Recuperación de Oro a través deProcesos Biotecnológicos

Curso de Actualización Procesos AuríferosCurso de Actualización Procesos Auríferos15 al 17 de Diciembre 200415 al 17 de Diciembre 2004

Martha E. Ly Arrascue

Que es la Biotecnología?

Es la tecnología que hace uso de organismos vivos o de sus subproductos con el fin de obtener de bienes y servicios.Todas las líneas de trabajo por las cuales se producen bienes y servicios usando organismos vivos, sistemas y procesos biológicos.

DefinicionesBiominería: Biotecnología aplicada a la industria minero - metalúrgica para buscar la solución de sus diferentes problemas productivos (recuperación de metales) y ambientales (remediación). Considerable aumento de I&D. Atractiva técnica y comercialmente ante las tecnologías convencionales. Desarrollos a nivel laboratorio, piloto, industrial. Biolixiviación: La conversión microbiana de un compuesto metálico insoluble a su forma soluble (oxidación de un sulfuro metálico a sulfato del metal, ej.: CuS CuSO4).Biooxidación: Recuperación de un metal es mejorada por la descomposición del mineral, pero el metal ha ser recuperado no es solubilizado (ej.: Recuperación de oro a partir del mineral arsenopirita AsFeS2). Pretratamiento.

Otros procesos biotecnológicos

Biosorción: Fijación de metales pesados en la pared de los microorganismos o biopolímeros para posterior recuperación. Funcionan como polímeros. Desarrollos a nivel laboratorio, piloto. Ej. Biopolímeros de quitosano HClAu4.capacidades de sorción entre 400 a 600 mg de Au/g de quitosano.

Bioacumulación: Incorporación de metales pesados al interior de la célula de los microorganismos. Ej. E. coli, Pseudomonas maltophilia. Mejoras en la recuperación utilizando células inmovilizadas en diferentes materiales. Pruebas a nivel laboratorio.Producción de cianuro: Microorganismos producen cianuro que ayudan a la recuperación de oro. Pruebas a nivel laboratorio.

(Ly Arrascue et al., 2003, Hydrometallurgy, 71(1-2), 191-200)

B. Volesky, Sorption and BiosorptionBV Sorbex , Inc., Montreal – St. Lambert, Quebec, Canada, 2003

Acondicionamiento del Quitosano

• (a) Membranas de quitosano con Pd (antes y después de reducción química)• (b) Fibra hueca para aplicación en catálisis soportada• (c) Módulo de fibras huecas catalíticas• (d) Perla de gel de quitosano• (e) Fibra de quitosano

Biooxidación

La Biooxidación es un tratamiento alternativo a la tostación y a la lixiviación a presión, que estásiendo utilizado a nivel industrial para tratar concentrados refractarios de oro mediante reactores con agitación mecánica y para tratar minerales sulfurados de baja ley en pilas de lixiviación.

ANTES DEL PROCESO DE BIOOXIDACION

Au ocluido

Arsenopirita

Cianuración directa: 10 – 12 % recuperación de oro

DESPUES DEL PROCESO DE BIOOXIDACION

Au libre

Arsenopirita

Au

Arsenopirita

Pirrotita

São Bento Ore - Refractory Gold

Cianuración directa: 30 - 45% recuperación de oro

Au

Source: Geology Department

Inicio

Final

Fechas de importanciaRecuperación de cobre de las aguas de mina de Río Tinto, España, 1670Lixiviación de cobre en botaderos en Río Tinto, 1900Lixiviación en USA en 1920Influencia de las bacterias en la oxidación de hierro, 1940Aislamiento de Thiobacillus ferrooxidans, 1947 (Colmer & Hinkle)T. ferrooxidans es encontrado ser el catalizador causante de la producción excesiva de drenaje ácido que disuelve el uranio en Denison Mine, Canadá y en Gencor´s West Rand Consolidated Mines en Sudáfrica, 1950Inicio de investigaciones en oxidación bacteriana por Gencor en 1960Aislamiento de microorganismos azufre oxidantes de aguas termales, 1960´s (Brierley & Brock)Arqueae como un nuevo reino, 1970´s (Woese)Biolixiviación de concentrado sulfurado de arsénico, Pinches, 1975Biolixiviación de cobre en Toromocho, Perú, 1970´sPlanta de biolixiviación de cobre en Lo Aguirre, Compañía Minera Pudahuel, 1980-1996 (16,000 tpd)Biooxidación de sulfuro refractario, Marchant & Lawrence,1983Comisionado de planta piloto continua para tratar concentrado de Fairview, 1984Plantas piloto de Biooxidación en Norteamérica, 1985-1990Arranque de primera planta industrial en Fairview, Sudáfrica para tratar 10 tpd de concentrado, 1986

Fechas de importanciaArranque de reactor BIOX en Sao Bento, Brasil para tratar 120 tpd como pretratamiento de concentrado en lixiviación a presión, 1990Gunpowder’s Mammoth Mine, Australia, biolixiviación de cobre 1991- presenteAmpliación de planta industrial de Biooxidación en Fairview a 40 tpd, 1991Mt. Leyshon, Australia, biolixiviación de cobre 1992- cerradoArranque de planta BIOX en Harbour Lights, Australia para tratar 40 tpd, 1992Cerro Colorado, Chile biolixiviación de cobre 16,000 tpd 1993-presenteGirilambone, Australia biolixiviación de cobre 2,000 tpd 1993-presenteArranque de planta BIOX en Wiluna, Australia para tratar 115 tpd, 1993Arranque de planta BIOX en Sansu, Ghana para tratar 720 tpd, 1994Comisionado de planta Youanmi, Australia con tecnología BacTech, 1994Ivan-Zar, Chile biolixiviación de cobre 1,500 tpd 1994- presenteQuebrada Blanca, Chile biolixiviación de cobre 17,300 tpd 1994- presenteExpansión de planta BIOX en Ghana para tratar 1,000 tpd, 1995Expansión de planta BIOX Wiluna para tratar 155 tpd, 1996Planta piloto BioNIC, 300 kpd, 1996Estudios genéticos detallados para diferenciar arqueas de eubacterias, 1996Andacollo, Chile biolixiviación de cobre Chile 16,000 tpd 1996 presenteDos Amigos, Chile biolixiviación de cobre Chile 3,000 tpd 1996 presente

Fechas de importanciaVan a Billiton las biotecnologías en metales básicos como BioCOP, BioNIC y BioZINC, 1997Arranque de planta piloto BioCOP en Chuquicamata 70 kpd, Chile, 1997BacTech y Mintek hacen joint venture, 1997Gencor se une a Gold Fields y forman Gold Fields Limited que continua con el desarrollo de la biotecnología BIOX, 1998Zaldivar, Chile biolixiviación de cobre Chile 20,000 tpd 1998 presenteArranque de planta BIOX en Tamboraque, Perú para tratar 60 tpd, 1998.Comisionado de planta Beaconsfield en Tasmania con tecnología BACOX (BacTech), 2000En comisionado de planta en Laizhou en Shandong, China con tecnología BACOX, 2001BHP-Billiton con Codelco (Alliance Copper S) utilizan BioCOPindustrialmente, 2003Geobiotics utiliza proceso de biooxidación en pilas GEOCOAT, Agnes, Sudáfrica, 2003A punto de ser comercial, Mintek-Peñoles

Estructura celular

Microorganismos de importanciaMicroorganismos

Algunos conceptos básicosQuimiolitotrófico: para crecer solo necesitan sales inorgánicas, obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos.Heterótrofo: crecen en medios orgánicos, carbohidratos para formar nueva biomasaAutótrofo: usan el CO2 del aire como recurso de carbono para síntesis de nueva biomasaMixotrofo: tanto en medio inorgánico como orgánicoMesófilo: temperatura óptima 15-30ºCTermófilo: temperatura óptima mayor a 60º CAcidófilo: ambiente ácido Aeróbico: necesita presencia de O2 como aceptor de e-Obligado/EstrictoFacultativo:desarrollo tanto en medio aeróbico y anaeróbico

Clasificación de microorganismos según temperatura óptima

a) Mesófilos: Acidithiobacillus ferrooxidans, At. thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, Ferroplasma acidiphilum, F. acidarmanus

b) Termófilos moderados(40º-60ºC): At. caldus, L. ferriphilum, L. thermoferrooxidans, Sulfobacillus thermosulfidooxidans,

c) Termófilos obligados (> 60ºC): Sulfolobus, Acidianus, Metallosphaera.

Adsorción de la bacteria a la superficie del mineral

Paso esencial para la acción catalizadora bacteriana sobre el mineralDepende del estado de crecimiento de la población y el grado de oxidación del sustrato (equilibrio dinámico)Ocurre por períodos y depende del estado fisiológico de las bacterias (adaptación)Dos estadíos: fisioadsorción (interacción electrostática) y adsorción químicaDos factores que influencian: Carga de la superficie bacteriana/ ExometabolitosPili, formación de mucosaZonas de corrosión

Factores que influencian la velocidad de la reacción

La naturaleza del mineralLa solubilidad del mineralTipo de semiconductor es el mineralEl potencial electroquímico entre el mineral y la solución acuosa

Factores que influencian la actividad bacteriana

Tamaño de partícula Densidad de pulpaTemperaturapH, EhNutrientes esencialesInhibidoresAireación, concentración de O2 y CO2Sensibilidad a los metales pesadosLimitación genética de los microorganismos para que puedan adaptarse a determinados minerales y condiciones ácidas.

Nutrientes

•Medios de cultivo inorgánicos

•Fuente de carbono: CO2

•Fuente de energía: ferroso, especie azufrada reducida

•Aireación: O2

Aireación

• CO2: fuente de carbono• CO2 se suministra con el aire• Aire se dimensiona para cumplir con demanda de O2

• Siendo así, siempre se estará limitado por C• 0.03% CO2 en aire, O2/CO2 = 700• Estequiometría: órdenes de magnitud menor• Coeficientes de transferencia similares• Enriquecimiento con CO2

Algunos medios de cultivoComposición (g/L)

9 K Jones y Kelly Bryner y Anderson

(NH4)2SO4 3,0 0,36 1,0 KH2PO4 - 0,054 - K2HPO4 0,5 - 0,1 KCl 0,1 - 0,05 MgSO4·7H2O 0,5 0,15 3,0 Ca(NO3)2 0,01 - 0,1 H2SO4 (10 N) 1 mL/L pH 1,6 pH 2,65 FeSO4·7H2O 44,2 3-13 10 Al2(SO4)3·18H2O - - 4,0

Estado fisiológico de la bacteria

La resistencia a los iones metálicos depende del grado de adaptación y del hábitat de las cepas silvestres.Mecanismos de resistencia debida a los plásmidos (ej. al Hg 2+, UO2

2+).Construir tolerancia creciente por subcultivos continuos

Actividad catalítica de la bacteria

Fin: Oxidación del Fe(II) acuoso, Fe(II) y S en los mineralesInteracción de la bacteria con la superficie (adsorción)Factores que influencian en la velocidad de la reacciónCaracterísticas del crecimiento bacterianoLa resistencia a los iones metálicos depende del grado de adaptación y del hábitat de las cepas silvestres.Mecanismos de resistencia debida a los plásmidosConstruir tolerancia creciente por subcultivos continuos

Aislamiento de cultivos bacterianosPrincipales fuentes de cultivos bacterianos: drenaje ácido de mina, mineral, agua y pulpas de fuentes volcánicas.Procedimiento de subcultivos. Medio 9K.Aislamiento de cultivos puros.Mantenimiento, guardado y reserva de los cultivos.

Cultivos mixtos

Contribución beneficiosa a nivel industrial.Distribución de los microorganismos en los minerales depende del tipo de microorganismo y condiciones ambientales.Mecanismos de interacción entre los microorganismos: a) entre dos quimiolitotróficosb) un quimiolitótrofo y un heterótrofo Ej. Fairview: Leptospirillumferrooxidans y At. thiooxidans. Minoritario At. ferrooxidans.

El factor que determina la velocidad de la biolixiviación de los minerales y la velocidad del desarrollo bacteriano es la NATURALEZA DEL MINERAL

Reacciones químicas del mecanismo directo (lixiviación de contacto)

2FeAsS + 7O2 + 2H2O + H2SO4 --->Fe2(SO4)3+2H3AsO4

4FeS2 + 15O2 + 2H2O ---->2 Fe2(SO4)3 + 2H2SO4

4FeS + 9O2 + 2H2SO4 ---> 2 Fe2(SO4)3 + 2H2O

Reacciones químicas del mecanismo indirecto

FeAsS + Fe2(SO4)3+H2O+1.5O2→H2AsO4 + 3FeSO4 + S0

FeS2 + Fe2(SO4)3→3FeSO4 + 2S0 (ataque férrico)

4FeSO4 + 2H2SO4 + O2→2Fe2(SO4)3 + 2H2O(Generación ión férrico)

2S0 + 2H2O + 3O2 →2H2SO4 (Generación de ác.sulfúrico)

Reacciones secundarias de precipitación de arseniato férrico, disolución ácida de

carbonatos y precipitación de jarosita

3H2AsO4 + Fe2(SO4)3 → 2 FeAsO4 + 3H2SO4

CaMg(CO3)2 + 2H2SO4 → CaSO4 +MgSO4 + 2CO2 + 2H2O

3 Fe2(SO4)3 + 12H2O + M2SO4 →2MFe3(SO4)2(OH)6+6H2SO4

Donde M+ es K+, Na+, NH4+, H3O+

Características de los Procesos

Reacciones exotérmicas: calentamiento de pulpa, biopilasControl de temperatura en pilas es dificultosoUtilización de bacterias/arqueas extremadamente termófilasEn reactores: enfriamiento, 15-20% sólidosGrandes volúmenes de aire: reduce el tiempo de lixiviación; mayor costo operativo (uso de ventiladores de baja presión, alto volumen)

Pilas y Botaderos

Baja inversión

• Operación simple

• Buena recuperación

• Largos tiempos de operación

• Sistema heterogéneo

• Dificultad en el control del proceso

• Minerales de baja ley. Mercado

• Descartes y desechos (botaderos)

• Tecnología alternativa a pirometalurgia

Reactores

• Facilidad de optimización del procesos• Facilidad de control• Buena recuperación• Alta productividad volumétrica• Limitación por tamaño: concentrados• Aplicación actual a minería del oro• Aplicación cercana a minería del cobre

Reactores• Selección y diseño:

• Sistema heterogéneo gas/líquido/sólido

• Sustrato complejo

• Modalidad de operación: continua

• Tipo de reactor: tanque agitado• Carácter autocatalítico• Sustrato difícilmente metabolizable• Solución óptima: arreglo de reactores

Aislamiento del cultivo bacteriano del Drenaje Acido de Mina del nivel 710 Coricancha 4,000 m.s.n.m.

Caudal 245m3/díapH 2

REDOX 650 mVIón férrico 2.5-5 g/l1 ppm de AsPoblación bacteriana ~105 bacterias/ml

Financiamiento y soporte técnico de la organización alemana GTZ para implementación planta piloto en TECSUP.

Con los resultados exitosos del pilotaje desarrollado por compañía MLPSA, GENCOR (hoy Gold Fields Limited) realiza la ingeniería de detalle de la planta industrial BIOX®

para tratar 60 TM de concentrado de arsenopirita.

Planta piloto de Biooxidación

FEED

TK - RATK - R1

TK - R2TK - R3

TK - E

AIR

Planta piloto continua ubicada en TECSUP

Diagrama de flujo

Leyes

Concentrado de arsenopirita

25 gr/ton Au(0.8oz/TM)57 g/ton Ag

(1.83 oz/TM)30 % azufre como

sulfuro32-36% Fe22-24% As

Relaves de Zinc:

3-5 gr/ton Au(0.14 oz/TM)

45 g/ton Ag(1.45 oz/TM)

10-13 % Fe4-6 % As

Resultados planta piloto

Días de retención

Bioreactor

Au (g/t)

% S2-

% oxidación de S como sulfuro

% de disolución de oro

8 RA 23.7 19.5 37.0 53.1 8 R1 24.7 19.1 40.1 56.1 8 R2 25.5 14.0 57.6 74.1 8 R3 25.2 8.3 74.6 88.0 8 TE 28.3 3.0 92.0 92.0 7 RA 23.4 18.8 38.0 57.8 7 R1 24.7 20.0 37.7 54.9 7 R2 25.5 17.0 48.7 72.7 7 R3 27.5 8.1 77.0 89.1 7 TE 27.6 4.0 89.0 91.9 6 RA 23.1 16.6 40.7 59.3 6 R1 22.9 16.9 39.6 56.7 6 R2 23.9 11.5 58.9 79.5 6 R3 23.6 8.0 71.4 88.1 6 TE 23.4 4.6 83.6 91.6

RetosObjetivo: Recuperación de oro y plata a partir del concentrado de arsenopirita utilizando el proceso de biooxidación.GoldFields realizó la ingeniería de detalle para la planta BIOX® para el tratamiento de 60 toneladas de concentrado de arsenopirita. Disminución del tiempo de retención de 8 a 5 días. Mínimo de 80% de oxidación de sulfuros. Recuperación de oro más de 90%.Utilización de las bacterias (cultivo mixto) aisladas del drenaje ácido de la mina Coricancha y adaptadas a altas concentraciones de arsénico (más de 20 g/l). Utilización del drenaje ácido de mina durante el proceso de biooxidación: disminución de uso de ácido sulfúrico y ión férrico que posibilita precipitados estables por la relación Fe/As > 3.

Consideraciones

Forma de tanquesAgitadoresOxidación primariaOxidación secundariaIngreso de aireMantener temperatura con aislantesSolubilidad de nutrientesMantener pH en rango óptimo 1.4-1.8Medición de la velocidad de consumo de oxígenoMolienda del concentrado. Atrición

Criterios de diseño de Planta BIOX® TamboraquePresión atmosférica 70.1 kPa Temperatura máxima seca 20 ° C Temperatura máxima húmeda 16 ° C Capacidad de la Planta 60 ton/día Disponibilidad de la Planta 95 % Análisis de mineral existente: - Azufre como sulfuro

- Arsénico 30.0 % 26.0 %

Análisis mineralógico: - Pirita 35.3 % - Arsenopirita 56.5 %

% de sólidos en la pulpa de alimentación 20 % Tiempo de residencia total 5 Días Número de reactores primarios en paralelo 3 Número de reactores secundarios en serie 3 Temperatura de la pulpa de biooxidación 40 ° C Pérdida de peso 30 % Requerimiento total de aire 15,400 Nm3/h Calor generado en la reacción 13,000 kW Número de estadíos CCD 3 Razón de agua de lavado en CCD (agua de lavado: flujo de sólidos)

8.2

Área requerida para el CCD 9.0 m2 /t/ h Número de estadíos de neutralización 6 Tiempo de residencia por estadío de neutralización 1 hora

Parámetros incremento inóculo para la planta industrial

Volumen de los bioreactores: 10, 100, 1m3 y 10 m3

Agitación 360, 292, 160 y 120 rpmrespectivamentePorcentaje de sólidos: 10%Medio 9K modificado utilizando AMDTemperatura 36-42 ° CVolumen del inóculo: 10%Molienda: 85% -45µmOxígeno disuelto: mínimo 2 ppmRelación Altura/Diámetro de reactores: 1Impulsor axial Lightnin A-315

05

101520253035404550

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9DAYS

g/lFe2+Fe3+

05

101520253035404550

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9DAYS

g/lFe2+Fe3+

Figura 1. Oxidación del Fierro en bioreactor de 10 litros

Figura 2. Oxidación del Fierro en bioreactor de 100 litros

05

101520253035404550

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10DAYS

g/lFe2+Fe3+

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100Sulphur breakdown (%)

Gol

d di

ssol

utio

n (%

)Figura 4. Disolución del Oro vs. Descomposición del Sulfuro en bioreactor de 1000 litros

Figura 3. Oxidación del Fierro en bioreactor de 1000 litros

Table 3Biooxidation Control Parameters (Tank of 1000 liters)

Day Fe2+ Fe3+ AsT REDOX pH Limestone Bact. populat. % Sulphide Gold dissolution(g/l) (mV) Add. (l) (cells/ml) sulphur (%)

0 9.70 4.90 3.65 445 1.70 2,1 X 108 30.00 10.001 9.90 4.40 437 1.68 2,8 X 108

2 9.00 5.60 443 1.68 3,1 X 108

3 8.40 9.50 455 1.59 5,8 X 108

4 7.40 13.30 14.53 485 1.49 21.00 18.005 6.50 18.80 547 1.48 1,8 X 109

6 5.10 25.40 578 1.40 57 3.10 33.10 19.90 593 1.26 10 8.30 68.008 0.90 37.35 602 1.27 23 3,8 X 109

9 0.15 43.20 634 1.29 10 4,3 X 109

10 0.10 46.60 24.10 670 1.29 10 5,5 X 109 3.00 93.10

InoculumBuilding Up:de 10 litros

a 10m3

Métodos analíticos

Concentraciones de fierro ferroso y férrico en la solución por titulación con dicromato de potasioArsénico total en la solución Conteo directo de la población bacteriana: contraste de fasesOUR: velocidad de captación O2Análisis en los sólidos: el residuo biooxidado es lavado, filtrado, secado y pesado para determinar la oxidación de los sulfuros.Cianuración (20 gr carbón/l solución de cianuro (0.5g/l). 25-30% sólidos. 72 horas.

Resultados Building up

Oxidación:

96% As94% Fe 90% de Azufre como sulfuro

Recuperación de oro: 93%

Figure 3: Typical BIOX® flowsheet

Diagrama de flujo típico de Planta BIOXR

Condiciones operativas del Proceso BIOX®

Volumen de bioreactores 260 m3Mantener pH entre 1.2 y 1.82ppm Oxígeno disuelto en la pulpa20% de sólidosTiempo de residencia 4-5 díasTemperatura 40-450CNutrientes: sulfato de amonio, sulfato de potasio, fosfato diamónico (fertilizantes)Molienda concentrado 100% malla -200

BIOX® section

CCD

Neutralisationsection

Experiencias Planta industrial

Pruebas de toxicidad de materiales a utilizar: jebes, reactivosPosibilidad de manejar parámetros en forma automatizadaIncorporación de toma de parámetros de control manualManejo durante cortes de energía eléctrica prolongadosManejo del tiocianatoManejo de espumaciónManejo de biocorrosión

Mejoramiento del proceso

Disminución del consumo de nutrientesIncorporación de carbonato de calcio como fuente de CO2

Disminución del consumo de reactivos en neutralización

Neutralización efluentes de biooxidación

2 H3AsO4 + Fe2(SO4)3 → 2 FeAsO4 ↓ + 3 H2SO4

3 Fe2(SO4)3 + 14 H2O → 2H3OFe3(SO4)2(OH)6 + 5H2SO4

H2SO4 + CaCO3 + H2O → CaSO4.2H2O ↓ + CO2

H2SO4 + CaO + H2O → CaSO4.2H2O ↓

Fairview, Sudáfrica Primera planta industrial de biooxidación

(1986)Originalmente 10 TM/día

Expansión de planta para tratar 55TM/día en 1999

Más de 15 años en producción.

Fairview como “gran laboratorio”

S2-: 14%Recuperación de oro en cianuración: 97.1%Proyecto de biooxidación de trióxido de arsénico para producir precipitado estableMejoras en circuito de neutralización: incremento de las velocidades de las bombas; aireadores superficialesIncremento en la capacidad de diseño: mejorando torres de enfriamiento, configuración del reactor.

Sao Bento, Brasil (1991)

En combinación con una planta de lixiviación a presión

Operación de un tercer bioreactor (1998)

70% oxidación en 1.5 días de retención para 19% de S2-

Wiluna, Australia, 1993

115 TM/díaExpansión a 158

TM/díaS2-: 24%

Oxidación final mayor a 96%

Planta de Energía: gas natural

Ashanti, Ghana.720 TM/día (11.4% S2-)Expansión a 960 TM/díaTrata dos tipos de concentrados24 tanques de 1 millón de litros c/u

(mayores reactores en el mundo)

Tamboraque, Perú (1998)60 TM/día arsenopiritas muy refractariasCapacidad de diseño en el 2002Unica a 3,000 msnmUtilización de bacterias nativas Utilización de drenajes ácidos de mina en el procesoNo operativa problemas mineros y financieros

Ventajas del Proceso BIOXR

Inversión de capital menor lixiviación a presión Proceso flexible y fácil de controlarOptimización de las recuperaciones Proceso más amigable con el medio ambientePosibilidad para instalarse en áreas remotas.

Nuevos proyectos

Futuras plantas en Uzbekistán para tratar 2,163 TM/día (26% S-2) y en Kazajiskan para tratar 192 TM/día (12% S2-). Otros: China, Australia, Ghana, SudAfrica.Constante Investigación para mejora continua de los procesos: diseño reactores, mejora aireaciónReducción de Costos OperativosReducción en consumo de ácidoReducción en costos del circuito de neutralizaciónReducción en costos de nutrientes

Distribución de los Costos de Capital

• Parámetros críticos y posibles ahorros

3%4% 2%

8%

19%

10%54%

Tanques

Agitadores

Blowers

Thickeners

Restantes

Torres deEnfriamientoBombas

Distribución de los Costos de Operación

5%

15%

27%53%

Reactivos

Energía

Mantenimiento

Personal

•Parámetros críticos y posibles ahorros•Comparación con Roasting & Pressure Oxidation•Gastos de Operación – rango típico: 50 – 90 US$/t conc

EldoradoEldorado Gold CorporationGold CorporationSão Bento Mineração S.A.

Au

Arsenopirita

Pirrotita

São Bento Ore - Refractory Gold

Cianuración directa: 30 - 45% recuperación de oro

Au

Source: Geology Department

São Bento Diagrama de flujo

Back Fill

Mina Molienda Flotación

CIL/Smelt Pressox BIOX®

Relaves Neutralización

Implementación del tercer reactor BIOX®

Tanque enjebado.Anillo de aireación Agitador Original tipo A315.Pruebas experimentales, evaluación de resultados y decisión final.Integración con la las facilidades existentes: nutrientes, ácidos, tuberías, compresora, y sistema de enfriamiento.Commissioning y arranque

São Bento - BIOX® Tank en Operación

Capacidad Operación: 450 m3

Dimensiones: 8.6 m DI10.4 m altura

Temperatura de Operación:42 °C

Source: Metallurgy Department

São Bento - Tercer BIOX® Tank en Operación

Source: Metallurgy Department

São Bento Total Plant Costs (%)

CIL, Elution and Smelting

13,0%

Others8,3%

Biox7,1%

Pressure Oxidation

41,4%

Milling and Flotation13,3%

Neutralization and Effluent Treatment

17,0%

São Bento BIOX® Costs (%)

Power68,5%

Chemicals13,6%

Personnel 6,1%

Maintenance9,2%

Others2,6%

Proceso BacTech

Desde inicios de los 80´sUtilización de termófilos moderados 50°CPrimera Planta comercial fue Youanmi, que tratóconcentrado de oro refractario en Western AustraliaEn 1997 BacTech se unió a Mintek (Johannesburg, South Africa) para desarrollar biomineríaSiguientes plantas comerciales en Beaconsfield (Tasmania) y Laizhou (Shandong Province, China) emplean proceso BacTech/Mintek utilizandobacterias mesófilasTambién enfoca su trabajo en biolixiación en tanquesagitados para tratar chalcopirita utilizando termófilos.Joint venture con Procesos Biometalurgicos SA de CV (PMB), con Peñoles SA de CV of Mexico (BacTech 2002).

Planta Youanmi, Australia

Minacalpa

Minera Aurífera Calpa S.A. (Minacalpa) esdueña de una mina subterránea de oro y de una planta de tratamiento pararecuperar oro en Arequipa.El mineral es una mezcla de óxidos y sulfurosAprox.100 tpd de concentrado se extrae, se flota y se cianuraUna cantidad significativa de ororefractario está contenido en los relavesantiguos y en los relaves de la operaciónactual.

Parámetros que afectan la recuperaciónde oro de los relaves de Minacalpa

El oro está íntimamente asociado con la pirita la cual es refractaria a la cianuracióndirectaLa Biooxidación es una opción potencialpara la oxidación de la pirita en los relavese incrementar la extracción de oro.Cantidad significativa de tiocianato (SCN-) está presente en los relavesSCN- es tóxico para los microorganismosoxidantes de la pirita y antes debe ser removido de los relaves.

Proceso preliminar Minacalpa

Producción de solución de biooxidación en tanquesagitadosLavado del tiocianato con solución ácido férricaprocedente de la biooxidaciónSulfato férrico remueve el tiocianato de los relavesproduciendo tiocianato férricoRelaves detoxificados se pueden biooxidar en pilaso tanques agitados y aereadosSeparación de finos biooxidados de la soluciónácido férricaNeutralizar finos, extraer oro en la planta existenteUsar la solución procedente de la biooxidación paracontinuar el lavado de tiocianato de los otrosrelavesConsider remolienda de los relaves para mejorar la cinética de oxidación y recuperación de oro.

Biooxidación en pilasPara el pretratamiento de minerales refractarios de oro de baja ley.Chancado-acidificación-aglomeración del mineral sobre membranas. Altura de las pilas de 2 a 10 m.: generación de calor, balance de ácido, permeabilidad para el aire/agua.

Oxidación de pirita

Fe3+

Fe2+

SO42-

Bacteria

Pirita (FeS2)

Azufre (So)

Aglomerante

Solución

Jarosita

Oxidación de pirita

FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O →15 Fe2+ + 2 SO4

2- + 16 H+

FeS2 + 2 Fe3+ →3 Fe2+ + 2 So

Oxidación ión ferrosoBacteria

Pirita (FeS2)

Azufre (So)

Aglomerante

Solución

JarositaFe2+

Fe3+

O2

Oxidación Fe2+

4 Fe2+ + O2 + 4 H+ →4 Fe3+ + 2 H2O

Oxidación AzufreBacteria

Pirita (FeS2)

Azufre (So)

Aglomerante

Solución

Jarosita

Oxidación Azufre

4 So + 6 O2 + 4 H2O →4 SO4

2- + 8 H+

O2

SO42-

Crecimiento bacteriano

Fe2+

Fe3+

O2

CO2

NH4+

Fe3+

Fe2+ SO42-

Bacteria

Pirita (FeS2)

Azufre (So)

Aglomerante

Solución

Jarosita

Biooxidación en pilas: Factores de importancia

Flujo de soluciónAglomeraciónInoculación% CO2

AireaciónTemperatura

Incubación

Test de Adecuación

Escalamiento en columnas

Rocas impregnadas

Spray

Irrigación de la pila

ALGUNAS REFLEXIONES QUE DEBEMOS CONSIDERAR…

Evolución de la producción de Cu

PRODUCCIÓN DE COBRE EN CHILE

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Dic-91

Dic-93

Dic-95

Dic-97

Dic-99

Dic-01

Dic-03

Año

Mile

s de

Ton

Total SX-EWTotal

Evolución de la producción de Cu

PRODUCCIÓN DE COBRE EN CHILE

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Dic-91

Dic-93

Dic-95

Dic-97

Dic-99

Dic-01

Dic-03

Año

Mile

s de

Ton

Total SX-EWTotal Lix BacterianaCC, QB, ZAL

Producción de cátodos de biolixiviación

LIXIVIACIÓN BACTERIANA EN CHILELos tres Grandes

020406080

100120140160

Dic-91

Dic-93

Dic-95

Dic-97

Dic-99

Dic-01

Dic-03

Año

Mile

s To

n

ZaldívarCerro ColoradoQuebrada Blanca

Presente de la Biohidrometalurgia

Proceso sencillo, inversión y costo

operativo menor a los procesos

convencionales

Conocimientos más acabados, Ciencia

y Tecnología

Aplicaciones a gran escala a minería

de Cu y Au

Amigable con el medio ambiente

Futuro

Fisiología y genética de mesófilos y

termófilos, mecanismos

Cinética del proceso

Operaciones de transferencia: gases

Reactores

Procesos a gran escala con arqueas

termófilas

Muchas gracias por su atención