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Identificar Elementos de Valor en Residuos Mineros (Relaves) y Evaluar su Recuperación como

Productos Comerciales

Dr. Roberto Mallea

Director Proyecto BGR - Camchal

Contenidos:

• Proyecto BGR-DERA-AHK

• Objetivos

• Resultados esperados

• Actividades realizadas

• Resultados Obtenidos (químicos, mineralógicos, lixiviaciones)

• Reflexiones Finales

Proyecto:

“Identificar elementos de valor en residuos mineros (relaves) y evaluar su

recuperación como productos comerciales”

Concurso Bienes Públicos para la Competitividad 2013, InnovaChile CORFO

Objetivo General:

El presente proyecto tiene como objetivo principal identificar y documentar

la presencia de elementos de valor en relaves mineros, mediante

caracterización química, física y mineralógica, proponiendo además

esquemas tecnológicos que permitan recuperar éstos elementos como

productos comerciales.

Resultados Esperados:

• Se espera proveer, principalmente al sector minero pero también a inversionistas y autoridades locales y regionales, de información necesaria que permita respaldar la toma de decisiones con respecto de eventuales nuevos negocios:

Identificando elementos de valor en residuos mineros (relaves),

Caracterizándolos desde el aspecto físico-químico y mineralógico y

Proponiendo esquemas tecnológicos que permitan la recuperación de estos elementos como productos comerciales.

Actividades Realizadas en el Proyecto:

Recopilación de información Catastro Relaves, análisis existentes, legal, otras.

Primera Selección de relaves : 11 relaves

Toma de muestras (1 y 2 metros profundidad), Total 51 muestras enviadas a

Análisis químico (57 determinaciones) Chile y Alemania.

A la luz de los resultados Segunda Selección 4 relaves

Toma de muestra , 25 kilos por relave análisis químico (57 determinaciones y

análisis mineralógicos FRX – DRX y microscopia y microsonda electrónica en

Alemania BGR).

Testeos metalúrgicos Separación magnética (tubo Davis y manual), separación

gravitacional, lixiviaciones agitadas en medio acido sulfúrico – clorhídrico a 20 y 70

°C, en sistema abierto con adición ion férrico como agente oxidante, lixiviación

bacteriana a 30°C durante 21 días.


Primera Selección de relaves : 12 relaves de un total de 29 faenas contactadas.

Visitas a terreno

Toma de muestras , 1 a 2 metros de profundidad, 4 puntos en promedio

Total se obtuvieron 51 muestras, 57 determinaciones para cada una

Análisis solicitados por muestras ( Sernageomin – BGR).

Cu V Cr Co Ni Zn Rb Sr Y Zr Nb Ba Pb Sc

(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)

Mayores:

SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO MnO Na2O K2O P2O5 PPC SO3 SUMA

(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)

Trazas

Esp.

Cs Hf Ta Th U

(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)

REE:

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)

Trazas 2

As Mo Sb Sn Ag Cd Bi W Se Ga Ge

(ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)


Segunda Selección 4 relaves de un total de 12 seleccionados Elementos

interesantes a estudiar en relaves:

• Minera Clarita, San Felipe (V Región)

Cobre: fluctúa entre 3000 a 40000 ppm

Galio: entre 600 a 2600 ppm

Teluro: valor máx. detectado 800 ppm

• Planta ENAMI Taltal (II Región)

Cobre: entre 2500 a 6000 ppm

Magnetita: entre 30% a 54%

• Planta ENAMI El Salado (III Región)

Cobre: 7000 a 17000 ppm

• Planta Carola (III Región)

Cobre: 884 a 7350 ppm

Magnetita: entre 20% a 34%

Tierras Raras: Valor máx. detectado 843 ppm


Toma de muestras a los 4 relaves seleccionados 25 kg por relave análisis

químico (57 determinaciones por relave), análisis mineralógicos FRX

(fluorescencia de rayos X), DRX (Difracción de rayos X), microscopía y

microsonda electrónica (BGR Alemania).

• Testeos metalúrgicos: Separación magnética (Tubo Davis y manual), Separación

gravitacional, lixiviaciones agitadas en medio acido sulfúrico – clorhídrico,

Lixiviación bacteriana.

Resultados Separación magnética Tuvo Davis:

Recuperación (%)

42%

44%

46%

1000

3000

Recuperación en Peso

Campo Magnético (Gauss)

4000

Alimentación: •Susceptibilidad Magnética = 322x10-3 S.I (Max 366x10-3 S.I) (25-30 % FET) •Densidad aparente: 1.81 g/cm3

Análisis DTT a 3 campos diferentes:

Producto Masa (g)

Masa Duplicado

(g)

Concentrado 21,5 21,2

Cola 26,9 27,33


Cola 26,2 26,90


Cola 26,2 25,75

3000

4000

Campo Magnético (Gauss)

1000

Davis Tube Test (DTT)

Resultados Separación Magnética Manual:

Muestra Fracción Magnética (%) en peso

Fracción No Magnética (%) en peso

Minera Carola 41,09 58,91

ENAMI Taltal 87,32 12,68

ENAMI El Salado 3,72 96,28

San Felipe 19,86 80,14

Resultados Separación Magnética Manual:

Muestra Recuperación en Peso Concentrado

Magnético (%)

Fracción No Magnética (%)

Minera Carola 41,09 58,91

ENAMI Taltal 87,32 12,68

ENAMI El Salado 3,72 96,28

San Felipe 19,86 80,14

Resultados Químicos por Elementos Relevantes Separación

Magnética Manual:

ENAMI - Taltal:

Elemento Recuperación en Fracción

Magnética (%) Recuperación en Fracción

No Magnética (%) SiO2 87,6 12,4

Al2O3 86,5 13,5 TiO2 86,3 13,7

Fe2O3 91,2 8,8 Cu 84,9 15,1 V 91,5 8,5 Ni 89,4 10,6 Zn 80,0 20,0


Magnética Manual:

ENAMI - El Salado:

Elemento Recuperación en Fracción

Magnética (%) Recuperación en Fracción

No Magnética (%)

SiO2 2,46 97,54

Al2O3 2,77 97,23

TiO2 4,22 95,78

Fe2O3 14,21 85,79

Cu 3,04 96,96

V 8,17 91,83

Ni 9,82 90,18

Zn 22,33 77,67

Resultados Químicos por Elementos Relevantes Separación Magnética

Manual:

Minera Carola:

Elemento

Recuperación en Fracción Magnética (%)

Recuperación en Fracción No Magnética (%)

SiO2 29,80 70,20

Al2O3 35,38 64,62 TiO2 35,81 64,19

Fe2O3 69,84 30,16 Cu 29,52 70,48 La 39,99 60,01 Ce 39,59 60,41 Pr 38,71 61,29 Nd 39,36 60,64 Sm 38,82 61,18 Eu 41,09 58,91 Gd 36,15 63,85 Tb 44,15 55,85 Dy 40,39 59,61 Ho 36,42 63,58 Er 39,75 60,25


Magnética Manual:

San Felipe (Bellavista):

Elemento

Recuperación en Fracción Magnética (%)

Recuperación en Fracción No Magnética (%)

SiO2 8,08 91,92

Al2O3 17,63 82,37

TiO2 20,93 79,07

Fe2O3 42,57 57,43

Cu 13,30 86,70

Te 16,40 83,60

Ga 16,67 83,33

Muestra Componentes Principales y Secundarios Trazas

Taltal fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2

Hematita, Fe2O3

Taltal fracción No magnética Cuarzo, SiO2

Apatita,

Ca5(PO4)3(F.Cl.OH)+2H20

Pirita, FeS2 Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2

Hematita, Fe2O3 Clorito, NaClO2

Hornblenda(Ca,Na) 2(Mg,Fe,Al) 5(Al,Si) 8O ... Anatasa, TiO2

Calcita, CaCO3

Salado fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2

Hematita, Fe2O3

Salado fracción No magnética Hematita, Fe2O3 Cuarzo, SiO2

Apatita,

Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)+2H20

Rutilo, TiO2

Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2

Clorito, NaClO2

Resultados de los Análisis Mineralógicos Método Empleado: Difractometría de Rayos

Muestra Componentes principales y segundarios Trazas

Bellavista fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2

Rutilo, TiO2


Hematita, Fe2O3

Bellavista fracción No magnética Cuarzo, SiO2 Pirita, FeS2


Ankerita, (FeMgMn).Ca.(CO3)2

Clorito, NaClO2

Calcita, CaCO3

Muscovita,

KAl2(OH.F)2[AlSiO10]

Illita

Carola fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2

Pirita, FeS2

Carola fracción No magnética Pirita, FeS2 Hematita, Fe2O3

Calcopirita, CuFeS2

Resultados de los Análisis Mineralógicos Método Empleado: Difractometría de Rayos

Resultados Análisis Químicos, Fracción No Magnética RNM [%] RNM [ppm]

Elementos Taltal Salado Carola Bellavista Elementos Taltal Salado Carola Bellavista

SiO2 43,39 61,14 50,03 57,41 Pb 152 61 106 140

Al2O3 12,05 15,20 12,89 13,40 Sc 11 15 12 12

Fe2O3 14,61 8,46 13,78 10,52 Cs 1,92 2,26 0,82 4,85

CaO 5,97 1,63 3,66 3,79 Hf 3,04 6,01 2,84 2,87

MgO 5,49 2,45 5,89 3,26 Ta 1,30 0,63 2,86 1,91

Na2O 5,81 1,06 0,73 1,23 Th 7,21 7,33 3,58 3,62

K2O 1,66 4,47 5,12 4,87 U 4,17 5,96 1,28 0,90

PPC 9,41 3,88 6,31 3,67 La 49,43 61,87 205,14 12,53

ppm Ce 82,41 97,98 331,58 29,72

Cu 4140 4355 1184 1440 Pr 8,17 10,69 28,35 4,13

V 178 134 84 179 Nd 29,47 32,11 73,60 17,06

Cr 32 31 31 38 Sm 5,16 4,37 6,54 4,06

Co 88 31 180 90 Gd 4,46 3,77 3,77 3,61

Ni 100 17 124 18 Dy 3,63 2,62 1,40 2,55

Zn 174 223 2177 514 Yb 1,76 1,24 0,72 0,96

Rb 43 120 78 73 As 78 82 87 54

Sr 115 113 86 170 Mo 46 122 < 5 5

Y 17 < 10 < 10 13 Sn 46 97 23 10

Zr 100 213 93 102 Te 7 19 24 115

Ba 235 652 1082 5038 Ga 44 47 76 259

Ge 32 24 32 31

Condiciones de Lixiviación

• Medio lixiviante: H2SO4 > 0,25 M

• HCl > 0,25 M

• Medio oxidante: O2

• Fe2(SO4)3 > 5g/l ión férrico

• FeCl3 > 5g/l ión férrico

• Relación Sol./liq.: 1 / 10

• Temperaturas : 20, 70 °C

• Duración prueba : 2 hr.

Resultados Lixiviación

Taltal

Mejores Resultados [%] Mejores Resultados [%]

Elementos H2SO4 HCl Elementos H2SO4 HCl

Cu 97 95 Sc 63 61

V 53 45 Cs 58 53

Cr 74 65 Ta 53 87

Co 64 53 Th 87 85

Ni 62 50 La 55 50

Zn 72 67 Pr 58 53

Rb 70 68 Cd 84 91

Sr 78 80 Se 73 76

Y 89 80 Te 93 86

Ba 40 30 Ga 75 73

Pb 85 92 Ge 97 96


Salado



Cu 98 98,0 As 45 34,0

V 19 15,0 Mo 43 26,0

Cr 51 37,0 Sb 30 24,0

Co 62 51,0 Sn 95 95,0

Ni 55 43,0 Cd 92 93,0

Zn 65 51,0 Bi 78 79,0

Pb 45 50,0 Se 64 26,0

Sc 65 58,0 Te 95 96,0

Th 56 45,0 Ga 35 41,0

Ge 93 92,0


Carola



Cu 87,0 65,0 Ta 92,0 98,0

V 30,0 62,0 Th 31,0 94,0

Ni 23,0 93,0 La 95,0

Zn 94,0 65,0 Ce 70,0

Sr 93,0 Sn 94,0 94,0

Ba 58,0 81,0 Bi 84,0

Pb 57,0 89,0 Se 74,0 51,0

Sc 75,0 74,0 Te 98,0 98,0

Cs 96,0 Ga 47,0 85,0

Hf 94,0 Ge 92,0 92,0

Resultado Lixiviación Bellavista



Cu 85,0 81,0 La 19,0 64,0

Cr 64,0 52,0 Ce 19,0 70,0

Co 47,0 45,0 Nd 17,0 68,0

Ni 62,0 55,0 Eu 11,0 67,0

Zn 75,0 72,0 Sb 72,0

Sr 49,0 68,0 Cd 90,0 76,0

Y 53,0 71,0 Se 88,0 99,0

Pb 53,0 80,0 Te 99,0 98,0

Sc 60,0 61,0 Ga 86,0 38,0

Ge 97,0 97,0

Conclusiones y Reflexiones Finales:

• Logramos evidenciar , cuantificar y caracterizar (química y mineralógicamente), elementos de valor.

• Mediante separación magnética logramos dos fracciones con diferentes contenidos de elementos de valor.

• Las pruebas de lixiviación demostraron la factibilidad de disolver, con altas tasa de recuperación metalúrgica, varios elementos de valor.

Tareas Futuras

• Definir mediante estudio de mercado, los productos comerciales que se desean obtener.

• Validar a escala mayor, resultados obtenidos.

• Definir y probar procesos que permitan recuperar elementos de valor disueltos.

• Caracterizar nuevos productos y residuos.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION!

Dr. Roberto Mallea Correa

[email protected]

Fono: 56226726502 - 56989550783

mailto:[email protected]

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