Fundamentos_Geometalurgia

7/24/2019 Fundamentos_Geometalurgia

1/53

Departamento deIngeniera enMinas

Facultad de Ingeniera

Universidad de Santiago

Curso: Evaluacin de Procesos Mineralrgicos

Fundamentos de la

Geometalurgia de mineralesde Cobre

Hernn Vives NavarroJunio 2014


2/53

Evaluacin de Procesos Mineralrgicos

INTRODUCCIN

La minera es una de las actividades econmicas de alto riesgo.Constantemente la incertidumbre y los riesgos estn presentes, no sloen los factores externos (mercado), como los precios de los metales y delos insumos requeridos, sino tambin en aqullos internos propios delyacimiento relacionados con la geologa (leyes, tipo de rocas,

alteraciones, estructuras) y la explotacin.

El estudio y la evaluacin tcnico-econmica de un proyecto minero,podra alcanzar, desde el descubrimiento hasta su entrada en operacin,entre 8 y 12 aos.


3/53


INTRODUCCINEl proyecto minero se estudia por etapas, las cuales conforman el Ciclo de vida

de un Proyecto Minero (Delineamiento geolgico, etapa de perfil, deprefactibilidad, de factibilidad y de inversin), donde se busca precisar lainformacin tcnica-econmica en cada una de stas. Al finalizar cada etapa(hito), la decisin de continuar a la siguiente depender si el proyecto esrentable, hasta culminar eventualmente con la construccin y posterior

operacin del proyecto.


4/53


INTRODUCCIN

En cada etapa se persigue reducir la incertidumbre que posee el yacimiento,conociendo consecutivamente con mayor detalle las caractersticasgeolgicas, metalrgicas, fsicas, qumicas, mineralgicas(leyes del mineralproductos, de subproductos, leyes de impurezas, dureza de la roca,recuperacin metalrgica, etc) y geotcnicas. Al conjunto de estas

actividades se le denominaexploracin. Con el sustento que se origina, serealizan los estudios de ingeniera de diseo y planificacin minera, y lasrespectivas evaluaciones econmicas para cada etapa del ciclo.

Este identificacin se realiza mediantemuestrasde sondajes diamantinos,

de detritos de sondajes de aire reverso (incluye pozos de tronadura), demarinas de piques y de tneles de exploracin, entre otras.


5/53


Contenidos de la Presentacin

GEOMETALURGIA.

CARACTERIZACION GEOMETALURGICA.

Muestreo de Yacimientos.

Preparacin de Muestras. Parmetros Geometalrgicos.

PRUEBAS METALURGICAS.

Pruebas Escala Laboratorio: Conminucin.

Pruebas Escala Laboratorio: Concentracin.

Pruebas de Lixiviacin.


6/53


GEOMETALURGIA

La Geometalurgia es una disciplina que integra a la geologa y metalurgia.

Permite identificar y clasificar a los minerales segn su comportamiento

frente a determinado proceso metalrgico. De esta forma se consigue

planificar y dirigir ms eficientemente la explotacin minera y

consecuentemente se maximiza el valor econmico del negocio minero.

Los yacimientos poseen alta variabilidad de leyes y comportamientometalrgicos, por consiguiente requieren de un anlisis profundo paraconocerlo y as consolidar los compromisos del proyecto.


7/53Evaluacin de Procesos Mineralrgicos

GEOMETALURGIA

La informacin geometalrgica del yacimiento no slo debe ser conocida

para las etapas del proyecto, sino tambin para la operacin minera.Descubrimient

o

Estudios Preinversionales

Ao -2 Ao -3 Ao - 4 Ao -5 Ao -6 Ao -7 Ao -8 Ao -9Ao - 1

Inversin (Construccin)

InicioOperacin

1- Pre-stripping2- Desarrollos Mineros Subterrneo (Accesos)3- Tranque de relave4- Construccin de Planta de Procesos5- Adquisicin de equipos (mina-planta)6- Infraestructura (caminos, red elctrica, agua)

1- Prospeccin geolgica2- Estudios de Ingeniera (diseo)3- Pruebas Metalrgicas (caracterizacin)4- Infraestructura de prospeccin (caminos, agua, etc.)

Conocimiento del Recurso (Categorizacin)

Mayor Incertidumbre Menor Incertidumbre

Ao 1

FactibilidadDelineamien

toGeolgico

PrefactibilidadPerfil

Hito deDecisin

Hito deDecisin

Hito deDecisin

Hito deDecisin

Ao 2

Reinversiones1- Reemplazo Equipos2- Desarrollos Mineros Rajo (Mineral a la vista)3- Habilitacin Botaderos4- Preparacin Minera Subterrnea5- Exploraciones geolgicas (precisin de informacin)6- Refaccin de Instalaciones7- Cierres parciales de instalaciones (botaderos, etc.)8- Cierre faena

Operacin Minera(Ingresos/Costos)

Cierre Faena

. Ao 9 .. Ao 20



GEOMETALURGIA

Qu impactos tiene la correcta definicin de los parmetros geometalrgicos?



Dominio Recorrido (Resultados)

GEOMETALURGIA



GEOMETALURGIA

ModeloGeolgico

ModeloGeometalrgico

PlanificacinMinera

Procesamiento

de Mineral

Aseguramiento delPrograma de Produccin(Rentabilidad Esperada)

Variabilidad

(Riesgo del Negocio)Plan Geometalrgico



GEOMETALURGIA



GEOMETALURGIA

Qu impactos tiene la correcta definicin de los parmetros geometalrgicos?

Confiabilidad

deSustentos

Geo-MineroMetalrgicos

Aplicacin de factores tecnolgicos-econmicos-financieros,regulatorios, legales y gubernamentales aplicados a la minera, a los

procesos, y a la comercializacin.

RECURSOS MINEROS

Inferidos

Indicados

Medidos

RESERVAS MINERAS

Probables

Probadas




GEOMETALURGIA.










CARACTERIZACION GEOMETALURGICA

Muestreo de yacimientos.

Preparacin mecnica de muestras (Teora de Muestreo).

Caracterizacin Geolgica.

Caracterizacin Metalrgica.

Caracterizacin Qumica.

Caracterizacin Fsica.

Caracterizacin Mineralgica.

MuestreoPreparacin de la

Muestra

CaracterizacinMetalrgica

CaracterizacinQumica

Caracterizacin

Fsica

CaracterizacinMineralgica

CaracterizacinGeolgica

MuestraRepresentativa


15/53



GEOMETALURGIA.









16/53


Muestreo de Yacimientos

Perforacin de sondajesdiamantino.

Detritos de perforacinde sondajes de airereverso.

Pozos de tronadura.

Marinas de exploracinde tneles , piques.

Bancos, canaletas o zanjasen tneles.


17/53


Muestreo de Yacimientos


18/53


Preparacin de la Muestra


19/53



GEOMETALURGIA.









20/53


Parmetros Geometalrgicos

Geologa Mineralizacin Qumica Fsica Metalrgica

Alteracin

Litologa

Zonacin

Tipos deMinerales

Impurezas

Morfologa

AsociacionesMineralgicas

Texturas

Tamao de

Liberacin

Modo deOcurrencia

ComposicinMineralgica

Ley deProducto

Ley deSubproductos

LeyesImpurezas

Ley elementossolubles/insol.

Elementos

Trazas (Sb, Bi,Au, Ag, Te, Hg,F, Ge, Se, etc.)

Densidad

Dureza

Peso Especfico

DistribucinGranulomtrica

Humedad

Porosidad

Chancabilidad

Moliendabilidad

Abrasividad

RecuperacinMetalrgica

ConsumoEspecfico de E

Calidad delConcentrado

Consumo deReactivos


21/53



QUMICA FSICA MINERALOGICA Caracterizacin Potencial Lixiviable

- Cu to ta l y s ol ubl e - P es o E spe c fi co - E sp ec ie s m in er al g ic as

C l To ta l y s ol ub le - D ens ida d A pa ren te m ena y g ang a Te st S ha ker (R T) H 2SO 4, 25C (Cu verdes )

- Fe total, soluble - Humedad de Impregnacin - Asociaciones Test Shaker H 2SO 4/Fe 2(SO 4)3

- As y saturacin . -De sc ri pc in M ac ro sc pi ca Te st Sh ake r H 2SO 4/FeSO 4

- Mn - Permeabilidad -Alteracin Test Shaker H 2SO 4 20%

NO3- -Litologa

ANALISIS EXPLORATORIO DE DATOS

MODELO GEOMETALURGICO

MODELO GEOLGICO

PRUEBAS AMENABILITY TEST

MUESTRA TESTIGO DE SONDAJES

Granulometra = "; 1" y 1 " (Asim ilada a curva de chancador

Industrial)

DETERMINACIN DE DOSIS DE CIDO EN CURADO

Granulometra = "; 1" y 1 "

PRUEBAS DE LIXIVIACIN EN COLUMNAS 1M

CARACTERIZACIN


22/53


La caracterizacin geometalrgica del yacimiento se focaliza principalmente en

el estudio de la variabilidad espacial de datos como:

Work Index para Molienda de Bolas (WIBOLAS): permite identificar el WIBOLASdediseo de la planta de molienda, determinar la potencia requerida enmolienda de bolas y estimar la capacidad de tratamiento instantnea (tph) de

la planta de molienda, de acuerdo a la participacin de los diferentes dominiosde litologa-alteracin en el plan minero del proyecto.

Recuperacin metalrgica de cobre, de subproductos y de impurezas:permite, a travs de tcnicas geoestadsticas, asignar los atributos de

Recuperacin a cada celda del modelo de bloques. Este modelo es utilizadopor el proceso de planificacin minera para generar el plan de produccin delproyecto, informacin necesaria para determinar los principales indicadoreseconmicos del proyecto.



23/53


Calidad del concentrado final:permite conocer los rangos de variacin de

las especies mineralgicas y elementos qumicos menores (subproductos eimpurezas) y mayores contenidos en el concentrado final. Con base en estainformacin, se identifica los efectos en los sub-procesos aguas abajo talescomo plantas de cido, fusin, plantas de remocin de impurezas, etc.

Para la caracterizacin geometalrgica se selecciona muestras de testigos desondaje geolgico (p.e: de 30 kg/c). Las muestras deben representar, por

ejemplo, los primeros 5 aos del proyecto, considerando diferentes dominios

de litologa-alteracin-mineralizacin del yacimiento. Con estas muestras se

realizan, por ejemplo, Test Estndar de Bond para Molienda de Bolas para

estimar el WI y ensayos de Flotacin Primaria a escala de laboratorio, para la

Recuperacin metalrgica de cobre, de subproducto y de impurezas, como

arsnico.



24/53



GEOMETALURGIA.









25/53


Escala Laboratorio: Conminucin

Chancado: Test Estndar de Bond para Chancado. Test de Abrasin.

Molino:

Test Estndar de Bond para Molienda de Barras. Test Estndar de Bond para Molienda de Bolas. Test de Abrasin.

Molino SAG: Test de Starkey. Test de Abrasin.


26/53


Test Estndar de Bond - Chancado

El Test Estndar de Bond para Chancado,tambin llamado Test de Impacto de BajaEnerga, permite determinar el ndice detrabajo de un mineral (KWh/t).

Este ndice de trabajo describe la competencia(resistencia a la fractura) de un mineral en lostamaos gruesos.

Este ndice de trabajo puede ser usado para:

a) Estimar los requerimientos de potencia en el

dimensionamiento de chancadores.b) Calibrar las aberturas de descarga de los

chancadores para un tamao de productoespecfico (OSS y CSS).


27/53


Test Estndar de Bond - Molino de Barras

El Test Estndar de Bond para Moliendade Barras permite determinar el ndicede trabajo de los minerales (KWh/tc).

Este ndice de trabajo puede ser

utilizado para:a) Estimar los requerimientos de potencia

en el dimensionamiento de molinos debarras.

b) Estimar tasas de tratamiento para unadetermina potencia instalada.


28/53


29/53


Test de Abrasin

El Test de Abrasin determina el ndice de Abrasin que puede serutilizado para determinar el desgaste de revestimientos y medios demolienda en: chancado, molienda de barras y molienda de bolas.


30/53


Test de Starkey

El Test de Starkey permite estimar elconsumo especfico de energa de losminerales (KWh/t).

Este consumo especfico de energa puede

ser utilizado para:a) Estimar los requerimientos de potencia en el

dimensionamiento de molinos SAG.

b) Estimar tasas de tratamiento para unadetermina potencia instalada de moliendaSAG.

Molino SAG


31/53



GEOMETALURGIA.









32/53


Prueba Cintica de Molienda

Prueba de Flotacin Primaria (Cintica)

Prueba de Flotacin de Limpieza en Ciclo Abierto

Prueba de Flotacin de Limpieza en Ciclo Cerrado

Determinacin pH Natural Determinacin Consumo de Cal

Prueba de Sedimentacin de Pulpas, Concentrados y Relaves

Prueba de Filtracin de Concentrados

Escala Laboratorio: Concentracin


33/53


Prueba Cintica de Molienda

Tiempo de molienda para alcanzar granulometra objetivo (P80 um)

Consumo de modificador de pH (Cal)


34/53


Prueba de Flotacin Primaria

Recuperacin metalrgica.

Recuperacin en peso.

Razn de enriquecimiento.


35/53


Prueba de Flotacin de Limpieza en C.A.

Recuperacin metalrgica (etapas flotacin de limpieza).

Ley del cobre en concentrado final.

Ley de impurezas en concentrado final.

Ley de sub-productos en concentrado final.


36/53


Prueba de Flotacin de Limpieza - CC

Recuperacin metalrgica (etapas flotacin de limpieza).

Ley del cobre en concentrado final.

Ley de impurezas en concentrado final.

Ley de sub-productos en concentrado final.

Efecto de recirculaciones en impurezas y sub-productos.


37/53



GEOMETALURGIA.



Preparacin de Muestras.

Parmetros Geometalrgicos.






38/53


Pruebas Metalrgicas de Lixiviacin

OPERACIN PLANTA

Objetivo: medir las cinticas deextraccin Cu y consumo de reactivos encondiciones de Planta.

Preparacin de Muestras de explotacin

minera o sondajes (secado, chancado,divisin, tamizado, mezcla composito).

Caracterizacin de Muestras (A.Q.,Mineraloga, Granulometra, etc.).

Pruebas de Lixiviacin en Botellas.

Pruebas de Sulfatacin (aglomeracin-curado).Pruebas de Lix. en Columnas Piloto.Optimizacin (H, P80, % finos,

aglomeracin, riego, impurezas,descartes, hidrulica, etc.).

PROYECTO (ESTUDIOS)

Objetivo: medir el potencial deextraccin Cu y consumo de reactivosen condiciones simuladas.

Preparacin de Muestras de Sondaje

de aire reverso o diamantino (secado,chancado, divisin).

Caracterizacin de Muestras (AnlisisQumico, Mineraloga, Granulometra,etc.).

Pruebas de Lixiviacin en BotellasPruebas de Lixiviacin enMiniColumnas.


39/53


Pruebas de Lixiviacin en Columnas Unitaria

Determinacin de valores preliminares de la extraccin de cobre,consumo de cido y caractersticas de percolacin.


40/53


Pruebas de Lixiviacin en Columnas


41/53


Pruebas de Lixiviacin en Gaviones


42/53


Prueba Piloto de Lixiviacin en Pilas

j l d d hil


43/53


Ejemplo de Proyecto de Chile

Se desarroll y caracteriz un modelo geometalrgico del yacimiento, en base a

litologa, alteracin, mena y calcita.

Se definieron los siguientes parmetros de Proceso.

Altura de lecho

Granulometra p(80)

Razn de lixiviacin

Tasa de riego Acidez en riego

Ciclo de riego

Tasa de curado

Se defini:

La extraccin de Cobre en funcin de la solubilidad. El consumo de Acido en funcin de la Litologa.

El desarrollo metalrgico del proyecto se bas en pruebas con minerales provenientes de:

Sondajes DD, AR y tipo PQ

Pique 80 m y galeras 310 m E.W y 78 m N.S.

j l d d Chil


44/53


CAMP. OBJETIVOS AO NIVEL DE EXPERIMENTACION MUESTRAS

BOTELLAS COLUMNAS GAVIONES TEST

N 1 Caracterizacin Geometalrgica 97-99 155 4 -Testigos

Sond. DD yAR

N 2Caracterizacin Geometalrgica yDefinicin Preliminar Variables de

Proceso

00 43 42 -TestigosSondajes

DD y PQ

N 3

Caracterizacin Geometalrgica,Generacin Informacin Metalrgicapara Diseo, Lixiviacin conRecirculacin, Parmetros de DiseoProceso de Lixiviacin, OptimizacinAdicin de Acido

01 33 115 -TestigosSondajesDD y PQ

N 4Verificacin Datos ProcesoDeterminacin Parmetros deEscalamientoPruebas de SX

021 Sem.

- 54 12Pique yGaleras

N 5Estudio Diversas Alternativas deProceso, Estudio LixiviacinMinerales de Baja Ley

022 Sem.

- 18 7Pique yGaleras


Ej l d P d Chil


45/53


CAMP. OBJETIVOS AO NIVEL DE EXPERIMENTACION MUESTRAS

BOTELLAS COLUMNAS GAVIONES TEST

N 6Estudio Generacin ImpurezasEstado estacionarioEstudio Lixiviacin Minerales BcBs

03 - 15 -Pique yGaleras

N 7Estudio Lixiviacin Secundaria deRipios

041 Sem.

- 45 -RipiosGavin

N 8Caracterizacin Geometalrgica.Cut, Cus 1 y 5 hrs, Cl, Mn,Consumo Analtico Acido

04 - - - 19.000TestigosSondajesDD y AR

N 9Estudio Riego Intermitente,Lixiviacin Minerales BcBs-OXN,Lixiviacin Secundaria de Ripios

05 - 41 -Pique,

Galeras yPQ

N 10Lixiviacin Minerales SedimentoMetavolcnico, OptimizacinConsumo Acido

05 - 7 -TestigosSondajes

Geotcnicos

N 11Caracterizacin Geometalrgica.CuT, CuS 1 y 5 hrs, Cl, Mn,Consumo Analtico Acido

05 - - - 9.000TestigosSondajesDD y AR

TOTAL 231 341 19 28.000


Ej l d P d Chil


46/53


DEFINICIN CRITERIOS DE DISEO

Altura de lecho : 6 m

Granulometra p(80) : 1/2

Razn de lixiviacin : 1,2 m3/t

Tasa de riego : 10 l/h-m2

Acidez en riego : 15 g/l


Ej l d P t d Chil


47/53


Ext. CuT (%) = (0,4201 CuS/CuT + 52,666) 0,97

RECUPERACIN DE COBRE TOTAL vs RAZN CuS/CuTRazn de lixiviacin = 1,2 m3/t P80 = 1/2"

Razn CuS/CuT, %

Recuperacin,

%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100


Ej l d P t d Chil (2)


48/53


RECUPERACIN METALRGICA

Ejemplo de Proyecto de Chile (2)



49/53


Recuperacin de Cu vs Rlix. Pilas DMH

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Rlix [ m3/ton]

RecuperacindeC

u[%





50/53






51/53



En esta grfica se observa claramente el efecto de la granulometra en la recuperacin de cobre para este tipo demineral. A menor granulometra, se observa un comportamiento disolutivo muy favorable y comparable al obtenidoen los xidos in situ sin carbonatos. Por otra parte, a menor granulometra mayor consumo de cido, para 1 elconsumo es de 49 kg/t, para 2es 38 kg/t y para 4es 36 kg/t.




52/53


Plan alimentacin Mina - Planta

Revisin de Sondajes

Qemscan PruebasMetalurgicas

Caracterizacin LabSpec

Dominios

Constituyentes:

-Arcillas-Quarzo- Piritas- Feldespatos- Etc.

Botellas y

Columnas:

-Consumo de cal.-Consumo deNaCN.-Recuperaciones-Cinticas.

-Etc.

-DRX

-pH-Durezas-Humedad dinmica-Estado de oxidacin-Litologas-Alteraciones-Estructuras-ndice de abrasin-Etc.

CaracterizacinEspectral de

posibles

dominios

Xi (dominios) Y (Resultados)

Produccin de Oro



53/53

Fundamentos_Geometalurgia

Documents

Transcript of Fundamentos_Geometalurgia