Lixiviacion

CURSO HIDROMETALURGIA

PREPARADO POR: MARIO GAETE MADARIAGA.

ESQUEMA DE LOS PROCESOS

OPERACIONES CHILENAS DE LIXIVIACIÓN EN BOTADERO

CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS PRINCIPALES MATERIALES A LIXIVIACIÓN EN BOTADEROS

YACIMIENTO

LOMAS BAYAS

EL ABRA

LOS BRONCES

MANTO VERDE

TIPO DE DEPÓSITO

Pórfido Cuprífero con brechas de Turmalina

Pórfido Cuprífero

Pórfido Cuprífero con brechas de Turmalina

Cuerpo de Brechas hidrotermal y téctonica de Fe - Cu -Au

MENA PRINCIPAL

Brocantita Antlerita

Arcillas con cobre, Limonitas

Calcosina - Calcopirita

Crisocola

MENA SECUNDARIA

Atacamita - Copper Wad Copper Pitch

Crisocola, Pseudomalaquita, Oxidos Negros

Covelina

Brocantita>Limonitas c/cobre

OCURRENCIA MENA

Expuesta + ; Ocluída +Subexpuesta -

TIPOS LITOLÓGICOS

Expuesta ++ ; No expuesta - Expuesta ++ ; No expuesta -- Expuesta ++ ; No expuesta --

Roca (Granodiorita) = 100% Roca (Monzodiorita) = 100%

Roca (Brechas) = 100%

Roca (Brechas) = 100%

ALTERACIÓN PRINCIPAL

Biotita + ; Fdp K +- ; Sericita (--)

Biotita + ; Fdp K +- ; Sericita (--)

Cuarzo - ; Sericita + ; Turmalina -

Fdp K - ; Clorita + ; Sericita --

LEY CABEZA

0,17 - 0,28 % CuT

0,25 - 0,42 % CuT 0,16 - 0,40 % CuS

La Copa 0,25 - 0,70 % CuT San Fco.0,20 - 0,60 % CuT

0,23 - 0,38 % CuT

IMPUREZAS

NO3-

Al ; Fe

Si ; Al ; Fe

Norte : 0,78 % CaCO3 Sur : 0,40 % CaCO3

MODELO IMPUREZAS

Zonificación del NO3- en plantas cada 15 m (Medsistem)

NO

NO

Zonas CaCO3 en tres rangos <0,5% ; 0,5 - 1,0% ; >1,0%

MODELO GEOMETALÚRGICO

NO

Modelo Mineralógico

Modelo Mineralógico

Modelo Mineralógico

DISTRIBUCIÓN TAMAÑO

ROM

ROM

ROM

ROM

DESCRIPCIÓN TAMAÑO

Grueso, con poco fino

Sin fino, tamaño homogéneo

Fino, homogéneo

Grueso, poco fino

LIXIVIACIÓN EN PILAS 1ºETAPA

2ºETAPA

PARAMETROS A ESTUDIAR PARA DECIDIR LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA

DIMENSIONAMIENTO DE LA PILA

ESTANQUES DE PROCESO

CONFIGURACION DE LA PILA

5ºETAPA

4ºETAPA

7ºETAPA

DEFINIR EL TIPO DE PILA

3ºETAPA

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS DE LA PILA

6ºETAPA

SISTEMA DE RIEGO

8ºETAPA

SISTEMAS DE FLUJO

Figura: Etapas en el Proceso de Lixiviación en Pilas.

PARAMETROS A ESTUDIAR PARA DECIDIR LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA Aún cuando la lixiviación en pilas es una tecnología que presenta características muy positivas para la recuperación de especies solubles, nunca debe olvidarse que “hay otras técnicas alternativas que no deben pasarse por alto”.

Prácticamente lo único que podría afirmarse con certeza es que ella aventaja a la lixiviación en percoladores, por razones de menor inversión en instalaciones y equipos de manejo de materiales.

Figura: Pila de Lixiviación.

PARAMETROS A ESTUDIAR PARA DECIDIR LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA La decisión en favor de lixiviación en pilas sólo puede adoptarse luego de un análisis basado en el comportamiento metalúrgico de la mena, determinado exhaustivamente en pruebas de laboratorio, que deberá clarificar el proceso metalúrgico completo necesario para obtener el máximo de recuperación y determinar cuales son los costos asociados a las diversas etapas.

Figura: Pila en Proceso de Lixiviación.

PARAMETROS A ESTUDIAR PARA DECIDIR LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA Por ejemplo es necesario evaluar: Relación Grado de chancado v/s Recuperación, Cinética y Percolabilidad.

Figura: Influencia del Tamaño de la Partícula Mineral en Proceso de Lixiviación en Pilas.

PARAMETROS A ESTUDIAR PARA DECIDIR LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA Relación Consumo de Reactivo v/s Recuperación y Concentración de Reactivo.

Figura: Recuperación de Cu Sulfatado V/S Ácido Agregado, . y Consumo Específico de Ácido. Mineral de Cu Típico.

PARAMETROS A ESTUDIAR PARA DECIDIR LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA Influencia y condiciones de Curado y Aglomerado sobre cinética y recuperación. Evaluación de: a) Curvas de Cinética de recuperación. b) Concentración de la especie en las soluciones obtenidas. c) Influencia de la altura de la pila.

Figura: Concentraciones de Cu y H2SO4,, en el Tiempo con Respecto a la Altura de la Pila de Mineral (P. Schmidt, 2001).

PARAMETROS A ESTUDIAR PARA DECIDIR LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA d) Posibilidad de ajuste de las concentraciones de la especie recuperada con el proceso de recuperación final desde ellas. e) Influencia de la recirculación a la pila de soluciones tratadas en la planta de recuperación. f) Ph de trabajo. g) Control de impurezas y manejo de los descartes y ripios.

Figura: Manejo de Ripios, Pila en Estado Estacionario.

DEFINIR EL TIPO DE PILA Una primera clasificación define dos tipos básicos de sistemas de lixiviación: Pila Permanente (Piso desechable): En la cual la mena es depositada en una pila desde la cual no se retirará el ripio una vez completada la lixiviación. Pilas Renovable (Piso reutilizable):

En la cual se retira el ripio al final de la lixiviación para reemplazarlo por mena fresca.

Figura: Pilas de Lixiviación.

DEFINIR EL TIPO DE PILA En el siguiente cuadro se presentan los aspectos comparativos de ambos casos: PILA PERMANENTE PILA RENOVABLE Campo de aplicación

1.Minerales de baja ley 2.Minerales de baja recuperación 3.Lenta cinética de lixiviación 4.Lixiviación secundaria de ripios 5.Amplio espacio disponible

1.Minerales de alta ley 2.Minerales de alta recuperación 3.Rápida cinética de lixiviación 4.Lixiviación primaria de menas

Características 1.Pilas elevadas para lograr una 1.Pilas relativamente bajas para alta densidad de carga de material permitir una rápida carga y generales por m2 de pilas. Generalmente o descarga de material, más. Generalmente 2.Granulometría elevada 2.Granulometría baja 3.Comúnmente diseñada para 3.La altura se define por el cargas sucesivas de mineral en sistema de carguío y por la capas concentración de las soluciones 4.La altura queda limitada por las a obtener. necesidades de oxígeno en el interior de la pila

DEFINIR EL TIPO DE PILA Como criterios generales de decisión debe considerarse que el valor de la especie recuperada debe financiar las inversiones en:

Manejo de ripios : 1 - 2 US$/m2

Sistema de riego : 2 - 3 US$/m2

Preparación de terrenos : 2 - 4 US$ /m2

Impermeabilización de pisos : 7 - 10 US$/m2

CONFIGURACION DE LA PILA Las pilas renovables o permanentes pueden adoptar la configuración de: Pilas Unitarias : Todo el material depositado pasa simultáneamente por las diversas etapas del ciclo de tratamiento. Pila Dinámica : En una misma pila coexisten materiales que están en diversas etapas del ciclo de tratamiento.

Figura: Pila Dinámica, y Unitaria Respectivamente.

CONFIGURACION DE LA PILA En el siguiente cuadro se muestra una comparación entre ambas pilas. UNITARIA

DINAMICA

1.Carga de una vez totalidad de la pila y descarga de una vez término del ciclo tratamiento.

la 1. En cada período, que puede ser diario o la múltiplos de la alimentación diaria, descarga un al módulo y carga otro, los cuales además van de directamente adosados a sus respectivos sectores de la pila, con la condición que no haya contacto entre la mena fresca y el ripio agotado. 2.Ventajosa para plantas de De esta forma la camada queda formada por baja capacidad. “subpilas” internas. 3.Operación mas simple y 2. Menor inversión unitaria por flexible aprovechamiento de piso impermeable.

mejor

3. Ciclos de operación muy regulares.

4. Concentraciones muy estables y regulables en las soluciones de proceso 5. Menor capital de trabajo.

DIMENSIONAMIENTO DE LA PILA El dimensionamiento de la pila es claramente una función simple de la capacidad de tratamiento, vale decir de las toneladas a tratar. Consideraciones de importancia son: •Peso específico aparente de la mena, bajo las condiciones de carga a la pila. •Altura de la pila, determinada en laboratorio y de acuerdo con los equipos disponibles para su carga y descarga. •Angulo de reposo del material, bajo las condiciones de carga a la pila.

DIMENSIONAMIENTO DE LA PILA Un sencillo ejemplo muestra la secuencia de cálculo para una pila unitaria:

Dimensionar una pila de base cuadrada, donde se trataran 600 toneladas de mena con peso específico aparente de 1.5 ton/m3, La altura de la pila será de 2.2.m con un ángulo de reposo de 42º.

Figura: Dimensiones de una Pila.

DIMENSIONAMIENTO DE LA PILA Volumen a tratar:

600 ton / 1.5 ton/m3

=

400 m3

Sea Volumen pila = V = H ( A*B + a*b + (A*B*a*b) 3 y que:

Para una pila cuadrada se tiene que:

A = a + 2H tg  A=B

y

B = b + 2H tg  a=b

V = H ( A2 + a2 + ( A2 * a2) 3

DIMENSIONAMIENTO DE LA PILA Reemplazando y resolviendo se tiene: V = H ( A2 - 6 AH + 4 H2) 3 tg  tg2 

400 = 2.2 ( A2 - 6 * 2.2 *A + 4 * 2.22) 3 tg 42º tg2 42º A = 16 m

y

a = 11.1 m

Superficie en la base = A2 = 162 = 256 m2

Área media de riego = (A + a)2 = ( 16 + 11.1)2 = 184 m2 2 2 Realizado los ajustes correspondientes se puede asignar el dimensionamiento correspondiente a la forma y tamaño disponible de acuerdo con la geografía del terreno.

DIMENSIONAMIENTO DE LA PILA Para el dimensionamiento de una pila dinámica se sigue el mismo procedimiento básico con las siguientes consideraciones adicionales:

El volumen de mineral se calcula en base a la capacidad de tratamiento periódico, multiplicado por la duración del ciclo, en períodos, más dos períodos. Ejemplo: si se tratan 100 t/día con un ciclo de 20 días, se considera un volumen correspondiente a 22 días, es decir 2200 ton en la pila. La causa de ello radica en la necesidad de disponer de espacio para descargar y cargar simultáneamente material sin que exista posibilidad de mezcla entre mena fresca y ripio agotado.

DIMENSIONAMIENTO DE LA PILA El dimensionamiento debe permitir la existencia de una corona al cargar la 1º pila como condición necesaria para un riego eficiente. El área de influencia de los regadores debe coincidir con el tamaño de la corona de la franja periódica para evitar interferencia con el personal y equipo que realiza la carga y descarga.

El ancho de la franja periódica debe ser un múltiplo de la trocha del equipo de carga/descarga de material.