ESTRATEGIA DESARROLLO DE

PROYECTOS EN BASE A

CONCEPTOS METALURGICOS

Autor: Andres Regueza

GRAN CANTIDAD DE

RESERVAS MINERAS

DESARROLLAR TECNOLOGIAS

ADECUADAS PARA SU

TRATAMIENTO

PROYECTOS MINEROS : ESTADO DEL ARTE

Más Recursos que Tecnología

CHUQUICAMATA

RADOMIRO TOMIC

MINA SUR

CALAMA

TOKI 350 0,42%

GENOVEVA 150 0,43%

ATAHUALPA 60 0,40%

IRMA 30 0,30%

OPACHE 167 0,57%

MM 31 0,32%

TOTAL 788 0,44%

REC. OXIDADOS [MTM]

LEY MEDIA [CuT]

PROYECTO

MM-CENTRAL

MM-NORTE

MM-SURTOKI

OPACHE

GENOVEVA

IRMA

ATAHUALPA

EL PROYECTO: DESDE SUS INICIOS…

PROYECTO MINEROMETALURGICO

ANALISIS TÉCNICO – ECONÓMICO

ANALISIS AMBIENTAL (Energía – Agua)ANALISIS SEGURIDAD TECNOLOGIAS Y RECURSOS

ESPECIE VALOR Y SUBPRODUCTOS (CREACIÓN DE VALOR)

MERCADO

Ecuación de Hosking

R = Millones de toneladas de reservas T = Período de Operación Planta (años)

2,01R25,6T 4

Dimensionamiento del Proyecto

Operatividad Proyectos en Función de Reservas(Hosking)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

50 100 160 220 300

Reservas (Mt)

T (

año

s)

RECURSOS Y RESERVAS

Recursos: Dios Reservas: Hombre

Recursos > Reservas

Recursos Es un tonelaje o volumen de roca mineralizada u otro

material de interés económico intrínseco, cuyas leyes, límites y otras características apropiadas se conocen con cierto grado de certeza y que es candidato para una extracción económica.

La cantidad, ley, características geológicas y continuidad de un recurso mineral se conocen o se estiman, o se interpretan de datos geológicos específicos y del conocimiento del depósito.

Los recursos minerales se subdividen, de acuerdo a su creciente confianza geológica en categorías de Inferidos, Indicados y Medidos. Las porciones de un depósito que no son candidatos para una eventual extracción económica no deben incluirse en un recurso mineral (Ej. Rocas mineralizadas con leyes inferiores a la ley de corte)

Reservas

Volumen y ley de un recurso mineral en el que se han efectuado estudios técnicos y económicos (muestreo sistemático, sondajes, evaluación económica) para demostrar que este cuerpo de mineral puede justificar extracción minera rentable en el momento de la determinación y bajo condiciones económicas específicas.

La planificación de operaciones mineras requiere que las reservas de mineral estén definidas garantizando que su extracción sea con beneficio económico.

El volumen y ley de las Reservas Minerales permiten establecer la vida del yacimiento y determinar el respectivo flujo de caja para su evaluación económica.

Normalmente: Reservas Mineras < Recursos Geológicos

DEFINICIÓN DE PROCESOS

CuT = CuSOL + CuINSOL

Cu Soluble, ¿en qué? ¿Bajo qué condiciones? Cu Insoluble, a qué corresponde?

Cu Sulfurado? Cu Refractario?

D Cu Flotable?D Cu lixiviable?

RAZÓN DE SOLUBILIDAD

CuT

CuR SolS

Análisis de Casos:

RCu > RS

RCu = RS

RCu < RS

LIXIVIABILIDAD DE MINERALES SULFURADOS DE COBRE (DIFS. MEDIOS)

ESPECIEMINERAL

COMPOSICION GRANULOMETRIA MEDIO LIXIV. % R Cu TIEMPO T ºC

SULF. SECUNDARIOS

CALCOSITA CU2S

- 150m- 100+200m- 100+200m- 100+200m- 100+200m

- 100m- 100m

1 – 5% H+

H+ / Fe I I IH+ / Fe I I IH+ / Fe I I IH+ / Fe I I I0.1% NaCN0.1% NaCN

3501005095

90.2100.0

1h24h21d8d8d24h24h

Amb.35ºC35ºC23ºC50ºC23ºC45ºC

COVELITA CuS - 150m- 100+200m- 100+200m

- 100m

1 – 5% H+

H+ / Fe I I IH+ / Fe I I I

1.960 g NaCN/g Cu5.15 g NaCN/g Cu

53570

53.295.6

1h11d13d6h6h

Amb.35ºC50ºCAmb.Amb.

BORNITA Cu5FeS4

- 150m- 100+200m- 100+200m- 100+200m

- 100m- 100m

1 – 5% H+

H+ / Fe I I IH+ / Fe I I IH+ / Fe I I I0.1% NaCN0.1% NaCN

295458570100

1h14d5d3d24h24h

Amb.Amb.23ºC50ºC23ºC45ºC

ENARGITA(SULFOSAL) Cu3AsS4

- 100+200m- 100m- 100m

5% H+ /FeI I I0.1% NaCN0.1% NaCN

365.875.1

146d24h24h

25ºC23ºC45ºC

SULF. PRIMARIOS

CALCOPIRITACuFeS2

- 150m- 100+200m

- 325m- 100m- 100m

1 – 5% H+

H+ / Fe I I IH+ / Fe I I I0.1% NaCN0.1% NaCN

22 – 433

5 – 68.2

1h43d57d24h24h

Amb.Amb.35ºC23ªC45ºC

TETRAHEDRITA Cu3SbS4- 100m- 100m

0.1% NaCN0.1% NaCN

21.943.7

24h24h

23ºC45ºC

DISOLUCION DE MINERALES DE COBRE

EN DIFERENTES MEDIOS

ESPECI EMINERAL

COMPOSI CION H2SO4 NaCN (23ºC) NaCN (45 ºC)ACI DO – FERRICO

(ACI DO – FERROSO)

OXI DOS VERDESAZURI TA

MALAQUI TACRISOCOLAATACAMI TAANTLERI TA

BROCHANTI TADI OPTASA

2CuCO3*Cu(OH)2CuCO3*Cu(OH)2CuSiO3*2H2O

CuCl2*3Cu(OH)2CuSO4*2Cu(OH)2CuSO4*3Cu(OH)2

Cu6 (Si6O18) * 6H2O

10010010095100100

100 *

94.5 100.090.2 100.011.8 15.7 - - - - - -> 90.0 100.0> 90.0 100.0 - - - - - -

- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -

OTROS OXI DOSCUPRITA

TENORI TAPARAMELACONI TA

COPPER WADCOBRE NATIVO

Cu2OCuO

Cu4O3

CuOMnO2*7H2OCu

709860

50 – 605

85.5 100.0 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

90.0 100.0

100- - -> 90(75)100

SULF. SECUNDARIOSCALCOSINACOVELINABORNITAENARGITA

Cu2SCuS

Cu5FeS4

Cu3AsS4

352

- - -

90.2 100.0 95.6*** - - - 70.0 100.0 65.8 75.1

100 **70.0 **95.0 **

3 **SULF. PRIMARI OS

CALCOPIRI TATETRAHEDRI TA

CuFeS2

Cu3SbS4

- - -- - -

5.6 8.2 21.9 43.7

2 – 4 **- - -

Observaciones: H2SO4 : 100%-100m, Tamb, t:1h, H2SO4 5% *(Dioptasa: -10m, en 37d)

NaCN : 0.1%NaCN, t:24h, razon L/S: 10/1, -100mTy

Acido - FeIII: Cuprita: 100% disolución, en 6h. (**) ver data en tabla Lix. Min. Sulf.

(***) : Covelina: ver tabla Lix. Min.Sulf.

LIXIVIABILIDAD DE MINERALES OXIDADOS DE COBRE EN MEDIO SULFURICO

ESPECIE MINERAL COMPOSICION GRANULOMETRIA MEDIO LIXIV. % R Cu TIEMPO T ºC

OXIDOS VERDESAZURITA

2CuCO3*Cu(OH)2 - 100+200m 1 – 5% H+ 100 1h Amb.

MALAQUITA CuCO3*Cu(OH)2 - 100+200m 1 – 5% H+ 100 1h Amb.

CRISOCOLA CuSiO3*2H2O+4m

- 10+28m- 150m

5% H+

5% H+

5% H+

10090100

30h6h1h

Amb.Amb.Amb.

ATACAMITA CuCl2*3Cu(OH)2 - 100m 1 – 5% H+ 95 1h Amb.

DIOPTASA Cu6 (Si6O18) * 6H2O- 10 + 28- 10 + 28- 10 + 28

1% H+

2% H+

5% H+

7998100

60d60d37d

Amb.Amb.Amb.

ANTLERITA CuSO4*2Cu(OH)2 - 100m 3% H+ 100 1h Amb.

BROCHANTITA CuSO4*3Cu(OH)2 - 100m 3% H+ 100 1h Amb.

KROEHNKITA Na2Cu(SO4)2*2H2O - 100m Agua, H+ 100 4h Amb.

PISANITA (Fe,Cu)SO4*7H2O - 100m Agua, H+ 100 4h Amb.

CHALCANTITACuSO4*5H2O - 100m Agua, H+ 100

60 – 704h1h

35ºCAmb.

OTROS OXIDOSCUPRITA

Cu2O- 100m- 100m

5% H+

Fe I I I / H+71100

1h6h

35ºC35ºC

TENORITA CuO - 100+200m 1% H+ 98 1h Amb.

PARAMELACONITA Cu4O3- 200m- 200m

1 – 5% H+

1 – 5% H+6070

7h1h

Amb.50ºC

COPPER WAD CuOMnO2*7H2O- 100m- 100m

H+ ( pH 1.5)H+ / Fe I I

6072

3h3h

Amb.Amb.

METODOLOGIA ANALISIS SECUENCIAL

h GEOLOGICO

h MINERALOGICO

h METALURGICO

PRINCIPIOS BASICOS:

1.- EN MEDIO SULFURICO, SE DISUELVEN EN ALTA PROPORCION (O TOTAL EN ALGUNOS CASOS), LOS MINERALES OXIDADOS DE COBRE, ASOCIADOS A “COBRES VERDES”. ESTA DISOLUCION ES, ADEMAS, DE ALTA CINETICA.

2.- LA DISOLUCION DE LOS SULFUROS DE COBRE, BAJO CONDICIONES DE LABORATORIO, VIRTUALMENTE ES MINIMA EN MEDIO SULFURICO, EN AUSENCIA DE AGENTE OXIDANTES.

PRINCIPIOS BASICOS:

3.- LA DISOLUCION DE LOS “COBRES NEGROS” HA MOSTRADO SER DEPENDIENTE DE LA PRESENCIA DE UN REDUCTOR, COMO EL ION FERROSO, Y MUCHO DE LA CINETICA DE REACCION.

4.- LOS OXIDOS DE “COBRE VERDE”, A EXCEPCION DE LA CRISOCOLA, SE DISUELVEN FACILMENTE EN SOLUCIONES CIANURADAS. (NO EXISTE INFORMACION CON RESPECTO A LOS COBRES NEGROS EN ESTE MEDIO).

PRINCIPIOS BASICOS:

5- LOS SULFUROS DE COBRE, A EXCEPCION DE LA CALCOPIRITA, SE DISUELVEN FACILMENTE EN SOLUCIONES CIANURADAS.

6.-EL METODO DE CIANURACION ES UN BUEN PREDICTOR DE LA RESPUESTA A LA LIXIVIACION DE SULFUROS DE COBRE EN MEDIO SULFURICO - FeIII, A TIEMPOS ACORDES CON LOS PROCESOS INDUSTRIALES DE LIXIVIACION.

7.-LOS RESULTADOS DEL ANALISIS SECUENCIAL, CUANDO SE COMPARAN CON EL COBRE TOTAL, PERMITEN DETERMINAR EL POTENCIAL LIXIVIABLE DEL RECURSO, BAJO PROCESOS CONVENCIONALES DE LIXIVIACION.

PRINCIPIOS BASICOS:

8.- LA APLICACION SELECTIVA Y SECUENCIAL DE ESTAS CARACTERISTICAS DE DISOLUCION DE LOS MINERALES DE COBRE PUEDE SER USADA PARA SU SEPARACION EN SULFUROS Y OXIDOS, FORTALECIENDO LA INFORMACION GEOLOGICA Y MINERALOGICA DEL RECURSO.

9.- GENERA INFORMACION, ADEMAS, PARA DEFINIR LA QUIMICA ASOCIADA AL RECURSO Y ASI, ACOTAR EL PROCESO METALURGICO A APLICAR EN ETAPAS POSTERIORES.

COBRES VERDES: DEFINE UNA AMPLIA GAMA DE OXIDOS DE COBRE, DE BUENA SOLUBILIDAD EN MEDIO SULFURICO, ALTA CINETICA, DE TONALIDADES ENTRE VERDE CLARO A AZUL OSCURO. AL MENOS UNAS 47 ESPECIES, CON PROPIEDADES FISICAS PARECIDAS.

COBRES NEGROS: DEFINE UNA FAMILIA DE UNOS 11 COMPUESTOS DE TONALIDADES OSCURAS, DE MENOR DISOLUCION QUE LOS OXIDOS VERDES, DE MENOR CINETICA DE REACCION Y QUE REQUIEREN, EN CIERTOS CASOS, LA PRESENCIA DE UN AGENTE REDUCTOR PARA FAVORECER SU RESPUESTA DISOLUTIVA.

CuT = Cu ox. verdes + Cu ox. negros + Cu s. sec + Cu s. prim

(1) (2) (3) (4) (5)

(1) CuT: En medio HNO3 + HClO4 + H2SO4 (3:1:1, en volumen)

(2) Cu ox. verdes : Cobre soluble en medio sulfúrico

(3) Cu ox. Negros : Cobre soluble en medio sulfúrico y FeII, y f(t)

(4) Cu s. sec : Cobre soluble en NaCN

(5) Cu s. prim : Cobre no lixiviable en condiciones laboratorio

(5) : DA CUENTA DE LOS SULFUROS PRIMARIOS DEL RECURSO, DEL TIPO CPY, TENN, TETR, DE BAJA RESPUESTA Y LENTA CINETICA EN PILAS/DUMPS.

(2) + (3) + (4) : REPRESENTA EL INDICE DE LIXIVIABILIDAD

(1) DEL MINERAL, BAJO CONDICIONES OXIDANTES OPTIMAS, ES DECIR, EL MAXIMO POTENCIAL DISOLUTIVO DEL RECURSO PARA PILAS/DUMPS

RAZON SOLUBILIDAD

%Rs = Cu soluble en H+

CuTx 100

INDICE LIXIVIABILIDAD

% IL = Cu soluble (H+ / FeII) + Cu soluble (NaCN)

Cu T

\ Rs IL EN PRESENCIA MAYORITARIA DE COBRES VERDES

(CASO RT)

x 100

~

EN BASE A LO ANTERIOR, ES POSIBLE DEFINIR EN FUNCION DE LA LEY DE CuT DEL RECURSO Y DEL INDICE DE LIXIVIABILIDAD, LOS SIGUIENTES CASOS:

a) CuT, IL

b) CuT, IL Dump

c) CuT, IL Flotación (sujeto a chequeo mineralógico)

d) CuT, IL Dump (tipo SBL)

IL (H+/FeII) pilas

-pilas

IL (CN-)

-flotación

1EL POTENCIAL EXTRAIBLE DEBERA CONSIDERAR, ADEMAS,

LA RECUPERACION MAXIMA DE PROCESOS INDUSTRIALES(BENCHMARKING) Y EL UMBRAL DE COBRE FINAL, USUALES,EN ESTAS OPERACIONES.

1EL PROCESO PILAS O DUMP : f(%CuT) DEL RECURSO

 

SULFUROS DE COBRE:¿FLOTACIÓN O LIXIVIACIÓN?

Flotación Colectiva: 30% +65#, 26', pH:10,5, %Sol:40. (Chuquicamata)Lixiviación pilas, -1/2". 8-10 m. altura, 300 a 500 d, lix. férrica bacterial, con aireación basal

S/I: Sin información

FLOTABILIDAD Y LIXIVIABILIDAD DE SULFUROS METÁLICOS

ESPECIE FÓRMULA REC. FLOT. COLEC (1)(%) REC. PILAS (2) (%)

Calcosita Cu2S 88 - 90 80 - 82

Covelita CuS 87 - 89 60 - 65

Calcopirita CuFeS 2 86 - 88 8 - 12

Bornita Cu5FeS 4 87 - 88 70 - 75

Enargita Cu3AsS4 88 - 90 5 - 7

Digenita Cu1,8S 84 - 86 79 - 82

Cubanita CuFe 2S3 S/I 50 - 55

Idaita Cu3FeS 4 S/I 45 - 60

Nukundamita Cu3,38Fe0,62S4 S/I 45 - 60

Tennantita (Cu,Fe) 12As4S13 S/I 8 - 12

Molibdenita MoS 2 55 - 60 Mo < 0,030% 0 - 5

62 - 69 Mo < 0,040%70 - 78 Mo < 0,045%

Pirita FeS 2 Py - Cpy: 20 a pH:10,5 < 10,0

Py - Cc: 50 a pH:10,5 Py - Cv: 50 a pH:10,5

Pirrotita FeS S/I > 60,0

(1) : (2) :

 COMENTARIOS

FLOTACIÓN DE SULFUROS

Sulfuros de cobre: En general, el rango de variabilidad de la recuperación de cobre es

estrecho, adiferencia de la lixiviación, y bajo las condiciones de flotación señaladas

enTABLA 1, la digenita tendría algunos puntos de menor recuperación que la

delos otros sulfuros considerados.

Molibdenita:La recuperación de Mo de la especie es fuertemente dependiente

delcontenido de Mo del mineral a tratar. A menor ley de Mo en éste, menor es

surecuperación en la flotación colectiva.

Sulfuros de fierro:La recuperación de Fe desde pirita depende de la asociación mineralógica y

delpH de operación. Para pH =10,5, esta es menor y del orden de un 20%

paraasociación Py-Cpy, mientras que para Py-Cc ó Py-Cv, esta puede llegar a

valoresde 50%.No se encontró información relacionada con pirrotita

LIXIVIACIÓN DE SULFUROS:

Sulfuros de cobre:La lixiviabilidad de los sulfuros de cobre es altamente variable y dependiente de la

razónmolar Cu:S, como se aprecia en FIGURA 1.El orden disolutivo es el siguiente, para sulfuros de Cu y Fe.

Cc, Dg > Bo > Cv…………….> > Cpy, En, TnPirr > Py

Calcosita-Digenita: La alta disolución de Cc y Dg se ve refrendada en las operaciones

industriales deQuebrada Blanca y Dos Amigos. En Quebrada Blanca, la calcosita constituye el

90-95%del cobre presente en el mineral. La operación se realiza en pilas con aireación

basal de 8m de altura, 510 días de lixiviación y 85% -1/2”, alcanzándose recuperaciones en

torno al80% de cobre. Cuando el contenido de material fino supera el 15-18% -100 #

Ty, éstadecae a valores cercanos al 75%, por problemas de percolabilidad.

En Dos Amigos, la digenita es la especie principal y en pilas de 4 m se logra una

extracción de cobre cercana al 79% al cabo de 400 días de lixiviación.

  Bornita:

Esta especie, definida geológicamente como mineral primario, ha sido estudiada por diferentes autores a nivel básico, pero existe poca información industrial de operaciones a mayor escala. Las características disolutivas la hacen aparecer como de mediana a alta lixiviabilidad, con rangos de 64% de disolución de cobre a 6 meses de reacción, a valores de hasta 83% de Cu, sobre un año de procesamiento hidrometalúrgico.

Covelita:La covelita presenta una disolución que no excede, en un caso extremo, los 2/3 del cobre contenido. Se definen en la literatura dos tipos de covelita; una natural y otra artificial. Esta última se genera en la disolución de la calcosita, y posee propiedades distintas a la natural. Se disuelve más rápido y su mayor velocidad de reacción obedece a una mayor superficie específica, mayor porosidad, como ha sido demostrado mediante evidencias de RX y microsonda electrónica.

Evidencias experimentales muestran que covelita pura a -100+200 # en medio 10gpl Fe3+, 5 gpl H+, a 35ºC, disuelve el 57% del cobre en 47 días.

Sulfuros intermedios:

Pertenecen a este grupo compuestos tipo idaíta, cubanita y nukundamita, entre otros. Son reconocidos, a nivel natural, de poca abundancia, y pueden formarse de la disolución de otros sulfuros, como la bornita, o en ambientes artificiales a partir de procesos de descomposición térmica, en reactores de fusión de concentrados sulfurados de cobre.

La idaíta por ejemplo, puede variar su disolución de cobre hasta un máximo de 60%. Difícil resulta obtener una disolución mayor, en las condiciones de una pila industrial, dado que como productos de reacción se genera calcopirita, azufre elemental; especies sólidas que impiden una menor reactividad. Lo mismo ocurre con la nukundamita y con la cubanita.

 

Sulfosales:

A este grupo pertenecen especies mineralógicas como enargita, tetrahedrita, tennantita, luzonita, famatinita y otras. La enargita presenta una alta refractariedad a la lixiviación férrica sulfúrica. Una conducta similar presenta la tennantita, en estudios realizados en dicho medio, con muestras relativamente puras de las especies y en exceso de Fe3+. No existe información sobre la luzonita y famatinita, y en el caso de la tetrahedrita, los valores informados han sido puestos en duda por la baja pureza de la muestra tratada.

En TABLA 2 se presenta un breve resumen de lo que señala la literatura técnica para enargita y tennantita y se le compara con lo rescatado para calcopirita, en un sistema químico abiótico y con exceso de férrico.

En presencia de bacterias, la data técnica relacionada con enargita, es escasa. Más aún en pilas. Su refractariedad al a taque férrico-ácido ha quedado también de manifiesto en la lixiviación de concentrados sulfurados de cobre, conteniendo la especie, en presencia de bacterias mesófilas.

De acuerdo a la literatura vigente, los niveles de tolerancia de las bacterias de As y Sb son de 4,0 y 1,10 gpl, respectivamente.

ESTUDIO DE UN CASO: MINERALES OXIDADOS.ESTRATEGIA DE PROCESOS

Minerales de Baja Ley DUMP

ROM

Clasificación, Chancado Primario

Tronadura Controlada

In Place Leaching (In Situ) (A Desarrollar)

RECOVERY FROM THREE SI ZE FRACTIONS (CYPRUS)

0%

20%

40%

60%

80%

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Days of Leaching

Perc

ent

Reco

very

Minus 16" Ore Minus 8" Ore Minus 4" Ore

ESTUDIO DE UN CASO: MINERALES OXIDADOS.ESTRATEGIA DE PROCESOS

Minerales de Media Ley PILAS

Minerales de Media Ley(Complejos) Lixiviación en Capas

Delgadas

Mezclas con Aditivos

LEY TERMINAL CuT ≥ 0,07 a 0,09 %

ESTUDIO DE UN CASO: MINERALES SULFURADOS.

ASPECTOS A CONSIDERAR:

FLOTACIÓN: Tecnología menos Incierta!

ALTA PROPORCIÓN DE CALCOPIRITA EN RESERVAS FUTURAS: Un aspecto a considerar en la definición del proyecto

MINERALES COMPLEJOS: Una amenaza y una posibilidad de desarrollo de Procesos Mixtos (?)

EQUILIBRIO AMBIENTAL !

TC & RC

Consumo de Agua

tmt

m 33 1,10,1:x30,240,0:oraConcentradocesosPr

tmt

m 33 30,0:x40,015,0:HidroocesosPr

tmt

m 33 50,0:x55,045,0:PastalavesRe

Reducción Consumo de Agua

Evaporación: Vía tapado pilas Disminuir Humedad Residual: Vía aplicación de

tensoactivos para disminuir la tensión superficial y lograr una menor humedad final

Disminuir impregnación: Mejorar Drenajes, evitar exceso de finos

Relaves en Pasta

¡Gracias por su atención!