Laboratorio 3 - Lixiviación Thin Layer RR_CP_JC

7/25/2019 Laboratorio 3 - Lixiviacin Thin Layer RR_CP_JC

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UNI VERSI DAD DE SANTI AGO DE CHI LE F ACULTAD DE INGENIERIA DE I NGENIERIA EN MI NAS

L ABORATORIO DE PROCESOSMETALRGICOS

Laboratorio N 3 Lixiviacin Thin Layer

Profesor asignatura: Pedro Muoz

Ayudante de asignatura: Luis Zurita

Carlos Corvaln

Asignatura: Procesos Metalrgicos

Integrantes: Cristin Plaza

Rodrigo RiveraJorge Camhi

Santiago, 25 de Enero de 2015


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Universidad de Santiago de Chile Laboratorio de Procesos Metalrgicos

2Profesor: Pedro Muoz Ayudantes: Luis Zurita

Carlos Corvaln

RESUMEN EJECUTIVO

Los procesos de lixiviacin han adquirido una gran importancia para el mundo minero engeneral, ya que poseen costos bajos. As se han creado diversas metodologas para

lixiviar minerales, utilizndose cada una ellas segn el tipo de mineral y las caractersticasque posea.

Thin Layer es un concepto que revolucion la industria de la lixiviacin del Cobre, la cualtiene como principal ventaja impedir la acumulacin de solucin en la pila ya que alcontrario de la lixiviacin en bateas, el mineral no se inunda sino que se prepara conanterioridad a travs de un curado cido.

Se aprecia que hay un peak que se logra a las 72 horas pero con una

recuperacin de solo 83%. y se produce el peack de consumo de cido con 240,5gramos. Podemos inferir que a medida que pase el tiempo se consumir mscido, pero eso no implicar una mayor recuperacin.

Se observ en esta experiencia una menor recuperacin y un mayor consumo decido que en percolacin. Claro est que no se realiz el proceso previo decurado. Se recomienda realizar nuevamente la experiencia ya que adems losresultados obtendos por el grupo B son muy distintos, ya que en esa experiencia la

reuperacin aument para todo el perodo. Adems la mayor recuperacin sealcanza antes que en percolacin, pudiendo tener un mayor beneficio econmico.


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Carlos Corvaln

INDICE

RESUMEN EJECUTIVO ............................................................................................................ 1

INDICE ......................................................................................................................................... 3

INTRODUCCIN ........................................................................................................................ 4

OBJETIVOS ................................................................................................................................ 5

FUNDAMENTOS TERICOS ................................................................................................... 6

DESARROLLO DEL TEMA ....................................................................................................... 8

ANLISIS DE RESULTADOS................................................................................................. 10

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................................... 13

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 14

ANEXOS .................................................................................................................................... 15


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INTRODUCCIN

La lixiviacin es un proceso hidrometalrgico, el cual permite la extraccin de solutosdesde un slido mediante la utilizacin de cierta solucin lquida. De esta manera la fase

lquida entra en contacto con el slido producindose la reaccin y as los solutos puedendesprenderse del solido provocndose una separacin de los componente originales delsoluto disuelto. Algunos parmetros a considerar son por ejemplo la granulometra, estadode la roca, tiempo y mineraloga.

Existen distintas formas de lixiviar minerales como lixiviacin in situ, en pilas, botaderos,bateas y por agitacin, el presente informe se tratar de manera prctica la lixiviacin ThinLayer, trabajando con muestras de minera Pimentn; se calcular la recuperacin de Cuen la solucin lixiviada y consumo de cido tomando 3 muestras cada 24 horas. En laexperiencia laboratorio, la lixiviacin TL ser por goteo constante, homogneo y suavecon el fin de no destruir la aglomeracin.

Thin Layer consiste en la acumulacin de mineral (xidos y sulfuros secundarios de Cu)con un tamao adecuado y aglomerado en pilas de 3 a 6 metros de altura y estas poseenuna gran extensin. Una caracterstica de estas pilas es que deben formarse en terrenosaplanados y se les debe dar una pendiente para recuperar la solucin que se acumula.Cabe mencionar que el primer pas que utilizo este tipo de lixiviacin para minerales

oxidados de cobre y bacterias para los sulfuros de cobre presentes en la misma roca aescala comercial fue Chile, en la mina Lo Aguirre perteneciente a la Sociedad MineraPudahuel y observando este proceso se logra apreciar una mayor aceleracin en elproceso de lixiviacin, adems de una mayor eficiencia y obteniendo mayoresrendimientos comparndolo con otros procesos de lixiviacin.


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OBJETIVOS

Los objetivos de este informe son demostrar a nivel general y especfico los siguientesaspectos de la Lixiviacin Thin Layer:

Objet ivo g eneral :

Llevar a la prctica las operaciones unitarias de un proceso hidrometalrgico delixiviacin en pilas.

Emular el proceso hidrometalrgico del cobre, llamado, lixiviacin Thin Layer, anivel de laboratorio.

Obj etivo s es pec fico s:

Determinar el consumo de cido por el mtodo Thin Layer. Determinar la recuperacin de cobre por el mtodo Thin Layer, que es fcilmente

soluble y presenta buenas caractersticas de permeabilidad.

Este proceso debe ser alimentado con minerales de ley alta-media, para que elproceso de lixiviacin sea en perodos razonablemente cortos.

El objetivo principal es de amortizar rpidamente la gran inversin inicial.


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FUNDAMENTOS TERICOS

La lixiviacin es un proceso qumico hidrometalrgico que permite la extraccin de solutodesde un slido mediante la utilizacin de una solucin lquida. Se produce cuando la fase

lquida queda en contacto con el slido para empezar a desprenderse el soluto desde eldisuelto que contiene los materiales originales.

Existen muchas clases de lixiviacin como la por pilas, la de bateas, la de agitacin, la debotaderos, la in situ, la de reactores a presin, entre otras.

Una reaccin qumica tpica de una lixiviacin para xido es la siguiente en el casoparticular de la Crisocola que reacciona con el cido sulfrico (H2SO4):

CuSiO3 2 H20 + H2SO4 + 2 H20==> Cu+2 + SO4 -2 + 5H2O + SiO2

Thin Layer es una nueva tcnica de lixiviacin exitosa en la industria del Cobre, queconsiste en la acumulacin de mineral (pueden ser xidos o sulfuros de Cobre) con untamao indicado que sea coincidente con los requerimientos de los experimentos yaglomerados en pilas de 3 a 6 metros de altura. Estos tienen una vasta extensin. Adems las pilas se deben ubicar en un terreno plano y deben colocarse bajo un ngulodefinido con el fin de recuperar la solucin que se va acumulando. En lugares de bajaaltura se colocan las pilas, de ah su nombre Thin Layer que significa capas delgadas.

La ventaja de este mtodo que ha permitido su xito, es bsicamente que impide laacumulacin en las pilas de la solucin ya que a diferencia de otros mtodos ac seprepara el material con anterioridad al ser curado con cido sulfrico y agua.

Hubo problemas al comienzo con su utilizacin, dado que al ser las pilas de alturareducida produca ineficiencia. Esto se desarroll para evitar la impermeabilizacin de lapila que haca el fino que vena de la molienda y con ello reducir la eficacia del trabajo delcido. Esto se arregl con cambios en los procedimientos como principalmente fue lamejora en la aglomeracin en el proceso de curado permitiendo ah que las pequeaspartculas se unieran a las ms grandes y con ello ayudar a que la pila no seimpermeabilizara y pudiera alcanzar una mayor altura.


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Este es el proceso que tiene los menores costos operacionales en Chile, adems reduceel consumo de cido y se puede aplicar a toda clase de minerales lixiviables, mineralesoxidables. Adems se requiere una menor cantidad de agua.

Las etapas del proceso son:

Molienda Aglomeracin Curado cido Lixiviacin TL (Thin Layer)

Chile fue el primer pas que us este tipo de lixiviacin para minerales oxidados de cobrey bacterias para slfuros de cobre ubicados en la misma mena, en la mina Lo Aguirreperteneciente a la Sociedad Minera Pudahuel.


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DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

En este experimento se usaron los siguientes insumos:

3.850 gramos de material total, que al igual que en el laboratorio anterior, tienegranulometra de 100% y , contiene Cu (T) 2,6%, Cu (ox) 2,2% y Fe 0,3%.

Agua para aglomerar: 5% del material total, vale decir, 192,5 gramos, lo que equivale a192,5 cc dada la densidad 1 del agua.

Solucin lixiviante para TL.

cido Sulfrico que en total hace un volumen de 183,13 cc.

El procedimiento sigue a continuacin:

Primeramente se ponen en el material total los 192,5 cc de agua para aglomerar. En seguida se vierten al material los 183,13 cc de cido sulfrico, y se rolea. Dada

la peligrosidad de este insumo, esto se realiza con guantes y pala. Se tiene una columna con la inscripcin Lix TL A, que est sobre una mesa de

laboratorio. Esta se baja para permitir que el material total roleado sea introducidoa su interior con una pala como parte del tercer paso.

Despus de esta accin correspondera hacer reposar el tubo por 24 horas, para

completar un tiempo de curado, que corresponde a la aglomeracin y depositacindel material, para as reducir el consumo de agua principalmente, as comotambin del cido. Se hace el supuesto que esto ya se realiz, y se vuelve lacolumna llena a colocar sobre la mesa.

Despus de haber calculado la tasa de regado que es de 1,89 cc/min que seobtuvo con el dato dado 20 litros/(hora x m2) multiplicado por el rea de lacolumna, y dejada expresado en cc/minutos, se procede a la parte final delexperimento.

Ac se coloca debajo de la solucin lixiviada que yace en una posicin alta, ungotero junto con un regulador de goteo para que empiece a evacuar el contenidode la solucin a la columna de la tasa mencionada. Esto se va realizar por 72horas.


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Al contrario de los regadores verdaderos, sta riega solo una parte de la muestra,no entera. Cuando empiece a lixiviar percolar PLS.

En la base de la columna se tiene un orificio con una manguera que llega a unbidn que se usa para recolectar la muestra. Este est escrito con TL y solucin

recolectada A. Finalmente se tomarn tres frascos como muestras tras el perodo mencionado. La

etiqueta para la primera es Lix TL M1 (Lixiviacin Thin Layer muestra 1).


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ANLISIS DE RESULTADOS

Despus de desarrollar la experiencia, y ser llevada a laboratorio que procedi con lossiguientes resultados:

MUESTRA Tiempo lix hr Ley cu Ac. LibreM1 24 15.3 63.1M2 48 21.4 53.4M3 72 29.5 41.2

Con estos datos se puede apreciar que la cantidad de Cobre sigue una tendenciaproporcional al tiempo. A las 72 horas llega a su peak.

La cantidad de cido no sigue una tendencia con respecto a la cantidad de cobre. As escuando aumenta el cobre disminuye la cantidad de cido para las 48 horas. No hay una

relacin ni proporcional ni inversamente proporcional entre ambos.

RECUPERACIN DECOBRE

La cantidad de cobre recuperado depende de las muestras extradas luego detranscurridas 24 hr, 48 hr y 72 hr de lixiviacin. Adems dicho valor depende de lacantidad de solucin extrada y la concentracin de cobre que sta posea.

Para dicho clculo se utiliza la siguiente expresin:

Dnde: : Masa de cobre contenido en cada muestra recuperada a las 24hr,

48hr y 72hr, (gr). : Concentracin de cobre contenido en cada muestra recuperada a las

24hr, 48hr y 72hr, (gr Cu/L solucin). : Cobre soluble contenido en la muestra (gr).

%

: Porcentaje de cobre recuperado en la lixiviacin.

Considerando los datos indicados, para un tiempo de 24 hr, se tiene:


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El mismo clculo se realiza para las muestras extradas a las 48hr y 72hr, obteniendo losiguiente

Tiempo Ley Cu V Rec %Rec Cu24 15,3 2,290 L 41,37%48 21,4 2,200 L 55,58%72 29,5 2,385 L 83,07%

CONSUMO DE CIDO

( ) ( ) ( )

Dnde:

cido Libre:

Gramos de cido consumidos por litro de solucin, (gr/L).

V recuperado : Volumen de muestra extrada en la lixiviacin, (L). gr de cido agregado: 338,8 g segn el punto

Se tiene:

( ) ( )

( ) El mismo clculo se realiza para las muestras extradas a las 48hr y 72hr, los resultadosson los siguientes:

Muestra Tiempo(hrs)

Ley Cu Ac Libre V Recup %Rec Cu Cons.cido

M1 24 15,3 63,1 g/L 2,290 L 41,37% 194,3 gM2 48 21,4 53,4 g/L 2,200 L 55,58% 221,3 gM3 72 29,5 41,2 g/L 2,385 L 83,07% 240,5 g


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0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

24 48 72

% Rec Cu Vs Tiempo Lixiviacin

0

50

100

150

200

250

300

24 48 72

% Consumo de cido Vs TiempoLixiviacin


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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se aprecia que ha medida que aumenta las horas de lixivacin aumenta % derecuperacin. Hay un peak que se logra a las 72 horas pero con una recuperacinde solo 83%. Podemos inferir que a medida que pase el tiempo se consumir mscido.

La recuperacin de cobre realizado en el laboratorio es de 83,07% a las 72 horas,lo cual est por sobre el rango de recuperacin tpica para este tipo deprocedimiento (50-70%).

Las recuperaciones obtenidas con TL aumentan con el trascurso del tiempo, loque se explica al devolver el acuoso a la pila, transformando el proceso en unsistema cerrado en el que el acuoso se va enriqueciendo permanentemente. Lavelocidad de recuperacin media en las 72 horas de la experiencia fue de1,15%/h.

Se observ en esta experiencia una menor recuperacin y un mayor consumo decido que en percolacin. Claro est que no se realiz el proceso previo decurado. Se recomienda realizar nuevamente la experiencia ya que adems losresultados obtendos por el grupo B son muy distintos, ya que en esa experiencia lareuperacin aument para todo el perodo.


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BIBLIOGRAFIA

Apuntes y Diapositivas de la Ctedra Procesos Metalrgicos, dadas por el profesorPedro Muoz, Junio 2015, Ingeniera Civil en Minas, Programa Prosecucin de

Estudios. Audio de laboratorio de Lixiviacin por Percolacin, del da 27 de junio de 2015,

para el grupo nmero 1. Pgina web: http://www.academia.edu/6768456/Cuerpo_informe_TL Gua Laboratorio Lixiviacin TL. Apuntes de Lixiviacin Clasificacin de Inacap proporcionado por el profesor Pedro

Muoz.
http://www.academia.edu/6768456/Cuerpo_informe_TLhttp://www.academia.edu/6768456/Cuerpo_informe_TLhttp://www.academia.edu/6768456/Cuerpo_informe_TLhttp://www.academia.edu/6768456/Cuerpo_informe_TL


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ANEXOS

Fotos del Proceso de Lixiviacin Thin Layer


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