La Lixiviación es un proceso de
carácter hidrometalúrgico, consiste en la obtención de cobre que se encuentra
en minerales preferentemente oxidados, separados a través de la aplicación de
una solución de ácido sulfúrico y agua
Dentro de la minería podemos
encontrar 4 principales tipos:
- In-situ: Aplicación de soluciones directamente al cuerpo
mineralizado, este tipo de lixiviación capta gran interés por sus bajos costos
de inversión y de operación. (Baja recuperación, cercana al 50%).
- En botaderos (Dump leaching): Consiste en lixiviar lastres,
desmontes y sobrecarga (principalmente en rajo abierto con leyes inferiores al
0,5%), es de bajo costo y operación, con baja recuperación (40%-60%) y el
tiempo que demora es excesivo. Se alimenta principalmente por aspersión.
- En bateas (o percolación): El mineral entra en contacto con una
solución acuosa que percola e inunda completamente el mineral, es utilizado
cuando el mineral presenta alto contenido metálico lixiviándose en un periodo
de 3 a 14 días, se debe disponer de una cantidad y tamaño de mineral que
permita su percolación y a su vez amortigüe la gran inversión inicial de este
método.
- En Pilas (Heap Leaching): El mineral procedente de la explotación,
luego del proceso de chancado y/o aglomeración (granulometría que permita un
buen coeficiente de permeabilidad) se dispone en pilas de base trapezoidal y
altura calculada, para luego proceder al riego de solución lixiviante. Tras la
percolación el PLS es recolectado para ser llevado a la planta de recuperación
(Sx-Ew). Cuando la cancha es recuperada para ser reutilizada, se habla de pilas
dinámicas, en caso de no ser recuperada y esta sirva de base para la nueva pila
de habla de pilas estáticas o permanentes.
¿En qué consiste la lixiviación Thin Layer?
La lixiviación Thin Layer es un
concepto que revoluciono la industria de la lixiviación del Cobre, la cual
tiene como principal ventaja impedir la acumulación de solución en la pila ya
que al contrario de la lixiviación en bateas, el mineral (previamente chancado)
no se inunda sino que se prepara con anterioridad a través de un curado ácido
(con H2SO4 concentrado y agua) para luego ser sometido a
la lixiviación. Se deja reposar el mineral para curarlo y finalmente es
lixiviado en canchas de baja altura (Thin Layer = capas delgadas).
Inicialmente este método fue un
fracaso dentro de la industria pues las pilas debían ser de muy baja altura
para evitar la impermeabilización del lecho producto de los finos provenientes
del chancado no permitiendo un buen balance en el flujo del ácido. Pero a
principio de los años 80 la Sociedad Minera Pudahuel (SMP) perfecciono las
técnicas de aglomeración en el mismo proceso de curado ácido, permitiendo así
el éxito del proceso, puesto que las partículas pequeñas se adhieren a las
partículas gruesas logrando que la pila no se impermeabilice y permita una
mayor altura de la pila.
Ventajas Thin Layer
- Es un método que permite el
costo operacional más bajo conocido en Chile para la recuperación del Cobre.
- Puede ser aplicable a cualquier
metal lixiviable, mineral oxidado o bien mixtos.
- Reducción en el consumo de ácido,
limitando su dosis distribuyéndose uniformemente por toda la superficie del
mineral y formando una capa de solución en la interface inter-partícula lo más
delgada posible. Además de requerir una menor cantidad de agua
Etapas del proceso
1.- Chancado: El proceso de chancado se realiza en 3 etapas
(primario, secundario y terciario) con los chancadores terciarios en circuito
cerrado permitiendo así que el mineral alcance una granulometría adecuada para
que la mayoría de las partículas de la especie valiosa estén expuestas a la
solución lixiviante (por ejemplo: el 100% con una granulometría menor a ¼”).
También se debe considerar una baja cantidad de finos y una granulometría lo
más homogénea posible.
2.- Aglomeración: Consiste en la adhesión de partículas finas a la
gruesas, o bien la adhesión de finos con finos. A nivel industrial esta
aglomeración se realiza con el mismo lixiviante ácido en un tambor rotatorio.
Primero se Humecta con agua o refino y luego se agrega el ácido sulfúrico concentrado
(30-40 kg/ton o 3-4 % aproximadamente), este ácido ataca el mineral y produce
los compuestos cementantes entre las partículas. Después de la aglomeración en
el tambor rotatorio, se deja reposar el mineral en la pila aproximadamente 24
hrs para llevar a cabo las reacciones químicas.
Objetivos aglomeración:
- Uniformas tamaños de partículas,
adhiriendo partículas finas a gruesas.
- Homogenizar la porosidad del
lecho.
- Optimizar la permeabilidad del
lecho.
3.- Curado ácido: Consiste en el ataque del ácido Sulfúrico
(preferentemente concentrado) sobre el mineral previamente chanchado,
humedecido y finalmente reposado para “curarlo”. Con el fin de solubilizarlo
para la posterior etapa de lixiviación TL.
4.- Lixiviación TL: Posterior a la etapa de curado se comienza a
lixiviar con una delgada capa de solución lixiviante mediante regadores.
La lixiviación Thin Layer redujo
considerablemente el consumo de ácido (alrededor de un 30% en comparación con
la lixiviación por bateas o percolación) y los requerimientos de Agua con respecto a otros
métodos convencionales, debido principalmente a que:
- Las perdidas normales se
reducen a la humedad residual de ripios y a la evaporación.
- Al regarse por aspersión, en
vez de inundarlos (percolación o bateas) o formar una pulpa (agitación) se
requiere una menor cantidad de agua.
- No existe el problema de lavado
en contracorriente en espesadores, ni se requieren disposición de pulpas de
relave.
En la combinación TL, Sx-Ew, los
requerimientos de agua son del orden del 15-20 % del mineral tratado. (13-14 %
humedad residual, y un 5- 10 % por evaporación u otros).
Thin Layer en Chile
Durante la década de los 90, el
proceso se generalizo llegando al punto hoy en día de haber aumentado cerca de
150 veces la producción anual de cobre electrolítico de Chile. Lo notable es
que todo el aumento de producción anual de cobre de Chile, en el período
1980-2010, fue de 4,3 millones de toneladas —desde 1,1 millón en 1981, a poco
más de 5,4 millones en 2010— es decir, 50 % del incremento del total de la
producción de cobre de Chile de estos últimos 30 años se deben a este proceso,
evitando que se produjeran en forma de concentrados, los que a su vez, habrían
requerido nuevas fundiciones, más contaminantes o un menor valor de venta al
ser un producto intermedio de gran dependencia internacional.
Bibliografía.
- Guía hidrometalurgia UDA
(Universidad de Atacama).
- Apuntes profesor Pedro Muñoz.
- Apuntes profesor Luis Vilches.
- Historia del Proceso Actual de
Lixiviación en Pilas y la Producción de Cátodos en Chile, Esteban Domic,
Profesor Ingeniería en Minas Universidad de Chile.
- Laboratorio Lixiviación TL Universidad
de Santiago de Chile.
Gonzalo Pinto Valdés
Estudiante de Ingeniería Civil en Minas
Universidad de Santiago de Chile
estupendo
ResponderEliminar