisiones) e inventarios.

Los datos consideran los promedios para el año 2001 y 2002. La distribución para el año 2003 ha cambiado un poco, pero el aporte relativo de cada flujo sigue una tendencia relativamente estable, por ejemplo el Concentrado Filtrado sigue siendo la principal corriente de entrada que ingresa arsénico al sistema, aunque su aporte relativo disminuye en relación al promedio 2001- 2002 dado que aumenta el aporte relativo del arsénico en fundentes, debido a que muchas de las otras corriente prácticamente no han ingresado a la Fundición durante el año 2003.

Como ya se señaló, claramente el Concentrado Filtrado constituye la entrada principal de arsénico al Sistema, con aproximadamente un 96% de aporte en promedio de los dos años. Las salidas más importantes corresponden a las EPAS, a los polvos (que forman parte de la corriente gaseosa) y a la escoria. En conjunto representan aproximadamente un 92% del arsénico de salida, sin considerar las emisiones. Por otro lado, en el Inventario el conjunto más importante es el acopio de Concentrado Filtrado, dado que esta zona de acopio del concentrado está dentro de los límites del Sistema, lo que puede acarrear algunos problemas como se verá más adelante. En relación a los Circulantes, lo más importante es la Carga Fría.

De aquí que es importante que exista la máxima rigurosidad en la determinación de flujos másicos y su fracción de arsénico para aquellas corrientes que se mencionaron en el párrafo anterior dado que de su exactitud y precisión depende la calidad del balance de masa de

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

Ley As [%]

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000

Carga total fundida [ton/mes]

Ley As Carga Fundida 2002

2001 2003

(16)

Tabla 4: Contenido promedio de As en flujos de Entrada, Salida e Inventario (2001-2002)

ENTRADAS SALIDAS INVENTARIO

Flujo Total 100% Flujo Total 100%(*) Flujo Total Stock Inicial

100% Stock Final 100%

Concentrado

Filtrado 96.4 EPAS 40.3 Concentrado

Filtrado 73.2 75.0

Conc. Pozo a

Cama 1.2 Polvos 27.3 Carga Fría 22.5 21.9

Borra PTP 1.0 Escoria 24.5 Concentrado

Externo 3.7 2.6

Material Rec.

a Camas 0.5 Anodos AC 5.7 Anodos 0.3 0.3

Restos de

Anodos 0.4 Otros 2.2 Borra PTP en

Camas 0.2 0.1

Rechazo

Borra PTP 0.3 Restos de Anodos 0.1 0.1

Concentrado

Externo 0.2

Fundentes 0.1

(*): Valores promedio del período 2001-2002, sin considerar emisiones.

La Fundición mide el flujo de Concentrado Filtrado a través de pesómetros ubicados en las correas transportadoras que alimentan las Tolvas de almacenamiento de concentrado, a la salida de la planta de filtros. Se registra una lectura diaria. Por otro lado, la ley de arsénico se determina a partir de las muestras tomadas en las correas transportadoras que ingresan a la planta de filtro (concentrado como pulpa) y se registran 6 datos diarios, uno cada 4 horas. En este caso el punto de medición para determinar la fracción de arsénico y el punto de medición para determinar el flujo másico se ubican en distintos lugares, lo que en algunos casos puede generar error en el cálculo de la masa de arsénico. Durante la vista industrial se señaló que el tiempo de residencia del concentrado en la planta de filtros no superaba el día, por lo tanto el error de “desfase” es relativamente bajo.

Para determinar la cantidad de arsénico ingresado cada día en el flujo de concentrado filtrado, la Fundición divide el Flujo Diario por 6 y posteriormente multiplica cada uno de ellos por su contenido de arsénico. De esta forma, al sumar las cantidades cada 4 horas, se obtiene el flujo de arsénico diario. Dividir el flujo diario por 6 supone que el flujo se mantiene perfectamente constante todo el tiempo, lo cual no es real. De aquí que se solicitó a la Fundición que analizara el impacto, sobre el flujo diario de arsénico proveniente del concentrado filtrado, al medir el flujo cada 4 horas. La Fundición comparó los dos casos, midiendo el flujo cada 4 horas y dividiéndolo el flujo diario por 6, y se llegó a la conclusión que su impacto es relativamente bajo.

El análisis se realizó durante una semana, 7 días, donde se genera una diferencia promedio diaria de 0.14 toneladas de arsénico y una diferencia acumulada (7 días) de 0.83 toneladas. Por lo tanto, se considera que es una práctica aceptable seguir realizando el procedimiento de la Fundición para asignar el flujo cada 4 horas, esto es dividir el flujo diario por 6 (ver detalles de este análisis en Anexo 3).

Como ya se ha señalado, y se puede ver en la Figura 1, la Fundición deja dentro del límite de balance de arsénico el acopio de Concentrados, el cual se realiza en Camas y en Tolvas. De aquí que debe medir el Inventario de Concentrado, tanto Filtrado como Externo, para su posterior incorporación a la fórmula de balance. De acuerdo a los datos entregados, el

(17)

inventario se mide sólo una vez al mes, el último día del mes¹. Por lo tanto, el Inventario Final del mes en curso debe ser igual al Inventario Inicial del mes siguiente. La determinación del flujo y su fracción de arsénico en el Concentrado se hace de la siguiente forma:

- Concentrado en Camas, el tonelaje se determina por levantamiento topográfico y posterior cubicación de la zona donde se acopia el concentrado. En el instructivo CI-09731.SAA se entrega el detalle de todo el procedimiento para determinar los volúmenes de acopio en Camas. Posteriormente, con el dato de la densidad de este material se calcula el tonelaje.

Por otro lado, se señala en la metodología que la ley de arsénico se determina por muestreo de material en Camas (en el instructivo CI-09719.SAA se explica este procedimiento).

- Concentrado en Tolvas, se calcula la altura de la tolva que contiene concentrado, para lo cual se mide el espacio vacío entre la parte superior de la tolva y el borde superior del material. Posteriormente, mediante una tabla de cubicación se determina el tonelaje de material en las tolvas. La ley de arsénico se asigna de acuerdo a la ley promedio ponderada del Concentrado Filtrado ingresado en el mes. Por otro lado, existen también Tolvas de alimentación para el Concentrado Filtrado húmedo (antes del equipo de secado) y seco (tolvas de proceso) para el Concentrado que ingresa a cada equipo de fusión.

Si bien en la metodología se señala que la fracción de arsénico en Camas se mide, para lo cual existe un procedimiento, en la práctica lo que se hace es ASIGNAR una ley de arsénico a todo el Concentrado Filtrado que queda en Inventario, tanto en Camas como en Tolvas, de acuerdo a la ley de arsénico promedio ponderado de todo el Concentrado Filtrado que ingresa al Sistema durante el mes en cuestión. Esto no es correcto, dado que el material que permanece en las Tolvas y Camas por lo general corresponde al material ingresado en los últimos días del mes y por lo tanto la ley asignada a este material debería ser la ley del concentrado ingresado los últimos días. El error disminuye si la variación diaria de la ley no es significativa durante el mes o si la cantidad de concentrado que queda en Inventario es baja en comparación con la cantidad de concentrado transferido. En la Figura 4 se ha graficado la ley de arsénico diaria con el fin de analizar su comportamiento durante los años 2001 y 2002. Como se puede apreciar, existe una alta variación en los valores de la ley diaria de arsénico en el Concentrado Filtrado y por lo tanto no es correcto que se asigne una ley promedio mensual al material que queda en Inventario. Se recomienda mantener un balance dinámico de las tolvas y calcular a qué días corresponde el material almacenado en las tolvas para así asignar a este material la ley promedio del Concentrado ingresado los últimos días del mes.

Este mismo procedimiento se realiza con la ley de cobre, es decir que al Concentrado Filtrado que queda en Inventario se le asigna la ley promedio mensual de cobre de todo el Concentrado ingresado en el mes. En este caso el error no es tan grande dado que la variación relativa de la ley de cobre durante el mes no sufre fluctuaciones tan grandes. Esto se puede corroborar con la Figura 5, donde se ha graficado el error relativo mensual, en %, tanto para el cobre como para el arsénico. Este error relativo corresponde a la razón entre la desviación estándar de una serie de datos y el valor promedio de esos datos (base mensual en este caso):

1 En la metodología se estable que las mediciones de inventario en Camas y Tolvas se realiza el primer día de cada

100

* (%) promedio

standar desviación

relativo

error =

(18)

El error relativo mensual para el arsénico se determinó con los datos de las mediciones cada 4 horas, lo que da un total de 180 datos mensuales. En cambio, para el caso del cobre, el error relativo se determinó con los datos diarios lo que da un total de 30 datos mensuales. En la Figura 5 queda de manifiesto la alta variación en los datos del arsénico en relación con los datos para el cobre, llegando a valores de error relativo tan altos como el 54%, con un mínimo de 19%. En el caso del cobre el error relativo se mantiene entre un 3% y un 9%. De aquí se concluye que no se pueden utilizar los mismos criterios para el manejo de datos de distintos elementos, porque su comportamiento dentro del proceso es distinto en cada caso.

Figura 4: Variación diaria de la ley de arsénico en el Concentrado Filtrado, años 2001 y 2002.

Ley de Arsénico en el Concentrado Filtrado 2001

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

N° muestra

% As

E F M A M J J A S O N D

Ley de Arsénico en el Concentrado Filtrado 2002

0 0,5 1 1,5 2 2,5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

N° muestras

% As

E F M A M J J A S O N D

a) Datos 2001

b) Datos 2002

(19)

Figura 5: Error relativo en la ley de arsénico y cobre del Concentrado Filtrado, 2001 y 2002.

NOTA: es importante señalar que si bien la Fundición utiliza el criterio de asignar la ley de arsénico promedio ponderado mensual de todo el Concentrado Filtrado ingresado en el mes como ley de arsénico del Concentrado en el Inventario, los datos demuestran que en varios meses NO se cumple con este criterio, asignando una ley promedio de arsénico que a veces corresponde al valor promedio de la ley del Concentrado que ingresó los últimos días del mes, o a ley en el Concentrado ingresado el último día, o no hay una explicación clara de dónde sale el valor asignado. Por otro lado, el Inventario se mide una vez al mes; por lo tanto, el Inventario Final de un mes debe coincidir con el Inventario Inicial del mes siguiente. Esto sucede para los flujos másicos totales, pero no así para la ley de arsénico donde existen diferencias lo que se traduce en diferencias en los flujos másicos de arsénico. En el Anexo 4 se entrega una tabla con el análisis realizado al inventario de Concentrado Filtrado para los años 2001-2002, donde se destacan los “errores” señalados. Se hizo notar estos errores a los profesionales de la Fundición a cargo del balance y respondieron que se trató de errores al traspasar la información de una planilla a otra. Esto demuestra la falta de control de la información y la falta de claridad en el manejo de la misma, lo que hace pensar que existe un desorden en el manejo de datos que a veces ni la propia Fundición puede explicar.

Para comparar el impacto, sobre el cálculo de las emisiones de arsénico, que significa asignar la ley promedio del Concentrado Filtrado de todo el mes con lo que se obtiene con la asignación de la ley promedio del Concentrado Filtrado sólo de los últimos días del mes, que parece ser más correcto en este caso, se re-calcularon las emisiones bajo los siguientes supuestos (en el Anexo 5 se entrega el documento enviado a la Fundición, con un ejemplo de cálculo, para su análisis):

- Se supone que los concentrados almacenados transitan en la zona de acopio en forma secuencial, es decir que el material que pasa primero al proceso de secado y fundición es el material que ingresó primero al acopio.

0 10 20 30 40 50 60

Oct-00 Ene-01 Abr-01 Jul-01 Nov-01 Feb-02 May-02 Sep-02 Dic-02 Mar-03

desvest/promedio [%]

Cu As

(20)

Si bien estos supuestos se alejan de la realidad a nivel operacional (en una escala de día o turno) son relativamente válidos en la escala mensual, que es aquella que se utiliza para establecer el balance de arsénico. Cabe señalar que estos supuestos se pueden corregir disponiendo del historial de ingresos y egresos de cada tolva y cama, en particular a partir de la identificación de los momentos en que una tolva o cama queda completamente vacía.

En la Tabla 5 se entregan los resultados, tanto de la diferencia de valores en inventario como de emisiones, para el año 2001. Como se puede notar existen diferencias importantes en los datos de emisión mensual, pero no así en su valor anual donde las diferencias alcanzan al 4%

al aplicar una metodología de cálculo con respecto a la otra.

Tabla 5: Comparación de Emisiones, recalculando el contenido de As en el Inventario de Concentrado Filtrado, año 2001.

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

ITEM Rep Calc Rep Calc Rep Calc Rep Calc Rep Calc Rep Calc INV INICIAL

Masa Total

[ton/mes] 6524 6524 24132 24132 13721 13721 10814 10814 17857 17857 20364 20364 Ley As [%] 1.01 1.01 0.88 1.45 1.62 1.34 0.89 1.36 1.00 1.08 0.85 0.73 Masa As

[ton/mes] 66 66 212 351 223 184 96 147 179 192 173 149

INV FINAL Masa Total

[ton/mes] 212 351 223 184 96 147 179 192 173 149 200 200

DIFERENCIA

INVENTARIO 146 285 10 -167 -126 -37 82 46 -6 -43 27 51

EMISION AS

[ton/mes] 192 53 5 182 50 -46 34 71 42 78 -36 -59

JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE ITEM Rep Calc Rep Calc Rep Calc Rep Calc Rep Calc Rep Calc INV INICIAL

Masa Total

[ton/mes] 200 200 96 139 278 274 252 270 282 184 111 77

INV FINAL Masa Total

[ton/mes] 96 139 278 274 252 270 282 184 111 77 152 167

DIFERENCIA

INVENTARIO -104 -61 182 135 -27 -4 30 -86 -170 -107 40 90

EMISION AS

[ton/mes] 42 -1 40 87 2 -21 43 160 132 68 44 -5

REPORTADO: 590 CALCULADO: 567 EMISION

ANUAL [ton/año] REPORTADO: 626(*) CALCULADO: 699 (*) (*): Colocando valor cero a las emisiones negativas.

(21)

Al recalcular el contenido de arsénico en el Inventario de Concentrado Filtrado, asignando la ley de arsénico promedio del Concentrado que ingresa los últimos días del mes, se genera un mayor número de valores negativos en el cálculo de las emisiones durante el año. Para el caso específico del año 2001, de acuerdo a los datos reportados por la Fundición se calcularon emisiones negativas en sólo un mes; en cambio al modificar la metodología, se generan en 5 meses valores negativos en el cálculo de las emisiones. Estos resultados no son favorables para la Fundición dado que el Servicio de Salud asigna un valor cero a las emisiones cuando el balance arroja un valor negativo, lo que genera emisiones anuales mayores (en la Tabla 5 se ve que la emisión anual, al aplicar el criterio del Servicio de Salud, es de 626 ton/año al utilizar los datos reportados por la Fundición y de 699 ton/año al cambiar la metodología). Lo mismo sucede para los años 2002 y 2003, cuyos resultados pueden verse en el Anexo 6, datos que fueron calculados por la propia Fundición de Chuquicamata.

A pesar que se genera un mayor número de meses con valores negativos en el cálculo de las emisiones, se recomienda cambiar la metodología actualmente utilizada por la Fundición y analizar por qué se generan estos valores negativos; donde claramente se comprueba que no es sólo un problema de Inventarios, como lo sugiere la Fundición. Para mejorar la estimación del contenido de arsénico en el Inventario de Concentrado Filtrado, se sugiere que se tomen muestras y se realice el análisis químico correspondiente al Concentrado que se almacena en Camas, tal como lo señala teóricamente la metodología (instructivo CI-09719.SAA). Para el Concentrado que se almacena en Tolvas, se sugiere que se implemente un balance dinámico actualizado de cada tolva y/o que se asigne la ley de arsénico del Concentrado Filtrado que ingresa los últimos días al Sistema.

Al mejorar el metodología para determinar la fracción de arsénico en el Concentrado Filtrado que se almacena en Camas, se mejoraría la información en general del Inventario de este flujo dado que el Concentrado Filtrado que queda en Inventario, queda principalmente en Camas, tal como lo muestra la Figura 6 para los años 2001-2002. Las Tolvas 1 corresponden a las tolvas donde se almacena el concentrado filtrado húmedo y las Tolvas 2 corresponden a aquellas que almacenan el concentrado seco y están asignadas a cada equipo de fusión (CT1 (2), CT2 (2), HF (2) y 2 Tolvas Intermedias).

(22)

Figura 6: Distribución mensual del Inventario del Concentrado Filtrado en Camas y Tolvas Otra corriente del Inventario, importante en términos másicos, corresponde al flujo de Carga Fría. En la metodología base se señala que este material es el que se acumula en el Sector Botadero y que su flujo se determina de acuerdo a los flujos de entrada y salida a este Sector.

La fracción de arsénico se ASIGNA de acuerdo al promedio ponderado de todo el material de Carga Fría que ingresa a fusión. De acuerdo a los últimos antecedentes obtenidos, prácticamente toda la Carga Fría corresponde a Escoria.

En comunicación directa con la Fundición de Chuquicamata, se señaló que la metodología para determinar el flujo de Carga Fría ha variado. Específicamente se señaló lo siguiente:

“Hasta febrero de 2003, las mediciones de tonelajes de carga fría las efectuaba personal de Fundición por estimación del material acumulado, asignándose un contenido de arsénico basado en los muestreos y análisis realizados a este material en la alimentación de hornos de fusión, para fines operacionales...La alta variabilidad de la masa muestreada tomada depende de la cantidad de carga fría alimentada. La ley de arsénico es el contenido ponderado de todas las muestras diarias. La determinación de tonelaje se obtiene del control operacional diario realizado por la Fundición.

A partir de marzo del 2003, y para reducir errores de estimación de masa, se adopta un sistema de cubicación láser de acuerdo al instructivo CI-09733.SAA...La ley de arsénico se obtiene por análisis de una muestra tomada de acuerdo al instructivo CI-09732.SAA.

Esta medición contempla la separación del material en tres o cuatro grupos de materiales, dependiendo de su granulometría. La medición topográfica vía láser y el muestreo se realizan para cada tipo de material. Los tonelajes mensuales de inventario corresponden a la suma de material y las leyes a la ponderación del contenido de arsénico.”

Las muestras de cada lote de Carga Fría se toman con pala JIS, de modo tal de obtener al menos 400 kg, para su posterior cálculo de densidad y preparación para análisis químicos. Con el dato de densidad y el volumen de cada lote de carga fría es posible obtener su tonelaje.

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D

Conc Filt [ton/mes]

CAMA TOLVA 1 TOLVA 2

2001 2002

(23)

Si bien el Concentrado Filtrado y la Carga Fría son las principales corrientes del Inventario en esta Fundición, en términos másicos el material que se maneja en Inventario es bajo en comparación con el Concentrado Filtrado que ingresa al Sistema. En la Figura 7 se muestra el flujo másico de Concentrado Filtrado que ingresa al Sistema junto con los flujos de Inventario, Inicial y Final, tanto de Concentrado Filtrado como de Carga Fría, para los años 2002 y 2003 (a julio).

El flujo máximo de Inventario Inicial de Concentrado Filtrado y Carga Fría es el 35% y 9%

respectivamente del Concentrado Filtrado que ingresa al Sistema. Por otro lado, el flujo máximo de Inventario Final de Concentrado Filtrado y Carga Fría es el 26% y 12% respectivamente. En términos de valores promedio, el Inventario Inicial de Concentrado Filtrado y Carga Fría es el 15% y 4% respectivamente y el Inventario Final es el 14% y 4% respectivamente, del Concentrado Filtrado que ingresa al Sistema.

Por otro lado, si se considera la distribución promedio en relación con la entrada promedio total (Entrada + Inventario Inicial) el Concentrado Filtrado que ingresa al Sistema corresponde al 85% de la entrada total y el Inventario Inicial de Concentrado Filtrado y Carga Fría al 12% y 3%

respectivamente.

Figura 7: Comparación de flujos, Conc Filtrado e Inventario (CFiltrado y CFría), 2002-2003 (julio) Por último, se quiso analizar si es que existía alguna relación entre las emisiones de arsénico y la variación de inventario (Inventario Final – Inventario Inicial), tanto de Concentrado Filtrado y Carga Fría. En la Figura 8 se puede ver claramente que las emisiones, y en particular aquellos valores negativos, no tienen relación directa con la variación de arsénico en el inventario. Pero hay que tener presente que la determinación de arsénico en el inventario influye fuertemente en el cálculo de las emisiones, tal como se demostró en los resultados de la Tabla 5.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

E F M A M J J A S O N D E F M A M J J

Flujo másico [ton/mes]

As Conc Filtrado As Inv Inic ConFilt As Inv Final Conc Filt As Inv Inic CFria As Inv Final CFria

2002 2003

(24)

Figura 8: Variación de As en Inventario y Emisiones de arsénico, 2001 a 2003 2.2.4.- Distribución de arsénico en la Fundición

La distribución de arsénico en la Fundición corresponde al porcentaje de arsénico en las corrientes de salida con respecto al arsénico en la alimentación que efectivamente se funde, es decir:

donde,

%As_Fs_i : porcentaje de arsénico en el flujo de salida i (i: escoria, ánodos, ácido, etc.), [%]

Masa As_Fsi: flujo másico de arsénico en la corriente de salida i, [ton/mes]

Masa As_FE: flujo másico de arsénico en la alimentación (que efectivamente se funde), [ton/mes]

En este caso, el Flujo de Alimentación que va a fundición se calcula de la siguiente forma considerando que la variación de inventario corresponde al material al final del período (mes) menos el material existente al principio del período (mes):

En este caso las salidas de la Fundición se han agrupado en 4 fases, dado que hay material que es difícil de clasificar en una de las salidas “típicas” de los hornos de fusión o conversión, como por ejemplo el arsénico en el concentrado que va a ventas, o el concentrado de Camas a Pozo. Por lo tanto, las cuatro corrientes de salida para esta Fundición serán las siguientes:

- Anodos: corresponde al producto de la Fundición.

- Escoria: corresponde a la escoria de descarte.

- Gases capturados y tratados: corresponde al arsénico en los flujos que forman parte del 100

_ * _ _

% Masa As FE

FS As FS Masa

As _i = ⁱ

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

Flujo másico [ton/mes]

As Variación Inv CFiltrado As Variación Inv CFria Emisiones

2001 2002 2003

ntes InvCircula rado

InvConcent FEntrada

FE As

Masa _ = −∆ −∆

(25)

circuito de tratamiento de gases. Esto es: polvos (de precipitadores, enfriadores radiantes y calderas) y efluente de planta de ácido (EPAS).

- Otros: corresponde al concentrado que va a venta o a Pozo, el material recuperado a Pozo, y los escombros de refractarios.

La Figura 9 muestra la distribución promedio mensual de arsénico en las corrientes de salida, para los años 2001, 2002 y 2003 (a julio). El comportamiento de la Fundición, respecto a la distribución de arsénico es similar en todos los años analizados. El arsénico se distribuye principalmente a la corriente gaseosa, lo que tiene relación con el tipo de equipo de fusión, con las condiciones de operación, el tipo de material a fusión, etc. Aunque es posible explicar este comportamiento señalando que las corrientes fundidas (escoria y ánodo) se encuentran en una zona de mayor volatilización de arsénico, por lo tanto la distribución a estas corrientes es baja y la mayor parte del arsénico que ingresa se elimina en la corriente gaseosa.

Por otro lado, en la Figura 10 se muestra la distribución porcentual de arsénico para todos los meses del período de estudio donde se puede notar que, si bien existe una variación producto de los cambios en las condiciones de operación, la distribución a las corrientes líquidas (escoria y ánodos) es más o menos constante durante todo el período. Esta Figura considera las emisiones de arsénico, por lo tanto la suma de los porcentajes de todas las corrientes de salida debe ser menor a 100% y el porcentaje que falta para llegar a 100% corresponde a las Emisiones de Arsénico. Si se supera el 100% quiere decir que durante ese mes el cálculo de las emisiones entrega valores negativos, lo cual se ve claramente en la Figura 10 donde se alcanza una distribución máxima de 124% para el mes de enero del 2003. Esto es porque la cantidad de arsénico reportada en los polvos y las EPAS es cercana a la cantidad de arsénico de la carga fundida, distribuyéndose a estas corrientes un 92% aproximadamente del arsénico que ingresa a fusión. Lo que sucede en este mes en particular, es que la cantidad de Arsénico que ingresa a Fusión es muy bajo (394 ton/mes) en relación al promedio del año 2003 (633 ton/mes), correspondiente al 62% aproximadamente del valor promedio. Pero las salidas no disminuyen significativamente, en relación al valor promedio, donde la cantidad de arsénico en los polvos y las EPAS alcanza el 83% del valor promedio para la suma Polvos más EPAS.

Hay que tener cuidado al interpretar los antecedentes de la Figura 10, porque se trata de porcentajes de distribución y no de las emisiones en ton/mes. Es decir, que si en un mes dado el porcentaje de distribución correspondiente a emisiones es mayor con respecto a otro mes, no significa que sus emisiones sean mayores.