• Author / Uploaded
• Ayna Brayan

Citation preview

Lixiviación E

P

4.01.2021

Beneficio de los Minerales

I

M z

Presentación PRESENTATION z Hecho por: VILCANQUI JIMÉNEZ, MIGUEL ANGEL MAMANI COPAJA, KEVIN ARLEIN ZUÑIGA ESPINOZA, CARMEN REBECA Docente: ING. MEJIA NARRO, ELIZABETH CATHELINE

Introducción Los metales preciosos como el oro se extraen de sus minerales mediante un proceso de lixiviación de cianuro o ozono. Los metales radiactivos, como el uranio, se extraen mediante el proceso de lixiviación ácida. La elección del método de lixiviación apropiado para la extracción de metales se realiza en función de la viabilidad económica y ambiental(CRUNDWELL , F.K. 1994)

Importancia

FIGURA 1. Proceso de Lixiviación.

El valor del proceso de la Lixiviación radica en la eficiencia para tratar minerales de baja ley, maximizando la recuperación del metal en las operaciones mineras y reduciendo los costos de producción. Ha demostrado ser una forma efectiva para extraer metales preciosos de depósitos pequeños y poco profundo. Gracias a la implementación, constante mejora y adaptación de nueva tecnología en este proceso, Estados Unidos logró aumentar su producción, y se calcula que para finales de este siglo, el 40% de su producción primaria de cobre provendrá de las operaciones de lixiviación.

Adaptado de Proceso de Lixiviacion de minerales, de ECN.Automation, 2019, https://ecnautomation.com/procesode-lixiviacion-de-minerales/

Tipos de Lixiviación T Y P E S

O F

LIXIVIACIÓN IN SITU LIXIVIACIÓN EN BOTADEROS LIXIVIACIÓN EN BATEAS O PERCOLACIÓN

L E A C H I N G

LIXIVIACIÓN BACTEORLÓGICA LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN LIXIVIACIÓN EN PILAS O COLUMNAS

LIXIVIACIÓN IN SITU

Figura N°2 ESQUEMA SIMPLIFICADO DE LA LIXIVIACIÓN IN SITU

Se utiliza para menas de ley baja. La inversión es mínima. También se utiliza para tratar relaves que contengan mineral rico ya que se ve que en la minería artesanal desechan relaves con un ley baja. Fuente:Tomada de (boletínminero(2014))

Proceso La solución lixiviante penetra al yacimiento por gravedad o a presión a través de uno o varios pozos y la solución enriquecida regresa a la superficie a través de otros pozos, o es captada en galerías subterráneas y luego bombeada a una planta de tratamiento en superficie. No requiere equipos pesados de minería y los requerimientos de mano de obra y energía son reducidos. El riesgo para la salud y seguridad de los trabajadores es mínimo y el inicio y cierre de las faenas es rápido y flexible ya que el desarrollo y preparación minera son limitados.

Figura N°3 Ilustración de la lixiviación in situ

Fuente:Tomada de JAIME CHACÓN FENÁNDEZ, ESTEBAN DOMIĆ MIHOVILOVIĆ (2013).

Ventajas • Se puede aplicar en yacimientos de baja ley, o de pequeño tamaño, o muy profundos, donde la minería convencional no es rentable. • Menor espacio ocupado para las operaciones; en otras palabras, ausencia de sitios de eliminación de residuos, grandes excavaciones a cielo abierto y grandes instalaciones de tratamiento de minerales. • Requiere menos energía en comparación con respecto a la minería convencional. • Se puede reducir el consumo de agua en comparación con la minería convencional como resultado de la menor evaporación y la eliminación del agua contenida en los relaves convencionales. • Se eliminan casi por completo las emisiones de polvo y se atenúa la contaminación por ruido.

Desventajas • En general la solución lixiviante solo toma contacto con una fracción reducida del mineral, dando como resultado bajas recuperaciones, particularmente en rocas compactas o muy densas. • La pérdida de solución lixiviante puede provocar en un daño ambiental, reduce la recuperación del metal y produce bastantes pérdidas de reactantes. • En general es difícil predecir los patrones de flujo de la solución. • Puede requerir de mayor tiempo de lixiviación en comparación con la minería convencional. • Trabaja mejor cuando el PLS puede ser depositado en un colector bajo el nivel freático. No todos los depósitos de mineral lixiviables están situados convenientemente en un acuífero o cerca de una mesa de agua.

LIXIVIACIÓN EN BOTADEROS • Esta técnica consiste en lixiviar lastres, desmontes o sobrecarga de minas de tajo abierto, los que debido a sus bajas leyes (< 0,4% Cu) no pueden ser tratados por métodos convencionales.

FIGURA 4. Lixiviación en botaderos

• Generalmente algunas rocas son de gran tamaño (>1 m). Son depositadas sobre superficies poco permeables y las soluciones percolan a través del lecho por gravedad.

• Normalmente, son de grandes dimensiones, se requiere de poca inversión y es económico de operar, pero la recuperación es baja (40-60% Cu) y necesita tiempos excesivos para extraer todo el metal. • Su aplicación es para minerales de baja ley tanto para óxidos como sulfuros. Los ciclos de lixiviación son largos. Este sistema no requiere chancado, ya que el mineral es descargado tal cual viene de la mina sobre una pendiente o pila y luego se le implanta un sistema de riego.

Adaptado de Evaluacion Metalurgica De Lixiviacion, de Ricardo Alonso Eduardo Bustamante, 2015, http://repositorio.unsa.edu.pe/bitstream/handle/UNS A/2655/IMedbura.pdf?sequence=1&isAllowed=y

LIXIVIACIÓN EN BATEAS O PERCOLACIÓN

• Es aplicada a minerales que presentan contenidos metálicos altos o muy altos (fundamentalmente Cu, U, Au y Ag) ya que son fácilmente solubles y presentan buenas características de permeabilidad; además, debe presentarse en trozos de tamaño medio con tonelajes suficientes de mineral percolable en el yacimiento que permitan amortizar la mayor inversión inicial que requiere este tipo de proceso. El proceso puede durar de 3 a 14 días.

FIGURA 5. Lixiviación en bateas

TABLA 1. Ventajas y desventajas de lixiviación en bateas

VENTAJAS Operación flexible Soluciones ricas de alta concentración. Presenta alta eficiencia de lavado. Requiere menor volumen de agua que la agitación por TM de mena.

DESVENTAJAS Existencias de reacciones laterales no deseables. Mayores dificultades de automatización. Mayor mano de obra para mantención, reparación e inspecciones. Requiere de mayor superficie e infraestructura.

Adaptado de Lixiviacion en bateas, de Erika Cairasco, 2014, http://repositorio.unsa.edu.pe/bitstream/handle/UNSA/265 5/IMedbura.pdf?sequence=1&isAllowed=y

• Se utiliza una estructura de hormigón con forma de paralelepípedo. En donde se deposita el mineral previamente chancado para posteriormente cubrirlo con las soluciones de lixiviación hasta 1/2 o 3/4 de su volumen.

• El molde posee un fondo falso de madera, cubierto con una tela filtrante que permite la recirculación en sentido ascendente o descendente de la solución, de modo de favorecer la dilución del mineral. • Se dispone de una serie de bateas ubicadas en serie una contigua a la otra, donde cada batea está conectada a la siguiente de manera de permitir la circulación de la disolución entre estas, tal que las sucesivas recirculaciones permiten subir el contenido del metal de interés (generalmente cobre), tanto como para poder enviarlas a recuperación electrolítica directa. FIGURA 6. Bateas para lixiviación

Adaptado de Lixiviacion en bateas, de Tec. MINEBRIOS, 2014, https://wiac.info/doc-viewer

LIXIVIACIÓN EN PLAS O COLUMNAS

Figura N°7 GRAFICO DE LIXIVIACION EN PILAS

• Es un proceso que permite disolver el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una solución de ácido sulfúrico y agua Se utiliza para menas de ley baja-media. La inversión es media. .(Peña Vargas, C. E. (s. f.) Fuente:Tomada de LIXIVIACION DE MINERALES EN PILAS ).

Ventajas de la lixiviación por pilas Ausencia de molienda, pero podría requerir chancado

Bajo capital y bajo costos de operación

Puede ser usado para tratar minerales de baja ley

Simplicidad de equipos y operación

DESVENTAJAS DE LA LIXIVIACION EN PILAS Largos ciclos de lixiviación, y retención de soluciones

Menores recuperación en los procesos

Impacto económico

Impacto ambiental a largo plazo

PRINCIPALES VARIABLES DE LA LIXIVIACION EN PILAS Figura N°8 Lixiviación en pilas en Ortiz Gold mine

• • • • • • •

Tamaño de partícula Concentración de acido en la solución lixiviante Flujo especifico de soluciones Altura de pila Tiempo de lixiviación Consumo de agua Velocidad de disolución Fuente:Tomada de Metallurgium, 2013

Figura N°9 DIAGRAMA DE LIXIVIACION

LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN Son generalmente preparados para la lixiviación por molienda del mineral en agua, para minimizar los polvos y producir el tamaño óptimo de partículas.(Peña Vargas, C. E. (s. f.)

Fuente:Tomada de LOPEZ ROSELO(2013)

TIPOS DE LIXIVIACION POR AGITACION AGITACION MECANICA

Figura N°10 TIPOS DE AGITACION

Fuente: Tomada de LOPEZ ROSELO(2013)

AGITACION NEUMATICA

Figura N°11 TIPOS DE AGITACION

Fuente: Tomada de LOPEZ ROSELO(2013)

SUS VENTAJAS COMPORATIVAS CON OTROS TIPOS DE LIXIVIACION Facilidad para tratar menas alteradas

Alta extracción del elemento a recuperar

Tiempos cortos de procesamiento

Proceso continuo que permite una gran automizacion

DESVENTAJAS DE LIXIVIACON POR AGITACION

Un mayor costo de inversión y operación

Necesita una etapa de molienda y una etapa de separación sólido-líquido (Espesamiento y filtración)

PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN LA LIXIVIACION POR AGITACION

• • • • • •

Efecto Efecto Efecto Efecto Efecto Efecto

de la concentración de cianuro del tamaño de la partícula del oxigeno de la alcalinidad de la temperatura de la densidad de la pulpa

FIGURA N O9: TANQUE DE LIXIVIACION POR AGITACION FUENTE : LOPEZ ROSELO(2013)

LIXIVIACIÓN BACTEORLÓGICA

Figura N°10 Representación de Bacterias

Es un proceso de disoluciones ejecutadas por un grupo de bacterias que tienen la habilidad de oxidar minerales sulfurados, permitiendo liberar los valores metálicos contenidos en ellos. Objetivo.-Su objetivo es explotar menas que por tener baja concentración de metal no se pueden tratar con métodos tradicionales. Fuente:Tomada de Cartuche Pamela, 2013

Proceso.-Como principio general, los iones de hierro oxidado o ion férrico (Fe3+) suelen oxidar el

mineral sulfurado, que es la forma más abundante en la que se encuentran la mayoría de los metales en la corteza terrestre. Este ion férrico es generado principalmente por la actividad ferrooxidante de microorganismos que utilizan el hierro reducido o ion ferroso (Fe2+) como fuente de energía. Una de las principales funciones de los microorganismos es catalizar la re-generación de ion férrico que actúa como agente oxidante de la mena. Asimismo, los microorganismos llevan a cabo otras reacciones como por ejemplo la oxidación del azufre que se forma a partir de la liberación del ion sulfuro (S2-) que se genera en la oxidación del mineral. En las reacciones microbianas de oxidación se utiliza principalmente al oxígeno como aceptor final de electrones, por lo que los procesos de biolixiviación son fundamentalmente aeróbicos. El resultado de la biolixiviación es la generación de cationes metálicos solubles que pueden ser purificados y refinados a futuro para obtener el metal deseado.

Ventajas • Económico: La biolixiviación es en general más simple y de menor costo, y por lo tanto más fácil y barato de instalar, operar y mantener que los procesos tradicionales. • Medioambiental: El proceso no requiere de procesos de molienda y en algunos casos de chancado cuando se trabaja con mineral de granulometría gruesa, lo que implica un menor gasto energético. El consumo de agua se realiza en circuitos cerrados de soluciones, con recuperación del agua sobre un 95 % y sin generación de residuos como los relaves del proceso de flotación. La biolixiviación no implica emisiones directas de material particulado fino, óxidos de azufre ni de otros gases contaminantes como ocurre con el proceso de fundición. Sobre la base de lo antes expuesto, la biolixiviación es ambientalmente más sustentable que los métodos de extracción tradicional. • Concentración de mena: La biolixiviación puede ser usada para extraer metales de menas que son muy poco concentradas para otras tecnologías.

Desventajas • Económico: El proceso de biolixiviación es un proceso más lento donde el catión metálico se obtiene en periodos de tiempo mayor en comparación con los procesos de flotación y fundición. Asimismo, la eficiencia de extracción de la biolixiviación es menor dependiendo del tipo de mineral y el grado de exposición de la mena. Esto en algunos casos puede significar en un retraso significativo del flujo de efectivo para la operación. • Medioambiental: La generación de drenajes ácidos con contenidos significativos de ácido sulfúrico y metales pesados, producto de la actividad microbiana no controlada, constituye el principal impacto ambiental de la biolixiviación. Sin embargo, este fenómeno se da también en procesos convencionales, en particular en regiones con precipitaciones significativas, donde no se ha planificado y realizado un adecuado abandono de la faena minera.

Conclusiones • La lixviación in situ no requiere de muchos recursos tonto materiales y humanos, pero es perjucial al medio ambiente si no es bien controlado. • La biolixiviacion o lixiviación bacteriológica tiene bajos costos y también en algunas ocasiones no requiere de mucho trabajo, si sus relaves no son controlados puede ser perjudicial para el medio ambiente. • La lixiviación en pilas es el proceso mas conocido en la industria minera, especialmente en la de cobre. • En su mayoría se usa el acido sulfúrico como catalizador.

BIBLIOGRAFIA • 1.

https://hydrometallurgyperu.wordpress.com/lixiviacion-enpilas/#:~:text=PRINCIPALES%20VARIABLES%20DE%20LA%20LIXIVIACI%C3%93N,condiciones%20%C3%B3ptimas%2 0para%20el%20proceso. • 2. LIXIVIACION DE MINERLES EN PILAS https://www.ucursos.cl/usuario/27d1b90415d4029652708fa347c18e40/mi_blog/r/1_LIXIVIACION_DE_MINERALES_MEDIANTE_PILAS _Y_BATEA1.pdf • 3.LOPEZ ROSELO(2013) http://repositorio.unap.edu.pe/bitstream/handle/UNAP/2813/L%C3%B3pez_Rosello_Arturo.pdf?sequence=1&isAllow ed=y • 4. Peña Vargas, C. E. (s. f.). BENEFICIO Y TRANSFORMACIÓN. BTM. Recuperado 13 de octubre 2020. https://www.minenergia.gov.co/documents/10180/416798/beneficio.pdf • 5.CRUNDWELL , F.K. 1994. Mathematical modelling of batch and continuous bacterial leaching.

• 6. anonimo. (3 de Agosto de 2020). wikipedia. Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Lixiviaci%C3%B3n_(metalurgia) • 7 Chacon Fernandez, J., & DOMIĆ MIHOVILOVIĆ, E. (Agosto de 2013). tepositorio.u chile . Obtenido de http://repositorio.uchile.cl/bitstream/handle/2250/114460/Proposicio%cc%81n-de-un-sistema-de-lixiviacio%cc%81nin-situ.pdf?sequence=4&isAllowed=y • 8

Fabián Cárdenas, M. D. (2000). sn. Obtenido de https://www.ucursos.cl/usuario/27d1b90415d4029652708fa347c18e40/mi_blog/r/1_LIXIVIACION_DE_MINERALES_MEDIANTE_P ILAS_Y_BATEA1.pdf

Gracias