LIXIVIACIÓN MRGM

8/16/2019 LIXIVIACIÓN MRGM

1/50

CINETICA DE PROCESOS DE LIXIVIACION

D.Sc. Manuel Guerreros Meza

Profesor

D.Sc. Manuel Guerreros Meza 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DELPERU

FACULTAD DE INGENIERÍA METALURGICA Y

DE MATERIALES


2/50

Cinética de lixiviación



3/50

Donde:

JB: flujo másico o cantidad de reactivo B que difunde por unidad de tiempo en

dirección perpendicular a un plano de referencia de área unitaria paralela a la

superficie del sólido.

CB: concentración de B.

X: coordenada de posición (medida perpendicularmente al plano de

referencia).

D: coeficiente de difusión, en la mayoría de los casos se puede considerar

como constante.

Las etapas controlantes pueden ser varias y no necesariamente únicas en elproceso de lixiviación, va a depender directamente de las condiciones físicas yquímicas del sistema, sin embargo los procesos de difusión se rigen por la

primera Ley de Fick



4/50

Control por difusión a través de un sólido porosoConsideramos de nuevo que el producto formado ocupa el mismo

volumen que la fracción de sólido que ha reaccionado. En procesos de

lixiviación, esto normalmente significaría que la porosidad en el producto

compensaría por la masa neta removida durante la lixiviación. Esto es aplicable

en mucho casos a la lixiviación de menas oxidadas y sulfuradas como también

a la reacción de algunas partículas minerales puras. El resultado neto es un

núcleo recesivo de sólido no reaccionado con una capa de material porosoalrededor como se ilustra en la figura. El radio original de la partícula es r0 y el

radio del núcleo sin reaccionar es r.



5/50


Tipos de pruebas realizadas

Lixiviación A:

o Concentración H2SO4: 12 (g/l).

o Concentración de Cu2+: 1.5 (g/l), agregado como CuSO4.

Lixiviación B:



o Concentración de Fe3+: 3 (g/l), agregado como Fe2(SO4)3.

Lixiviación C:



o Concentración de Fe3+: 5 (g/l), agregado como Fe2(SO4)3.


6/50

Granulometría: 100% bajo 3/4” y P80 bajo 1/2”

Tasa de curado: 8 Kg./T.M.S. H2SO4

Tasa de riego: 4 litros/(hr*m

2

)

Cantidad de mineral a lixiviar por prueba: 10 kilos

Tiempo de lixiviación entre 10 a 15 días

Tiempo de curado: 16 horas



7/50

COMPOSICIÓN MODAL CUANTITATIVA

ESPECIES % EN PESO % PESO TOTAL

GANGA 87.175 87.175

CALCOPIRITA 0.663 0.663

CALCOSINA 2.010 2.010

DIGENITA (¿?) 0.707 0.707

COVELINA 0.091 0.091

TETRAHEDRITA 0.060 0.060

PIRITA 5.711 5.711

ESFALERITA 1.578 1.578

HEMATITA 0.207 0.207

RUTILO 0.330 0.330

MOLIBDENITA 1.467 1.467

TOTAL 100.000 100.000



8/50

COMPOSICIÓN DE LAS ESPECIES

ESPECIES % Fe % S % Cu % Zn % As % Sb % Ti%Mo

GANGA

CALCOPIRITA 0.20 0.23 0.23

CALCOSINA 0.41 1.60

DIGENITA (¿?) 0.15 0.55

COVELINA 0.03 0.06

TETRAHEDRITA 0.01 0.02 0.01 0.01

PIRITA 2.66 3.05

ESFALERITA 0.52 1.06

HEMATITA 0.15RUTILO 0.20

MOLIBDENITA 0.59 0.88

TOTAL 3.01 5.00 2.46 1.06 0.01 0.01 0.20 0.88



9/50

CALCULO % EN PESO EN BASE A 100% MINERALES DE COBRE

ESPECIES %PESO % Fe % S % Cu % Zn % As % Sb

CALCOPIRITA 18.77 5.71 6.57 6.49

CALCOSINA 56.93 11.50 45.43

DIGENITA (¿?) 20.02 4.38 15.64

COVELINA 2.57 0.86 1.71

TETRAHEDRITA 1.71 0.10 0.41 0.51 0.08 0.17 0.26

TOTAL 100.00 5.81 23.73 69.78 0.08 0.17 0.26



10/50

GRADO DE LIBERACIÓN DE LOS MINERALES DE MENA

ESPECIESLIBRESMIXTOS

PORCENTAJE CORRESPONDIENTE A LOS MIXTOS

%PESO

% PESO % Fe % S % Cu % Zn % As % Sb % Ti % Mo

GANGA 87.175

CALCOPIRITA 0.663

CALCOSINA 0.442 1.568 0.317 1.252

DIGENITA (¿?) 0.221 0.486 0.106 0.380COVELINA 0.091 0.030 0.060TETRAHEDRITA

0.060 0.004 0.014 0.018 0.003 0.006 0.009

PIRITA 3.952 1.759 0.820 0.939

ESFALERITA 1.578

HEMATITA 0.207RUTILO 0.330

MOLIBDENITA 1.467

TOTAL 96.036 3.964 0.823 1.407 1.709 0.003 0.006 0.009



11/50


Numero123456

Estanque de recepción (PLS)Bomba peristáltica

Gotero

Equipo

ColumnaEstanque alimentación

Estanque de recirculación


12/50



13/50


Dia Prueba 1A Prueba 2A Prueba 1B Prueba 2B Prueba 1C Prueba 2C1 14.22 11.97 16.17 14.03 15.70 20.58

2 17.05 14.92 17.13 18.10 17.59 18.543 18.70 17.83 21.09 19.31 18.51 19.364 20.24 17.34 20.99 21.90 19.96 23.235 22.17 21.55 22.29 22.25 26.66 22.736 22.99 22.45 25.58 25.52 26.17 20.08

7 24.28 22.84 25.03 25.87 24.17 23.828 23.36 25.03 26.40 28.39 24.25 24.519 25.65 26.19 29.92 32.52 25.73 28.2210 27.53 28.64 30.53 35.0311 26.87 29.78 36.67 33.2912 29.28 32.55 32.19 33.6213 29.95 30.70

14 31.88 32.1515 33.18 32.56

Total 33.18 32.56 32.19 33.62 25.73 28.22

Gramos de Cu


14/50


Dia Prueba 1A Prueba 2A Prueba 1B Prueba 2B Prueba 1C Prueba 2C

1 8.36 7.04 9.51 8.25 9.23 12.11

2 10.03 8.77 10.08 10.65 10.35 10.903 11.00 10.49 12.41 11.36 10.89 11.39

4 11.91 10.20 12.35 12.88 11.74 13.665 13.04 12.68 13.11 13.09 15.68 13.376 13.52 13.20 15.04 15.01 15.39 11.817 14.28 13.43 14.72 15.21 14.22 14.018 13.74 14.72 15.53 16.70 14.26 14.429 15.09 15.41 17.60 19.13 15.14 16.6010 16.19 16.85 17.96 20.60

11 15.81 17.52 21.57 19.5812 17.22 19.15 18.94 19.7813 17.62 18.0614 18.75 18.9115 19.52 19.15

Recuperacion (%)


15/50

Curvas cinéticas de recuperación de cobre en las

pruebas 1A (sin Fe3+) y 1B (con 3 gpl Fe3+)



16/50


pruebas 1A (sin Fe3+) y 1C (con 5gpl Fe3+)



17/50


pruebas 2A (sin Fe3+) y 2B (con 3gpl Fe3+)



18/50


pruebas 2ª (sin Fe3+) y 2C (con 5 gpl Fe3+)



19/50

Rendimiento de solución de lixiviación para pruebas 1A

(sin Fe3+) y 1B (con 3 gpl Fe3+), sistema abierto.



20/50

Rendimiento de solución de lixiviación para las pruebas

2A (sin Fe3+) y 2B (con 3 gpl Fe3+), sistema abierto.



21/50

Fotografía de ripios con los efectos del ataque producto

de la lixiviación



22/50

En la tabla se observa que no todo el cobre soluble es

extraído en la lixiviación.

Muestra CabezaRipio

1A

Ripio

1B

Ripio

1C

Ripio

2A

Ripio

2B

Ripio

2C

Cu soluble

(%)

0.19 0.11 0.09 0.06 0.10 0.12 0.06



23/50



24/50



25/50



26/50



27/50



28/50



29/50

Con la adición de 3 gpl de ion férrico (Fe3+)se obtuvieron mejores resultados que con la

adición de 5 gpl de ion ferrico (Fe3+),incluso los resultados que se obtuvieron para 5 gpl son casi idénticos a los resultados

de la lixiviación patrón, por lo tantocontrario a lo que podría pensar, en estas pruebas, con la mayor adición de ion férrico(5 gpl) no se obtuvieron mejores resultados.



30/50

APLICACIÓN INDUSTRIAL



31/50

LIXIVIACION POR AGITACIÓN DE RELAVES DE

FLOTACION


32/50

Proyecto Lixiviación de Relaves

Objetivos Generales

Eliminar el pasivo ambiental querepresentan estos relaves.

Dar valor agregado a estos relaves,

recuperando el cobre existente en ellos. Incrementar los recursos pertenecientes a

la compañía.

Abastecer PLS a la operación actual.

Poner en operación planta que cumpla conregulaciones ambientales y exigencias decomunidades.


33/50


Etapas del estudio del proyecto:

Etapa 1: Comprobación de reservas ycaracterización físico-química, mineralógica ymetalúrgica del relave.

Etapa 2: Construcción, implementación yoperación de una planta piloto para el tratamientode relaves.

Etapa 3: Diseño de planta de tratamiento derelaves, 800 – 1000 ton/día.

Etapa 4: Preparación y evaluación del Proyecto deLixiviación de Relaves.


34/50

Comprobación de reservas


•Geología acusa reservas utilizando perforaciones con aire reverso.Existen problemas de Segregación.

•Perforaciones con tubos de diferente diámetro (Empresa IMAscesores), comprueban reservas, además se encuentra tendencias

de oxidación y segregación por diámetro de partícula (dp).

% CuT vs Profundidad - Relavera A

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

1 2 3 4 5 6 7 8

Profundidad, m

%

% CuT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8

% R

a t i o d e

s o l u b i l i d a d

Profundidad, m

% Ratio Sol. Ac. vs Profundidad-Relavera A

% Ratio Solubilidad


35/50

Tendencias de oxidación y dp.


Talud Zona de

relave

Grueso

Espejo de agua

lamas o relave

fino

ZONA 1

ZONA 2

•Corte longitudinal de una presa de relaves.

ZONA OXIDADA

ZONA ALTERADA

ZONA REDUCTORA

•Segregación de partículas enlas relaveras

•Corte transversal de presa de relaves.

Zona

Oxidada

Estrato 1

Estrato 3

Estrato n

Zona Alterada

ZonaReductora


36/50


Caracterización física del relave

Curvas Granulometricas de Relaves

0

20

40

60

80

100

0 200 400 600 800

Abertura, micras

% A c u m u l a d o p a s a n t e

6 metros

7 metros

8 metros

El relave, en promedio tiene una granulometría de 80%-325 mm.

Caracterización física.

•Tamaño de partículaextremadamente fino.

•Por los niveles deoxidación del relave ypor la granulometría, elproceso que mas seadecua es lixiviación poragitación.


37/50


Caracterización física del relave

pH natural relaves vs profundidad

0.00

1.00

2.00

3.004.00

5.00

6.00

1 m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m 8 m

Profundidad

p H

•Se espera un mayor consumo de ácido para lalixiviación de relaves de mayor profundidad, parael cambio de pH de operación a 1 – 1.5


38/50


Pruebas de laboratorio

Cineticas de extraccion de Cu

0

10

20

30

40

5060

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

tiempo, min.

%

1 m

2 m

3 m

4 m

5 m

6 m

7 m

8 m

•El relave de mayor profundidad presento mayorrefractariedad a la lixiviación ácida.

% Sólidos 30

Conc. Ac (gpl) 17

Agitación (RPM) 620

P y T Ambiente


39/50



Consumo de ácido sulfúrico

0

10

20

30

40

50

60

1 m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m 8 m

Muestra de relave

A c i d o ,

K g

/ T o n

•De observo la presencia de mayores pHs, por lotanto mayor consumo de ácido

% Sólidos 30

Conc. Ac (gpl) 25

Agitación (RPM) 620

P y T Ambiente


40/50



% Recuperación Cu vs Agitacion

76

78

80

82

8486

88

90

92

500 540 620 700

rpm

% R

e c u p e r a c i ó n

•El incremento de la agitación favoreció laeficiencia de la lixiviación hasta las 620 rpm.

% Sólidos 30

Conc. Ac (gpl) 25

P y T Ambiente


41/50

Diseño de planta piloto.


Utilización del escalamiento (scale up).

Mecanismo de la cinética de reacción de lapartícula (Descripción fenomenológica).

Etapa controlante de la cinética y la velocidadespecifica de la reacción de la partícula.

Distribución en tamaño de partícula.

Distribución en tiempos de residencia de laspartículas en el reactor.

Planta piloto para diseño de planta industrial, costosde inversión y operación , obtención de datosoperativos diseño del proceso.


42/50


Planta Piloto de Lixiviación por Agitación

Las bases para el diseño de planta piloto; scale up, balance demateria, simulación del proceso, ergonomia, etc.


43/50




44/50



Tanques de Agitación

CCD


45/50


Flowsheet Planta Piloto

Pulpa

PLSPLS

Cal

Ripio

FloculantePulpa

Pulpa

AcidoMineral

TK-R1TK-A1

TK-A2TK-A3

Esp-1 Esp-2

Raff

LEYENDA

Tv Tolva de Recepci

TK-R1 Tanque Repulp

TK-A1 Tanque de Agit


46/50


Plan de pruebas experimentales

Ejecución de pruebas evaluando una a una cada variable,manteniendo valores constantes para las demás.

Determinación de valores óptimos de parámetros deoperación y variables del proceso: flujo de pulpa, flujo de

sólidos, flujo de agua de lavado, pH de operación, RPM delrastrillo del espesador, turbidez PLS.

PruebaVariables

ValorEstándar

Rango de Variación

1 Flujo (m3/h) 2.35 2 - 2.5

2 Sólidos (%) 30 20 –

35

3 Velocidad de agitación (RPM) 112 75 - 150

4 Concentración de Acido (gpl) 12 10 - 15

5 Dosificación de floculante (kg/Tn) 70 50 - 150


47/50


Otras consideraciones del proceso

Implementación de Static Mixer, alternativa para lasustitución de los tanques de agitación.

Lixiviación Bacteriana. Con la finalidad de extraer el

cobre situado en las zonas mas profundas de larelavera debido a que se obtuvieron recuperacionesbajas en pruebas de Laboratorio.

Evaluación de la instalación de un concentrador K-Nelson en el circuito para la recuperación de oro en elrelave.


48/50

Diagrama de Flujo Planta Industrial


REPULPEO DELRELAVE

LIXIVIACIÓNPOR AGITACIÓN

DISPOSICIÓN DELRELAVENEUTRALIZACIÓN

RELAVEBOMBA DRAGA

REFINO(RAF)

ÁCIDO

CAL

PROCESO ACTUAL DE SX-CR

FILTRO DE BANDASEPARACIÓN S/L

Y LAVADO REFINO (RAF)

Flujos Tn-M3 /d Tn-M3 /h

Mineral Tn 840 35

Pulpa M3 1814.4 75.6

Densidad gr/L 1300-1500 1300-1500

Acidez pH 0.5-1 0.5-1


49/50

CONCLUSIONES

En este momento es negocio procesar relaves deMPC.

Con el muestreo con tubos de distinto diámetro seconfirmó las reservas y además sirvió para

encontrar tendencias en oxidación y granulometria. Sólo las partes superficiales de las relaveras se

encuentran oxidadas 4m) los relaves presentanmenores recuperaciones y consumen mas cal.

El pilotaje correcto disminuirá la incertidumbre enla inversión y posterior operación.



50/50

MUCHAS GRACIAS

LIXIVIACIÓN MRGM

Documents

Transcript of LIXIVIACIÓN MRGM