Hidrometalurgia 1 -LIXIVIACION 09-4-13
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Docente:
Ing. Juan Muñiz Delgado
Universidad Nacional de San Agustín
Facultad de Ingeneria Metalurgica
Arequipa, Abril del 2013
Tema:
“LIXIVIACIÓN”
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CONCEPTO
• Proceso Hidrometalurgico de extracción Sólido – liquido – Gas, por la disolución y/o oxi- reducción de los metales contenidos en las especies mineralogicas, mediante la acción de las soluciones lixiviantes.
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ASPECTOS BASICOS PARA LA LIXIVIACION
• La selección de los diferentes sistemas de operación se realiza de acuerdo a factores técnicos y económicos, algunos de ellos son:– Ley de la especie de interés a recuperar.– Reservas de mineral.– Caracterización mineralógica y geológica.– Comportamiento metalúrgico.– Capacidad de procesamiento.– Costos de operación y de capital.– Rentabilidad económica.
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SISTEMAS DE LIXIVIACION
• Se pueden clasificar de la siguiente manera: Lixiviación de lechos fijos:
– In situ– En botaderos– En pilas– En bateas
Lixiviación de pulpas:– Por agitación– En autoclaves
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Diferentes Técnicas de Lixiviación
Rangos de Aplicación y resultados
MÉTODOS DE LIXIVIACIÓN
En Botaderos En Pilas Percolación Agitación
Ley del mineral Baja ley Baja-media Media-alta Alta ley
Tonelaje grande Gran a mediano Amplio rango Amplio rango
Inversión mínima media Media a alta Alta
Granulometría Corrido de mina Chancado grueso Chancado medio Molienda húmeda
Recuperaciones típicas 40 a 50 % 50 a 70% 70 a 80% 80 a 90 %
Tiempo de tratamiento Varios años Varias semanas Varios días Horas
Calidad de solucionesDiluidas(1-2 gpl Cu)
Diluidas(1-6 gpl Cu)
Concentradas(20-40 gpl Cu)
Medianas(5-15 gpl Cu)
Problemas principales en su aplicación
-recuperación incompleta,
-reprecipitación de Fe y Cu,
-canalizaciones,-evaporación- pérdidas de soluciones
- soluciones muy diluidas.
-recuperación incompleta,
-requiere de grandes áreas,
- canalizaciones,- reprecipitaciones,- evaporación.
- bloqueo por finos,
- requiere de más inversión,
- manejo de materiales,
-necesidad de mayor control en la planta.
- molienda,- lavado en contra corriente
-tranque de relaves,
-inversión muy alta,
-control de la planta es más sofisticado.
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LIXIVIACION IN SITU
• La lixiviación IN SITU se refiere a la aplicación de soluciones directamente a un cuerpo mineralizado.
• Según la zona a lixiviar (subterránea o superficial) se distinguen tres tipos de lixiviación in situ:– I: Lixiviación de cuerpos mineralizados fracturados
situados cerca de la superficie. (sobre las aguas)– II: Lixiviación aplicada a yacimientos situados a
menos de 300 – 500 m de profundidad. (bajo las aguas)
– III: Lixiviación aplicada a depósitos profundos, a más de 500 m. (bajo el nivel de las aguas subterráneas)
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Tipos de Lixiviación In SITU
TIPO I TIPO II TIPO III
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LIXIVIACION EN BOTADEROS• Esta técnica consiste en lixiviar desmontes de minas de
tajo abierto.• Debido a sus bajas leyes (< 0.4% Cu) no pueden ser
tratados por métodos convencionales. • Este material, generalmente al tamaño "run of mine"
(ROM) es depositado 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.
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Lixiviación de Mineral de Cobre ROM
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LIXIVIACION EN BATEA
• También llamada lixiviación por percolación.
• Consiste en contactar un lecho de mineral con una solución acuosa que percola e inunda la batea o estanque.
• Los minerales a tratar deben presentar contenidos metálicos altos o muy altos.
• Debe ser posible lixiviar el mineral en un período razonable (3 a 14 días).
• Trozos de tamaño medio con tonelajes suficientes de mineral percolable que permitan amortizar la mayor inversión inicial.
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Equipos de Lixiviación en Bateas
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Lixiviación en Bateas
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LIXIVIACION EN PILAS
• Este método de lixiviación de minerales es también conocido como lixiviación en montones o heap leaching.
• El mineral procedente de la explotación, a cielo abierto o subterránea, debe ser ligeramente preparado en una planta de chancado y/o aglomeración.
• El objetivo es conseguir una granulometría controlada que permita un buen coeficiente de permeabilidad.
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Chancado Primario
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Chancado Secundario
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Chancado Terciario
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AGLOMERACION
• El proceso más empleado para solucionar el problema de los finos es la aglomeración.
• El procesos de aglomeración consiste en la adhesión de partículas finas a las gruesas, que actúan como núcleos.
• También ocurre la aglomeración de los finos con los finos, a partir de la distribución de tamaños en la alimentación.
• La aglomeración de las partículas del mineral se pueden llevar a cabo por humedad, por adherentes o agentes ligantes.
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Aglomeración de Partículas Minerales
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AGLOMERACION
• Aglomeración por humedad:
• El proceso más simple es humedecer el mineral con líquido.
• Esto se realiza hasta alcanzar un contenido de agua que origine una tensión superficial suficiente, para que al colisionar las partículas entre sí, los finos se adhieran a los tamaños gruesos.
• Se forma un puente líquido entre las partículas.
• La humedad puede ser 6 - 8 % para minerales limpios y 10-15 % para minerales normales.
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AGLOMERACION
• Aglomeración por adherentes:
• Para el cobre, la aglomeración se realiza con el mismo lixiviante ácido en un tambor rotatorio.
• Primero, se humecta el mineral (+/- 4%) con agua o solución pobre (refino).
• Después, se agrega ácido sulfúrico concentrado (+/- 30 kg/TM o 3%), que ataca al mineral y forma compuestos cementantes entre las partículas.
• Además de la aglomeración, ocurren reacciones químicas que conducen a la formación de sulfatos de cobre y hierro (curado).
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Aglomeración en Tambor Rotatorio
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Tambor de Aglomeración
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Planta de Aglomeración
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Tambores de Aglomeración
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LIXIVIACION EN PILAS
El mineral preparado se coloca en montones de sección trapezoidal y altura calculada para proceder a su riego con la solución lixiviante.
Después de percolar a través de toda la pila, se recolecta la solución rica que se lleva a la planta de proceso para recuperación del metal valioso.
La solución pobre sobrante del proceso de recuperación, vuelve a ser acondicionada para ser recicladas a las pilas.
En algunos casos se añade agua fresca, para reponer las pérdidas de evaporación.
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LIXIVIACION EN PILAS• La solución rica (pregnant leach solution: PLS) es
generalmente impura y diluida.• Esta solución deberá ser purificada y concentrada
antes de recuperar el metal. • En la hidrometalurgía del cobre, se realiza mediante
la extracción por solvente seguida por la electrodepositación del cobre.
• La solución rica sólo contiene 4 - 6 g/l Cu y 1 - 2 g/l H2SO4 y es impura ( 5 g/l Fe, SiO2, Al2O3, coloides, sólidos en suspensión y otros).
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Esquema de Lixiviación en Pila
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LIXIVIACION EN PILAS
• La cancha de lixiviación es la superficie de apoyo de la pila donde se coloca la impermeabilización.
• Lixiviación en pilas dinámicas es cuando la cancha es recuperada para reutilizarla con un nuevo mineral.
• Lixiviación en pilas permanentes es cuando el terreno no es recuperado y, por lo tanto, el mineral agotado queda en el depósito como nueva base para otra pila.
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Técnicas de Apilamiento del Mineral
CHANCADO
AGLOMERACIÓN
CORREACAMIÓN
CARGADOR FRONTAL
PILA
(a) Producciones pequeñas, baja inversión
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Técnicas de Apilamiento del Mineral
APILADOR MOVIL
CHANCADO
AGLOMERACIÓN
CORREA CAMIÓN
PILA
(b) Producciones pequeñas - medianas. Mejora la permeabilidad de la pila.
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Técnicas de Apilamiento del Mineral
APILADOR MOVIL
Chancado
Aglomeración CORREA
CHANCADO
CORREA FIJACORREAS MOVILES
CORREAS MOBILES
PILA
(c) Producciones medianas a grandes. Menor costo operación.
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Faja Transportadora Overland
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Red de Fajas Transportadoras Portables
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Apilamiento del Mineral en la Cancha
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Apilamiento de Mineral
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Apilamiento del Mineral en la Cancha
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Riego de la Pila de Lixiviación
• El riego de las pilas se puede realizar por dos métodos: por aspersión o por distribución de goteo.
• El último método se recomienda en caso de escasez de líquidos y bajas temperaturas.
• La tasa de riego que se utiliza es de 10-20 litros/h.m2.
SUPERFICIEDEL TERRENO
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Riego por Aspersión de Pilas de Mineral
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Vista Frontal del Pad de Lixiviación
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Vista Lateral del Pad de Lixiviación
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Solución Rica a la Poza de Recolección
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Drenaje de Solución Rica del Interior Pad
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Poza de Solución Rica
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LIXIVIACION POR AGITACION
• La lixiviación por agitación se utiliza para los minerales de leyes más altas.
• En el caso de que los minerales generen un alto contenido de finos en la etapa de chancado.
• Cuando el mineral deseado está tan diseminado que es necesario molerlo para liberar sus valores y exponerlos a la solución lixiviante.
• Es también el tipo de técnica que se emplea para lixiviar concentrados y calcinas de tostación.
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LIXIVIACION POR AGITACION
• Se recurre a la agitación mediante burbujeo o bien a la agitación mecánica para mantener la pulpa en suspensión hasta que se logra la disolución completa.
• El tiempo de contacto de los sólidos con la solución del orden de horas comparado con el proceso de lixiviación en pilas que requiere meses.
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LIXIVIACION POR AGITACION• Sus ventajas comparativas con otros métodos de
lixiviación son:– Alta extracción del elemento a recuperar.
– Tiempos cortos de procesamiento (horas).
– Proceso continuo que permite una gran automatización.
– Facilidad para tratar menas alteradas o generadoras de finos.
• Sus desventajas son:– Un mayor costo de inversión y operación.
– Necesita una etapa de molienda y una etapa de separación sólido-líquido (espesamiento y filtración).
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Equipos de Lixiviación por Agitación
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¿QUÉ ES LIXIVIACIÓN BACTERIANA?
• La lixiviación bacteriana es una secuencia de reacciones químicas, expontáneas y naturales que actúan en los minerales sulfurados a base de micro-organismos denominados bacterias, quienes realizan la oxidación de estos sulfuros.
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ACTIVIDAD BACTERIANA
LAS BACTERIAS HACEMOS UN TRABAJO
COMPARTIDO
SULFOLOBUS
LEPTOSPIRILLUM
FERROXIDANS
CHON
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LA BACTERIA EN MATRIZ DEL MINERAL
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PURIFICACION Y CONCENTRACION
• Los procesos de purificación y/o concentración se pueden dividir en varias categorías:
– Hidrólisis
– Cementación
– Precipitación de un compuesto específico
– Extracción por solventes
– Resinas de intercambio iónico
• Para evaluar un proceso de separación, los criterios son:
– la selectividad de la separación.
– la recuperación (o grado de remoción).
– el consumo de reactivos (o de energía).
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PURIFICACION Y CONCENTRACION
• En un proceso de purificación o de concentración, siempre hay dos fases en contacto ( líquido - sólido o líquido - líquido).
• Purificación si la impureza va a la otra fase.• Concentración si el elemento deseado va a la otra fase.• Estos procesos dependen de:
– la naturaleza del elemento deseado– las impurezas presentes en la solución– el tipo de proceso de recuperación– el grado de pureza deseado para el producto final
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GRACIAS…!