manejo y recuperación de minerales de baja ley de los desechos mineros mediante
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ÉUNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
La Universidad Católica de Loja
BIOMINERIA:BIOMINERIA:
Manejo y Recuperación de Minerales de Baja Ley Manejo y Recuperación de Minerales de Baja Ley de los Desechos Mineros Mediante
Lixiviación Biológica “Heap”.de los Desechos Mineros Mediante
Lixiviación Biológica “Heap”.
Francisco Gordillo,. Francisco Gordillo,.
Portovelo – Ecuador
2006
Portovelo – Ecuador
2006
TEMÁTICA
• Potencial minero del Ecuador (Relaves).
• Problemática Ambiental de los desechos mineros.
• Manejo de desechos mineros.
• Recuperación de Metales de Baja Ley.
• Biolixiviación en “heap”.
• Tratamiento de relaves en la etapa de cierre.
Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
Potencial minero del Ecuador(R l )
Potencial minero del Ecuador(R l )(Relaves)(Relaves)
Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
PUNTOS DE DEFLEXIÓN DE LA CORDILLERA DE LOS ANDESPUNTOS DE DEFLEXIÓN DE LA CORDILLERA DE LOS ANDES
Magmas associated with Middle-Late Tertiary deposare enriched at the source by pelagic sediments an205-230Ma are enriched at the source by pelagic sediments ancontaminated by continental crust
Evidence of hydrothermal mobilization of crustal lefrom basement lithologies during ore events
205 230Ma
180-201Ma
from basement lithologies during ore events
65Ma
POTENCIAL MINERO DEL ECUADORDE MINERALES METALICOS
1.8Ma
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JuninJunin
El Torneado
Bella Rica
San Bartolomé
Chaucha
Middle-Late Tertiarydeposits
Portovelo-Zaruma
L Li dLos Linderos
POTENCIAL MINERO DEL PAISPOTENCIAL MINERO DEL PAIS
1'500.000 TM1.600 TM
700 TM
Au (onz) 700 TMAu (onz) 700 TMAg (onz) 1.600 TMCu (onz) 1.500.000 TM
FUENTE: Prodeminca 2000
Bolsa de Valores mayo 2006Bolsa de Valores mayo 2006
HH
SECTORES ESTUDIADOSSECTORES ESTUDIADOS
Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
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Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
PROCESO TRADICIONAL DE RECUPERACIÓNPROCESO TRADICIONAL DE RECUPERACIÓN
> 100.000 tn/año (38451 m³/año)
0.8% cu1 1% Pb1.1% Pb1.4% Zn
1.5 gr/tn Au62 gr/tn Agg g
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Problemática Ambiental de los Problemática Ambiental de los desechos mineros.desechos mineros.
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Contaminación: Minería en Ecuador
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Influencia AmbientalInfluencia Ambiental
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Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
CENDA, acuerdo M. 217(31/08/1996)CENDA, acuerdo M. 217(31/08/1996)
• 240 Tn CN/año
• 420 Tn CaO/año
• 240 Tn CN/año
• 420 Tn CaO/año
• 1.000.000 m3 H2O/año
• 1000 Kg Hg/año
• CN es arrojado cada 3 meses por
• 1.000.000 m3 H2O/año
• 1000 Kg Hg/año
• CN es arrojado cada 3 meses por• CN es arrojado cada 3 meses porsobresaturación de thiocianatos
• Los relaves tienen 15% de CN
í
• CN es arrojado cada 3 meses porsobresaturación de thiocianatos
• Los relaves tienen 15% de CN
í• Metales pesados son desalojados al río
• 50% de Hg es arrojado al río
• Hg, Cu, Ag, se consideran los mas contaminantes
• Metales pesados son desalojados al río
• 50% de Hg es arrojado al río
• Hg, Cu, Ag, se consideran los mas contaminantesg, , g,
• PROYECTO ERT (Empresas de recuperación terciarias).
g, , g,
• PROYECTO ERT (Empresas de recuperación terciarias).
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Manejo de Desechos Mineros SólidosManejo de Desechos Mineros Sólidos
Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
Dr. Marcos Monroy
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Portovelo: E-NE-SEPortovelo: E-NE-SE
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
MANEJO INTEGRADO DEDESECHOS SÓLIDOSDESECHOS SÓLIDOS
1 ESPACIO
2 MANEJO
1. ESPACIO
2. MANEJO
3. TRATAMIENTO
4. MONITOREO
5. CIERRE
Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Recuperación de metales de baja leyRecuperación de metales de baja ley
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Recuperacion de metales Au, Ag, Cu
Tostacion (pretratamiento)
99% RECUPERACION
1ª ETAPA 500°C (6Horas)2ª ETAPA 600°C (6Horas)
99% RECUPERACIONALTO COSTO AMBIENTAL
GASTO ENERGETICO MUY ALTO
At Q í i (li i i ió )Ataque Químico (lixiviación)
Disolución de metalesDisolución de metales
• Biolixiviación (pretratamiento y/o lixiviación)• Biolixiviación (pretratamiento y/o lixiviación)
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
OXIDO REDUCCIÓNOXIDO REDUCCIÓNOXIDO-REDUCCIÓNOXIDO-REDUCCIÓN
L id ió ió í i l• La oxidación es una reacción química en la que un metal o un no metal cede electrones. La reacción química opuesta a la oxidación sereacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones Estas dosespecie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por , p pla acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox.
Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
1947
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Biomineria: Biolixiviación y/o
Biomineria: Biolixiviación y/oBiolixiviación y/o
BiooxidaciónBiorremediación.
Biolixiviación y/oBiooxidación
Biorremediación.
FlotaciónRecuperaciónRecuperación
Remediación Ambiental
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BIOLIXIVIACIÓN
Incremento en la velocidad de disolución de ciertos componentes en una matriz insoluble o poco soluble,
por acción directa o indirecta de microorganismospor acción directa o indirecta de microorganismos
BACTERIAS LEVADURASHONGOSARQUEAS
LIXIVIACIÓNBACTERIANABACTERIANA
Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
MS(s) + 2 O2(g) MSO4(ac)
2 Fe2+ + 1/2 O2 + 2 H+ A. f./L.f. 2 Fe3+ + H2O
MS + 2 Fe3+ M2+ + S + 2 Fe2+
S + 3/2 O2 + H2O A.f./A.t./A.c.c. H2SO42 2 2 4
Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
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MUESTREOMUESTREO
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AislamientoAislamiento
Cultivo
- 9K - 0K
- FeTSB
Caracterización MolecularCaracterización Molecular
ADNADN
BioactividadBioactividad
Acidithiobacillusferrooxidansferrooxidans
Acidófilo (pH 1-4) Resistente a metales)Oxida Fe2+ y SEs un baciloAeróbico
Resistente a metales)55 g/l Cu(II)72 g/l Ni(II)
120 g/l Zn(II)Aeróbico Usa CO2Mesófilo (20-40 oC)
120 g/l Zn(II) 160 g/l Fe(II)
30 g/l Co(II)Mesófilo (20 40 C)Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina
EL BIOPROCESOEL BIOPROCESO
Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina
BIOLIXIVIACIÓNBIOLIXIVIACIÓNVía del polisulfuros y azufre elemental para los sulfuroselemental para los sulfuros metálicos solubles a los ácidos.
Cu, Zn, Pb, ……..
BIOOXIDACIÓNBIOOXIDACIÓNVía tiosulfato y politionatos que sugiere la oxidación de los gsulfuros metálicos insolubles a
los ácidos.
Au, Ag, PtFrancisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841
BIOLIXIVIACIÓN Cu
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Metales de transición
Minerales de cobre
Cu (nativo)
Cu2O (cuprita) 2 ( p )
CuCO3.Cu(OH)2 (malaquita)
CuFeS2 (calcopirita)
CuS (covelita)CuS (covelita)
Cu2S (calcocita)
Cu5FeS4 (bornita)
14.000.000 de toneladas Cu Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina
MINERALES DE COBREMINERALES DE COBRE
Generalmente en la capa superior p pse encuentran los minerales oxidados (cuprita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboraciónque explica su elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo , p jdel nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (S2Cu) y covellina (SCu) y finalmente las secundariasy finalmente las secundarias calcopirita (S2FeCu) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a pestos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelenazurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los qsulfuros.
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Heap Leaching
C C l d ChilCerro Colorado, ChileCananea, MexicoChuquicamata SBL, ChileCollahuasi ChileCollahuasi, ChileGirilambone, AustraliaIvan Zar, ChileMorenci USAMorenci, USAPunta del Cobre, ChileQuebrada Blanca, ChileSalvador QM ChileSalvador QM, ChileSociedad Minera Pudahuel, ChileZaldívar, Chile
PRODUCCIÓN CHILE CHILE
14 000 000 4 740 000 1 500 000
MUNDIAL (TOTAL) (BIOLIXIVIACIÓN)
14.000.000 TONELADAS
4.740.000 TONELADAS
1.500.000 TONELADAS
Mina de cobreChuquicamataChuquicamata
Chile(1993-…)
P d 640 000 t CProduce 640.000 tn Cu
Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina
ÓBIOOXIDACIÓNAu-AgAu-Ag
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CÓMO SE ENCUENTRA EL ORO EN LA NATURALEZA?
LIBRE O NATIVOLIBRE O NATIVO
ASOCIADO A OTROS MINERALESASOCIADO A OTROS MINERALES REFRACTARIOREFRACTARIO
MINERALES DE ORO
Minerales refractariosEl á fi di i d l i dEl oro está finamente diseminado en la matriz y no puede ser
liberado ni siquiera con muy fina molienda.
Alto consumo de cianuro
Baja recuperación de oro (30-35 %)
Biolixiviacion “Heap”(R l )
Biolixiviacion “Heap”(R l )(Relaves)(Relaves)
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BIOLIXIVIACIÓN “HEAP” (pila)
Utilizado para minerales oxidados y/o sulfurados de cobre:
Pila de 6-20 metros de altura de mineral triturado
Base de concreto cubierto de polietileno de alta densidad, PVC, etc.
Poco control bacteriano.
Costos bajos.
METALES
Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina
Preparación de la base de la PilaPreparación de la base de la Pila
Ing. Enrique CGeobiot
Instalación de la tubería de oxigenación
Ing. Enrique CGeobiot
Preparación de la piscina de biolixiviados
Ing. Enrique CGeobiot
Acumulación de relaves en Pila
Ing. Enrique CGeobiot
Pilas ya listas para el procesoPilas ya listas para el proceso
Ing. Enrique CGeobiot
BIOLIXIVIACIÓN “HEAP” (pila)
Ing. Enrique CGeobiot
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DIAGRAMA BIOTECNOLÓGICO PARA RECUPERAR COBREDIAGRAMA BIOTECNOLÓGICO PARA RECUPERAR COBRE
Laboratorio
CONSERVACION Y
MANTENIMIENTO
Relaves
DE CEPAS
Cámarade cultivo BACTERIANO
SULFOHIEROO-OXIDANTES
Pila de Biolixiviación
Pila de BiolixiviaciónBiolixiviaciónBiolixiviación
50x50x6m
METALES
Sedimentación + -
Clarificación
CuCu
Extracciónpor solvente60% recuperación Francisco Gordillo E.
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Laboratorio
RECUPERACIÓN DE ORO Y PLATA DE PILAS BIOLIXIVIADASRECUPERACIÓN DE ORO Y PLATA DE PILAS BIOLIXIVIADAS
Pila de lixiviación
Solución
CN pobre
Solución
CN rica
METALES
AuAu
AgAg
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Tratamiento de relaves en la etapa d i
Tratamiento de relaves en la etapa d ide cierre.de cierre.
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Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL
PRECIPITACIÓN DE METALES PESADOSPRECIPITACIÓN DE METALES PESADOSPRECIPITACIÓN DE METALES PESADOSPRECIPITACIÓN DE METALES PESADOS
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Tipos de Bioremediación
In Situ: El tratamiento de agua subterránea o suelo sin excavar. Típicamente se trata de la inyección de nutrientes y aceptores deTípicamente se trata de la inyección de nutrientes y aceptores de electrones en pozos de infiltracion combinados con pozos de extracción para controlar la zona hidráulica
Bioventilacion: Una forma de bioremediación in situ - Se inyecta y extrae aire en lugar de agua Aplicado a zonas vadosasy extrae aire en lugar de agua. Aplicado a zonas vadosas.
Pilas Biológicas: El tratamiento de suelos en pilas conPilas Biológicas: El tratamiento de suelos en pilas con suministro activo de aire, humedad y nutrientes. Típicamente se añade un material poroso ligero para facilitar la aeracion.
Barreras Biológicas: Una trinchera para interceptar y tratar una pluma contaminada La trinchera se rellena con materiales quepluma contaminada. La trinchera se rellena con materiales que estimulan la actividad biológica.
In Situ BioremediaciónNutrientes, aire y/o aceptor de electrones alternativos
Descarga
Bomba Tanque de mezcla
Tratamiento de agua
Pozo de inyección Pozo de
extracción
Deposito subterráneo con
fuga
Nivel de agua subterránea
Flujo de agua subterránea
Bioventilación
Pila Biológica
Barrera Biológica
UCGUCGCBCMCBCMCentro de Biología
Celular y Molecular
UCGUCGUnidad de Ingeniería Civil
Geología y MinasUNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
La Universidad Católica de Loja
CINDEFI
Centro de Investigaciones y Desarrollo en Fermentaciones Industriales Argentina
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GRACIAS por su AtenciónGRACIAS por su AtenciónFrancisco Gordillo E. email: fpgordillo@utpl.edu.ec Cel:099517841099517841
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