Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniera

Departamento de Ingeniera en Minas Laboratorio Procesos Hidrometalrgicos

LABORATORIO

LIXIVIACION TL (THIN

LAYER)

Diseado por Matas Toro Orellana (Ayudante)

Revisado por Luis Vilches (Profesor Laboratorio)

Laboratorio Hidrometalurgia Universidad de Santiago de Chile 2014

Introduccin

La Lixiviacin es un proceso de carcter hidrometalrgico, el cual consiste en

la obtencin de cobre que se encuentra en minerales oxidados, separados a

travs de la aplicacin de una disolucin de cido sulfrico y agua.

Dentro de la minera podemos encontrar 4 principales tipos:

- In-situ : Aplicacin de soluciones directamente al cuerpo mineralizado,

este tipo de lixiviacin capta gran inters por sus bajos costos de

inversin y de operacin. (Baja recuperacin, cercana al 50%)

- En botaderos (Dump leaching): Consiste en lixiviar lastres, desmontes

y sobrecarga (principalmente en rajo abierto con leyes inferiores al

0,5%) , es de bajo costo y operacin, con baja recuperacin (40%-60%)

y el tiempo que demora es excesivo. Se alimenta principalmente por

aspersin.

- En bateas (o percolacin): El mineral entra en contacto con una

solucin acuosa que percola e inunda completamente el mineral, es

utilizado cuando el mineral presenta alto contenido metlico

lixivindose en un periodo de 3 a 14 das, se debe disponer de una

cantidad y tamao de mineral que permita su percolacin y a su vez

amortige la gran inversin inicial de este mtodo.

- En Pilas (Heap Leaching): El mineral procedente de la explotacin,

luego del proceso de chancado y/o aglomeracin (granulometra que

permita un buen coeficiente de permeabilidad) se dispone en pilas de

base trapezoidal y altura calculada, `para luego proceder al riego de

solucin lixiviante. Tras la percolacin la solucin (PLS) es recolectada

para ser llevada a la planta de recuperacin ( Sx-Ew). Cuando la cancha

es recuperada para ser reutilizada, se habla de pilas dinmicas, en caso

de no ser recuperada y esta sirva de base para la nueva pila de habla de

pilas estticas o permanentes. Ayudante: Matas Toro Orellana Pgina 2

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En qu consiste la lixiviacin Thin Layer?

La lixiviacin Thin Layer es un concepto que revoluciono la industria de la

lixiviacin del Cobre, la cual tiene como principal ventaja impedir la

acumulacin de solucin en la pila ya que al contrario de la lixiviacin en

bateas, el mineral (previamente chancado) no se inunda sino que se prepara

con anterioridad a travs de un curado acido (con H2SO4 concentrado y agua)

para luego ser sometido a la lixiviacin. Se deja reposar el mineral para curar

el mineral y finalmente es lixiviado en canchas de baja altura (Thin Layer =

capas delgadas)

Inicialmente este mtodo fue un fracaso dentro de la industria pues las pilas

deban ser de muy baja altura para evitar la impermeabilizacin del lecho

producto de los finos provenientes del chancado no permitiendo un buen

balance en el flujo del acido. Pero a principio de los aos 80 la Sociedad

Minera Pudahuel (SMP) perfeccionaron las tcnicas de aglomeracin en el

mismo proceso de curado acido, permitiendo as el xito del proceso, puesto

que las partculas pequeas se adhieren a las partculas gruesas permitiendo as

que la pila no se impermeabilice y permitir una mayor altura de la pila.

Aglomeracin de partculas finas y gruesas. Ayudante: Matas Toro Orellana Pgina 3

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Ventajas Thin Layer

- Es un mtodo que permite el costo operacional ms bajo conocido en Chile para la recuperacin del Cobre

- Puede ser aplicable a cualquier metal lixiviable, mineral oxidado o bien mixtos.

- Reduccin en el consumo de acido, limitando su dosis distribuyndose

uniformemente por toda la superficie del mineral y formando una capa

de solucin en la interfase inter-partcula lo ms delgada posible.

Adems de requerir una menor cantidad de agua.

Etapas del proceso.

1.- Chancado: El proceso de chancado se realiza en 3 etapas (primario,

secundario y terciario) con los chancadores terciarios en circuito cerrado

permitiendo as que el mineral alcance una granulometra adecuada para que la

mayora de las partculas de la especie valiosa estn expuestas a la solucin

lixiviante (por ejemplo: el 100% con una granulometra menos a ). Tambin

se debe considerar una baja cantidad de finos y una granulometra lo ms

homognea posible.

2.- Aglomeracin: Consiste en la adhesin de partculas finas a la gruesas, o

bien la adhesin de finos con finos. A nivel industrial esta aglomeracin se

realiza con el mismo lixiviante acido en un tambor rotatorio. Primero se

humecta con agua o refino y luego se agrega el acido sulfrico concentrado

(30-40 kg/ton o 3-4 % aproximadamente) este acido ataca el mineral y produce

los compuestos cementantes entre las partculas. Despus de la aglomeracin

en el tambor rotatorio, se deja reposar el mineral en la pila aproximadamente

24 hrs para llevar a cabo las reacciones qumicas.

Objetivos aglomeracin:

- Uniformas tamaos de partculas, adhiriendo partculas finas a gruesas - Homogenizar la porosidad del lecho - Optimizar la permeabilidad del lecho

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Tambor Aglomerador (Aglomeracin de oro, con solucin de cemento y cal)

3.- Curado acido: Consiste en el ataque del acido Sulfrico (preferentemente

concentrado) sobre el mineral previamente chanchado, humedecido y

finalmente reposado para curarlo. Con el fin de solubilizarlo para la posterior

etapa de lixiviacin TL.

4.- Lixiviacin TL: Posterior a la etapa de curado se comienza a lixiviar con

una delgada capa de solucin lixiviante mediante regadores (En la experiencia

laboratorio, ser por goteo constante y suave con el fin de no destruir la

aglomeracin). La lixiviacin Thin Layer redujo considerablemente el

consumo de acido (alrededor de un 30% en comparacin con la lixiviacin por

bateas o percolacin)

Adems la lixiviacin Thin layer redujo considerablemte los requerimientos de Agua con respecto a otros mtodos convencionales, debido principalmente a que:

- Las perdidas normales se reducen a la humedad residual de ripios y a la evaporacin

- Al regarse por aspersin, en vez de inundarlos (percolacin o bateas) o

formar una pulpa (agitacin) se requiere una menos cantidad de agua.

- No existe el problema de lavado en contracorriente en espesadores, ni se requieren disposicin de pulpas de relave.

En la combinacin TL, Sx, Ew, los requerimientos de agua son del orden del

15-20 % del mineral tratado. (13-14 % humedad residual, y un 5- 10 % por

evaporacin u otros) Ayudante: Matas Toro Orellana Pgina 5

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Diagrama comn de un sistema de lixiviacin en pilas.

Thin Layer en Chile.

Durante la dcada de los 90, el proceso se generalizo llegando al punto hoy en

dia de haber aumentado cerca de 150 veces la produccin anual de cobre

electroltico de Chile desde las iniciales 15 mil toneladas/ao de Lo Aguirre

en 1981, a 2,2 millones de toneladas/ao en 2010 de ptima calidad,

directamente aceptada con premio por los mercados consumidores.

Lo notable es que todo el aumento de produccin anual de cobre de Chile, en

ese mismo perodo, fue de 4,3 millones de toneladas desde 1,1 milln en

1981, a poco ms de 5,4 millones en 2010 es decir, 50 % del incremento del

total de la produccin de cobre de Chile de estos ltimos 20 aos se deben a

este proceso, evitando que se produjeran en forma de concentrados, los que, a

su vez, habran requerido nuevas fundiciones ms contaminantes o un

menor valor de venta al ser un producto intermedio de gran dependencia

internacional.

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Desarrollo Experimental

En la experiencia a realizar, se llevara a cabo el proceso de lixivacion Thin

Layer con mineral oxidado previamente chancado (100% - ) sin

importarnos en este caso la presencia de finos.

Para ello, debemos llevar a cabo cada uno de los procesos explicados anteriormente. Para lo cual contaremos con:

- El peso del material a lixiviar - Agua (5% del peso del material)

- Volumen a calcular de acido (depende de la cantidad de material, este

punto se determinara previamente segn el consumo de acido que posea

el material). - Columna sobre la cual se lixiviara.

- Solucin Lixiviable (18 gr/L) con su respectivo gotero, cuya tasa de

goteo ser determinada previamente (En este caso experimental, no se

realizara el riego por aspersin, sino que a travs de goteo)

Procedimiento:

- Se pesa el material a tratar

- Se deposita sobre una superficie de hule, para luego adicionar la

cantidad de agua calculada (5% peso) y se rolea para una humectacin

Homognea

- Se adiciona el volumen de acido, segn el consumo que la mena tenga y

se vuelve a rolear para una distribucin de acido uniforme sobre la

superficie del material - Se deposita cuidadosamente el material sobre la columna - Se deja reposar 24 Hrs para curarlo

- Se prepara una solucin lixiviante, aproximada de 18 gr acido por litro

de agua - Se comienza la lixiviacin con una tasa de regado a determinar. - Se calculas los cc/min para la columna utilizada - Cada 24 Hrs se toman muestras de aproximadamente 25 ml.

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Bibliografa.

- Guia hidrometalurgia UDA (Universidad de Atacama) - Apuntes profesor Pedro Muoz - Apuntes profesor Luis Vilches - Historia del Proceso Actual de Lixiviacin en Pilas y la Produccin de

Ctodos en Chile, Esteban Domic, Profesor Ingeniera en Minas U de

Chile

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