GEOMETALURGIA DE PORFIDOS Cu-Mo Y EPITERMALES DE ALTA

SULFURACIÓN Au-Ag

Jose Andres Yparraguirre C. ayparraguirrec@gmail.com

TEMAS A TRATAR

1. Problemática en Procesos Metalúrgicos.

2. Definiciones Previas

3. Geometalurgia

4. Muestreo

5. Tratamientos o metalúrgicos y su problemática tanto para Cu y Au.

6. Yacimientos Tipo Pórfidos (Cu-Mo)

7. Yacimientos Epitermales de Alta Sulfuración Au-Ag

8. Resumen

9. Bibliografía

PROBLEMÁTICA EN PROCESOS METALURGICOS

En OPERACIÓN cuando se den problemas relacionados con:

Baja recuperación.

Molienda insuficiente.

Consumo de energía.

Consumidores de acido.

Gasto excesivo de bolas en los molinos.

Perdida de mineral económico por intercambio catiónico.

1.- PROBLEMÁTICA EN PROCESOS METALURGICOS

PROBLEMÁTICA EN PROCESOS METALURGICOS

En OPERACIÓN cuando se den problemas relacionados con:

Cambio mineralógico en el yacimiento.

Cuando existe una modificación en el plan de minado.

Generación de finos resultando obstrucción en filtros y

zarandas.

Formación de complejos como sulfatos de Cu, Zn que pueden

perjudicar los procesos metalúrgicos.

Concentrados finales con impurezas de As, Sb, Cu, Hg, Zn, Fe.

2.- DEFINICIONES PREVIAS

ESPECIES MINERALES DE ORO (AU)

Oro nativo Au Au ± Ag ± Pd ± Cu

Electrum (solución sólida) Au-Ag Au=80%; Ag= 20%

Cuproaurita AuCu3 Cu=49.18%; Au=50.82%

Calaverita AuTe2 Au=43.56%; Te=56.44%

Petzita Ag3AuTe2 Ag=41.71%; Au=25.39%; Te=32.90%

Krennerita (Au,Ag)Te2 Au=43.56%; Te=56.44% +(Ag, Fe)

Kostovita AuCuTe4 Au=25.55%; Cu=8.24%; Te=66.21%

Silvanita (Au,Ag)2Te4 Ag=6.27%; Au=34.36%; Te=59.36%

Uytenbogaardtita Ag3AuS2 Ag=55.35%; Au=33.69%; S=10.97%

etc…..

apy

Au

Au

py

ESPECIES MINERALES DE COBRE (Cu)

Au

py

Cobre nativo Cu Cu (±Ag ±Au) Calcopirita CuFeS2 Cu=34.6%, Fe= 30.5%; S = 34.9%

Enargita Cu3AsS4 Cu=48.3%, As=19.1%, S=32.6% +(Sb) Tennantita Cu12As4S13 Cu=47.5%; As=20%; S=28%

Tetraedrita (Cu,Fe)12Sb4S13 Cu=34.80%; Fe=10.20%; Sb=29.64%; S=25.37% Freibergita (Ag,Cu;Fe)12(As,Sb)4S13 Cu=11.86%; Ag=40.25%; Sb=18.93%;S=21.60% Calcosita Cu2S Cu=79.9%, S=20.1% Digenita Cu9S5 Cu=78.1%, S=21.9% Covelita CuS Cu=66.5%, S= 33.5%

bn

cv

Cobre Nativo Bornita (bn) Digenita (dg)

apy

Au

Au

py

Tenorita CuO Cu=79.89%; O=20.11%

Cuprita Cu2O Cu=88.82%; O=11.18%

Malaquita Cu2(CO3)(OH)2 Cu=57.48%; C=5.43%; H=0.91%; O=36.18%

Azurita Cu3(CO3)2(OH)2 Cu=55.31%; H=0.58%; C=6.97%; O=37.14%

Crisocola (Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4.nH2O Cu =33.86%; Al=2.05%; Si=17.10%; H=1.92%

Atacamita Cu2Cl(OH)3 Cu=59.51%; H=1.42%; Cl=16.60%; O=22.47%

Brocantita Cu4(SO4)(OH)6 Cu=56.20%; H=1.34%; S=7.09%; O=35.37%

ESPECIES MINERALES DE COBRE (Cu)

TIPOS DE SOLUCIONES SOLIDAS

Tipos de soluciones sólidas

Las soluciones solidas se clasifican en sustitucionales e intersticiales.

SOLUCIÓN SOLIDA - SUSTITUCIÓN

Solución Solida: El elemento traza entra en la estructura, sustituyendo a un

elemento mayoritario. Los iones serán tanto mejor aceptados cuando

mas próximos sean su radio y su electronegatividad a los del elemento

que van a sustituir.

(Zn,Fe)S

Cd In Ga

Mn Ge

:S

:Fe, Zn, Cd, In, Ga, Ge, Mn,

Elementos Trazas

S S

S

S

S S

Zn

Zn Zn

Ag

MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO-SOLUCIÓN SOLIDA

(Fe)S2

Au

:S

:Fe, Au

Elementos Trazas

MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO-SOLUCIÓN SOLIDA

ANÁLISIS AREAL-

SOLUCIÓN SOLIDA

MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO-SOLUCIÓN SOLIDA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10keV

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

cps/eV

Fe Fe Au Au Au Au S S

Cu Cu

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10keV

0

5

10

15

20

25

30 cps/eV

Fe Fe Au Au Au Au S S

Pirita

Calcopirita + Au

Calcita

Pirita + Au

Calcopirita + Au

ESMECTITAS (MONTMORILLONITA)-ADSORCIÓN

(H2O)

Cu

Au

3.- QUE ES GEOMETALURGIA?

EN QUÉ CONSISTE ? GEOMETALURGIA

La Geometalurgia es una disciplina que integra a las ciencias

extractivas de minerales (Geólogos, Metalurgistas y Mineros).

Permite identificar y clasificar a los minerales según su

comportamiento frente a determinado proceso metalúrgico. Se

consigue con ello planificar y dirigir más eficientemente los

procesos de valorización de un recurso mineral y su explotación.

BLOQUES GEOMETALÚRGICOS

%CuT, % ARCs,

Grado de

Liberación, %

Recuperación,

Alteración, etc

4.- MUESTREO

CONCEPTOS Y TÉRMINOS GENERALES

Muestra (M).- Parte o porción representativa de una población o

dominio; resultado de un procedimiento de muestreo

equiprobable:

“Cuando todos los componentes tienen la misma probabilidad de

ser elegidos”

Cuando el muestreo no cumple la condición de equiprobabilidad

sólo se obtiene un ESPECIMEN (E)

Incremento: Grupo de partículas extraídas de un lote en una sola

operación.

Muestra: Reunión de varios incrementos correctamente extraídos. ( Canchaya, S. 2017

MUESTREO - OPERACIÓN MINERA METALURGICA

MINERALES Cu-Mo

M-1 M

M

M

M

M

65 100

150

400

MICROSCOPI

A

270

200

5.- TRATAMIENTOS O MÉTODOS

METALÚRGICOS Y SU PROBLEMÁTICA

TANTO PARA EL Cu y Au

REDUCCIÓN DE TAMAÑOS

La reducción de tamaño de un mineral tiene como objetivos primordiales:

TIPOS DE TRITURADORAS Y SUS CARACTERISITICAS

Fuerzas utilizadas

1. Atrición

2. Compresión/cizalla

3. Percusión/impacto F

CONMINUCIÓN Y SEPARACIÓN

CHANCADORA DE QUIJADA - COMPRESIÓN

TRITURADORAS GIRATORIAS - COMPRESIÓN

TRITURADORAS DE IMPACTOS

Molino SAG Molinos Bolas

MOLINOS - ATRICIÓN

MOLINOS

GRADO DE LIBERACIÓN DE ESPECIES MINERALES

Esta técnica es indispensable como investigación previa al diseño

de cualquier tipo de proceso de tratamientos metalúrgicos,

también es valiosa para evaluar el rendimiento de los equipos de

molienda o de clasificación y para incrementar la eficiencia de

plantas en operación. Se puede aplicar para muestras de

cabeza, concentrados y relaves.

AMARRES O INTERCRECIMIENTOS ENTRE ESPECIES MINERALES

( Canchaya & Cardozo, 1977).

Partículas Libres No. Part. %VolGrado de

Liberación (%)

Gangas 1619.00 95.18 99.62 95.18 100.00 %VOL G.L.P

Pirita 52.00 3.06 90.14 3.06 100.00

Arsenopirita 4.00 0.24 89.17 0.24 100.00

Goethita 0.00 0.00 5.94 0.00 0.00

Oro Nativo 1.00 0.06 100.00 0.06 100.00

Parcial 1676.00 98.53

Parcticulas MixtasAsociaciones

(Ver subtitulo IV)

GGs/py 20.00 1.18 1a (I, II),1e (IV) 0.93 63.75 0.25 9.36

py/goe 3.00 0.18 2a (III) 0.17 31.63 0.01 3.63

GGs/goe 1.00 0.06 1a (I, IV),1e (II, IV) 0.05 36.80 0.00 4.80

Apy/goe 1.00 0.06 1e (I) 0.05 38.25 0.01 8.25

Total 1701.00 100.00

Augoepy

0.06

2.6 5.01 6.1 3.8 17.64

96.16 3.48 0.29

GGs apy

MIR 1 VETA INKARACAY +100

0.02%Volumen

0.0695.18 3.06 0.24

5.9499.62 90.14 89.17

0.00

100

0.0392.5

apy goe Au

0.64 0.38

Peso Especifico

%Peso

Grado de Liberacion

GGs py

6.44

ANÁLISIS MINERALOGICO –GRADO DE LIBERACIÓN

6.- YACIMIENTOS PORFIDOS

Propilítica Fílica (Sericita)

Potásica (Biotita, FPKs, mt)

Argílica/Argílica Avanzada

calcic-sodic.

ZONAS DE ALTERACIÓN EN SISTEMAS PORFIDOS

Thomas Ulrich, 2011

Fluidos Meteóricos

DISTRIBUCIÓN DE MINERALES DE COBRE EN LAS DIFERENTES ETAPAS DEL PORFIDO

Propilítica Fílica

Potásica

Argílica/Argílica Avanzada

calcic-sodic.

ALTERACIÓN HIDROTERMAL VS MINERALIZACIÓN

Thomas Ulrich, 2011

LIXIVIACION EXTR. POR SOLVENTE ELECTROREFINACION CATODOS

TRAT. DE OXIDOS DE Cu

5.000 TPA

CHANCADO

MOLIENDA

FLOTACION COLAS

TRAT. DE SÚLFUROS DE Cu

FUSIÓN Y CONVERSION REFINACION Y MOLDEO

CONC. DE Mo

ANODOS RAF

BLISTER

CONC. DE Cu AGUA

CONC. DE Cu SECO

FLOT. SELECTIVA

CONC.DE Cu Y DE Mo

350.000 TPA

FILTRADO Y SECADO

MINA

TRATAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MINERALES

RECUPERACIÓN DE Cu

LIXIVIACIÓN ACIDA PARA OXIDOS DE COBRE

DISOLUCIÓN DE MINERALES DE Cu EN H2SO4 Y CIANURO.

LIXIVIACIÓN

Lixiviación es la disolución de los metales soluble de una mena con ayuda de

disolventes apropiados.

Los reactores utilizados para la lixiviación dependen de la naturaleza de la mena, de

su ley y del tamaño de partícula. Para mena gruesa y de tamaño medio se utilizan

reactores de cama fija como montículos o pilas y el reactivo de lixiviación se filtra a

través de la cama.

Para mena finamente molida se utiliza lixiviación por agitación, en donde la mena se

mantiene en suspensión con el reactivo. La agitación puede efectuarse por medio

de aire (tanques Pachuca) en cuyo caso el reactor se parece a una cama

fluidizada o puede utilizarse la agitación mecánica.

La lixiviación por arriba de la presión atmosférica se efectúa en autoclaves,

equipadas con agitación mecánica. (solución solida).

TIPO DE LIXIVIACION SEGÚN LEY Vrs. TAMAÑO DE PARTICULA

.

LIXIVIACIÓN DE COBRE

LIXIVIACIÓN ACIDA

FLOTACIÓN DE COBRE

FLOTACIÓN

Proceso de concentración de

minerales, en el cual se

procura separar las partículas

de menas útiles de la ganga

por medio de un tratamiento

fisicoquímico que modifica su

tensión superficial, para lograr

que burbujas de aire finas se

adhieran a las primeras y las

enriquezcan en una espuma.

• Minerales hidrofílicas en las que la asociación de la

partícula con las moléculas de agua es muy firme, no flotan.

Los minerales son: óxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros.

• Minerales hidrofóbicas no tienen una asociación firme con

las moléculas de agua, permitiendo el contacto con la

burbuja.

Los minerales son: Minerales nativos, sulfuros o especies tales como grafito, carbón bituminoso, talco y otros.

PROPIEDAD HIDROFÍLICA E HIDROFÓBICA DE LOS MINERALES

1.Las lamas perjudican la flotación, cubriendo la burbuja y evitando la unión partícula-burbuja

2.Al disminuir su masa miles de veces, el área superficial se incrementa aumentando también la adsorción y consumo de reactivos, exposición excesiva a la oxidación y aumento de la viscosidad de la pulpa.

FLOTACIÓN: INFLUENCIA DE LAS LAMAS

7.- YACIMIENTOS ALTA

SULFURACIÓN

RECUPERACIÓN DE Au-Ag

GRAVIMETRIA

Consiste en la separación sólido- sólido utilizando la diferencia entre

las densidades de los minerales, se utiliza especialmente en la

concentración de minerales de plomo, oro, estaño, tungsteno,

carbón y otros.

GRAVIMETRIA EN Au

Mesa Concentradora Wilfley -Au por encima de 200µm. -Sulfuros por encima de 400µm.

Falcón UF ultrafino, está específicamente diseñado

para recuperar el material de 30 micras y más fina.

Espirales

DISOLUCIÓN DEL ORO Y PLATA EN MEDIO ALCALINO

Elemento

QuimicoSolubilidad Autoridad

Oro Calaverita Rapidamente Soluble JOHNSTON (1933)

Argentita

Cerargirita

Proustita

Pirargirita

Azurita 94.5

Malaquita 90.2

Calcocita 90.2

Cuprita 85.5

Bornita 70

Enargita 65.8

Tetraedrita 21.9

Crisocola 11.8

Calcopirita 5.6

Smithsonita 40.2

Zincita 35.2

Hidrozincita 35.1

Franklinita 20.2

Esfalerita 18.4

Hemimorfita 13.4

Willemita 13.1

Willomita

Pirrotita Rápidamente Soluble

Pirita

Hematita

Magnetita

Siderita Prácticamente Insoluble

Oropimente 73

Rejalgar 9.4

Siderita 0.9

Antimonio Estibina 21.1

Plomo Galena Soluble a alta alcalinidad LEMMON (1940)

Especie Mineral

Plata

Cobre

Zinc

Hierro

Arsénico

Moderadamente Soluble

Rápidamente Soluble

Moderadamente Soluble

LEAVER WOOLF Y

KARCHMER (1931)

LEAVER Y WOOLF

(1931)

LEAVER Y WOOLF

(1931)

HEDLEY Y TABACHNICK

(1958)

Solubilidad de minerales en

soluciones Cianuradas

(Extraido de F. Habashi)

SOLUBILIDAD DE MINERALES EN CIANURACIÓN

La cianuración utiliza la propiedad del Au y Ag de disolverse en

soluciones diluidas de cianuro de solido o potasio, en presencia de

oxígeno, preferentemente a otros minerales.

La siguiente reacción es aceptada como la que representa la disolución

del oro.

4Au+ 8NaCN+ O2+2H2O = 4NaAu(CN)2 + 4NaOH.

Las razones para la aceptación económica y metalúrgica es la

recuperación elevada (>90%) y el producto final es casi metal puro.

Es empleado en yacimientos tipo Skarn, hidrotermales y subvolcánicos.

CIANURACIÓN

CONSUMIDORES DE CIANURO

1.- Calcosita, bornita, covelita, enargita, azurita, malaquita, cuprita, tenorita y cobre

nativo son rápidamente atacados por el cianuro. Antes de usar cianuración

concentrar por flotación el Cu.

2.- Los materiales carbonosos (lutitas carbonosas/calizas bituminosas o grafito)

deberían eliminarse por flotación o por tostación antes de la cianuración.

3.- Los óxidos de hierro o sulfatos ferrosos y férricos son fuertes cianicidas.

CONSUMIDORES DE OXÍGENO

1.- Pirrotita

2.- Marcasita

3.- y pirita supergénicas

CIANURACIÓN DEL Au-MINERALES DAÑINOS

EFECTOS DEL TAMAÑO DE LA PARTICULA EN LA VELOCIDAD DE DISOLUCION DEL ORO

Presencia de oro grueso en la mena, la practica generalizada es

recuperarlos por métodos gravimétricos antes de la cianuración, ya que las

partículas gruesas podrían no disolverse en el tiempo disponible de

cianuración.

Bajo condiciones considerables ideales con respecto a la aereación, Barsky

encontró que la velocidad máxima de disolución del oro, llega a ser

3.25mg/cm2/hora.

La plata nativa tomaría dos veces mas de tiempo para disolverse.

Los Telururo de oro son lentamente disueltos por el cianuro.

DIAGRAMA DE TRATAMIENTO POR CIANURACIÓN

PRODUCTO DE

ORO Y PLATAPRODUCTO DE ORO

Y PLATA

Clarificación

Precipitación Electro-Obtención

Zinc en polvo

Carbón en pulpa

Solución Rica Solución Rica

Carbón Activado

Decantación en

contracorriente-DCC

Gruesos

FINOS

FLOTACIÓN

Colas

CONCENTRADO

REMOLIENDA

CIANURACIÓN

Clasificación

SISTEMA MERRILL-CROWE SISTEMA CARBÓN EN PULPA-CIP

Gruesos

TRITURACIÓN

Clasificación

FINOS

MOLIENDA

8.- RESUMEN

PROBLEMÁTICA EN PROCESOS

- “Preg-Robbing” en minerales de oro, la presencia de

especies orgánicas como lutitas carbonosas/calizas

bituminosas en la ganga, produce un reatrapamiento

del oro disuelto (similar al mecanismo de carbón

activado). También se ha observado en algunos

minerales de cobre.

- Las gangas muy alteradas presentan propiedades

similares a las arcillas, por ejemplo como

intercambiadores iónicos atrapando principalmente

mineral de cobre disuelto.

- La granulometría relacionada con la eficiencia en la

lixiviación, definido por el grado de penetración de

las partículas en la solución lixiviante.

La molienda, asociada a minerales abrasivos, que consumen

energía, restringen tonelaje como: granates, cuarzos

cavernosos, turmalina, feldespato, epidota, plagioclasas, etc.

Problemas específicos en lixiviación (percolación, consumo

de ácido, etc.) y flotación (selectividad, limitaciones

molienda/remolienda) debido a las arcillas.

Disminución de la ley del concentrado de molibdeno por su

contaminación con pirofilita (Filosilicato de flotabilidad

natural).

PROBLEMÁTICA EN PROCESOS

Cuarzo

Turmalina

Feldespato K

Epidota

Granates

Plagioclasas

Abrasivos,

consumen energía,

restringen tonelaje,

etc

IDENTIFICACIÓN DE MINERALES COMPETENTES

Calcita

Muscovita

Yeso

Biotita

Anhidrita Kaolinita

Alunita

Clinocloro

Pirofilita

Jarosita Clorita

Talco Arcillas

No abrasivos,

Producen «caking» (apermazamiento)

consumidores de ácido impermeabilizan la

pila,

absorben cobre en solución;

generan finos,

aportan iones (Mn, Al, Cl, etc) al PLS,

etc

IDENTIFICACIÓN DE MINERALES INCOMPETENTES

MINERALES CONSUMIDORES DE ACIDO

Carbonatos Cloritas

Biotita

Arcillas

Algunas piritas o sulfuros con desorden de red cristalina

Otros

MINERALES CONSUMIDORES DE ACIDO

( W. Baum, 1999).

Consumo neto de

acido Lbs/Ton de

mineral

El consumo de cianuro por “minerales cianicidas” asociados a

minerales fuentes de metales preciosos que pueden disolverse

fácilmente en las soluciones de cianuro, consumiéndolo e

impidiendo que el oro y la plata sean atacados. Son responsables

de impartir características refractarias a las menas de metales

preciosos.

Ejemplo:

Oxisales de cobre, cuprita, bornita, sulfatos en general, cobre

nativo, calcosita, enargita, cobre gris, crisocola, calcopirita,

pirrotita, arsenopirita, etc.

La estibina consumidora de cianuro en la extracción de oro.

PROBLEMÁTICA EN PROCESOS – RECUPERACIÓN DE Au

9.- BIBLIOGRAFÍA

1. D.L. Porras Castillo (1997): Procesamiento de Minerales: Fundamentos Básicos para operadores y supervisores de plantas concentradoras.

2. C. Burroughs Gill (1989): Metalurgia Extractiva No Ferrosa. Noriega Editores, Editorial Limusa.

3. Junta del Acuerdo de Cartagena (1988): Segundo Seminario sobre Tecnologías Bio e Hidrometalúrgicas. Marens Artes Gráficas.

4. W. Petruk (2000): Applied Mineralogy in the Mining Industry. Elsevier.

5. G. Tantaleán Vanini (2004): Recursos Metalúrgicos, Informe Investigación Experimental. Univ. Nac. Mayor San Marcos.

BIBLIOGRAFÍA

6. V. Astucuti (1994): Introducción a la Flotación de Minerales. Univ. Nac. Ingeniería & Univ. Lima.

7. E. G. Kerry & D.J. Spottiswood (1990): Introducción al Procesamiento de Minerales. Noriega Editores, Editorial Limusa.

8. A. Sutulov (1963): Flotación de Minerales. Univ. Concepción.

BIBLIOGRAFÍA

¡Gracias por su atención!

José Andrés Yparraguirre C

ayparraguirrec@gmail.com

ayparraguirrec@unmsm.edu.pe

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