microfracturamiento por explosivo y aumento disolución metal en mena oxidada cobre

8/17/2019 Microfracturamiento Por Explosivo y Aumento Disolución Metal en Mena Oxidada Cobre

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Microfracturamiento producido por el Explosivo y el aumentode la disolución del Metal en una Mena oxidada de Cobre

Héctor Mario Fribla G.1

1 Departamento de Ingeniería de Minas, Facultad de Ingeniería, ni!ersidad de "tacama, #$ile%-mail& m'rilaplata*uda*cl

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Resumen

%l e'ecto de la cantidad de e+plosi!os es in!estigada con el oeto de conocer cul es la in'luenciade la !oladura con respecto a la cin.tica de la li+i!iaci/n de un mineral o+idado, cul es larecuperaci/n del metal ue contiene* a maor cantidad de e+plosi!os permite otener un maormicro'racturamiento ue permite una li+i!iaci/n ms e'iciente* %ste micro'racturamiento se conocea tra!.s de medir la super'icie especí'ica del mineral, permitiendo conocer cul es la acci/n de laonda e+plosi!a* 3e e+traen tres muestras de mineral o+idado de #u de lees di'erentes, see'ectuaron prueas de li+i!iaci/n columnar* os resultados de la cin.tica de la li+i!iaci/n de larecuperaci/n del metal 'ueron positi!os, es decir, aumentaron cuando aument/ la super'icieespecí'ica o la cantidad de e+plosi!o

alabras claves! Micro'racturamiento, li+i!iaci/n, super'icie especí'ica

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"bstract

$e e''ect o' t$e uantit o' e+plosi!es is in!estigated it$ t$e purpose to 6no $ic$ is t$ein'luence o' t$e e+plosi!e it$ regard to t$e 6inetic o' t$e leac$ing o' a mineral one o+idied, and$ic$ is t$e reco!er o' t$e metal t$at contains* $e greater uantit o' e+plosi!es permits tootain a greater one micro'racturing t$at permits a li+i!iation more e''icient* $is micro'racturing6nos $imsel' t$roug$ measuring t$e speci'ic sur'ace o' t$e mineral, permitting to 6no $ic$ ist$e action o' t$e e+plosi!e a!e* $ree samples o' mineral o+idied o' #u are e+tracted, and tests

ere per'ormed o' li+i!iation columnar* $e results o' t$e 6inetic o' t$e li+i!iation and o' t$ereco!er o' t$e metal t$e ere positi!e, t$at is to sa, t$e enlarged $en enlarged t$e speci'icsur'ace or t$e uantit o' e+plosi!e 6e

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1. #ntroducción

%l prop/sito primario de lasoperaciones unitarias en una mina, como sonla per'oraci/n la !oladura, es 'racturar lasmenas rocas s/lidas preparar el material

para la e+ca!aci/n el transporte*%l antiguo paradigma de aar loscostos de per'oraci/n !oladura a $a sidoderriado reemplaado por el nue!oparadigma de aceptaci/n de un maor costode la !oladura si, al 'inal, integrando loscostos de la conminuci/n, el costo total esms ao* 9ero a$ora aparece un nue!oparadigma, ue estalece ue lo /ptimo en laoperaci/n de !oladura, es auel ue optimiael costo total o la ganancia total,considerando adems de la conminuci/n elproceso mismo de trans'ormaci/n a producto

'inal* %sto es !lido para los casos de lasminas ue tienen procesos ue permitenotener el producto comercial directamentede la mena, sin pasar por el proceso de'undici/n re'inaci/n* %stamos $alando delos procesos :;%:;3< para el caso de menaso+idadas de #u para el caso de lacianuraci/n de minerales de "u*

%l presente traao tiene ue !er conlos resultados de una in!estigaci/n paradeterminar el e'ecto ue tiene el e+plosi!osore la 'utura disoluci/n del metal de un

mineral o+idado de #u, en el proceso deli+i!iaci/n, ue se relaciona con el prra'oanterior*

#on el oeto de lle!ar a cao lain!estigaci/n, se e+traeron muestras demineral o+idado ue, a oo desnudo, parecían$omog.neas* %stas se e+traeron de la Mina3oca!/n =ampa de la #ompa>ía Minera 9untadel #ore 3*"* de la localidad de ierra"marilla, #opiap/, ercera =egi/n, #$ile*

$. %ase teórica

odas las rocas, e+ceptuando algunoseemplos aislados de poco inter.s prctico,son porosas* os poros en muc$os tipos deroca, algunas calias areniscas por eemplo,son de carcter distinti!o o!io* %n otrasrocas, la 'ase porosa solo puede ser !ista aoun microscopio /ptico o electr/nico& ungranito o una cuarcita, aparentemente s/lidoa oo desnudo, muestra ao una e+amen

cuidadoso, un conunto de grietas las cualesproducen una porosidad de alrededor del 1?*"@n simples cristales, e+cepto esas de lacalidad de gemas, típicamente tienen unapeue>a porosidad, pero medile* 8alamosde microgrietas aarcando microgrietas

microporos*as microgrietas en una muestra sonun producto de su $istoria mecnica, termal uímica, las características de una muestrapueden ser completamente di'erentes de otra,a@n cuando se tomen en reas cercanas* adi'erencias en la 'ase porosa de las rocas sonimportantes, a ue la porosidad tiene une'ecto importante en ciertas propiedades dela roca*

3iendo el inter.s del estudio saer loue pasa con las microgrietas por e'ecto delos e+plosi!os, e+aminaremos la ase te/rica

sica ue e+plican el crecimiento de .stas*"*"* Ari''it$ estudi/ la 'ractura 'rgil aoses'ueros en tensi/n, empeando por suponerue un material 'rgil contiene una polaci/nde grietas 'inas ue producen concentracionesde tensiones de su'iciente magnitud parasuperar la resistencia co$esi!a en regioneslocaliadas, a@n cuando la tensi/n nominalestu!iese mu por deao del !alor te/rico*#uando una de las grietas se e+tiende paraproducir una 'ractura 'rgil, se produce unaumento del rea de las super'icies de las dos

caras de la grieta* %sto e+ige energía para!encer a la 'uera de co$esi/n de los tomoso, dic$o de otra 'orma, reuiere un aumentode la energía super'icial* %l manantial deenergía necesaria se encuentra en la energíade de'ormaci/n elstica, ue se liera cuandola grieta se e+tiende* Ari''it$ estaleci/ elsiguiente criterio para la propagaci/n de unagrieta& na grieta puede propagarse cuandola disminuci/n de la energía elstica es almenos igual a la energía necesaria para'ormar las nue!as super'icies de grieta*%staleci/ ue para ue se propague una

grieta en un material 'rgil como 'unci/n dellargo de la grieta es&

2

1

2

=

c

E

π

γ σ

B %s'uero de tensi/n

1C


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Donde&

2c B largo de la grieta% B M/dulo de elasticidadγ B %nergía super'icial

"s$ 8allam*- %sta secci/n tiene ue !ercon el crecimiento de las grietas encompresi/n de grietas pre-e+istentes* 3uconducta depende de la presi/n decon'inamiento, como se muestra en la Figura1* a compresi/n simple o radial mostrada en(a) (d), causa unas pocas grietas ue sepropagan cominan para dar 'allamientosore planos paralelos al es'uero compresi!om+imo (3laing)*

na presi/n de con'inamiento modestae!ita este ilimitado crecimiento de las grietas,el 'allamiento ocurre entonces por lainteracci/n de grietas para dar una 'alla decorte macrosc/pica mostrada en ()* aspresiones de con'inamiento ms grandeslimita el crecimiento de grietas indi!idualesa@n ms leos, la muestra se de'orma en unmodo pseudo-d@ctil con de'ormaciones engran escala, 'ormado por muc$asmicrogrietas mu cortas distriuidas

$omog.neamente, mostrado en (c).

Fi&ura 1! Modos de 'ractura en compresi/n

%l crecimiento de una microgrieta aoun amiente compresi!o se puede !er en laFigura 2, donde se oser!a ue se producenlas llamadas grietas aladasEue se uican en'orma paralela a los es'ueros principales, las grietas secundarias ue son coplanarescon la direcci/n de la grieta* %l largo de lagrieta es 2a* %l largo de la grieta alada l. %l

es'uero de compresi/n principal setrans'orma en

xxσ xyσ *

Fi&ura $& Arietas ao es'ueros decompresi/n

'. Método.

a metodología de la in!estigaci/ntiene ue !er con el tratamiento de lasmuestras e+traídas de la mina 3oca!/n=ampa de #ía* Minera 9unta del #u, de dondese cortaron loues de pruea de 20+20+20cm*, ue a tra!.s de una per'oraci/n centralpara la colocaci/n del e+plosi!o, se detonaronusando 2 4 gr* de un alto e+plosi!o tipo9% (9entolita)*

as prueas de microtronaduras serealiaron en galería e+istente en la Mina%scuela de la ni!ersidad, con'eccionndoseun dispositi!o especial para ello* %l material'ragmentado 'ue clasi'icado luego c$ancado$asta tener una granulometría 100? ao Gde pulgada*

%l siguiente proceso tiene ue !er conla etapa de simulaci/n de una li+i!iaci/n enpilas, para esto se constru/ una instalaci/nde C columnas de 9H# de 10*C cm* dedimetro 200 cm de alto, donde see'ectuaron las prueas de li+i!iaci/ncolumnar*

a maor !elocidad de disoluci/n, uetiene ue !er con el aumento de

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micro'racturas del mineral, ue es medida atra!.s de la super'icie especí'ica

'.1 Hipótesis.

a $ip/tesis general de traao uedaplanteada de la siguiente manera& %l uso de una maor cantidad de e+plosi!osproduce un maor micro'racturamiento !elocidad de disoluci/n del metal en losminerales o+idados de #u, e+istiendo unacorrelaci/n positi!a entre la maor cantidadde e+plosi!os (!ariale independiente) lamaor !elocidad (cin.tica) de disoluci/n delmetal (!ariale dependiente)

%l aumento de las micro'racturas semedir por intermedio de un proceso demedici/n de la super'icie especí'ica del

mineral, es decir, las super'icies opuestas delas microgrietas o microporos, di!ididas porel peso de la muestra*

'.$ rocedimiento experimental

'.$.1 Es(uema de investi&ación

#on el oeto de plani'icaci/n de lain!estigaci/n, se con'ecciona un esuemaue muestra las distintas prueas ue se

tienen ue realiarse durante la in!estigaci/n*Her Figura * 3e toman tres muestras (",J,#)con dos suetos cada una, el primer suetosir!e como caso ase o de control el otrocomo e+perimental (igualaci/n de suetos)*#ada una de estas muestras son detonadascon 2 gr de e+plosi!o tipo 9% para lasmuestras 1 de 4 gr para las muestras 2*#omo son dos suetos tipo roca uecontienen minerales o+idados de core, ue!an a ser sometidos a e+periencias de!oladura li+i!iaci/n, la !arialeindependiente es la cantidad de e+plosi!o

las !ariales dependientes !an a ser lacantidad de super'icie especí'ica (medida delmicro'racturamiento de la roca pro!ocado porel e+plosi!o), la cin.tica de la li+i!iaci/n larecuperaci/n de core del mineral en elproceso de li+i!iaci/n*

Fi&ura '! %suema in!estigaci/n

'.$.$. Es(uema experimental

as acti!idades !an desde el muestreo, ladetonaci/n de las muestras, sus anlisisgranulom.tricos, trituraci/n, el proceso deli+i!iaci/n columnar para otener la soluci/nrica los ripios como productos 'inales* HerFigura 4

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Fi&ura ). %suema e+perimental tratamiento minerales o+idados*

'.$.'. reparación de las muestras.

na !e cortados los loues de pruea e'ectuada la detonaci/n, se clasi'ica elmineral, se tritura posteriormente a 100?ao ;KE se clasi'ica otra !e* 3e realiaentonces una serie de anlisis ue son losanlisis uímicos, anlisis de super'icieespecí'ica del material detonado con 2 4 grde e+plosi!o, anlisis de densidad aparente,densidad real $umedad* os loues demuestra se designan como "1, J1 #1 "2,J2 #2* 3e comparan entonces "1 "2, J1 J2, #1 #2*

Muestras * Cutotal

alimentación

* Cusoluble

alimentación

Consumode acido+& ,c-+&

Cu"1 1*11 0*K 25*L"2 1*11 0*K 25*LJ1 1*LC 0*K5 5*2J2 1*LC 0*K5 5*2#1 0*L1 0*22 L2*71#2 0*L1 0*22 L2*71

abla 1! "nlisis muestras de mineral #uo+idado

'.$.). rocedimiento de voladura.

as !oladuras de los loues se e'ectuaron enel interior de la Mina %scuela de lani!ersidad de "tacama* a cantidad dee+plosi!o adecuada se insert/ en per'oraci/ne'ectuada en cada uno de los loues, el9% se uni/ a una guía negra ueposteriormente se le prendi/ 'uego* #on eloeto ue las partículas de las !oladuras sepuedan recoger todas, un dep/sito de Fe seconstru/ para e!itar p.rdidas de mineral* "lresultado !oladura se le $io un anlisisgranulom.trico* Her Foto 1 2*

Fi&ura /.! #olocaci/n del 9% en el centrodel loc6

1L


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Fi&ura 0.! %ncendido mec$a a 'uego delloue*

'.$./ Medición uperficie Espeficica

'.$.0. 2ixiviación columnar

as muestras detonadas trituradas se

li+i!ian en sendas columnas de 9H# de 10*Ccm de dimetro 200 cm de alto* #adacolumna por separado tenía su dep/sito de#u34* %n promedio las prueas duraronapro+imado 2C días* Her Figuras 7 K con laconstrucci/n disposici/n de las columnasrespecti!amente

a medici/n de la 3uper'icie especí'ica see'ectu/ antes despu.s de la !oladura, para

las tres muestras para los dos casos decantidad de e+plosi!os* Her tala 2*

Columna esomuestra

iempoan,lisis

min.

uperficieespecifica

m$-&r"1 5*K1 15 1*K"2 5*C0 1K0 15*1J1 5*14 220 *4J2 5*15 02 C*4L#1 5*0 145 1*17

#2 5*5 10 1*5

abla $.! =esultados medici/n 3uper'icieespecí'ica

Fi&ura 3.! Montae columna con mineral

Fi&ura 4! #olumnas de li+i!iaci/n para lasmuestras ", J #

Fi&ura 5.& Distriuci/n granulom.trica demuestras J de alimentaci/n

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). Resultados experimentales

%'ectuadas las li+i!iaciones con losantecedentes de la cantidad de e+plosi!ousado,

la #antidad de super'icie especí'ica lasrecuperaciones de cada una de lase+periencias, podemos cominarlas parapoder !isualiar cualpodrian ser las relaci/nes entre estosparmetros* 3olo se mostrarn los resultadosde las muestras J*

Fi&ura 16.! #in.tica de la li+i!iaci/n

Fi&ura 11.! #omparaci/n super'icie especí'ica cantidad de e+plosi!os

Fi&ura 1$.! #omparaci/n =ecuperaci/n de #u ; 3uper'icie especí'ica

Fi&ura 1'& #omparaci/n =ecuperaci/n de #u(?); consumo de e+plosi!o

/. Conclusiones

%l uso de maor cantidad dee+plosi!os produce en las muestras mineralesun aumento de la 3uper'icie %specí'icadespu.s de la detonaci/n, pro!ocando unamaor cantidad de super'icie de contacto por

e'ecto de las micro'isuras (micro'racturas microporos) ue aumenta la super'icie decontacto entre la soluci/n li+i!iante el s/lidoporoso*

%l aumento de la 3uper'icie %specí'icadel mineral, producto del uso de una maorcantidad de e+plosi!o, produce un aumentode la recuperaci/n del #u, esto para todas las

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muestras ue 'ueron a'ectadas por 4 gr dee+plosi!os comparado con el uso de 2gr*#omo la maor recuperaci/n de #u seproduce por el aumento de la 3uper'icie%specí'ica, este parmetro aumenta por elaumento de la cantidad de e+plosi!o, se

conclue ue la maor recuperaci/n de #u esproducto de la cantidad de e+plosi!o*os resultados de la in!estigaci/n nos permiteproectarlos a todo tipo de minerales uesean li+i!iales, minerales de core solulesen cido sul'@rico, o minerales de oro solulesen cianuro, etc*, así como tami.n losminerales de core insolule e+traídos por laacci/n acterial*

"&radecimientos

Mis agradecimientos son para la ni!ersidad

de "tacama ue 'inanci/ la in!estigaci/n enun 52? del costo total, a la %mpresaacional de e+plosi!os (%"%:) con un 4K?*%l proecto uni!ersitario 'ue el 9I-2000-F1-12con resoluci/n e+enta N C4*

0. Referencias

O*# Oaeger, *A*

microfracturamiento por explosivo y aumento disolución metal en mena oxidada cobre

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