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UNIVESIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINAS Y METALURGIA “ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA”

INFORME: LIXIVIACION DEL COBRE

CURSO:

Metalurgia General

DOCENTE:

Ing. Milner Segovia Segovia

INTEGRANTES:          

ALFREDO HUAYPA ROMERO DERLY QUISPE ESPERILLA CRISTIAN HUAMAN BLANCO TOMMY HUILLCA ANCCO NELSON ESQUIVEL CHAÑI RUSBELT SOTA MAMANI RUSSIELD MAMANI ARQUE WALDIR DIAZ ATAYUPANQUI DANIEL DIAZ ANDERSON MUÑOZ TUPAHUACAYLLO

CUSCO-PERU

PRACTICA DE LIXIVIACION DE COBRE Visto los factores que influyen en la ineficiencia del proceso, el presente estudio tiene como finalidad desarrollar una metodología sistemática de apoyo para optimizar los procesos de lixiviación de minerales oxidados de cobre, por lo tanto, incrementar o mantener la recuperación de cobre y disminuir la concentración de iones contaminantes en el PLS, dentro de un circuito cerrado de obtención de cobre OBJETIVOS: Obtener el cemento de cobre a partir de la solución lixiviada de cobre utilizando instrumentos como: -

Solución lixiviada de Cu y purificada de cobre Balanza

-

Vaso presipitado

-

Agitador

PROCEDIMIENTO:

1.- Pesar 47 gr de sulfuro de cobre………………………

2.- agregar 16 gr de ierro. 3.- Agitar ….. 4.- … y pesar ………..

CUESTIONARIO: 1.- DESCRIBIR LA LIXIVIACIÓN DE COBRE EN LA EMPRESA MINERA CERRO VERDE:

Dispone de un total de 212Mt de mineral, de los cuales 168,9Mt corresponden a mineral de sulfuro secundario del yacimiento Cerro Verde, y 43,1 Mt a mineral oxidado del yacimiento Cerro Negro. La operación del PAD 4B permite continuar con las actividades de lixiviación en Cerro Verde por lo hasta el año 2027. Cerro Verde es una mina de cobre y molibdeno a rajo abierto, y para sus dos fases de realización, pretende emplear un total de 565 trabajadores. La mina es una operación de Freeport-McMoRan Copper & Gold Inc. menos

2.- DESCRIBIR LA PURIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE LIXIVIADO DE COBRE EN LA EMPRESA MINERA CERRO VERDE: Una faja de aproximadamente 3,2 km de largo, transporta el mineral aglomerado hacia la plataforma de lixiviación pad 4. Fajas portátiles llevan el material aglomerado de la faja transportadora a una faja apiladora radial sobre el pad 4. El material es colocado en pilas de 6 metros de altura a una gradiente de 3%. Las fajas están equipadas con controles de alineamiento, sobrecarga y controles de velocidad cero conectadas a un sistema PLC, que controla y monitorea todo el proceso. Actualmente, los Pads 1, 2A, 2B y 2D están conectados y operan como un solo pad grande para lixiviar mineral ROM de baja ley. El pad 2C también es usado para tratar ROM, pero no está conectado a los otros pads. Estos pads actualmente acomodan al 25% del mineral minado y producen aproximadamente el 10% de la producción de cobre de Cerro Verde. El material ROM es depositado en bancos de 10 metros de altura y lixiviado con solución refino proveniente de la planta de extracción por solventes (SX) por 360 días. La solución es colectada en las pozas 1 y 2 y bombeada al pad 4 como una solución intermedia o de avance de lixiviación. Los pads 2 y 3 son lixiviados para la producción de cobre residual. En estos pads no se ha colocado mineral fresco desde 1994, sin embargo conjuntamente con el cobre residual del pad 1, constituyen el 5% de la producción de cobre de Cerro Verde. Todo el mineral aglomerado es colocado en el pad 4 y lixiviado por 230 días. Este pad actualmente produce cerca del 85% de la producción de cobre de Cerro Verde. La solución de lixiviación consiste de una mezcla de raffinate de la planta SX y la solución de avance de los otros pads. La solución lixiviada o PLS es colectada en la poza 4 y bombeada a lo largo de 4 km hacia la planta SX. 3.- ESCRIBA LA REACCION QUIMICA CORESPONDIENTE:

CuCO3 . Cu(OH)2 (s, verde) -------> CO2 (g) + H2O (g) + 2 CuO (s, negro) 4..- AVERIGUAR QUE CONCENTRACION DE COBRE EXISTE EN LA LIXIVIACION Y EN LA PUIRFICACION: Para mejorar la ley de un concentrado de Cobre conteniendo 2 % de Cinc, se sometió este concentrado a una lixiviación ácida con cloruro de Calcio. En primer lugar se caracterizó el concentrado, por EAA, DRX y análisis por SEM/EDS. En el proceso de lixiviación selectiva, una gran cantidad de Esfalerita se disolvió y produjo evolución de sulfuro de Hidrógeno. La presión fue siempre mantenida bajo una atmósfera. La lixiviación selectiva produjo una solución acuosa de Zinc, mientras los sulfuros de Cobre no sufrieron cambios. Se estudiaron los efectos del tiempo de contacto, concentración de cloruro de Calcio, pH, tamaño de partícula y temperatura en la reacción del concentrado de Cobre y

la solución ácida conteniendo cloruro de Calcio. También se estudiaron aspectos cinéticos de la disolución del Cinc, concluyendo un control de lixiviación por reacción química en la superficie. Las mejores condiciones para la lixiviación del concentrado de Cobre fueron concentración de cloruro de Calcio 4 M, HCl 2M, 30 min de reacción, 450 rpm de agitación y 70ºC de temperatura. 5.- QUE REACTIVOS EXISTEN PARA LA PURIFICAION DE LAS SOLUCIONES LIXIVIADOS DE COBRE: A diferencia de otros minerales, el cobre no se encuentra concentrado, como el petróleo, en lugares específicos. Por eso, se hace necesario someter los minerales extraídos a distintos procesos cuya finalidad es obtenerlo puro. En la actualidad, y a diferencia de lo que sucedía siglos atrás, cuando el cobre se encontraba en yacimiento de alta ley, el mineral rojo generalmente aparece junto a minerales sulfurados, aunque también se lo encuentra asociado a minerales oxidados, por lo que dependiendo del tipo, sus procesos productos son diferentes. Si es mineral sulfurado el proceso es el siguiente, que consta de cuatro pasos: I.Extracción: Tanto para minerales sulfurados como para minerales oxidados, el punto de partida es el mismo: la extracción del material. Ésta se puede realizar tanto desde las minas a rajo abierto o como de las subterráneas o la combinación de ambas. Su objetivo es extraer la porción mineralizada con cobre y otros elementos desde el macizo rocoso de la mina, para hacerla llegar hasta la planta. La extracción consiste básicamente en fragmentar la roca, de manera que pueda ser removida de su posición original, para luego cargarla y transportarla hacia el sitio donde se someterá a un proceso para obtener el cobre y otros elementos. II. Chancado, molienda y flotación: Dado que el material se encuentra en tamaños muy diferentes, el primer paso es reducirlo a niveles más uniformes, cuyo máximo no supere 1,27 centímetros. Para poder lograrlo, los fragmentos extraídos son introducidos en “chancadores” que son equipos eléctricos que trituran la roca a través de movimientos vibratorios. La molienda, reduce aún más el tamaño de las partículas, para que éstas puedan alcanzar un volumen inferior a los 0,18 milímetros. Aquí se emplean grandes molinos cilíndricos, que a través de bolas o barras de acero muelen las piedras. En ambos molinos el mineral se mezcla con agua para lograr una molienda homogénea y eficiente. La pulpa obtenida en la molienda es llevada a la siguiente etapa. Finalmente la pulpa llega al proceso de Flotación. Este proceso físico-químico permite la separación de los minerales sulfurados de cobre del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original.

Aquí, la pulpa, que tiene ya tiene incorporados los reactivos necesarios para la flotación, se introduce en receptáculos como piscinas, llamados celdas de flotación. Desde el fondo de las celdas, se hace burbujear aire y se mantiene la mezcla en constante agitación para que el proceso sea intensivo. Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se obtiene el concentrado, en el cual el contenido de cobre ha sido aumentado desde valores del orden del 1% (originales en la roca) a un valor de hasta 31% de cobre total. El concentrado final es secado mediante filtros y llevado al proceso de fundición. III.Fundición: Este proceso consta de cuatro etapas:

1. Recepción y muestreo: Ya que los concentrados tienen diferentes procedencias, es necesario hacer un muestreo y clasificarlos de acuerdo a su porcentaje de humedad y su concentración de cobre, hierro, azufre, sílice. De acuerdo a los resultados obtenidos del análisis de laboratorio, el material se almacena en silos, desde donde se despacha a los hornos de fundición. 2 .Fusión: El concentrado seleccionado se somete a temperaturas de 1.200ºC para pasar de estado sólido a líquido. Así,los distintos componentes se separan según su peso quedando los más livianos en la parte superior del fundido, mientras que el cobre se concentra en la parte baja. Esta fase se realiza en hornos especiales de gran tamaño y capacidad. 3. Conversión: La finalidad de este proceso es obtener cobre de alta pureza. Para lograrlo se emplean hornos convertidores cilíndricos, que entregan cobre blister con un 96% de pureza. 4 .Pirorrefinación: Su finalidad es refinar aún más el cobre blister, eliminando el porcentaje de oxígeno presente, alcanzado purezas del 99,7%. Este producto se denomina cobre RAF (refinado a fuego), que se entrega en moldeado en placas gruesas, en forma de ánodos, con un peso aproximado de 225 kilos, el que se puede vender directamente o bien, ser enviado al proceso de electrorefinación. IV.Electroobtención: Proceso de electrometalurgia mediante el cual se producen cátodos de alta pureza (99,99%). Ahora, si proviene de minerales oxidados, se puede aplicar una tecnología más moderna que se llama “Lixiviación”, que consta de 3 pasos:

I.Lixiviación en pilas: Este es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. El proceso se realiza en tres etapas:

1.Chancado:El material extraído del la mina se fragmenta con el objetivo de reducir el tamaño para que los materiales oxidados puedan ser sometidos a la infiltración de una solución ácida.

2. Formación de la pila: Mediante correas transportadoras el material es llevado hacia donde se formarán las pilas. En el trayecto se le irriga por primera vez una solución de agua y ácido sulfúrico. Cuando llega a su destino, se deposita en pilas de 6 a 8 metros de altura, sobre el que se ubica un sistema de riego por goteo.

3. Sistema de riego: La solución que se vierte es una mezcla de agua con ácido sulfúrico, que disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, que es recogida por un sistema de drenaje ubicado en la parte inferior y llevada fuera de estas pilas de lixiviación. Este riego dura entre 45 a 60 días. Así 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. II. Extracción por solventes: En esta etapa la solución que viene de las pilas de lixiviación, se separa de las impurezas que pueda haber arrastrado para concentrar su contenido de cobre, pasando de 9gpl a 45 gpl, mediante una extracción iónica. III. Electroobtención: Proceso electrometalúrgico mediante el cual se recupera el cobre disuelto en una solución concentrada de cobre. Así, se recupera el cobre de una solución electrolito concentrado para producir cátodos de alta pureza de cobre (99,99%).

6.- EN LA PURIFICACION DE SOLUCIONES DE COBRE EN QUE CONSISTE LA EXTRACCIÓN Y LA REEXTRACCION DE COBRE.: El cobre aparece vinculado en su mayor parte a minerales sulfurados, aunque también se lo encuentra asociado a minerales oxidados. Estos dos tipos de mineral requieren de procesos productivos diferentes, pero en ambos casos el punto de partida es el mismo: la extracción del material desde la mina a tajo (rajo) abierto o subterránea que, en forma de roca, es transportado en camiones a la planta de chancado, para continuar allí el proceso productivo del cobre. Las mejoras en las propiedades de los agentes de extracción diseñados para la extracción de cobre de disoluciones sulfúricas se resumen en la tabla I. Estas mejoras se deben a varias razones como: a) el desarrollo de nuevas moléculas, por ejemplo el componente activo de los agentes P-l, SME 529 y LIX 860, b) mejora en los procesos de producción de estos agentes, por ejemplo la fabricación del LIX 84; c) posibilitar el cambio en las propiedades de un determinado agente de extracción, por ejemplo las mezclas entre las aldoximas y los modificadores y/o cetoximas. Existen dos clases de agentes de extracción que se pueden considerar como modernos, las cetoximas, en los que el grupo oxima está unido a un grupo metilo, y las aldoximas, donde el grupo oxima se une a un hidrógeno. En la figura 1 se muestran las estructuras generales de ambos compuestos genéricos. La tabla II compara las propiedades de ambos compuestos así como de mezclas de ambos. Las cetoximas son unos agentes de extracción del cobre que operan mejor cuando la disolución de lixiviación está templada y con un valor de pH igual o superior a 1,8. Casi todas presentan una buena transferencia de cobre incluso cuando el circuito emplea una etapa de extracción.