Docente:

Ing. Juan Muñiz Delgado

Universidad Nacional de San Agustín

Facultad de Ingeneria Metalurgica

Arequipa, Abril del 2013

Tema:

“LIXIVIACIÓN”

CONCEPTO

• Proceso Hidrometalurgico de extracción Sólido – liquido – Gas, por la disolución y/o oxi- reducción de los metales contenidos en las especies mineralogicas, mediante la acción de las soluciones lixiviantes.

ASPECTOS BASICOS PARA LA LIXIVIACION

• La selección de los diferentes sistemas de operación se realiza de acuerdo a factores técnicos y económicos, algunos de ellos son:– Ley de la especie de interés a recuperar.– Reservas de mineral.– Caracterización mineralógica y geológica.– Comportamiento metalúrgico.– Capacidad de procesamiento.– Costos de operación y de capital.– Rentabilidad económica.

SISTEMAS DE LIXIVIACION

• Se pueden clasificar de la siguiente manera: Lixiviación de lechos fijos:

– In situ– En botaderos– En pilas– En bateas

Lixiviación de pulpas:– Por agitación– En autoclaves

Diferentes Técnicas de Lixiviación

Rangos de Aplicación y resultados

MÉTODOS DE LIXIVIACIÓN

En Botaderos En Pilas Percolación Agitación

Ley del mineral Baja ley Baja-media Media-alta Alta ley

Tonelaje grande Gran a mediano Amplio rango Amplio rango

Inversión mínima media Media a alta Alta

Granulometría Corrido de mina Chancado grueso Chancado medio Molienda húmeda

Recuperaciones típicas 40 a 50 % 50 a 70% 70 a 80% 80 a 90 %

Tiempo de tratamiento Varios años Varias semanas Varios días Horas

Calidad de solucionesDiluidas(1-2 gpl Cu)

Diluidas(1-6 gpl Cu)

Concentradas(20-40 gpl Cu)

Medianas(5-15 gpl Cu)

Problemas principales en su aplicación

-recuperación incompleta,

-reprecipitación de Fe y Cu,

-canalizaciones,-evaporación- pérdidas de soluciones

- soluciones muy diluidas.

-recuperación incompleta,

-requiere de grandes áreas,

- canalizaciones,- reprecipitaciones,- evaporación.

- bloqueo por finos,

- requiere de más inversión,

- manejo de materiales,

-necesidad de mayor control en la planta.

- molienda,- lavado en contra corriente

-tranque de relaves,

-inversión muy alta,

-control de la planta es más sofisticado.

LIXIVIACION IN SITU

• La lixiviación IN SITU se refiere a la aplicación de soluciones directamente a un cuerpo mineralizado.

• Según la zona a lixiviar (subterránea o superficial) se distinguen tres tipos de lixiviación in situ:– I: Lixiviación de cuerpos mineralizados fracturados

situados cerca de la superficie. (sobre las aguas)– II: Lixiviación aplicada a yacimientos situados a

menos de 300 – 500 m de profundidad. (bajo las aguas)

– III: Lixiviación aplicada a depósitos profundos, a más de 500 m. (bajo el nivel de las aguas subterráneas)

Tipos de Lixiviación In SITU

TIPO I TIPO II TIPO III

LIXIVIACION EN BOTADEROS• Esta técnica consiste en lixiviar desmontes de minas de

tajo abierto.• Debido a sus bajas leyes (< 0.4% Cu) no pueden ser

tratados por métodos convencionales. • Este material, generalmente al tamaño "run of mine"

(ROM) es depositado sobre superficies poco permeables y las soluciones percolan a través del lecho por gravedad.

• Normalmente, son de grandes dimensiones, se requiere de poca inversión y es económico de operar.

Lixiviación de Mineral de Cobre ROM

LIXIVIACION EN BATEA

• También llamada lixiviación por percolación.

• Consiste en contactar un lecho de mineral con una solución acuosa que percola e inunda la batea o estanque.

• Los minerales a tratar deben presentar contenidos metálicos altos o muy altos.

• Debe ser posible lixiviar el mineral en un período razonable (3 a 14 días).

• Trozos de tamaño medio con tonelajes suficientes de mineral percolable que permitan amortizar la mayor inversión inicial.

Equipos de Lixiviación en Bateas

Lixiviación en Bateas

LIXIVIACION EN PILAS

• Este método de lixiviación de minerales es también conocido como lixiviación en montones o heap leaching.

• El mineral procedente de la explotación, a cielo abierto o subterránea, debe ser ligeramente preparado en una planta de chancado y/o aglomeración.

• El objetivo es conseguir una granulometría controlada que permita un buen coeficiente de permeabilidad.

Chancado Primario

Chancado Secundario

Chancado Terciario

AGLOMERACION

• El proceso más empleado para solucionar el problema de los finos es la aglomeración.

• El procesos de aglomeración consiste en la adhesión de partículas finas a las gruesas, que actúan como núcleos.

• También ocurre la aglomeración de los finos con los finos, a partir de la distribución de tamaños en la alimentación.

• La aglomeración de las partículas del mineral se pueden llevar a cabo por humedad, por adherentes o agentes ligantes.

Aglomeración de Partículas Minerales

AGLOMERACION

• Aglomeración por humedad:

• El proceso más simple es humedecer el mineral con líquido.

• Esto se realiza hasta alcanzar un contenido de agua que origine una tensión superficial suficiente, para que al colisionar las partículas entre sí, los finos se adhieran a los tamaños gruesos.

• Se forma un puente líquido entre las partículas.

• La humedad puede ser 6 - 8 % para minerales limpios y 10-15 % para minerales normales.

AGLOMERACION

• Aglomeración por adherentes:

• Para el cobre, la aglomeración se realiza con el mismo lixiviante ácido en un tambor rotatorio.

• Primero, se humecta el mineral (+/- 4%) con agua o solución pobre (refino).

• Después, se agrega ácido sulfúrico concentrado (+/- 30 kg/TM o 3%), que ataca al mineral y forma compuestos cementantes entre las partículas.

• Además de la aglomeración, ocurren reacciones químicas que conducen a la formación de sulfatos de cobre y hierro (curado).

Aglomeración en Tambor Rotatorio

Tambor de Aglomeración

Planta de Aglomeración

Tambores de Aglomeración

LIXIVIACION EN PILAS

El mineral preparado se coloca en montones de sección trapezoidal y altura calculada para proceder a su riego con la solución lixiviante.

Después de percolar a través de toda la pila, se recolecta la solución rica que se lleva a la planta de proceso para recuperación del metal valioso.

La solución pobre sobrante del proceso de recuperación, vuelve a ser acondicionada para ser recicladas a las pilas.

En algunos casos se añade agua fresca, para reponer las pérdidas de evaporación.

LIXIVIACION EN PILAS• La solución rica (pregnant leach solution: PLS) es

generalmente impura y diluida.• Esta solución deberá ser purificada y concentrada

antes de recuperar el metal. • En la hidrometalurgía del cobre, se realiza mediante

la extracción por solvente seguida por la electrodepositación del cobre.

• La solución rica sólo contiene 4 - 6 g/l Cu y 1 - 2 g/l H2SO4 y es impura ( 5 g/l Fe, SiO2, Al2O3, coloides, sólidos en suspensión y otros).

Esquema de Lixiviación en Pila

LIXIVIACION EN PILAS

• La cancha de lixiviación es la superficie de apoyo de la pila donde se coloca la impermeabilización.

• Lixiviación en pilas dinámicas es cuando la cancha es recuperada para reutilizarla con un nuevo mineral.

• Lixiviación en pilas permanentes es cuando el terreno no es recuperado y, por lo tanto, el mineral agotado queda en el depósito como nueva base para otra pila.

Técnicas de Apilamiento del Mineral

CHANCADO

AGLOMERACIÓN

CORREACAMIÓN

CARGADOR FRONTAL

PILA

(a) Producciones pequeñas, baja inversión

Técnicas de Apilamiento del Mineral

APILADOR MOVIL

CHANCADO

AGLOMERACIÓN

CORREA CAMIÓN

PILA

(b) Producciones pequeñas - medianas. Mejora la permeabilidad de la pila.

Técnicas de Apilamiento del Mineral

APILADOR MOVIL

Chancado

Aglomeración CORREA

CHANCADO

CORREA FIJACORREAS MOVILES

CORREAS MOBILES

PILA

(c) Producciones medianas a grandes. Menor costo operación.

Faja Transportadora Overland

Red de Fajas Transportadoras Portables

Apilamiento del Mineral en la Cancha

Apilamiento de Mineral

Apilamiento del Mineral en la Cancha

Riego de la Pila de Lixiviación

• El riego de las pilas se puede realizar por dos métodos: por aspersión o por distribución de goteo.

• El último método se recomienda en caso de escasez de líquidos y bajas temperaturas.

• La tasa de riego que se utiliza es de 10-20 litros/h.m2.

SUPERFICIEDEL TERRENO

Riego por Aspersión de Pilas de Mineral

Vista Frontal del Pad de Lixiviación

Vista Lateral del Pad de Lixiviación

Solución Rica a la Poza de Recolección

Drenaje de Solución Rica del Interior Pad

Poza de Solución Rica

LIXIVIACION POR AGITACION

• La lixiviación por agitación se utiliza para los minerales de leyes más altas.

• En el caso de que los minerales generen un alto contenido de finos en la etapa de chancado.

• Cuando el mineral deseado está tan diseminado que es necesario molerlo para liberar sus valores y exponerlos a la solución lixiviante.

• Es también el tipo de técnica que se emplea para lixiviar concentrados y calcinas de tostación.

LIXIVIACION POR AGITACION

• Se recurre a la agitación mediante burbujeo o bien a la agitación mecánica para mantener la pulpa en suspensión hasta que se logra la disolución completa.

• El tiempo de contacto de los sólidos con la solución del orden de horas comparado con el proceso de lixiviación en pilas que requiere meses.

LIXIVIACION POR AGITACION• Sus ventajas comparativas con otros métodos de

lixiviación son:– Alta extracción del elemento a recuperar.

– Tiempos cortos de procesamiento (horas).

– Proceso continuo que permite una gran automatización.

– Facilidad para tratar menas alteradas o generadoras de finos.

• Sus desventajas son:– Un mayor costo de inversión y operación.

– Necesita una etapa de molienda y una etapa de separación sólido-líquido (espesamiento y filtración).

Equipos de Lixiviación por Agitación

¿QUÉ ES LIXIVIACIÓN BACTERIANA?

• La lixiviación bacteriana es una secuencia de reacciones químicas, expontáneas y naturales que actúan en los minerales sulfurados a base de micro-organismos denominados bacterias, quienes realizan la oxidación de estos sulfuros.

ACTIVIDAD BACTERIANA

LAS BACTERIAS HACEMOS UN TRABAJO

COMPARTIDO

SULFOLOBUS

LEPTOSPIRILLUM

FERROXIDANS

CHON

LA BACTERIA EN MATRIZ DEL MINERAL

PURIFICACION Y CONCENTRACION

• Los procesos de purificación y/o concentración se pueden dividir en varias categorías:

– Hidrólisis

– Cementación

– Precipitación de un compuesto específico

– Extracción por solventes

– Resinas de intercambio iónico

• Para evaluar un proceso de separación, los criterios son:

– la selectividad de la separación.

– la recuperación (o grado de remoción).

– el consumo de reactivos (o de energía).

PURIFICACION Y CONCENTRACION

• En un proceso de purificación o de concentración, siempre hay dos fases en contacto ( líquido - sólido o líquido - líquido).

• Purificación si la impureza va a la otra fase.• Concentración si el elemento deseado va a la otra fase.• Estos procesos dependen de:

– la naturaleza del elemento deseado– las impurezas presentes en la solución– el tipo de proceso de recuperación– el grado de pureza deseado para el producto final

GRACIAS…!