• Author / Uploaded
• EveLyn Reyes

Citation preview

LABORATORIO LIXIVIACION TL (THIN LAYER) Introducción La Lixiviación es un proceso de carácter hidrometalúrgico, el cual consiste en la obtención de cobre que se encuentra en minerales oxidados, separados a través de la aplicación de una disolución de ácido sulfúrico y agua. Dentro de la minería podemos encontrar 4 principales tipos:  In-situ: Aplicación de soluciones directamente al cuerpo mineralizado, este tipo de lixiviación capta gran interés por sus bajos costos de inversión y de operación. (Baja recuperación, cercana al 50%)  En botaderos (Dump leaching): Consiste en lixiviar lastres, desmontes y sobrecarga (principalmente en rajo abierto con leyes inferiores al 0,5%) , es de bajo costo y operación, con baja recuperación (40%-60%) y el tiempo que demora es excesivo. Se alimenta principalmente por aspersión.  En bateas (o percolación): El mineral entra en contacto con una solución acuosa que percola e inunda completamente el mineral, es utilizado cuando el mineral presenta alto contenido metálico lixiviándose en un periodo de 3 a 14 días, se debe disponer de una cantidad y tamaño de mineral que permita su percolación y a su vez amortigüe la gran inversión inicial de este método.  En Pilas (Heap Leaching): El mineral procedente de la explotación, luego del proceso de chancado y/o aglomeración (granulometría que permita un buen coeficiente de permeabilidad) se dispone en pilas de base trapezoidal y altura calculada, `para luego proceder al riego de solución lixiviante. Tras la percolación la solución (PLS) es recolectada para ser llevada a la planta de recuperación (Sx-Ew). Cuando la cancha es recuperada para ser reutilizada, se habla de pilas dinámicas, en caso de no ser recuperada y esta sirva de base para la nueva pila de habla de pilas estáticas o permanentes.

¿En qué consiste la lixiviación Thin Layer? La lixiviación Thin Layer es un concepto que revoluciono la industria de la lixiviación del Cobre, la cual tiene como principal ventaja impedir la acumulación de solución en la pila ya que, al contrario de la lixiviación en bateas, el mineral (previamente chancado) no se inunda, sino que se prepara con anterioridad a través de un curado acido (con H 2SO4 concentrado y agua) para luego ser sometido a la lixiviación. Se deja reposar el mineral para curar el mineral y finalmente es lixiviado en canchas de baja altura (Thin Layer = capas delgadas)

Inicialmente este método fue un fracaso dentro de la industria pues las pilas debían ser de muy baja altura para evitar la impermeabilización del lecho producto de los finos provenientes del chancado no permitiendo un buen balance en el flujo del ácido. Pero a principio de los años 80 la Sociedad Minera Pudahuel (SMP) perfeccionaron las técnicas de aglomeración en el mismo proceso de curado acido, permitiendo así el éxito del proceso, puesto que las partículas pequeñas se adhieren a las partículas gruesas permitiendo así que la pila no se impermeabilice y permitir una mayor altura de la pila.

Aglomeración de partículas finas y gruesas. Ventajas Thin Layer



Es un método que permite el costo operacional más bajo conocido en Chile para la recuperación del Cobre



Puede ser aplicable a cualquier metal lixiviable, mineral oxidado o bien mixtos.



Reducción en el consumo de ácido, limitando su dosis distribuyéndose uniformemente por toda la superficie del mineral y formando una capa de solución en la interfase inter-partícula lo más delgada posible. Además de requerir una menor cantidad de agua.

Etapas del proceso. 1.- Chancado: El proceso de chancado se realiza en 3 etapas (primario, secundario y terciario) con los chancadores terciarios en circuito cerrado permitiendo así que el mineral alcance una granulometría adecuada para que la mayoría de las partículas de la especie valiosa estén expuestas a la solución lixiviante (por ejemplo: el 100% con una granulometría menos a ¼”). También se debe considerar una baja cantidad de finos y una granulometría lo más homogénea posible.

2.- Aglomeración: Consiste en la adhesión de partículas finas a la gruesas, o bien la adhesión de finos con finos. A nivel industrial esta aglomeración se realiza con el mismo lixiviante acido en un tambor rotatorio. Primero se humecta con agua o refino y luego se agrega el acido sulfúrico concentrado (30-40 kg/ton o 3-4 % aproximadamente) este acido ataca el mineral y produce los compuestos cementantes entre las partículas. Después de la

aglomeración en el tambor rotatorio, se deja reposar el mineral en la pila aproximadamente 24 hrs para llevar a cabo las reacciones químicas.

Objetivos aglomeración:

-

Uniformas tamaños de partículas, adhiriendo partículas finas a gruesas Homogenizar la porosidad del lecho Optimizar la permeabilidad del lecho

Tambor Aglomerador (Aglomeración de oro, con solución de cemento y cal) 3.- Curado acido: Consiste en el ataque del acido Sulfúrico (preferentemente concentrado) sobre el mineral previamente chanchado, humedecido y finalmente reposado para “curarlo”. Con el fin de solubilizarlo para la posterior etapa de lixiviación TL.

4.- Lixiviación TL: Posterior a la etapa de curado se comienza a lixiviar con una delgada capa de solución lixiviante mediante regadores (En la experiencia laboratorio, será por goteo constante y suave con el fin de no destruir la aglomeración). La lixiviación Thin Layer redujo considerablemente el consumo de acido (alrededor de un 30% en comparación con la lixiviación por bateas o percolación)

Además la lixiviación Thin layer redujo considerablemte los requerimientos de Agua con respecto a otros métodos convencionales, debido principalmente a que:

-

Las perdidas normales se reducen a la humedad residual de ripios y a la evaporación

-

No existe el problema de lavado en contracorriente en espesadores, ni se requieren disposición de pulpas de relave.

Al regarse por aspersión, en vez de inundarlos (percolación o bateas) o formar una pulpa (agitación) se requiere una menos cantidad de agua.

En la combinación TL, Sx, Ew, los requerimientos de agua son del orden del 15-20 % del mineral tratado. (13-14 % humedad residual, y un 5- 10 % por evaporación u otros)

Diagrama común de un sistema de lixiviación en pilas.

Desarrollo Experimental En la experiencia a realizar, se llevará a cabo el proceso de lixiviación Thin Layer con mineral oxidado previamente chancado (100% - ¼”) sin importarnos en este caso la presencia de finos. La caracterización de la muestra, acerca de las leyes de cobre total, oxidado y hierro total son las siguientes:   

Cu Total = 1,83%. Cu Oxidado = 2,4%. Fe Total = 0,2%.

A continuación, se presentan los parámetros de entrada para este laboratorio:          

Alimentación a columna = 4000 g. Granulometría = 1/2”.( media pulgada en su totalidad) Agua para aglomerar = 5% de la masa total. Ácido sulfúrico agregado = 4:1 (Ácido, Cu fino). Solución lixiviante 35 gr/lt Tasa de regadío = 30 L / (h*m2) Tiempo de lixiviación = 98 h. Densidad de ácido sulfúrico = 1,85 g/cm3 Diámetro columna de acrílico = 9,5 cm. Tiempo de curado =No hay tiempo de curado por razones de tiempo

De acuerdo con los parámetros de entrada se calculan las siguientes variables para esta experiencia: Cantidad de agua para aglomerar

Cantidad de agua ( gr )=Masa inicial∗5 %

Cantidad de agua ( gr )=4000 ( gr )∗5 %=200(gr ) gr Dividir por la densidad del agua1 para obtener el volumen del agua cc 200(gr) Agua= =200(cc) gr 1 cc

( )

( )

Estimación de la cantidad de cobre soluble en la solución (Finos de cobre)

Sabiendo que la ley de cobre soluble ( cobre oxidado ) en la muestra es de 2,4 % tenemos Cantidad de Cu fino=4000 ( gr )∗2,4 %=96( gr ) Estimación del consumo de ácido sulfúrico

ácido(gr ) 4 = 1 Cu soluble (gr)

Cantidad de Ácido sulfúrico=4∗96 ( gr )=384 (gr) Dividir por ladensidad del ácido1,85 Cantidad de ácido=

( CCgr ) para obtener el volumen de ácido

384(gr ) =207.57 (cc) gr 1,85 cc

( )

Cálculo de la tasa de regadío: Calculamos el área de la columna que es necesario para la tasa de regadío Luego se calcula el área disponible en el tubo:

Areatubo =

(9,5 cm) 2 ∗π =70.88 cm2 4

Para empezar se transforma la unidad de medida establecida en la tasa de regadío a otra por conveniencia:

30∗¿ 30∗1000 ml ml = =0,05 2 2 H∗m 2 H∗m ∗60 min∗10000 cm min ¿ cm2 Ahora podemos calcular cual será la tasa de regadío para el tubo que poseemos:

Tasa de regadío=0,05

cc ml ∗70.88 cm2=3,54 2 min min∗cm

Procedimiento: Para la realización de esta experiencia, se utilizaron los siguientes materiales e instrumentos:        



    

Superficie de plástico para aglomerar el material. Vaso graduado. Cronómetro. Poruña de acero inoxidable. Guantes de plástico. Columna de acrílico. Ácido sulfúrico.

Inicialmente, se calcularon los parámetros fundamentales para poder realizar esta experiencia: cantidad de agua requerida, tasa de regadío, cantidad de cobre fino y cantidad de ácido sulfúrico. Se deposita la muestra de mineral sobre una superficie plástica, para luego añadir la cantidad de agua previamente calculada para el curado (5% de la alimentación), se rolea el material moviendo con cuidado el plástico para que se aglomere y se genere una humectación homogénea. Se agrega el ácido y nuevamente se rolea para una distribución uniforme del ácido sobre la superficie del material, logrando así la aglomeración de las partículas. Con una poruña, se ingresa el material dentro de la columna de acrílico. Con un vaso precipitado y la solución lixiviada, se configura la tasa de regadío del material. Colocar debajo de la solución lixiviada, con la tasa de regadío configurada, la columna de acrílico con el material en su interior. Para conocer el consumo de ácido y la recuperación de cobre contenida en la muestra, se toman muestras a las 24, 48 y 72 horas respectivamente