hidrometalurgia del cobre - cochilco

1CODELCO API M06DE03 “Proyecto Desarrollo Continuo de Túneles” w w w . cochilco .cl

LA HIDROMETALURGIA

DEL COBRE

Proyecto Educación y Minería Antofagasta, 3 de Noviembre de 2006


PROPÓSITO DE LA HIDROMETALURGIA DEL COBRE

• Disolver el cobre presente en el mineral (Lixiviación)• Concentrar la solución rica en cobre (Extracción por Solventes)• Recuperar el cobre electrolíticamente para obtener placas metálicas con más de 99,99% de cobre (Electro-obtención)


ACOPIO GRUESO

ACOPIO

FINO

CHANCADOR PRIMARIO

(1) 60x110 10.000 t/h

CHANCADO SEGUNDARIO(2-3) 2.500 t/h

CHANCADO TERCIARIO(3-6) 1250 t/h

H2SO4 / H2O

CURADO ACIDO18 k ác./t

GIRATORIO

LIXIVIACIONPILA

AGLOMERACIÓN (2-4) 3,9X11.7 m

2.500 t/h Tambor

SOLUCION RICA DE

LIXIVIACION

7 g/l Cu

ETAPA DE EXTRACCION REFINO

0,5 - 0,7 g/l Cu

EXTRACCION POR SOLVENTESVSF

2 TRENES 1.700 m3/h c/u

ELECTROLITO POBRE

ELECTROLITO RICO

ELECTROOBTENCION

CONFIGURACION BACK TO BACK

PATIO DE ESTANQUES

CELDAS ELECTROLITICAS

(504)276.5 A/ m2

CATODOS DE COBRE

99,99% Cu- GRADO A

ORGANICO CARGADO

ORGANICO DESCARGADO

ETAPA DE REEXTRACCION

H2SO4

H2O

ACOPIO

INTERMEDIO

Diagrama del Proceso Diagrama del Proceso HidrometalúrgicoHidrometalúrgico

MINA2 PALAS2C.F.19 CAM.3 PERF

12-18” 3-4”1/2”

50 g/l Cu


Minerales Lixiviables

• Son aquellos depósitos que por acción del tiempo (presión, temperatura, agua y bacterias) han cambiado su composición original (Cu-Fe-S) a otras formas mineralógicas mayoritariamente óxidos (Cu-O) y sulfuros secundarios (Cu-S). Esto sucede en las capas superficiales de los yacimientos.

• Estos nuevos minerales pueden ser tratados con ácido sulfúrico diluido formándose nuevos compuestos de cobre solubles en agua, pudiéndose separar del resto del mineral inerte (Lixiviación).

• Las bacterias ayudan a eliminar el Fierro y el Azufre presente para reemplazarlo por Oxigeno. Naturalmente el proceso dura miles de años. Pero se han seleccionado bacterias que hacen su trabajo en pocos años o meses.

• El empleo de bacterias seleccionadas para acelerar la lixiviación de minerales sulfurados se llama BIOLIXIVIACIÓN.


Lixiviación en Pilas: ¿Cómo se realiza el proceso?

• a) CHANCADO: el material extraído de la mina (generalmente a rajo abierto), que contiene minerales lixiviables de cobre,

es fragmentado mediante chancado primario y secundario (eventualmente terciario), con el objeto de obtener un material

mineralizado de un tamaño suficiente para dejar expuestos los minerales a la infiltración de la solución ácida. NO

REQUIERE DE MOLIENDA FINA

• b) FORMACIÓN DE LA PILA: el material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia el lugar donde se

formará la pila. En este trayecto el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido

sulfúrico, conocido como proceso de curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de sulfatación del cobre

contenido. En su destino, el mineral es descargado mediante un equipo esparcidor gigantesco, que lo va depositando

ordenadamente formando un terraplén continuo: la pila de lixiviación.

• Sobre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores que van cubriendo toda el área expuesta. Bajo las

pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de

drenes (tuberías ranuradas) que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material.


• c) SISTEMA DE RIEGO: a través del sistema de riego, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico. Esta solución se infiltra desde la superficie hasta la base de la pila, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas. El riego de las pilas, es decir, la lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, después de lo cual se ha recuperado el 75% aprox. del cobre contenido en el mineral lixiviable. El material restante (ripio) es transportado mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto de cobre.

• ¿QUÉ SE OBTIENE DEL PROCESO DE LIXIVIACIÓN?Una solución de sulfato de cobre (7 gramos por litro aprox.) denominada PLS que es llevada a diversos estanques donde se eliminan las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente, para una mayor concentración de cobre en la solución.


ACOPIO GRUESO

ACOPIO

FINO

CHANCADOR PRIMARIO

(1) 60x110 10.000 t/h



H2SO4 / H2O


GIRATORIO

LIXIVIACIONPILA


2.500 t/h Tambor

SOLUCION RICA DE

LIXIVIACION

7 g/l Cu


0,5 - 0,7 g/l Cu



ELECTROLITO POBRE

ELECTROLITO RICO

ELECTROOBTENCION


PATIO DE ESTANQUES


(504)276.5 A/ m2

CATODOS DE COBRE

99,99% Cu- GRADO A

ORGANICO CARGADO

ORGANICO DESCARGADO


H2SO4

H2O

ACOPIO

INTERMEDIO



12-18” 3-4”1/2”

50 g/l Cu


La Extracción por Solvente (SX): Proceso para concentrar la solución de sulfato de cobre

• ¿Cómo se hace?

• Para extraer el cobre de la solución PLS, ésta se mezcla con una solución de parafina y resina orgánica. La resina de esta solución captura los iones de cobre (Cu++) en forma selectiva.

• De esta reacción se obtiene por un lado un complejo resina-cobre y por otro una solución empobrecida en cobre que se denomina refino, la que se reutiliza en el proceso de lixiviación y se recupera en las soluciones que se obtienen del proceso.

El compuesto de resina-cobre es tratado en forma independiente con una solución rica en ácido, lo que provoca la descarga del cobre desde la resina hacia el electrolito (solución) mejorando la concentración del cobre en esta solución hasta llegar a 50 gpl.

• Esta es la solución (electrolito) que se lleva a la planta de electro-obtención

Cu en

PLS

ParafinaResina

Cu enResina

Electrolito

A LIX

A ELECTROOBTENCIÓN


ACOPIO GRUESO

ACOPIO

FINO

CHANCADOR PRIMARIO

(1) 60x110 10.000 t/h



H2SO4 / H2O


GIRATORIO

LIXIVIACIONPILA


2.500 t/h Tambor

SOLUCION RICA DE

LIXIVIACION

7 g/l Cu


0,5 - 0,7 g/l Cu



ELECTROLITO POBRE

ELECTROLITO RICO

ELECTROOBTENCION


PATIO DE ESTANQUES


(504)276.5 A/ m2

CATODOS DE COBRE

99,99% Cu- GRADO A

ORGANICO CARGADO

ORGANICO DESCARGADO


H2SO4

H2O

ACOPIO

INTERMEDIO



12-18” 3-4”1/2”

50 g/l Cu


Electro – Obtención (EW): Proceso electrolítico para recuperar el cobre contenido en la

solución concentrada y producir cátodos de cobre de alta pureza

• ¿Cómo se hace?La solución electrolítica de sulfato de cobre es llevada a las celdas de electro-obtención que son estanques rectangulares, que tienen dispuestas en su interior y sumergidas en solución, unas placas metálicas que corresponden a 60 pares de electrodos (un ánodo + y un cátodo -) conectadas en un circuito por donde pasa corriente continua desde el (+) al (-).

•

El cobre en solución (Cu+2) es atraido hacia el polo negativo, pegándose partícula por partícula en forma metálica sobre la superficie del cátodo de acero.

• ¿Qué se obtiene?El proceso dura 7 días y se produce la “cosecha” de cátodos de cobre.

• Se llaman Cátodos porque se forman sobre la superficie de la placa de acero que actúa de polo negativo o cátodo en la celda electrolítica

• Los cátodos de cobre son testeados por muestreo para comprobar su contenido de cobre, que debe ser de 99,99%, y mínimas impurezas (menos de 0,01%, principalmente azufre).


CONSIDERACIONES SOBRE LA HIDROMETALURGIA Y EL ÁCIDO SULFÚRICO

• La hidrometalurgia del cobre tiene bajos

impactos ambientales

• Menores costos que el proceso por la via

pirometalúrgica y menor consumo de

energía.

• Chile produce 1,6 millones de ton. de

Cátodos SxEw (2 mill. al 2010)

• Es el país donde se ha aplicado más

extensamente esta tecnología

• Los futuros desarrollos están orientados a la

biolixiviación (lixiviar minerales sulfurados

con bacterias)

• Aumento de reservas de cobre

• El ácido sulfúrico es el principal insumo

hidrometalúrgico.

• Se produce aprovechando los gases

sulfurosos de las fundiciones de cobre,

evitando que contaminen el aire, a razón de

unas 3 toneladas por cada tonelada de cobre

fundido.

• A su vez, en la hidrometalurgia del cobre en

Chile se consume casi 3 toneladas de ácido

sulfúrico por cada tonelada de Cátodo SxEw

• ¡CÍRCULO VIRTUOSO!

Seguimos con la Visión Medioambiental de la Minería

hidrometalurgia del cobre - cochilco

Documents