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I. Objetivos - El alumno tenga conocimiento del proceso de Electro-Obtención de cobre, a escala industrial. II. Fundam

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I. Objetivos -

El alumno tenga conocimiento del proceso de Electro-Obtención de cobre, a escala industrial.

II. Fundamento Teórico

Debido al decreto de Plan de Desarrollo de “Proyecto Hidrometalúrgico del Centro Minero de Corocoro, con la implementación de tecnología de punta, encomendando toda la ejecución del proyecto a la COMIBOL”. El Directorio General de la COMIBOL aprobó el estudio de factibilidad actualidad del Proyecto Hidrometalúrgico de Corocoro y la inversión de 8.8 MM $u$. Con estos argumentos técnicos, jurídicos y de política minera nacional, el Gobierno del Presidente Evo Morales, mediante el Decreto Supremo No. 29245 del 22 de agosto de 2007, decretó: “Artículo único.- Se autoriza a la Corporación Minera de Bolivia –COMIBOL- adquirir bajo la modalidad de excepción los equipos y maquinaria necesarios, para la implementación del Proyecto Hidrometalúrgico del Centro Minero Corocoro, que no formen parte de los considerandos en el contrato “Llave en mano” autorizado mediante Resolución Nº 3656/2007 de 21 de agosto de 2007, cumpliendo estrictamente las disposiciones legales que rigen la materia”. Hoy en día, la Empresa Hidrometalúrgico Corocoro desarrolla sus actividades productivas y de industrialización con perspectivas alentadoras para el desarrollo socio-económico de la región y de Bolivia. CuCO3 ∙ Cu(OH)2 Mineral

Actualmente se está extrayendo el mineral de cobre de tres lugares en específico de Corocoro que son: Toledo, Capilla y Vizcachani. Con una ley entre 1.8 a 2 % de Cu, es decir mineral fresco que explotan de los lugares ya mencionados y que por la distancia usan volquetas grandes aprox. 10 toneladas cada una. Malaquita CuSiO3 ∙ 2H2 O

Malaquita CuCO3 ∙ Cu(OH)2

Por otra parte se estima, esto por la empresa Coreana “KORES”, que estos lugares no serían los únicos explotables para el mineral de cobre, ya que por estudios realizados ya por la KORES todo lo que hoy abarca el pueblo de “Corocoro” en sí es un yacimiento muy rico que de aquí a cierto tiempo reemplazará a las actuales lugares de explotación. Esto quiere decir que el pueblo de “Corocoro”, vive bajo minerales muy ricos en cobre y que de aquí a un tiempo, no habrá más opción que trasladar a todo el pueblo y reubicarlos de manera que la hidrometalurgia del cobre continúe en ese lugar.

III. Proceso Metalúrgico

Mineral: Crisocola, Malaquita, Otros Carbonatos

Trituración ¾ “

Separador Magnético

Molienda -35 #

Aglomeración Hidrometalurgia

Pruebas de Laboratorio

Lixiviación en Pilas

Lixiviación en Tanques Agitados Extracción por Solventes

Electro-Obtención

Preparado del mineral La mena que se extrae son: carbonatos de cobre, óxidos de cobre, crisocola, malaquita y azurita. Con un tamaño de más o menos 8” el cual se lleva a la trituración, de los cuales el tamaño fino va a lixiviación por agitación (150 – 180 Toneladas) y el tamaño grueso a pilas (300 Toneladas). Trituración Se utiliza una trituradora de cono Symons donde ingresa un tamaño de 3” aproximadamente y sale con un diámetro aproximado de 3/4”. Posteriormente el mineral triturado es transportado por medio de una correa transportadora a un separador magnético. Separador magnético Este separador magnético se encuentra después de la trituración y antes de la molienda, se trata de un separador magnético inducido, el cual se encarga de separar el hierro de los minerales de cobre el cual perjudica en el proceso. Molienda Se usa un molino a bolas de 5 * 10 pies, el cual trabaja en un circuito abierto; con un porcentaje en sólidos de 70% obteniéndose como producto un tamaño de -35#. No cuenta con un clasificador después de molienda porque el mineral no es duro, basta que pase un 90% de las partículas de mineral en malla 35 y un 10% no pase; pero si cuenta con un pesometro. El consumo o desgaste de bolas es de 4 gramos por tonelada, las bolas no se cambian solo se van aumentando según el desgaste que se produce. El producto de molienda pasa un acondicionador y luego a los tanques de agitación. Aglomerado: El equipo empleado es un tambor aglomerador, el cual trabaja en forma discontinua. El mismo está recubierto con una goma resistente al ácido. Se introduce ácido y solución pobre (ILS) si no hay ILS se mezcla con agua hasta una concentración de 10% [m/m]. Capacidad: 400 tpd

Velocidad: 9 rpm Potencia del motor: 50 HP Alimentación: ¾” Producto: menor a ½” Proceso Hidrometalúrgico     

Pruebas de laboratorios Lixiviación en pilas dinámicas Lixiviación en tanques de agitación Extracción por solventes Electrodeposición CuCO3 ∙ Cu(OH)2 + 2H2 SO4 → 2CuSO4 + 3H2 O + CO2 CuSiO3 ∙ 2H2 O + 2H2 SO4 → CuSO4 + 3H2 O + SiO2

Pruebas de laboratorio  Se realizan pruebas en columnas a distintos diámetros.  Se analiza concentración, acidez, pH.  Solución rica: 3 g Cu/l lixiviado.  Contaminantes de la solución electrolítica.  Se analiza por absorción atómica, el contenido de Cu, Fe, Co,Mn; por el cual se pudo observar que la concentración de hierro era muy elevada eso debido al contenido de malaquita, calcita, calcopirita, azurita, otros.  Se hace lavado de pila para eliminar acidez.

Lixiviación en pilas El tipo de lixiviación en pilas que realizan es pila dinámica. Cuentan con 11 pilas, se trabaja de 40 – 45 días en 30 días de lixiviación y en 7 – 10 días se hace el lavado en los botaderos, se puede lavar con solución pobre ILS o en su defecto con agua fresca. La pila tiene una altura no mayor a 3 (m) porque no existe buena percolación a una altura mayor, actualmente se está trabajando a una altura de 2 (m).

La recuperación es de 74- 78%, obteniéndose una solución rica con 3 g Cu/l, esta solución tiene un color verdusco debido al contenido de sales de manganeso y hierro. El hierro lixivia a un pH de 1,5 a 2, por eso se controla el pH de lixiviación de la pila, se lo mantiene de 2,5 – 3 para evitar la contaminación con hierro. Se realiza riego por goteo, y aspersores en etapa de lavado; la tasa de riego por goteo es de 13-15 litros-hora/m2 y tasa de riego por aspersores es de 40 litros-hora/m2. La concentración varía en función al tiempo del uso de la pila: Concentración en pila nueva: 38 g/l Concentración en pila intermedia: 10-15 g/l Concentración en pila agotada: 1-2 g/l Se tienen 2 piscinas de 1000 (m3) y una piscina auxiliar de 2000 (m3). La geomenbrana se cambia cada 10 años, y sobre esta se coloca una capa de geotextil HDP (Polietileno de alta densidad) que evita el rasgamiento de la geomenbrana. Lixiviación en tanques de agitación Se tiene 4 agitadores de los cuales solo están en funcionamiento 2, sus dimensiones son de 5*5 pies, el cual trabaja a 35% de sólidos. Su recuperación es del 95%. Se tiene un tanque de acondicionamiento, el cual trabaja de 28-30% en sólidos, si se pasara no da el dimensionamiento de este equipo. Se realizo una reingeniería a este equipo. Cuando existe mayor altura existe mayor presión es directamente proporcional, se tiene una presión de 4 Kgf/cm2, si se sobrepasara esta presión se romperían los ejes. Trabaja a 40 amperios como máximo si se sobrepasa el motor hace mayor esfuerzo lo que quiere decir que el porcentaje en sólidos se está incrementando; es una forma de controlar el porcentaje en sólidos. Extracción por solventes Consta de 3 etapas de extracción, cada uno cuenta con su mixer (mezclador diluyente) se mezcla la solución PLS 3 (g Cu/l) con 10 (g H2SO4 /l) y 6 (g Fe /l ). Se prepara la solución orgánica que consta de: LIX 9790M (extractante) mas el Orfon (es muy parecido al kerosene pero posee poca inflamabilidad) (diluyente), en una relación 20:80 respectivamente.

Se mezclan en contracorriente. Se tiene tanque de succión y mezclador, en este se mezcla con la solución que contiene el orgánico. Se tiene una eficiencia del 90%. Existe arrastre de hierro en el organico lo cual provoca que se formen borras con el orgánico, para lo cual existe una planta de borras donde se hace la extracción del orgánico ya que se trata de un compuesto que tiene un elevado precio 1 (m3) del LIX tiene un costo de 40000 $us. El compuesto orgánico atrapa el cobre. La relación es de 1:1 de fase orgánica y fase acuosa. Cuando existe menor acidez en el orgánico carga mayor cantidad de cobre. En el proceso de extracción por solvente se obtiene un electrolito de 35-40 (g Cu/ l) con una acidez de 8-10 (g/l) Las variables que se controlan son: o Continuidad orgánica, Relación solución acuosa-orgánica, pH, concentración del acido sulfúrico Electrodeposición Esta última etapa consta de la electro-obtención del cobre, por medio de celdas electrolíticas, con las siguientes características:    

Tienen 2 intercambiadores de calor, los cuales se encargan de incrementar la temperatura del electrolito. 22 celdas o baterías. Corriente continua que pasa en serie. 22 cátodos de acero inoxidable, 23 ánodos de Pb-Sn.



Intensidad de corriente 11600(A)



Voltaje de 2 voltios por celda.



Temperatura de trabajo 35-45 ºC (menor temperatura no tiene resistencia tiende a ser quebradizo y el azufre está inmerso en los cátodos).



Se obtiene cátodos de cobre en 7-7.5 días, con un espesor de 4-6 mm de cobre y un peso de 48 Kg.



774 cátodos por cada 7 días.



Ley de 99.99 % Cu (cuatro nueves).



Se agregan aditivos al electrolito CoSO4 (protege los ánodos recubriéndoles), agua, ácidos, quartec (es un agente tenso activo, el cual ayuda a que exista un deposición homogénea).

Las esferitas depresoras de niebla polipropileno y el manto de Nomat evitan el desprendimiento de gases producto de la Electro-deposición.

Producto Final Los productos finales es decir los cátodos de cobre, que llegan a tener una composición del 99.998% Cu, estos de se dan en Stock que es igual decir 2 Ton en peso. Así mistos estos se clasifican en:

Grado A (perfecto) Grado B (se rompe) Grado C (quebradizo “efecto galleta”).

IV. Bibliografia

http://www.comibol.gob.bo/corocoro