Lixiviacion En Botaderos

METALURGIA EXTRACTIVA

INTEGRANTES: 1. Almeron Miranda, Bryan 2. Almeron Vega, Marcos 3. Calla Benavente, Julián 4. Cari Quispe, Andres 5. Cariapaza turpo, Eduardo

Principales Conceptos. Lixiviación:  Disolver cobre desde minerales donde forma parte constituyente. Permite preparar una solución acuosa conocida como PLS.

LIXIVIACIÓN La palabra lixiviación viene del latín: "Lixivia, -ae" sustantivo femenino que significa lejía. Los romanos usaban este término para referirse a los jugos que destilan las uvas antes de pisarlas, o las aceitunas antes de molerlas. En la actualidad, se denomina lixiviación, al lavado de una sustancia pulverizada para extraer las partes solubles. La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. Este proceso se basa en que los minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas.

¿Qué se obtiene del proceso de lixiviación?

De la lixiviación se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CuSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente.

ASPECTOS BASICOS PARA LA LIXIVIACION La selección de los diferentes sistemas de operación se realiza de acuerdo a factores técnicos y económicos, algunos de ellos son:  Ley de la especie de interés a recuperar.  Reservas de mineral.  Caracterización mineralógica y geológica.  Comportamiento metalúrgico.  Capacidad de procesamiento.  Costos de operación y de capital.  Rentabilidad económica.

LIXIVIACION EN BOTADEROS  Este método se utiliza para extraer cobre de

minerales que tienen baja ley. El material es generalmente un lastre generado en la explotación de minas a rajo abierto, el cual es vaciado sobre una superficie poco permeable y el solvente acuoso es agregado sobre la superficie del botadero. Se percolan a través del lecho por gravedad. La solución fuerte que se obtiene por el fondo del botadero es conducida a la planta de cementación, donde se extrae el cobre y la solución remanente es retornada a la lixiviación.

Preparación del terreno  La mayoría de los botaderos, es construidos en

algunas áreas de topografía favorable existente cerca de la mina que origina el mineral. Cuando se ha pensado en el futuro, la zona de botaderos ha sido seleccionada de modo de asegurar su impermeabilidad y poder utilizar la pendiente natural de valles y quebradas, para poder recuperar y recolectar soluciones  En algunos casos en que el terreno no es suficientemente impermeable, se preparan áreas especiales similares a las de lixiviación en pilas.

Distribución de las soluciones Es necesario distribuir de la mejor forma posible las soluciones de lixiviación. En la mayoría de los casos se recirculan las soluciones pobres desde la etapa de recuperación del metal, agregándoles agua y ácido, prevenir la destrucción de las bacterias, minimizar la hidrólisis y precipitación de compuestos de hierro

Riego

La distribución de las soluciones se realiza por

Inundación

perforaciones verticales

Riego  Permite una distribución uniforme sobre el área

superficial del botadero. Lo más común, es usar tuberías de goteros o aspersores. La solución es bombeada y la presión creada provoca una descarga controlada por las perforaciones y/o aspersores

Aspersores

inundación. Aquí se crean pozas de 1.5 x 1.5 m o canales de 0.5 x 10 m sobre la superficie del botadero, inundándolas con solución. En la zona de los taludes, normalmente se usan métodos de riego, ya que estas zonas son difíciles, la solución tiende a formar canales que siguen la máxima pendiente y no penetran al cuerpo del botadero.

Perforaciones verticales  En este caso la solución se Introduce mediante

tuberías plásticas perforadas verticales al interior del botadero. Generalmente se perfora orificios de 15 cm de diámetro y a 2/3 de la altura, en una malla de 0.5x 1 m Las tuberías que se introducen son de 10 cm. Los flujos de las soluciones dependen de la permeabilidad, un rango general va de 1 (l/h m2) a 15 (l/h m2)

Dimensiones Las dimensiones varían, siendo el rango entre unos pocos hasta varios miles de millones de toneladas. La altura total, del piso a la superficie, puede variar entre un par de metros hasta más de trescientos metros. Se debe notar que los botaderos disminuyen su altura después de la Introducción de soluciones, por varias razones:  Transporte de finos a los huecos, provocando compactación.  Aumento del peso con la solución, provocando compactación.  Disolución y desintegración de los minerales del botadero.

Forma y carguío de los botaderos  La forma de la mayoría de los botaderos es la de un

cono invertido truncado el cual se desarrolla por las técnicas de carguío.  Normalmente una mina a tajo abierto trabaja con carguío de pala mecánica y transporte en camiones, es decir, los camiones descargan en el botadero; se debe tener cuidado y evitar la compactación por el peso de los camiones, la cual puede provocar zonas impermeables, apareciendo bolsones de solución en algunos puntos y regiones no mojadas en otros.

Materiales de construcción  Los materiales de construcción que se

utilizan deben ser resistentes a la corrosión de un medio ácido. Se cuentan con materiales plásticos como PVC, HDPE y polipropileno. También se usan resinas reforzadas con fibra de vidrio. Las tuberías de alta presión son de acero revestidas en HDPE

Instalación de tuberías HDPE

Aspectos operacionales y de diseño Considerando el caso de botaderos de minerales oxidados y sulfurados de cobre, se han desarrollado varios modelos que permiten optimizar el diseño, operación y escalamiento de dichas operaciones.  El problema es complejo y deben considerarse los aspectos siguientes: Química del proceso. 2. Proceso de transporte involucrados. 1.

1. Química del proceso  la cual es afectada e influenciada por un sin

número de factores (reacciones generadoras y consumidoras de ácido, reacciones que requieren oxígeno, catálisis bacterial, reacciones de precipitación, naturaleza exotérmica de algunas reacciones, etc.)

2. Proceso de transporte involucrados como transporte de soluciones, difusión de reactantes y productos, transporte de calor, etc., que son dependientes de factores como la geometría del botadero, modo y velocidad de flujo de soluciones de irrigación, distribución de tamaño de partículas, consolidación del material. De estos estudios puede obtenerse:  flujo óptimo de lixiviante, de un modo cíclico o intermitente.  características de pH y concentración de iones en solución de   



entrada. tamaño y distribución óptima de rocas. altura o tamaño del botadero. permeabilidad y consolidación del botadero. tipo de inyección o aplicación de la solución para óptimo contacto o saturación del botadero.

Velocidad de flujo y ciclo de irrigación  Este parámetro es importante no sólo sobre la

composición química del efluente, sino que también sobre aquéllos parámetros de la velocidad de lixiviación influenciados por la temperatura.  Usualmente, tasas altas de irrigación no son eficientes porque se diluye innecesariamente el efluente y además este flujo de entrada enfría el material del botadero y las velocidades de reacción se reducen.

 La situación para botaderos muy grandes es

diferente. Aquí, dada las grandes dimensiones, la disipación de calor es pobre y por lo tanto el material puede calentarse excesivamente.  En este caso altas tasas de irrigación y períodos cortos de descanso, serán beneficiosos al reducir la temperatura del botadero. A este respecto se ha propuesto que la altura del botadero, puede estar limitado por el problema del sobrecalentamiento.  Este es un problema pues conduce a disminuir la velocidad de disolución ya que disminuye la catálisis bacterial. A temperaturas muy altas, mayores de 55 ºC la situación se agrava y la disolución puede hasta detenerse

VENTAJAS  Gran tamaño de algunas rocas (> 1 m).

 Baja penetración de aire al interior del botadero.

Compactación de la superficie por empleo de maquinaria pesada.  Baja permeabilidad del lecho y formación de precipitados.  Excesiva canalización de la solución favorecida por la heterogeneidad de tamaños del material en el botadero.