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Aglomerado y curado en el proceso de lixiviación …

Aglomerado y curado en el proceso de lixiviaci n de minerales Luis Mar n Escalona Julio de 2oo7 2 Resumen Se presentan a continuaci n los aspectos fenomenol gicos, t cnicos y operacionales, referidos a la utilizaci n del proceso de aglomeraci n y curado en la pr ctica de la lixiviaci n de minerales de cobre, es decir, los fen menos involucrados en el proceso , los reactores utilizados y disponibles para su aplicaci n, y algunos rangos operacionales. 3 ndice Introducci n .. 4 curado cido .. 5 Importancia de las especies de la ganga en la lixiviaci n .. 7 Efecto de la ganga en el grado de penetraci n de las part culas .. 9 Equipos para curado cido .. 10 Aglomeraci n .. 11 Fenomenolog a del proceso .

4 Introducción En la lixiviación en pilas a diferencia de otros tipos de lixiviación, el mineral a lixiviar tiene una ley relativamente alta y, por lo tanto,

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1 Aglomerado y curado en el proceso de lixiviaci n de minerales Luis Mar n Escalona Julio de 2oo7 2 Resumen Se presentan a continuaci n los aspectos fenomenol gicos, t cnicos y operacionales, referidos a la utilizaci n del proceso de aglomeraci n y curado en la pr ctica de la lixiviaci n de minerales de cobre, es decir, los fen menos involucrados en el proceso , los reactores utilizados y disponibles para su aplicaci n, y algunos rangos operacionales. 3 ndice Introducci n .. 4 curado cido .. 5 Importancia de las especies de la ganga en la lixiviaci n .. 7 Efecto de la ganga en el grado de penetraci n de las part culas .. 9 Equipos para curado cido .. 10 Aglomeraci n .. 11 Fenomenolog a del proceso .

2 12 Tipos de aglomeraci n .. 16 Aglomeraci n por humedad .. 16 Aglomeraci n por adherentes .. 17 Caracter sticas y factores de la aglomeraci n .. 17 Medio cido .. 18 Medio alcalino .. 19 Equipos aglomeradores .. 20 Aglomeraci n de minerales de oro .. 22 Conclusiones .. 23 Referencias .. 24 Anexos .. 25 Plantas de lixiviaci n TL en Chile .. 25 Diagrama de flujo planta de lixiviaci n Radomiro Tomic .. 29 Diagrama de flujo planta de lixiviaci n Codelco Norte Hidro Sur xidos .. 30 4 Introducci n En la lixiviaci n en pilas a diferencia de otros tipos de lixiviaci n, el mineral a lixiviar tiene una ley relativamente alta y, por lo tanto, econ micamente paga por un tratamiento m s complejo a trav s de una planta de chancado al menos de tipo secundario y usualmente, terciario.

3 Cuando se usa una granulometr a m s fina, entonces se hace necesario aglomerar los finos para restituir la permeabilidad al lecho de mineral que se va a lixiviar. Adicionalmente al agua, cuando se lixivian minerales de cobre, se aprovecha de agregar cido concentrado, para efectuar el curado cido. Esta secuencia combinada de operaciones, en que la lixiviaci n en pilas, se realiza sobre un mineral finamente chancado, Aglomerado con agua y curado con cido concentrado, se conoce como proceso de Lixiviaci n TL y su uso se ha generalizado para el tratamiento de minerales de cobre ya sean oxidados o sulfurados. A continuaci n se hace una descripci n detallada de las operaciones de aglomeraci n y curado en el proceso de lixiviaci n TL.

4 5 curado cido Si se considera la adici n de una soluci n lixiviante en la parte superior de una pila de mineral, se puede ver que inicialmente esta soluci n presenta condiciones de Eh y de pH correspondientes al campo de estabilidad de ion Cu2+. Sin embargo, si el mineral que se esta tratando presenta una ganga reactiva o moderadamente reactiva, a medida que progresa la lixiviaci n cida en un frente descendente, el cido se va consumiendo. Lo mismo ocurrir si la altura del lecho de mineral es mayor, tal que el cido se consuma antes de llegar a la parte inferior de la pila. En estos casos se tiene un frente de reacci n que impone una acelerada variaci n, en sentido negativo, del valor de Eh y un aumento de pH.

5 Si la velocidad de la reacci n de la soluci n con el mineral y la ganga es mayor que la velocidad de reposici n del cido, entonces se puede llegar a peder la totalidad de los iones f rricos y, en breve, a consumir la totalidad de los iones hidr geno (protones disponibles para la lixiviaci n). Con esto, las condiciones de Eh pH de la soluci n de lixiviaci n ya dejaran de estar en el dominio del campo de estabilidad del ion Cu2+, y pasaran al campo de estabilidad de la crisocola, el cobre nativo o la calcosina. En este punto la solubilidad del cobre es menor que 10-6 molar, es decir insignificante. La r pida neutralizaci n de cido en la soluci n de lixiviaci n causado por la reactividad de la ganga provoca un verdadero frente de acidez descendente.

6 En la parte superior de ste frente se tiene todav a acidez suficiente como para estar en el campo de estabilidad del ion Cu2+. En la parte inferior el Eh ha cambiado desde a 0 volt, y la solubilidad del cobre cae bruscamente desde molar (unos 6/l), a 10-6 molar, es decir una ca da de unos 5 ordenes de magnitud. 6 Si el frente de cido se produce m s bien arriba en el lecho del mineral, la baja solubilidad del cobre en las soluciones neutralizadas puede conducir a una precipitaci n de todo el cobre disuelto en la parte superior. Los precipitados m s corrientes en estos casos incluyen cobre nativo, delasofita y calcosina. Solo si la neutralizaci n se produce en la parte inferior del lecho del mineral puede ocurrir que el cobre disuelto no alcance a reprecipitarse, pero queda en evidencia que ser muy dif cil realizar la disoluci n del cobre remanente en las zonas de m s abajo de la pila de mineral.

7 Resulta claro entonces que es indispensable que el cido este distribuido lo m s uniformemente posible a lo largo del camino de las soluciones de lixiviaci n. Idealmente debe haber un ambiente de acidez lo m s uniforme posible, en todo el camino de las soluciones lixiviadotas. Sin embargo, eso obligar a alternativamente a: Agregar exceso de cido en las soluciones de entrada, con el riesgo de un mayor consumo global, o bien. Limitar la altura de las pilas del lecho del mineral que se someten a lixiviaci n, o bien, por ltimo Aceptar menores recuperaciones en el conjunto. Para solucionar este punto espec fico, se ha ideado incorporar un pretratamiento con cido concentrado al mineral que se va a colocar en el lecho de minerales a lixiviar.

8 Este cido es uniformemente distribuido, previo a su ubicaci n en la pilas, logrando con esto una dosificaci n a la medida de cada requerimiento, ya sea por parte de los minerales del yacimiento, o parte de la ganga. 7 Adem s, la distribuci n anticipada del cido permite que este reaccione sobre todas y cada una de las part culas del mineral, logrando una acci n de transformaci n de las especies minerales de cobre que est n pr ximas a la superficie, normalmente en sulfato de cobre. Con este m todo se ha logrado inhibir la disoluci n de algunas especies indeseables de la ganga como el aluminio y la s lice (SiO2). Cuando, una vez armada la pila, se aplica la soluciones de lixiviaci n propiamente tales, estas se encuentran en toda la trayectoria a trav s del lecho de mineral, ya acidulada y, en muchos casos, sin consumir una mayor cantidad de cido se limitan a disolver el sulfato de cobre ya producido por el pretratamiento cido.

9 Este pretratamiento con cido concentrado ha recibido el nombre de curado cido. Por otra parta, la influencia de la ganga sobre el proceso de lixiviaci n de minerales de cobre, puede manifestarse principalmente a trav s del grado de consumo de cido, la cin tica de disoluci n y el grado de penetraci n de las part culas, fen menos que describiremos a continuaci n. Importancia de las especies de la ganga en la lixiviaci n Cuando se lixivian en ambiente cido sulf rico los minerales de cobre, sean estos oxidados o sulfurados, la velocidad y la cantidad de cobre efectivamente disueltos no dependen exclusivamente de las condiciones del sistema completo visto desde fuera, como si fuese una caja negra, ni de las condiciones de Eh y pH de la soluci n lixiviante.

10 Por otro lado tampoco la mineralog a de las especies de cobre del yacimiento es la nica determinante para pronosticar los resultados de la efectiva extracci n de cobre que se desea procesar. 8En efecto, existen una variedad de otras reacciones posibles que pueden ocurrir, y de hecho ocurren en cada momento, entre las soluciones lixiviantes y la ganga que hospeda y recubre el yacimiento, antes de que esta pueda ser alcanzada por las condiciones lixiviantes impuestas desde el exterior, Eh pH, y que son modificadas, continua y progresivamente en su camino hacia el yacimiento objetivo. Se distinguen as los micro-ambientes que ocurren en el interior de un trozo de roca, con el paso de la soluci n a trav s de una ganga porosa para alcanzar un grano mineralizado ocluido.


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