Describir el proceso metalrgico del cobre, identificar las distintas operaciones, equipos ms importantes involucrados, las materias primas y reactivos qumicos utilizados en el proceso

Aporte del cobre.

Aporta alrededor del 50% de las divisas generadas por exportaciones. Emplea directamente alrededor de 70.000 trabajadores. Indirectamente genera empleos para cerca de 100.000 trabajadores. La inversin extranjera materializada alcanz a 1.500 millones de dolares. Ocupa el 1 lugar mundial como productor y exportador de cobre refinado como tambin de concentrados.

Desafos de la minera.

Precios variables del cobre. Presin sobre costos de insumos, repuestos. Demanda energtica. Exigencias de mayor calidad del cobre producido. Exigencias ambientales. Exigencias hacia la comunidad. Bajas de leyes en la mina. Mantenerse competitivo entre los productores.

La Metalurgia se puede describir como el arte y la ciencia de obtener los metales y adaptarlos para satisfacer las necesidades humanas.

LA HIDROMETALURGIA

Puede definirse como aquella parte de la metalurgia extractiva que agrupa los procesos que tratan una mena mediante el uso de un disolvente adecuado, pasando el elemento til a una fase lquida y quedando la ganga inalterada para luego recuperar el elemento til desde la solucin enriquecida.

Por lo tanto, podramos decir que la Hidrometalurgia involucra las operaciones de:

DISOLUCIN, que implica el paso de la(s) especie(s) de valor desde la mena a una solucin. PURIFICACIN, que involucra la eliminacin de algunos elementos contaminantes desde la solucin. RECUPERACIN, es decir, obtener la(s) especie(s) o elemento(s) de valor desde la solucin.

CAMPO DE LA HIDROMETALURGIA

Los procesos que involucra la hidrometalurgia son: La lixiviacin. Purificacin de soluciones (extraccin por solventes o intercambio inico). Recuperacin (precipitacin o [electroobtencin]).

VENTAJAS

1.Los metales pueden ser obtenidos directamente en forma pura desde la solucin.2.Los problemas de corrosin son relativamente menores que en la pirometalurgia.3.Los procesos generalmente son a temperatura ambiente.4.El manejo de los productos y materiales es relativamente fcil.5.Se prestan para el tratamiento de menas de baja ley.6.No producen grandes problemas de contaminacin ambiental.

DESVENTAJAS

1.La separacin entre la ganga y la solucin puede ser dificultosa.2.Los procesos hidrometalrgicos son relativamente lentos. 3.Cantidades muy pequeas de iones contaminantes pueden afectar el proceso posterior.

PROCESOS

CHANCADO AGLOMERACIN LIXIVIACIN SX EW

OBJETIVO DE LA OPERACIN (CONMINUCION)

El objetivo de la conminucin es la reduccin del tamao de las rocas y, segn esto, la primera pregunta que surge es por qu la accin no se hace de una sola vez. Es decir, que un equipo tome un trozo de material y lo convierta en arena en un solo paso. Desafortunadamente, los ingenieros y expertos en chancado no han podido desarrollar an una mquina capaz de realizar el proceso de una sola vez para todos los tipos de materiales. Por esto, en la mayora de las aplicaciones, son necesarias varias etapas de fragmentacin y ms de un equipo.

IMPORTANCIA DE CONOCER EL MATERIAL. La cantidad de etapas necesarias para la fragmentacin total del material depender de dos aspectos: El tamao del producto requerido y su relacin con el tamao de alimentacin; La dureza o resistencia a la fragmentacin del material.

FACTORES DE IMPORTANCIA PARA LA ELECCIN DEL CHANCADOR ADECUADO El tipo de material a tratar El tamao de la alimentacin. La capacidad requerida Las caractersticas del producto.

ANALISIS GRANULOMETRICO

Una adecuada caracterizacin de las partculas, es un requisito para cuantificar el comportamiento de un sistema particulado, como lo es una mena proveniente de la mina, en que los tamaos pueden variar desde un metro hasta un micrn de dimetro.

QUE ES UNA PLANTA DE CHANCADO?

Las plantas de chancado, son el resultado de la combinacin racional de diferentes elementos o equipos que sirven para triturar y clasificar, a tamaos convenientes, fragmentos de roca. Los chancadores, los medios de alimentacin de transporte y de clasificacin que la integran, estn diseados para recibir los fragmentos de roca de los tamaos, volmenes y tiempos, segn la exigencia de la operacin, para entregar un producto o productos deseados, de acuerdo con la demanda.

ELEMENTOS DE UNA PLANTA DE CHANCADO

Los elementos principales de una planta de trituracin son:1. Unidad de alimentacin2. Unidad primaria de trituracin3. Unidad intermedia o secundaria4. Unidad para la produccin de finos terciaria5. Medios de transporte y descarga

Asimismo, las de una planta clasificacin:1. Unidad de alimentacin2. Unidad de clasificacin3. Unidad de almacenamiento y descarga

Las mquinas chancadoras que, principalmente se utilizan en Minera emplean mtodos mecnicos de reduccin como son por impacto, por desgaste o por corte.

EQUIPOS DE UNA PLANTA DE CHANCADO

Equipos de una planta de chancado Trituradoras primarias. (Quijadas y giratorias) Trituradoras secundarias. (de cono, de rodillos e impacto) Trituradoras terciarias. (de cono, de rodillos, de martillo)

EQUIPO COMPLEMENTARIO

Harneros vibratorios. (Horizontales e inclinadas) Alimentadores Gusanos lavadores Correas transportadoras Elevadores de capachos Apiladoras

PROCESO DE AGLOMERACIN

El Proceso de aglomeracin tiene como objetivo preparar el material mineralizado para la lixiviacin, de manera de asegurar un buen coeficiente de permeabilidad de la solucin.

PERMEABILIDAD.

La permeabilidad es dependiente de las caractersticas fsicas del material en cuanto a proporcin de poros, la que depende a su vez, de la proporcin entre lamas (granulometras inferiores a 5-10 micrones) finos (granulometras inferiores a 100-500 micrones) y grueso y del mtodo de formacin de pilas o depsito

Con proporcin del 10 a 20% de estos materiales finos, pueden existir problemas de permeabilidad en los lechos de lixiviacin, no hay percolacin, ni contacto, disolucin ni extraccin de valores, debido a que los finos segregan y forman reas impermeables, que disminuyen la percolacin, se favorece la compactacin pudiendo ocurrir que las partculas se vayan al fondo de la pila impidiendo el flujo uniforme de la solucin impregnada.

En la aglomeracin ocurre la adhesin de las partculas finas a las gruesas, las que actan como ncleos, a partir de la distribucin de tamaos de alimentacin.

A veces se puede lograr de manera natural al manipular los materiales con cierta humedad por ejemplo; en las correas transportadoras, en el mezclado o incluso en el momento de la cada sobre la pila.

OBJETIVO DEL PROCESO

1. Conseguir mayor permeabilidad en el lecho de la pila.2. Conseguir una distribucin homognea de la solucin lixiviante3. Proporcionar una estructura fsica estable de la pila4. Aumentar la cintica de extraccin de la especie til

Permeabilidad intragmeros: es decir velocidad de transferencia de masa en el interior del glmero.

CALIDAD Y CANTIDAD

1. Calidad y cantidad se contraponen.2. Una alta calidad del producto aglomerado implica un bajo flujo de carga alimentada al tambor y viceversa.3. Existe una solucin de compromiso entre la calidad del material a procesar y el rendimiento metalrgico a obtener, que maximiza el retorno econmico.

ETAPA DE APILAMIENTO

Consiste en el carguo en capas delgadas del mineral sobre la pila (Team Layer leachig)

PROCESO DE LIXIVIACIN

La Lixiviacin es el proceso hidrometalrgico mediante el cual una especie metlica es transferida desde una fase matriz slida a una fase acuosa mediante una Reaccin qumica.

Spence tiene proyectada dos plantas de lixiviacin cada una contar con:

Sistema de aglomeracin Sistema de apilamiento Sistema de lixiviacin Sistema de almacenamiento de soluciones

CICLOS DE RIEGO

Consiste en someter la pila a regmenes controlados de riego con el fin de extraer, en la solucin percolante, la mayor cantidad posible de cobre, en el menor tiempo posible y con un bajo consumo de cido

SISTEMA DE RECOLECCIN DE SOLUCIONES

Consta de carpeta impermeable de HDPE y tuberas las cuales conducen las soluciones hacia las piscinas de recoleccin ILS o PLS

ETAPA DE RECUPERACIN

Consiste en el recuperar el espacio ocupado por una pila que ya ha cumplido con los ciclos normales de riego, este sistema se denomina recuperacin por medio de pala rotatoria

CARACTERSTICAS DE LAS SOLUCIONES

LIXIVIACION QUIMICA EN PILAS

LIXIVIACIN BACTERIAL EN PILAS

DIMENSIONAMIENTO DE PILAS

UNITARIAS O DINAMICAS

Parmetros operacionales:1. Tonelaje a tratar en la pila.2. Angulo de reposo del material.3. Altura de la pila.4. Peso especfico aparente.5. Duracin del ciclo de tratamiento y capacidad de tratamiento peridico.

CLASIFICACIN GENERAL DE LAS PILAS

DE ACUERDO A SU UTILIDAD O DISPONIBILIDAD DE SUELO

Pila Permanente (piso desechable): en la cual el mineral es depositado en una pila desde la cual no se retirar el ripio una vez completada la lixiviacin Pila Renovable (piso reutilizable): en la cual se retira el ripio al final de la lixiviacin y se reemplaza por mineral fresco.

DE ACUERDO A LAS CARACTERSTICAS DE LA OPERACIN

Pilas Unitarias: todo el material depositado pasa simultneamente por las diversas etapas del ciclo de tratamiento.Pilas Dinmicas: en una misma pila coexisten materiales que estn en diversas etapas del ciclo de tratamiento.

SISTEMA DE RIEGO

Depende principalmente de las condiciones ambientales.

1. Velocidad de los vientos.2. Tasa de evaporacin solar.3. T dia noche.

RIEGO POR GOTEO

1. Si el agua es escasa. 2. Si el Ph de trabajo no permite precipitacin de las durezas del agua. 3.- Peligro de congelamiento. 4.- Rgimen de vientos fuertes y permanentes.

RIEGO POR ASPERSORES.

1. Recursos agua no es limitante. 2. Aguas muy duras y peligro de precipitaciones de carbonatos. 3. Condiciones climticas favorables. 4. Rgimen de vientos moderados o intermitentes. 5. Necesidad de Oxigeno en la solucin.

CARACTERSTICAS

LIXIVIACIN QUMICA1.El agente activos de disolucin es el acido sulfrico2.Est destinada a disolucin de xidos de cobre3.Requiere tiempo menores de lixiviacin4.Se obtienen un alta recuperacin en la primera etapa de lavado.

LIXIVIACIN BACTERIAL1.Los agentes activos de disolucin son el ion frrico y el acido sulfrico los cuales son producidos por las bacterias.2.Est destinada a disolucin de sulfurosa segundarios de cobre3.Requiere tiempo mayores de lixiviacin4.Se hace ms importante el ciclo de lixiviacin

CICLOS DE LIXIVIACIN

CARGUO DE LAS PILAS

PRIMERA ENTRANTE O ATAQUE: es la entrada de la primera solucin lixiviante la pila de lixiviacin en este caso, la solucin entra por la superficie de ella segn una tasa de riego predeterminada que permita que no se desmorone la pila. Ac existe un lecho de mineral parcialmente inundado. TIEMPO DE CONTACTO: AVANCE O SALIENTE: comprobado que la solucin lixiviante tiene baja concentracin de cido libre o alta concentracin de cobre o que el mineral de la pila se ha "agotado", se procede a sacar dicha solucin de la pila, recibiendo el nombre de avance o saliente. LAVADO ( ETAPA DE DESIMPREGNACION): una vez que el mineral se ha "agotado", se retira la ltima saliente en las condiciones de concentracin en que se encuentre y se procede a lavar el mineral que ha quedado impregnado de solucin, la cual se trata de recuperar al mximo. El "agua" de lavado es del orden del 30 a 35% en peso del mineral cargado. DESCARGA DE LAS PILAS: se procede a desechar el mineral agotado (ripio)

El AcidoThiobacillus Ferrooxidans es una bacteria de forma bacilar de 1-2 micrones de longitud y 0.5 1 micrn de dimetro, presenta un flagelo polar que le confiere actividad motriz, no forma esporas y es Gram Negativa. Su estructura Submicroscopica ha sido estudiada y no parece diferir fundamentalmente de otras bacterias del mismo tipo.

Mecanismo de Accin Bacterial

Existen todava diferentes opiniones sobre los conceptos bsicos de las vas de oxidacin. Sin embargo, se postulan bsicamente dos tipos de oxidacin.

Mecanismo indirecto Mecanismo Directo

MECANISMO DIRECTO

El contacto fsico entre la bacteria y el mineral es necesario. La bacteria toma el oxgeno y el bixido de carbono y oxida al FeS2 y al S2. Se generan sulfatos solubles. Mineral disuelto por los microorganismos.

MECANISMO INDIRECTO

El mineral se oxida qumicamente Si la solucin es completa se generan Fe+2, Cu+2 y sulfato La bacteria regenera el oxidante qumico Fe +3 El contacto fsico no es necesario

FACTORES QUE TIENEN INFLUENCIA EN LA ACTIVIDAD BACTERIAL

La actividad metablica de los microorganismos incluidos en la lixiviacin de sulfuros est afectada considerablemente por factores ambientales, entre las que podemos mencionar:

Eh o potencial Redox de la solucin. pH, Temperatura, Presin, Concentracin de nutrientes. Tamao de partculas o reas de superficie del substrato y otros.

PROCESO DE EXTRACCIN POR SOLVENTES

Proyecto Spence rea extraccin por solventes4 Trenes (E-1, E-2, E-1 P y E-2P)Circuito serie-paraleloMismo diseo y materiales de Tintaya pero 24% ms grande

REA EXTRACCIN POR SOLVENTES

Circuito Serie Paralelo Alimentacin de soluciones de xidos y sulfuros Lavado del Orgnico de Oxido con PLS de sulfuros Flexibilidad Potencial para trasformar el decantador de lavado en una segunda etapa de Re-Extraccin y bajar la concentracin de orgnico.

ARRASTRES

ELECTROOBTENCION

EFECTOS DE LAS IMPUREZAS