08 Procesos de Recuperacion 2014

8/18/2019 08 Procesos de Recuperacion 2014

1/37

Procesos de recuperación paraalgunos minerales de relevancia

en Chile

MENAS AURÍFERAS YARGENTÍFERAS

ORO, Au

PLATA, Ag


2/37

Mena aurífera

Conminución(chancado, molienda)

Concentracióngravitacional

AmalgamaciónFlotación

(sulfuros auríferos, teluros)

Oxidación por presiónBio-oxidaciónTostaciónRemolienda

Retorting Procesos de lixiviación

Procesos de extracción(precipitación, adsorción)

Concentrado

AMALGAMACIÓN PORMERCURIO

Utilizada en la explotación de oro en pequeña escala, debido a su sencillezy la poca inversión de capital.

En este proceso el oro es atrapado por el mercurio para formar unasustancia muy viscosa y de color blanco brillante llamada amalgama.

La recuperación final del oro se realiza calentando la aleación, lo que produce evaporación del mercurio.


3/37

Molienda


4/37


5/37

El refogado o quema de la amalgamaconsiste en evaporar el mercuriomediante calor, quedando el oro en el

residuo sólido. El oro no se evapora.

Esta separación del mercurio deberealizarse utilizando una retorta, nunca enun depósito abierto.


6/37

Reacciones químicas de disolución

y precipitación de oro• Disolución de oro por cianuro de sodio Ecuación de

ELSNER.4Au + 8NaCn + O2 + 2H2O = 4AuNa(Cn)2 + 4NaOH

• Cementación del oro a partir del complejo de cianuro por polvo de zinc (proceso Merrill-Crowe)

AuNa(CN)2 + 2NaCn + Zn + H2O = Na2Zn(Cn)4 +Au +H + NaOH


7/37

Mena aurífera

Conminución(chancado, molienda)

Concentracióngravitacional

AmalgamaciónFlotación

(sulfuros auríferos, teluros)

Oxidación por presiónBio-oxidaciónTostaciónRemolienda

Retorting Procesos de lixiviación

Procesos de extracción(precipitación, adsorción)

Concentrado


8/37

IDENTIFICACION

DE LA MENA

CUANTIFICACION

DE LA MENA

GRADO DE

LIBERACION

GRANULOMETRIA

OCURRENCIA Y

CONDICION

ESTRUCTURAL

IDENTIFICACION

E INTENSIDAD DE

LA GANGA

RECUPERACION

DE COBRE

FLOTACIÓN MINERALESSULFURADOS

Elemento Nombre Fórmula

Cu

Calcocina Cu2S

Covelina CuS

Bornita Cu5FeS4

Calcopirita CuFeS2

Fe Pirita FeS2

Mo Molibdenita MoS2


9/37

Eduardo Campos Geología de Minas2004

Procesos de Fragmentación

Chancado y Molienda

La Conminución


Conminución

• Es la reducción de tamaño de trozos

grandes a fragmentos pequeños.

• Este proceso se lleva a cabo en dos

etapas relacionadas, pero separadas,

las cuales son chancado y

molienda.


10/37


Chancado y Molienda

Explosión destructiva

Trituración primaria

Trituración Secundaria

Molienda gruesa

Molienda fina

Remolienda

Molienda Superfina

Reducción

de TamañoTamaño de laAlimentación

Tamaño delProducto

Infinito

1 m

100 mm

10 mm1 mm

100 m

10 m

1 m

100 mm

10 mm

1 mm100 m

10 m

1 m



11/37

Objetivos de la flotación

• Obtener una alta recuperación conjuntamente con unaalta ley en el concentrado

• La Recuperación es el porcentaje en peso de mineral útil(cobre) contenido en el concentrado en relación almineral útil contenido en la alimentación del mineral.

• La Ley del Concentrado es el porcentaje en peso demineral útil contenido en el concentrado en relación alpeso de concentrado.

El proceso deFLOTACION se basa enlas propiedadessuperficiales de laspartículas minerales, omojabilidad superficial delos sólidos, lo cual permiteclasificarlos en dos tipos:

- Sólidos Hidrofóbicos (aerofílicos)

- Sólidos Hidrofílicos (aerofóbicos)


12/37

• Estas propiedades son importantes dado que elsistema de FLOTACION es de carácterheterogéneo formado por :

- Fase Sólida: Menas y Ganga- Fase Líquida: Agua y REACTIVOS DE

FLOTACION (disueltos)- Fase Gaseosa: Burbujas de Aire

• La posibilidad de que algunas partículas flotenselectivamente dependerá de como se comportenen las distintas interfases :

- Interfase Sólido-Líquido- Interfase Sólido-Aire - Interfase Líquido-Aire

La FLOTACION ESPUMANTE ó FLOTACIONCONVENCIONAL funciona bien a tamaño de partícula entrelos 0,3 - 0,002 mm , dependiendo del peso específico (densidad)de los minerales valiosos y de su grado de liberación.


13/37

• La FLOTACION de minerales utiliza reactivos deFLOTACION (tenso-activos), los que pueden ser

colectores ó espumantes. Estos reactivos químicostienen una cabeza polar activa que es capaz dereaccionar con la superficie del mineral y, una cadenano polar (apolar) que sólo interactúa a través defuerzas muy débiles, lo que le da como característicaprincipal el ser hidrofóbica.

Colectores ó Promotores • Xantatos (SF-114)

• Ditiofosfatos (SF-554)

• Xantoformiatos (SF-203)

• Tionocarbamatos (SF-323)

Espumantes• Aceite de Pino (AP)

• Metil-Isobutil-Carbinol (MIBC)

• Glicoles (Dow-Froth)


14/37

PROCESOS QUIMICOS EN LA FLOTACION

Porción CadenaOrgánica R

R O C

S

S-

H+

Na+

Campo de Hidrofobícidad

Porción Polar Aniónica

Adsorción

ESPUMANTEHETEROPOLAR

BURBUJA

PARTICULADE ESPECIE

SULFURADA

COLECTORHETEROPOLAR

ANIONICO

H2O

1000 r.p.m.

OH-COOHCO

NH2

Porción Polar Aniónica

Adsorción

CARGAELECTROSTÁTICADE LA PARTICULAACONDICIONADAPOR SISTEMA DE

FLOTACIÓN

----- +

+++

30 % + 65 #pH = 10,5

MALLA MICRONES

35 500

48 300

65 212

100 150

150 106

200 75

270 53

325 45

400 38

MALLA TYLER

1 mm = 1000 µm

400

200

150

15 Limite empírico mínimo degranulometria para Flotaciónespecie sulfurada útil

Zona teórica Flotaciónde Limpieza especiesulfurada útil

Limite empírico máximode granulometria paraFlotación Primaria especiesulfurada útil = n

= n

Masa 1 = Masa 2

PROCESOS FISICOS EN LA FLOTACION

BURBUJASENCUENTRO

10

50

100

1 10 100 1000

Tamaño (µm)

%

R e c u p e r

a c i ó n

Cu

Mo

Fuente: Morales et al., 1998

Atracción PorTensión

Superficial


15/37

La FLOTACIONESPUMANTE óFLOTACIONCONVENCIONALfunciona bien atamaño de partículaentre los 0,3 - 0,002mm , dependiendodel peso específico

(densidad) de losminerales valiosos yde su grado deliberación.

CELDA DE FLOTACIONCONVENCIONAL

Se aplica apartículas de

granulometría fina(< 0,002 mm), las

cuales por sutamaño tienen

problemas para ser

recuperadas en laFLOTACION

CONVENCIONAL.

AGUA DE LAVADO

ESPUMA

ZONA DE

COLECCIÓN

ENTRADA DE AIRE

SALIDA DE JALES

SALIDA DEL CONCENTRADO

MINERAL

F L O

T A C I O N

C O L

U M N A R ZONA DE


16/37

MENAS MAGNÉTICASÓXIDOS


17/37

Magnetita se concentra por separación magnética.


18/37

• Magnetita se concentra por separación magnética.

• Los finos no magnéticos son tratados porflotación de cuarzo y silicatos; o flotando lahematita especular.

• Principales colectores: Ácido carboxílico ysulfonatos de petróleo

•

Ocasionalmente, sales de amina en circuito ácido.• Para la remoción de silicatos se usa reactivos

catiónicos en circuito alcalino.

• Los concentrados de finos son pelletizados ysinterizados.


19/37

Precio de menas de hierroUS$ por tonelada

Precios: Mena de hierro: US$ 170 tonAcero: US$ 600 ton

Obtención de aluminio

Precios: Bauxita: US$ 31 tonAlumina: US$ 415 tonAluminio: US$ 1.900 ton

Criolita: Na3AlF6


20/37

Para obtener una tonelada de aluminio

Precio Aluminio: US$ 1.900 ton


21/37

MINERALES OXIDADES DECOBRE

Principales tipos de Lixiviación

Lixiviación In Situ

Lixiviación en Botaderos

Lixiviación en Pilas

Lixiviación en Bateas


22/37

¿Qué es la lixiviación?

• Proceso hidro-metalúrgico. Esto significa que, con la

ayuda del agua como medio de transporte, se usanquímicos específicos para separar los minerales valiosos(y solubles en dichos líquidos) de los no valiosos.

Proceso de lixiviación

Operación delixiviación

Mineral oconcentrado

Ripios orelaves

Soluciónlixiviadora

Solucióncargada


23/37


Atacamita CuCl2 3Cu(OH)2

Cu Cuprita Cu2O

Tenoríta CuO

Malaquita CuC03.Cu(OH)2

Crisocola CuSiO3 2H2O


Calcocina Cu2S

Cu Covelina CuS

Bornita Cu5FeS4

Calcopirita CuFeS2

Lixiviación de minerales oxidados

• Reacciones típicas de disolución son :

• Cu2CO3(OH)2 + 2H2SO4 = 2 CuSO4 + CO2 +3H2O

• Cu2O + H2SO4 + Fe2(SO4)3 = 2CuSO4 + H2O +2FeSO4


24/37

Lixiviación In Situ

No se aplican los métodos de lixiviación convencional.

Esta técnica se ha sido utilizada para lixiviar cobre y uranio.

La principal desventaja del proceso es la canalización que no permite

una distribución uniforme.

Bajo costo e inversión.

Lixiviación en Botaderos

Se aplica a materiales generalmente de baja muy ley.

Pueden contener 50.000 a 300.000 toneladas.

La solución de lixiviación, agua o ácido sulfúrico diluidoes regada en la parte superior del botadero y se filtra através del material recolectándose en la base.


25/37

Lixiviación en Bateas

Se aplica a minerales oxidados más ricos y más limpios que lastécnicas anteriores.

El ciclo de lixiviación es de 6 a 12 días.

Este método es altamente efectivo ya que se logra entre 90 y 100%de recuperación de mineral soluble.


26/37

Lixiviación en Pilas

El mineral tiene una mayor ley y económicamente paga por untratamiento de chancado, de tipo secundario y terciario y aglomerado

para mejorar la permeabilidad del lecho del mineral.

Esta técnica es usada como método primario de tratamiento deminerales oxidados y mezcla de óxidos y sulfuros secundarios.

Las pilas pueden variar en altura entre 3 y 10 metros de altura.

Se distinguen tres tipos de pilas

Dinámica

Permanente

ROM


27/37

Preparación del Mineral

AlimentadorVibratorio

Grizzly

Tambor

AglomeradorH2SO4 y H2O

Sistema ApilamientoLaurel

Alimentador

ChancadorPrimario

Mandibula

ChancadorSecundario

Conico

ChancadorTerciarioConico

MallaVibradora

Acopio deMineral

Alimentadores Vibratorios

Curado de Acido

Acondicionar el mineral paralograr mejorar la disolución.

Acelerar la cinética de lixiviaciónde los minerales.

Exhibir en la solución un mayorpotencial oxidante.

Flexibilizar la concentración de lassoluciones obtenidas en lixiviación.

Mejorar la calidad de losaglomerados.


28/37

Circuito de Lixiviación en Pilas

Lixiviación

SX

Piscina ILS

Piscina PLS

REFINO

Holding

ILS

Lixiviación Secundaria

PLS

Lixiviación Primaria

ILS

Piscina de Refino

4,0 lts/h m²0,3 gpl Cu++

6,0 gpl H+

2,12 lts/h m²

3,,61 lts/h m²


4,3 gpl H+


1,7 gpl H+

5,73 lts/h m²0,35 gpl Cu++

6,50 gpl H

Agua0,39 lts/h m²

3,88 lts/h m²1,30 gpl Cu++

3,40 gpl H+

3,61 lts/h m²


29/37

Pila dinámica ; Pila permanente ; Pila ROM

Procesos Hidrometalúrgicos

• Extracción de metales con métodos físico-químicos en faselíquida.

• La hidrometalurgia se desarrolla en tres etapas:

LIXIVIACIÓNPURIFICACIÓN y/oCONCENTRACIÓN

PRECIPITACIÓN

SX Electro-obtención (EW)


30/37

Diagrama de flujos que incorpora la lixiviación delmineral, SX y la recuperación electrolítica de los

cátodos de Cu (modificado de Domic, 2001)

Extracción por Solventes (SX)

Operación de transferencia de masas en un sistema de dos fases líquidas.Este proceso tiene como objetivo purificar, concentrar y separar los metalesde interés económico.

La extracción se realiza por adición de reactivos químicos orgánicos afinesa los metales (oximas, cetonas, etc.).

HO

R

C

NOH

A 2 RHorg + [Cu2+ + SO42-]ac

R 2Cuorg + [2H+ + SO42-]ac

Estructura general de los reactivos

Reacción química básica del procesode SX


31/37

Extracción: Transferencia del metal de interés (Cu) de faseacuosa a fase orgánica. A partir del PLS (6 – 6,5 gr/l Cu) segenera una liquido con un orgánico cargado (Extracto, 18 gr/l Cu

en primera extracción y 33-35 gr/l en segunda extracción) con elmetal y una fase acuosa sin el metal (Refino)

Liquido Extractante

Cu+2

P S

Cu+2

Refino

Extracto

Lavado

Pila lixiviación

Ca+2Mg+2

Fe+2

Mg+2

Fe+2

Ca+2

Decantado

Lavado (scrubbing): Remoción selectiva de metales impurezas(distintos al de interés) del extracto orgánico.

Cu+2

Extracto

Ca+2

Mg+2

Fe+2

Aditivo

Cl-2

Cu+2

Extracto

Lavado

Ca+2

Mg+2Fe+2

Cl-2

SO4-2

SO4-2

Stripping


32/37


33/37

Rangos de aplicación y Resultados• Ley de mineral: baja – media•

Tonelaje: grande – mediano• Inversión: media• Granulometría: chancado grueso• Recuperaciones típicas: 65 - 75 %• Tiempo de tratamiento: semanas• Calidad de las soluciones: diluídas• Tratamiento general posterior: (1-2 gpl Cu)

Cementación/SX – EW

• Problemas principales: recuperación incompleta,gran área canalizaciones, re-precipitaciones,evaporación de soluciones diluídas, pérdida desoluciones

Ventajas del método• Baja inversión pues sólo utiliza el chancado como método de

conminución de la mena, a grados máximos de 100 % -1/4",con un grado de aglomeración de los finos que permitala libre percolación de la solución disolvente.

• Bajo costo de operación por la misma razón anterior ydebido a que los movimientos de materiales son mínimos,comparados con el volumen de movimiento de soluciones.

• El tiempo de lixiviación está dado en días o meses, en vez dehoras como en la lixiviación agitada.

• El tratamiento se realiza con soluciones diluidas deldisolvente a bajas tasas de riego.


34/37

Tratamiento de Nitratos yhalogenuros

Salmueras

• Las salmueras son bombeadas desde abajo de la cortezasalina, en dos áreas diferentes del salar.• En una de ellas, las salmueras extraídas contienen

niveles de concentración de potasio y litio sin precedentes. En la otra, las salmueras obtenidascontienen altas concentraciones de sulfato y boro.


35/37

Salmueras• Luego de su extracción, las salmueras son ubicadas en las

lagunas de evaporación solar.• De las soluciones resultantes y tras una serie de procesos,

se produce cloruro de potasio, carbonato de litio, sulfato potásico, ácido bórico y cloruro magnésico.

• Además, se aprovechan las sinergias: así, produce nitrato potásico mezclando el cloruro potásico obtenido desde lassalmueras y el nitrato de sodio contenido en el caliche.

Principales productos y sus áreas de aplicación


36/37

Fuentes de Litio• El litio se obtiene de dos fuentes

principales:

– Yacimientos en vetas.

– Salmueras naturales.

Procesos de producción• La producción de carbonato de litio se origina a partir de

soluciones de cloruro de litio obtenidas en el Salar de Atacamacomo sub-producto de la producción de cloruro de potasio.

• Dichas soluciones son posteriormente procesadas para producircarbonato de litio en una planta ubicada en el Salar del Carmen.

• Las salmueras no utilizadas son reinyectadas al salar del Carmen.


37/37

Procesos de producción

MIC9000.00

FIN9000.60

UNC9000.60

FIN9000.00

COLECTORDE FINOS

SECADOR

AGUA BLANDA

POZAS DEDESCARTE DE

SOLIDOS

HIDROXIDO DEMAGNESIO

CARBONATO DEMAGNESIO

POZAS DEDESCARTE DE

LIQUIDOS

ORGANICO

ORGANICO

SOLUCIONCAUSTICA

SALAR DEL CARMENSALAR DE ATACAMA

SALMUERA

DE LITIO

ETAPA DEEXTRACCIONPOR SOLVENTE

CAMION APUERTO

MICRONIZADORES

CENIZA DESODA

HARNEROS

ETAPAS DEPURIFICACIONDE MAGNESIO

REACTIVO DE CAL

CRY9000.00GRA9000.00

CENTRIFUGAS

FILTROSPRENSA

FILTROSTAMBOR

MOLINO

LICOR MADRE

HARNEROS

UNC9002.60 FIN9001.99

CENIZA DE SODA PARASALMUERA BAJA LEY

Obtención de Litio Metálico• Los cátodos son de acero y los ánodos barras de grafito. La

eficiencia eléctrica es del 80% y la recuperación de litio es de98% en peso, calculados en base al litio contenido en el LiCl.

• Por cada kilo de Li metálico se generan 5k de Cl2 gas.

• Empleando LiCl y KCl en alto grado de pureza se obtiene Limetálico mayor de 99,8%.

Reacciones:

• En el ánodo: 2Cl- Cl2 + 2e-

• En el cátodo: Li+ + e- Liº

08 Procesos de Recuperacion 2014

Documents

Transcript of 08 Procesos de Recuperacion 2014