tarea n°3 - grupo 6

Agente Lixiviante para xidos de cobreEVALUACIN DE PROCESOS MINERALRGICOS

Profesor: Hernn VivesAyudantes: Benjamn Albornoz

Diego Quintana

Integrantes: Juan LeivaEduardo VargasIgnacia VegaPedro Zamorano

AlcancesAgentes lixivantes para xidos de cobre

Tipo de procesamiento empleado

Producto comercial

Ejemplo de faenas mineras que apliquen el proceso

EVALUACIN DE PROCESOS MINERALRGICOS 2

Proceso La lixiviacin es aplicada sobre xidos de

cobre y sulfuros secundarios de cobre.Dentro de los xidos encontramos:malaquita, atacamita, azurita, cuprita. Comosulfuros secundarios encontramos: calcosina,covelina.

los sulfuros primarios, si bien son lixiviables,son recuperados mediante el proceso deflotacin. Esto se debe a que la cintica delproceso de lixiviacin es muy lento para estosminerales y las recuperaciones son bajas.Ejemplos de sulfuros primarios son:calcopirita, bornita.


Mina

Lixiviacin

SX

EW

Lixiviacin de concentrados

Flotacin

Fundicin

Refinacin

xidos

sulfuros secundariosSulfuros primarios

Figura 1. flowsheet procesamiento de minerales oxidados y sulfurados.

ProcesoLos sulfuros primarios pueden ser sometidos aprocesos de lixiviacin en concentrados. Paraesto se emplean agentes oxidantes en solucinacuosa, tales como: sales frricas, perxido dehidrogeno.

La tabla 1 presenta los agentes lixiviantesempleados en la industria. Los agenteslixiviantes empleados para xidos de cobre,tanto en la practica como a nivel experimental,son: acido sulfrico, acido ntrico, acidoclorhdrico, acido ctrico, soluciones de amonioy/o carbonato de amoniaco.


Agentes lixiviantes comunes en la industria

cidoscido sulfrico

cido clorhdrico

cido ntrico

BasesCal

Hidrxido de sodio

Hidrxido de amonio

Agentes acomplejantes

Amoniaco

Sales de cianuro

Sales de cloruro

Sales de carbonatos

Agentes oxidantes

Oxigeno

Sales frricas

Perxidos de sodio o

Hidrogeno

Permanganato

Dixido de manganeso

Agentes reductoresGas CO

Gas SO2Gas H2

Tabla 1.Principales agentes lixiviantes.

Comparacin de precios


Tabla 2. Precio spot de cidos. Fuentes: sunsirs commodity data group-COCHILCO.

ProductoPrecio Spot/ TM

21-05-2015

cido Ntrico 199.20 USD

cido Clorhdrico 36.2 USD

cido Ctrico 670-700 USD

(monohidratado)

cido Sulfrico

(ao 2013)92.8 USD

Agente LixivianteLixiviacin en medio cianuro


Los xidos de cobre son 100% solubles en soluciones de cianuro. El cobre producto de la lixiviacin puede precipitarse como Cu2S utilizando sulfuro de sodio y as regenerar el cianuro.

Esta metodologa no ha sido implementada comercialmente debido a:

I. Conduce a la produccin de un concentrado sinttico de calcosina lo que obliga a un procesamiento adicional por fundicin.

II. Presenta costos de operacin inciertos y no compite con el medio cido, el cual es un agente consolidado y econmicamente ventajoso.

III. Peligroso para la salud.

IV. El proceso de regeneracin del cianuro no tiene una eficiencia completa, lo que aumenta los costos al no recuperar todo el reactivo.

Agente LixivianteSoluciones de amonio/carbonato de amoniaco (NH4OH/ (NH4)2CO3 )

La malaquita es soluble tanto en medio acido como alcalino. El hidrxido de sodio, cal yel amonaco son los reactivos alcalinos ms utilizados.

Fue utilizada por primera vez en la planta de Kennecott (Alaska) para lixiviar malaquita en1916. Se opto por soluciones alcalinas como alternativa debido a la presencia de gangacalcrea y al elevado consumo de cido.

A nivel experimental, se realizaron pruebas de lixiviacin de malaquita en soluciones deamonio, carbonato de amonio y ambos compuestos. En base a los resultados, La accinconjunta de ambos compuestos entrega mejores resultados en recuperacin conrespecto a los casos individuales, con una recuperacin de 98% de cobre. Las condicionesempleadas a nivel de laboratorio fueron: tiempo de lixiviacin: 120 minutos, velocidadesde agitacin: 300 rpm, temperatura: 25.8C, tamao de partcula ms fina: 450micrones.


Caracterizacin del mineral en laboratorio:malaquita, minerales del grupo piroxeno,cuarzo, goetita y magnetita.

El grfico muestra el efecto del tiempo delixiviacin sobre la recuperacin de cobre, parauna concentracin de amoniaco: 5M NH4OH +0,3M (NH4)2CO3.



Grfico 1. Efecto del tiempo de lixiviacin sobre la recuperacin decobre a partir de la. Concentracin: 5M + NH4OH 0,3 M (NH4)2CO3,temperatura: 25 8C, P80: 650 m, peso de mineral: 20 g, relacin des/l: 1/5 g/mL, velocidad de agitacin: 250 rpm.


2CuCO3Cu(OH)2

Lixiviacin

Filtracin

Destilacin

Calcinacin

Absorcin

Residuos

Gases de NH3/CO2

Carbonato

CuCO3

Reposicin de reactivo de lixiviacin

NH4OH + (NH4)2CO3

Recirculacin

reactivo amoniacal

Agua

CuO 80% ley Producto para fundicin

Figura 2. Lixiviacin amoniacal para xidos de cobre con ganga calcrea.


Agente Lixiviantecido tricarboxlico

Proceso para lixiviar xido de cobre sin la utilizacin de cido sulfrico en donde comprendeimpregnar dicho xido de cobre usando un agente lixiviante orgnico no contaminante, el queconsiste en una solucin acuosa compuesta por cido tricarboxlico (C6H8O7) en combinacin conagua, en una mezcla con una acidez que vara entre pH 1,0 a 5,0; para as obtener citrato de cobre,y opcionalmente irrigar nuevamente dicho xido de cobre con dicho agente lixiviante orgnico nocontaminante, obteniendo un citrato de cobre ms concentrado.

Este procedimiento permite producir ctodos, lminas o precipitados de cobre.

Consiste en chancado, aglomeracin con cido tricarboxlico y agua, acopio en pilas paraposterior irrigacin del agente mencionado, obteniendo el citrato de cobre mencionado.Electrodepositacin del citrato de cobre hacia tinas de electrodepositacin las cuales contienennodos y ctodos, permitiendo la obtencin de ctodos de cobre.

Alternativa en estudio y pruebas de laboratorio. No se ha implementado en faenas mineras a lafecha.


cidos orgnicos como acido ctrico, oxlico oactico podran ser agentes lixiviables bajociertas condiciones, pero no son empleadosdebido a su baja acidez.

Se realizo, a nivel de laboratorio, lacomparacin de la disolucin de CuO condiferentes cidos inorgnicos ( H2SO4, HNO3 yHCl) y acido ctrico. se observo que los trescidos inorgnicos son capaces de disolver CuOdespus de 14 minutos a temperaturaambiente. El acido ctrico, para lograr la mismaeficacia, requiere de una temperatura de 80Cy tiempo de lixiviacin de 2 horas.


Agente Lixiviantecido ctrico vs cidos inorgnicos

Grfico 2. Efecto de la temperatura sobre la disolucin decobre con cido ctrico. Concentracin de cido: 0,5M,relacin l/s: 40 ml/g, velocidad de agitacin: 400 rpm.

Chile y otros pases a nivel mundial han utilizado agua salina (de mar, con clorurode sodio, con cloruro de calcio y salmueras naturales) en sus procesos deconcentracin de minerales por flotacin y de lixiviacin en pilas.

Las soluciones de cloruro, mezcladas con cido sulfrico, permiten lixiviar xidosy sulfuros de cobre. Dependiendo de las caractersticas mineralgicas del mineraly la concentracin de cloruro de sodio, se pueden lograr cinticas de tres a cincoveces ms rpidas que en medio sulfato usando bacterias. A nivel industrial sedemuestra que en medio cloruro, en menos de 120 das se puede alcanzar unaextraccin de cobre superior a 80%. En el mismo tiempo, la lixiviacin bacterianaobtiene extracciones del orden de 40%.


Agente LixivianteLixiviacin en medio clorurado

Aplicacin en Chile:

I. Mantos Blancos. En 1961 lixivia mineral de atacamita y crisocola. Realiza la aglomeracin concloruro de sodio. Consumo de acido de 3Kg H2SO4/ Kg de cobre. Se logra un 90% de extraccinde cobre.

II. Minera Michilla. Lixivia xidos primarios y sulfuros secundarios empleando agua de mar ycloruro de calcio en cido sulfrico.

III. Proyecto Antucoya. Decisin de lixiviar mineral de limonitas de cobre, xidos verdes y mixtosempleando agua de mar.


Agente LixivianteLixiviacin en medio clorurado


Minera Michilla

Ubicado en la Regin de Antofagasta.

Produccin ao 2014: 47 mil TM (fuente:COCHILCO).

Tecnologa: Lx-Sx-Ew.

Figura 1. Flowsheet Minera Michilla.

Agente LixivianteAcido ntrico

Si bien el cido ntrico tambin podra serconsiderado un agente lixiviante de los mineralesoxidados del cobre, requiere tiempos de residenciamayores a los del cido sulfrico y posee un preciode mercado ms elevado que este ltimo, por lo quelos estudios realizados han concluido en pruebas delaboratorio, donde se muestra la posibilidad tcnica(y no econmica) de lixiviar minerales oxidados decobre.

Adems se han estudiado extractantes parasoluciones acuosas de cido ntrico, por ZdravkaLazarova en 2007, que defini al LIX984N como elms sinrgico y que optimizaba el proceso desde elpunto de vista cintico.


Grfico 4: Efecto de diversos cidos en la recuperacin decobre. Condiciones operacionales: T=25C; concentracinde cido: 0,5M; l/s=10ml/g; sin agitacin

Conclusin Los xidos de cobre, sulfuros secundarios y minerales mixtos son tratados mediante lixiviacinpara le recuperacin del cobre. Los sulfuros secundarios (calcopirita, bornita) son recuperadosmediante flotacin para posteriormente obtener el cobre mediante fundicin.

Los xidos de cobre son solubles en cidos inorgnicos tales como acido sulfrico, acido ntrico yacido clorhdrico. La lixiviacin es la mejor alternativa para xidos debido al bajo costo de lassoluciones y las bajas leyes asociadas a estos minerales que no podran compensar el elevadocosto de otras alternativas como la flotacin.

Se han utilizado soluciones con amoniaco y/o carbonato de amoniaco para lixiviar xidos de cobreasociado a ganga calcrea. Estas solucin fue utilizada por primera vez en la planta Kennecott enAlaska para lixiviar malaquita. Experimentalmente, se determin que la accin conjunta de loscompuestos aumenta la recuperacin de cobre de la malaquita a una concentracin de 5MNH4OH + 0,3M (NH4) 2CO3.


Conclusin Experimentalmente se observa que el cido ctrico requiere condiciones especficas detemperatura y tiempo (80C y 2 horas) para disolver CuO con la misma eficacia que el cidosulfrico, ntrico y clorhdrico. Con respecto al acido clorhdrico, si bien es su costo es menor alacido sulfrico y se observa una mayor solubilidad de CuO, es un compuesto altamente corrosivoy voltil.

En chile y el mundo existen operaciones que emplean medios clorurados (de mar, con cloruro desodio, con cloruro de calcio y salmueras naturales) en procesos de flotacin y lixiviacin en pilas.En Chile se encuentra Mantos Blancos, Planta Tocopilla, Planta Lince, Minera Michilla, ProyectoAntucoya y Divisin Pampa Norte de BHP Billiton. En Per se encuentra Planta Chapi del GrupoMILPO.


Bibliografa Habbache N., Alane N., Djerad S., Tifouti L. (2009). Leaching of copper oxide with different acid solutions. ChemicalEngineering Journal 152 (2009) 503508.

Bingol D., Canbazoglu M., Aydogan S. (2005). Dissolution kinetics of malachite in ammonia/ammonium carbonate leaching.Hydrometallurgy (2005) 76 5562.

Ura M. (2006). Revisin y diseo de un modelo de gestin estratgica balanced scorecard en minera Michilla S.A. tesis demagister. Universidad de Chile.

Domic E. (2001). Hidrometalurgia, Fundamentos, Proceso y Aplicaciones. Santiago.

Revista Minera Global. Agua de mar y soluciones cloruradas en la hidrometalurgia del cobre. [ en lnea]. Diciembre 13,2014. Disponible en: http://ecitecno.cl/agua-de-mar-y-soluciones-cloruradas-en-la-hidrometalurgia-del-cobre-2/.

Montes G. Fundamentos de metalurgia extractiva. [presentacin en power point]. Disponible en: https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2011/2/MI4100/1/material_docente/.

Lazarova Z. Lazarova M. (2007). Kinetic Aspects of Copper-LIX Extraction from Nitrate/Nitric Acid Aqueous Solutions.

COCHILCO. (2014). El mercado chileno del acido sulfrico proyectado al ao 2023. COCHILCO direccin de estudios.

http://ecitecno.cl/agua-de-mar-y-soluciones-cloruradas-en-la-hidrometalurgia-del-cobre-2/https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2011/2/MI4100/1/material_docente/

tarea n°3 - grupo 6

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