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LixiviacionTRANSCRIPT
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MTODOS DE LIXIVIACIN1.- Caractersticas fsicas y qumicas de la mena2.-Caracterizacin mineralgica.
3.-Ley de la mena.4.-Solubilidad del metal til en la fase acuosa.
5.-La cintica de disolucin.
6.-Magnitud de tratamiento.
7.-Facilidad de operacin.
8.-Reservas de mineral.
9.-Capacidad de procesamiento.
10.-Costo de operacin y capital.
11.-Rentabilidad
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TIPOS DE LIXIVIACIONES
Agua-------sulfatos y cloruros
Acido------H2SO4---xidos UO2, CuO, ZnO, Fe2O3 HCl------Uranio, residuos de pirita, Cu, Ni,Zn, Co, Pb minerales de Sn y Bi
Alcalina--------Al, W, V, Ti, Ta, Nb
Complejante------NH3Cu, Ni, Zn, CoCO3 U, Th-NaCNAu, AgTiurea- Au
Oxidante--------Oxgeno, Fe3+
Bacterias----thiobacillus thioxidans S, SO2, S2-, thiobacillus ferroxidans sulfuros, Fe3+
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Mtodos de lixiviacin : Lixiviacin in situ. Depsitos superficialesde baja leyo minas subterrneas o agotadas.
Lixiviacin en terreros y pilas. desechos provenientes de los mtodos comunesde explotacin, generalmente operaciones a cielo abierto. La roca se amontona en grandes depsitos (millones de, toneladas) y el lixiviante se distribuye peridicamente sobre la superficie para que escurra a travs del depsito
Lixiviacin por percolacin.
Lixiviacin por agitacin
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LIXIVIACIN IN-SITU (en el lugar)
Aplicacin de soluciones directamente sobre el mineral que est ubicado en el yacimiento, sin someterlo a labores de extraccin minera.
Dos modalidades de lixiviacin in-situ, segn la ubicacin del mineral respecto del nivel fretico: GRAVITACIONAL O FORZADA
Debido a sus bajos costos de inversin es una tcnica factible para la recuperacin de metales de muy baja ley, no explotables econmicamente por otros mtodos.
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Gravitacional
Lixiviacin de cuerpos mineralizados situados cerca de la superficie y sobre el nivel de las aguas subterrneas.
Se aplica en las zonas ya explotadas de minas viejas o en zonas que han sido fracturadas hidrulicamente o con explosivos.-las soluciones se mueven por gravedad-alta permeabilidad o fragmentacin previaYacimientos ya fracturados por una explotacin minera anterior, con accesos operativos en los niveles inferiores para recolectar las soluciones.
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Lixiviacin in-situ forzada
Yacimientos ubicados debajo del nivel fretico
Se hace uso de la permeabilidad interna de la roca y de las temperaturas y altas presiones que se generan a varios cientos de metros de profundidadEsta tcnica se ha usado en la recuperacin de diversas sales fcilmente solubles, NaCl, KCl, minerales de uranio, y fosfato
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Lixiviacin forzadas tipo I
Se aplica a yacimientos ubicados bajo el nivel de las aguas subterrneas, a menos de 200 m de profundidad.
Estos depsitos se fracturan en el lugar y las soluciones se inyectan y extraen por bombeo.
Es importante previo a la lixiviacin, el drenaje del agua desde el cuerpo mineralizado, lo cual requiere un acabado conocimiento de la hidrologa de la zona
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Lixiviacin forzadas tipo II
Se aplica a depsitos de sulfuros primarios bajo el nivel de las aguas subterrneas.
El material puede ser fracturado por medios convencionales o hidrostticos(hidrofracturacin).
A esta profundidad, la presin aumenta la solubilidad del oxgeno, acelerando la oxidacin directa del mineral sulfurado , produciendo cido sulfrico y elevando la temperaturaAplicacin a minerales oxidados, sulfurados y mixtos de cobre.
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GRAVITACIONALFORZADA TIPO IFORZADA TIPO II
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LIXIVIACIN EN PILAS
Esteril de mina
1.- Se acumulan cerca de la mina.
2.-Alcanzan alturas de 100 metros o ms
3.-Sustrato basal no siempre es el ms adecuado para recoger soluciones:ADECUACIN SUELO
4.-solucin en la parte superior y se recoge en una piscinas impermeable.
5.-Poco capital de inversin y operacin.
6.-Recuperaciones bajas
7.-Cintica es lenta
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La distribucin de las soluciones se realiza por RIEGO, INUNDACIN O PERFORACIONES VERTICALES. Riego Permite una distribucin uniforme sobre el rea superficial. Se usan tuberas de goteros o aspersores. b) Inundacin.
Se crean canales de 0.5 x 10 m sobre la superficie inundndolas con solucin. c) Perforaciones verticales.La solucin se Introduce mediante tuberas plsticas perforadas verticales al interior :15 cm de dimetro y a 2/3 de la altura. Las tuberas que se introducen son de 10 cm. Los flujos de las soluciones dependen de la permeabilidad, un rango general va de 1 (l/h m2) a 15 (l/h m2)
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LIXIVIACIN EN PILAS mineral de mayor ley Se aplica a minerales de cobre, uranio, oro y plata de baja ley, que no presentan problemas de extraccin.
Mtodo muy flexible Las pilas se cargan habitualmente entre 2 y 11 metros de altura, sobre un sustrato impermeable, normalmente protegido con una membrana de plstico de tipo polietileno de alta densidad (HDPE)Para ayudar a la recoleccin de las soluciones se usan caeras de drenaje perforadas y canaletas abiertas
Las soluciones se distribuyen por medio de goterosEconmicamente rentable pretatarlo
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La lixiviacin en bateas, vat leaching, consiste en circular una solucin, a travs de un lecho de mineral, previamente triturado
Cobre, Uranio, Oro y Plata -----fcilmente solubles y que presentan buenas caractersticas de permeabilidad.
Tiempo: 2 a 14 das
Recuperaciones : desde 65 hasta del 90 %.
PERCOLACIN
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Estructura de hormign protegido interiormentefondo falso de madera tela filtrante que se carga con mineral y se inunda con las soluciones de lixiviacin
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Las soluciones se recirculan, en sentido ascendente o descendente, para luego traspasar a las siguiente bateaTamao: vara entre 5x7x3 m. hasta 50x40x5 m.
Nmero de bateas: entre 5 y 14 bateas
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Las soluciones se recirculan, en sentido ascendente o descendente, para luego traspasar a las siguiente bateaEl proceso de percolacin se realiza normalmente en contracorriente, es decir donde el mineral fresco se encuentra con soluciones viejas y el mineral viejo con soluciones frescas
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LIXIVIACIN POR AGITACIN1-Mineral finamente molido, aumentando el rea expuesta. 2-Preferentemente para minerales no porosos o que produzcan muchos finos y especies que requieren drsticas condiciones de operacin.
3-Se aplica a minerales de leyes altas, que justifican la moliendaOBJETIVOS:
Dispersar los slidos en una emulsin, formando una suspensin homognea.
Dispersar burbujas de gas en la solucin.
Acelerar velocidades de disolucin, incrementando la transferencia de masaPor agitacin
Por borboteo
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VENTAJAS
Se obtienen mayores recuperaciones
La cintica de extraccin es ms rpida
Es posible una gran automatizacin.
Se minimiza problemas de finosDESVENTAJAS
Altos costos de inversin y operacin
b) Requiere molienda, clasificacin y separacin slido-lquido
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Agitacin neumticaSe realiza en estanques cilndricos verticales, con fondo cnico, el aire comprimido se inyecta por el fondo.
Dimensiones tpicas : 6m. de dimetro y 15 m. de altura
VENTAJA: Carencia de partes mviles.
DESVENTAJA : se requiere moler ms fino para lograr una agitacin adecuada. lixiviacin de minerales de oro y uranio y en aquellos procesos que requieren oxgeno.
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Agitacin mecnica.Estanques agitados mediante un impulsor o rotor en el fondo del tanque que recibe la rotacin a travs de un eje vertical.
Todo el sistema est suspendido en una estructura que descansa en la boca superior del estanque.
Rotores:
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Granulometra
Depende del tipo de mineral y de sus caracteristicas mineralogicas.
No exceso de gruesos (> 2 mm) ni exceso de finos (menos de 40%
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Tiempo de lixiviacin
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Otras variables1.- Concentracin de reactivos debe ser optimizada2.- Temperatura ambiente3.- El porcentaje de slidos lo ms alto posible para alcanzar una alta concentracin del ion metlico en la solucin de lixiviacin4.- Velocidad de agitacin alta para mantener los slidos en suspensin, para que no decanten.
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EJEMPLO DE UN SISTEMA DE LIXIVIACIN CONTNUA
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VENTAJA AGITACION MECNICA: aplicacin de los diversos factores aceleradores de la cintica
1.-Una agitacin intensa 2.-Temperaturas que pueden alcanzar hasta 250C 3.-Presin de gases controlada. 4.-Uso de reactivos exticos y oxidantes altamente agresivos
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CLASIFICACION BACTERIAS
1.- MODO DE NUTRIRSE: AUTOTRFICAS: capaces de sintetizar todos sus nutrientes, como protenas, lpidos, carbohidratos, a partir del CO2
HETEROTRFCAS: son aquellas que requieren de carbohidratos como la glucosa para formar sus propios nutrientes
MIXOTRFICAS: A Partir del CO2 y de los carbohidratos.
2.- MODO DE RESPIRAR
AERBICAS: requieren de oxgeno para su respiracin
ANAERBICAS: se desarrollan en medios exentos de oxgeno
FACULTATIVAS: tienen la habilidad de poder desarrollarse tanto en medios aerbicos como anaerbicos.LIXIVIACION BACTERIANARecuperacin de cobre, zinc, oro y uranio.
Oxidacin de sulfuros por el gnero Thiobacillus ferrooxidans(TF) y Thiobacillus thiooxidans (TT). bacterias presentes en aguas de mina
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CLASIFICACION BACTERIAS
1.- MODO DE NUTRIRSE: AUTOTRFICAS: capaces de sintetizar todos sus nutrientes, como protenas, lpidos, carbohidratos, a partir del CO2
HETEROTRFCAS: son aquellas que requieren de carbohidratos como la glucosa para formar sus propios nutrientes
MIXOTRFICAS: A Partir del CO2 y de los carbohidratos.
2.- MODO DE RESPIRAR
AERBICAS: requieren de oxgeno para su respiracin
ANAERBICAS: se desarrollan en medios exentos de oxgeno
FACULTATIVAS: tienen la habilidad de poder desarrollarse tanto en medios aerbicos como anaerbicos.LIXIVIACION BACTERIANARecuperacin de cobre, zinc, oro y uranio.
Oxidacin de sulfuros por el gnero Thiobacillus ferrooxidans(TF) y Thiobacillus thiooxidans (TT). bacterias presentes en aguas de mina
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Definicin de diagrama de PourbaixUn diagrama de Pourbaix es una representacin grfica del potencial (ordenada) en funcin del pH (abscisa) para un metal dado bajo condiciones termodinmicas standard (usualmente agua a 25 C).
El diagrama tiene en cuenta los equilibrios qumicos y electroqumicos y define el dominio de estabilidad para el electrlito (normalmente agua), el metal y los compuestos relacionados, por ejemplo, xidos, hidrxidos e hidruros.
Permiten visualizar posibilidades de reacciones sin tener que recurrir al clculo termodinmico para los fenmenos que ocurren en medio acuoso.PREDICEN TENDENCIAS A QUE OCURRAN FENMENOS, PERO NO LA VELOCIDAD CON QUE STOS PUEDAN OCURRIR.
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Diagrama Eh - pH del aguaLas semi reacciones a considerar sonPara PH2 = 1 atm y PO2 = 1 atm, las ecuaciones se simplifican a :
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Area de estabilidad termodinmica del agua bajo una presin de 1 atm y para una temperatura de 25 C.Diagrama Eh - pH del agua
aquellos pares cuyos potenciales estn por encima pueden oxidar al agua aquellos pares cuyos potenciales estn por debajo de la lnea pueden reducirla.
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Construccin del diagrama Eh - pH del cobre en aguaConsideramos actividades unitarias para todas las especies metlicas en solucin.Se consideran sucesivamente las diferentes reacciones entre las especies consideradas para el diagrama Eh - pH del cobre. Cada reaccin corresponde a una lnea de equilibrio en el diagrama de Pourbaix.
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DIAGRAMAS DE POURBAIX Fe Fe3+(ac) + e- Fe2+(ac) E = 0,77V2Fe3+(ac) + 3H2O(l) Fe2O3(s) + 6H+(ac)Fe2O3(s) + 6H+(ac) + 2e- 2Fe2+(ac) +3H2O(l)Fe2+(ac) + H2O(l) FeO(s) + 2H+(ac)Fe2O3(s) + 2H+(ac) + 2e- 2FeO(s) + H2O(l)