Procesos - Fernando Torres - Jaime Diaz[1]
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PROCESAMIENTO DE MINERALES
FERNANDO TORRES/JAIME DIAZ
Mayo 11, 2009
SEMINARIO
COMPETENCIAS
EN RECURSOS Y RESERVAS MINERAS
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2CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Índice
• Aspectos de Procesos Relevantes
-Caracterización Metalúrgica
-Caracterización Mineralógica
• Procesamiento de Minerales
-Proceso Concentración
-Proceso LX-SX-EW
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3CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Aspectos Relevantes de Procesos
• Qué, cuánto hay y de qué calidad, en el yacimiento ?
-Reservas, recursos: Cantidad y leyes. Tipo de mineral según su
geología.
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4CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Aspectos Relevantes de Procesos
• Cómo y cuánto se puede recuperar de sus elementos de interés?
• Qué tipo y calidad de producto comercial se puede lograr ?
-Pruebas metalúrgicas a nivel laboratorio y piloto
-Caracterización mineralógica
-Pruebas de reducción de tamaños de partículas
- Pruebas de concentración o lixiviación
- Pruebas de espesamiento
-Pruebas de filtrado
- Pruebas de reología de pupas
- Pruebas para sistemas de manejo de minerales y productos secos
-Simulación del procesos
-Optimización del proceso
-Dimensionamiento del proceso para diseñar instalación y estimar costos de
capital y operación.
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5CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Caracterización Mineralógica
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6CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Caracterización Mineralógica
Análisis microscópico (1) Análisis microscópico (2)
Análisis microscópico (1)
Análisis granulométrico
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7CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Caracterización Metalúrgica – Laboratorio
Test de Abrasión ATWAL
Work Index - Chancado
Test de Torque
Work Index - Bolas
Test SMC JK
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8CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Caracterización Metalúrgica – Laboratorio
Flotación en celdas
convencionales Sedimentación de mineral,
relaves y/o concentrados
Lixiviación en botellas
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9CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Caracterización Metalúrgica – Piloto
Molienda Sag Flotación celdas convencionales
Lixiviación en columnas
Filtración
Extracción por Solventes
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10CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Pruebas Metalúrgicas
• Costos pruebas:
- Ingeniería de Perfil : US$ 5,000 - US$ 50,000
-Pre-factibilidad : US$ 50,000 - US$ $250,000
-Factibilidad : US$100,000 - US$ 1,000,000 o más
• Costo en pruebas depende de tipos de pruebas a realizar y la
cantidad de muestras a ensayar, que depende del grado de precisión
buscado para representar la variabilidad de las propiedades del
yacimiento.
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11CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Resultados Pruebas Metalúrgicas
• Resultados:
-Flowsheet de Procesos factibles de aplicar
-Tasa de procesamiento factible
-Recuperación metalúrgica de elementos de interés e impurezas no
deseables
-Calidad de productos intermedio y finales
-Consumos de insumos: Reactivos, medios para reducción de tamaño del
mineral.
-Consumos de suministros: Energía eléctrica, agua.
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12CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Aspectos Relevantes de Procesos
• Qué costo de operación ?- Nivel de tratamiento y producción
- Proceso de concentración o extracción (tecnología)
- Condiciones del sitio e infraestructura requerida
- Precio de recursos (estado de la industria)
• Qué nivel de ingresos ?- Ley del mineral a tratar
- Ritmo de tratamiento de mineral
- Recuperación de los elementos de interés (produto, co producto y/o sub producto)
- Calidad de los productos (concentrados o elemento metálico)
- Precio según mercado respectivo y condiciones de contratos con compradores
• Qué monto de inversión ?- Nivel de tratamiento y producción
- Proceso de concentración o extracción
- Condiciones del sitio e infraestructura requerida
- Precio de recursos (estado de la industria)
Costo Operación
US$/ton mineral
Lixiviación 3,2 - 4,4
Concentración 3,8 - 6,0
Proceso
Lixiviación US$/Lb Cu producida 4000 - 6000
Concentración US$/TPD 9000 - 12000
Proceso Unidad Costo Inversión
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13CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Costos de Producción
• Los costos de procesos representan del orden del 50% del costo total
operacional y de éste, el 50% aproximadamente corresponde a
operaciones en reducción de tamaños (concentración).
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14CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Aspectos Relevantes de Procesos
• Dónde empezar ?
-Pruebas metalúrgicas mineral de exploración
- Laboratorios metalúrgicos: Universidades, institutos tecnológicos, empresas
de servicios dedicadas.
-Dimensionamiento a nivel perfil de procesos y costos de capital y
operación.
-Consultores expertos en procesos y en evaluación de proyectos mineros:
Firmas de ingeniería nacionales e internacionales, consultores
independientes.
-Estudio de la industria
-Benchmark: Procesos, instalaciones y prácticas operativas
-Usos del producto
-Commodity y cómo se transa.
-Actores del mercado
-Riesgos del mercado
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15CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Procesamiento de Minerales
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16CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Operaciones Unitarias - Proceso Concentración
• Chancado Primario
• Sistema de Transporte de Mineral (Correas)
• Planta de Chancado Secundario-Terciario
• Planta de Molienda
-Molienda Convencional
-Molienda SAG
• Planta de Flotación
• Espesamiento de Concentrado
• Filtración de Concentrado
• Espesamiento de Relaves
• Sistema de Transporte de Relaves
• Depositación de Relaves
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17CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Chancado Primario
El chancado primario reduce el tamaño del mineral proveniente de la
mina (colpas) desde 40” hasta 6-8 pulgadas, aproximadamente.
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18CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Sistema de Transporte de Mineral
El sistema de transporte de mineral (correas) transfiere el mineral
desde chancado primario hacia el stock pile, previo a la planta.
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19CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Stock Pile
El stock pile constituyen la interfase entre la mina (proceso batch) y la
planta (proceso continuo), lo que hace posible mantener un
suministro continuo de mineral a la planta.
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20CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Chancado Secundario-Terciario
La planta de chancado secundario-terciario reduce el tamaño del
mineral desde 6-8 pulgadas hasta ½”, aproximadamente.
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21CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Chancado Secundario-Terciario
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22CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Molienda Convencional
La planta de molienda tiene como función reducir el tamaño de las
partículas desde 12 mm (1/2”) a valores entre 150 y 300 um (Chile).
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23CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Molienda SAG
La planta de molienda tiene como función reducir el tamaño de las
partículas desde 6 a 8 pulgadas a valores entre 150 y 300 um (Chile).
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24CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Planta de Molienda SAG
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25CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Planta de Flotación (Parte 1)
La planta de flotación permite recuperar y concentrar las especies
mineralógicas de valor comercial (Cpy, Cc, Bo, etc.) contenidas en el
mineral alimentado desde la Planta de Molienda.
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26CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Remolienda – Planta de Flotación
La remolienda termina el proceso de liberación de las especies
mineralógicas y permite la concentración de las especies de interés
comercial (Cpy, Cc, Bo, etc.).
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27CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Planta de Flotación (Parte 2)
La planta de flotación permite recuperar y concentrar las especies
mineralógicas de valor comercial (Cpy, Cc, Bo, etc.) contenidas en el
mineral alimentado desde la Planta de Molienda.
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28CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Planta de Flotación
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29CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Espesamiento de Concentrado
El espesamiento de concentrado tiene como función aumentar la
concentración de la pulpa a nivel de 70 % (p/p) previo a la operación
de filtración.
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30CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Filtración de Concentrado
La filtración permite generar un concentrado de cobre con una
humedad entre 8 y 10 %, adecuada para el almacenamiento y
transporte terrestre y/o marítimo.
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31CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Espesamiento de Relaves
El espesamiento de relaves permite recuperar una parte del agua
utilizada en las operaciones de molienda y flotación.
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32CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Sistema Transporte de Relaves
El sistema de transporte de relaves (canaletas, tuberías o cañerías)
permite transportar los relaves desde la planta hacia el depósito de
relaves.
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33CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Depositación de Relaves
Los depósitos de relaves permiten, por una parte, almacenar los
relaves, y por otra, recuperar una parte del agua utilizada en la planta
concentradora.
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34CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Proceso LX-SX-EW
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35CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Operaciones Unitarias - Proceso Lixiviación
• Chancado Primario
• Sistema de Transporte de Mineral (Correas)
• Planta de Chancado Secundario-Terciario
• Curado
• Lixiviación en Pilas
• Extracción por Solventes
• Electro obtención
• Disposición de Ripios
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36CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Operaciones Unitarias - Proceso Lixiviación
![Page 37: Procesos - Fernando Torres - Jaime Diaz[1]](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051311/543ad288afaf9fc96f8b4a1e/html5/thumbnails/37.jpg)
37CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Curado y Aglomeración
El mineral chancado se mezcla con ácido sulfúrico concentrado y
con agua caliente. Este proceso aumenta la temperatura del
mineral y su humedad, mejorando la porosidad, oxigenación,
permeabilidad y el escurrimiento de la solución para facilitar la
extracción del cobre
![Page 38: Procesos - Fernando Torres - Jaime Diaz[1]](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051311/543ad288afaf9fc96f8b4a1e/html5/thumbnails/38.jpg)
38CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Curado y Aglomeración
El mineral aglomerado se deposita en pilas sobre un piso
preparado e impermeabilizado y habilitado con sistema de drenaje
que canaliza la solución drenada y otro sistema que ingresa aire a
las pilas.
![Page 39: Procesos - Fernando Torres - Jaime Diaz[1]](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051311/543ad288afaf9fc96f8b4a1e/html5/thumbnails/39.jpg)
39CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Lixiviación en Pilas (LX)
Sobre la pila se esparce solución ácida diluida mediante un sistema
de irrigación por goteo. La solución escurre a través de la pila,
disolviendo el cobre contenido. El proceso de lixiviación tiene una
duración que depende de condiciones intrínsecas del mineral. La
solución recuperada por drenaje, rica en cobre disuelto, se alimenta
a la etapa de extracción por solvente.
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40CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Extracción por Solventes (SX)
La solución proveniente de la pila se mezcla con solución orgánica,
compuesta por diluyente y extractante. La solución orgánica captura
los iones de cobre (Cu+2) en forma selectiva. De esta reacción se
obtiene el orgánico cargado el que se alimenta al proceso de
Electroobtención.
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41CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Electro-obtención (EW)
En celdas electrolíticas se alternan un ánodo y un cátodo, se forma
un circuito por el que pasa una corriente eléctrica continua de
muy baja intensidad que entra por los ánodos y sale por los
cátodos. Los ánodos hacen de polo positivo y los cátodos actúan
como polo negativo. El cobre en solución (Cu+2) es atraído por el
polo negativo, alojándose en la superficie del cátodo en
forma metálica.
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42CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
PREGUNTAS
![Page 43: Procesos - Fernando Torres - Jaime Diaz[1]](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051311/543ad288afaf9fc96f8b4a1e/html5/thumbnails/43.jpg)
43CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Vista General Planta Concentradora - MLP
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44CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Antamina Mine - Perú
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45CODELCO Gerencia Técnica - Vicepresidencia Corporativa de Proyectos
Procesamiento de Minerales
99,99 % PUREZA
LIXIVIACIÓN
EN BOTADEROS
CÁTODOS DE COBRE
99,99 % PUREZA
OXIDOS
SULFUROS SECUNDARIOS
ELECTROREFINACIÓN
(RE)
CÁTODOS DE COBRE
CONCENTRACIÓN FUNDICIÓN
1° (2° -3° ) (CONVENCIONAL) POR FLOTACIÓN (FU)
CHANCADO MOLIENDA SAG
SULFUROS SECUNDARIOS
SULFUROS PRIMARIOS
EXTRACCIÓN
POR SOLVENTES (SX)
ELECTROOBTENCIÓN
(EW)
CHANCADO
1° -2° -3°
LIXIVIACIÓN
EN PILAS (LX)