Diseño de un tanque de almacenamiento de sulfhidrato de sodio (NAHS) para mejorar la disponibilidad del reactivo químico en una operación minera

Abstract

Este trabajo de investigación está orientado a diseñar un tanque de almacenamiento para NaHS al 42%, reactivo químico que se utiliza en el proceso de flotación de Molibdeno en plantas de procesamiento de minerales. El NaHS es transportado mediante cisternas desde las localidades de almacenamiento alejadas de las operaciones mineras, y luego almacenado en un tanque para su posterior utilización. El reactivo se extrae desde el tanque de almacenamiento y se mezcla con agua, para obtener la concentración de trabajo que es de 30%. La problemática planteada se enfoca en la falta de disponibilidad de este reactivo químico, que se constituye como un recurso limitante para realizar la producción. Las interrupciones de suministros debido a conflictos sociales influyen negativamente en la disponibilidad de este recurso. Por ello, el trabajo de investigación desarrolla la propuesta de diseñar un nuevo tanque con mayor capacidad de almacenamiento para mejorar la disponibilidad del insumo. Para realizar el diseño de los componentes del tanque, esta investigación se basó en los fundamentos de cálculo desarrollados en la norma API 650, y complementado con el análisis de diversas alternativas de materiales y formatos disponibles localmente. Además, se ha tomado en cuenta el estándar NACE Standard MR0103-2012 para identificar las restricciones referidas a los efectos corrosivos sobre el acero de los compuestos basados en sulfuros de hidrogeno, principalmente el agrietamiento por corrosión bajo tensión (Stress Corrosion Cracking o SCC). Finalmente, se verificó los resultados mediante la utilización de software de simulación por elementos finitos.

This research aims to design a storage tank for 42% NaHS, a chemical reagent used in the Molybdenum flotation process for mineral processing plants. NaHS is transported by cisterns from remote storage locations far away from mining operations, and then stored in a tank for later use. From the storage tank, the reagent is extracted and mixed with water, to obtain 30% working concentration. The problem raised focuses on the lack of availability of this chemical reagent, which constitutes a limiting resource for production. Supply interruptions due to social conflicts have negative influence on the availability of this reagent. For this reason, we developed the proposal to design a new tank with higher storage capacity to improve the availability of NaHS. To carry out the design of the tank components, this research is based on the calculation fundamentals developed in the API 650 standard, and complemented with the analysis of alternative materials and sizes available in local market. In addition, from NACE Standard MR0103-2012 this research identifies the restrictions related to the corrosive effects on steel of compounds based on hydrogen sulfides, mainly stress corrosion cracking (Stress Corrosion Cracking or SCC). Then the results were verified by using finite element simulation software.