PROCESO DE OBTENCION DE CONCENTRADO DE COBRE

El cobre está presente en la corteza terrestre principalmente en forma de

minerales sulfurados como la calcopirita (CuFeS2), bornita (Cu5FeS4) y calcosina

(Cu2S). El contenido en cobre de estos minerales es bajo, alrededor de un 0.5%

en minas a tajo abierto y hasta un 2% en minas subterráneas. El cobre también

se presenta en forma de minerales oxidados como carbonatos, óxidos, silicatos y

sulfatos, pero en menor concentración.

1. EXTRACCIÓN

El objetivo de este proceso es extraer la porción mineralizada con cobre y

otros elementos desde el macizo rocoso de la mina (que puede ser a tajo

abierto, subterránea o la combinación de ambas) y enviarla a la planta, en

forma eficiente y segura, para ser sometida al proceso de obtención del cobre

y otros elementos. Para ello, debe lograrse la fragmentación de la roca, de

manera que pueda ser removida de su posición original o in situ, cargar y

transportar para ser procesada o depositada fuera de la mina como material

suelto a una granulometría manejable.

En las perforaciones se introducen explosivos de tipo químico, que

corresponden a una mezcla de materiales combustibles y oxidantes, que en

una proporción adecuada y con una iniciación determinada, generan gases a

alta temperatura y presión a objeto de dar inicio a la voladura, la que permite

la fragmentación de la roca, para luego extraer el material y ser procesado en

la planta para la extracción del cobre.

Una vez ejecutada la voladura, el material extraído es cargado en camiones y,

dependiendo de su ley, se envía al botadero de estéril (acopio para material

sin ley), al dump leach (botadero para material de baja ley que se somete a

lixiviación sin pasar por chancado), o al proceso de chancado primario

(material de alta ley, donde comienza el proceso de extracción del cobre).

2. CHANCADO

Las chancadoras reducen el tamaño de los fragmentos más grandes que

vienen de la mina hasta obtener tamaños uniformes para su envío a molienda

o lixiviación en pilas.

En el circuito de Chancado el mineral extraído de la mina con tamaños de 42’’,

es reducido a través del chancado primario en tamaños de 4’’, operación que

se realiza a través de una chancadora giratoria de 42’’x 70’’.

El mineral proveniente de la mina presenta una granulometría variada, desde

partículas de menos de 1 mm hasta fragmentos mayores que 1 m de diámetro,

por lo que el objetivo del chancado es reducir el tamaño de los fragmentos

mayores hasta obtener un tamaño uniforme máximo de ½ pulgada (1,27 cm).

Para lograr el tamaño deseado de ½ pulgada, en el proceso del chancado se

utiliza la combinación de tres equipos en línea que van reduciendo el tamaño

de los fragmentos en etapas, las que se conocen como etapa primaria, etapa

secundaria y terciaria.

Chancado Primario.- En la etapa primaria, la chancadora primaria

reduce el tamaño máximo de los fragmentos a 8 pulgadas de diámetro.

Chancado Secundario.- En la etapa secundaria, el tamaño del

material se reduce a 3 pulgadas.

Chancado Terciario.- En la etapa terciaria, el material mineralizado

logra llegar finalmente a ½ pulgada.

3. MOLIENDA

Mediante la molienda, se continúa reduciendo el tamaño de las partículas que

componen el mineral, para obtener una granulometría máxima de 180

micrones (0,18 mm), la que permite finalmente la liberación de la mayor parte

de los minerales de cobre en forma de partículas individuales.

El proceso de la molienda se realiza utilizando grandes equipos giratorios o

molinos de forma cilíndrica, en dos formas diferentes: molienda convencional o

molienda SAG. En esta etapa, al material mineralizado se le agregan agua en

cantidades suficientes para formar un fluido lechoso y los reactivos necesarios

para realizar el proceso siguiente que es la flotación.

Molienda de bolas:

Este molino, cuyas dimensiones son 16 x 24 pies (es decir, 4,9 m de diámetro

por 7,3 m de ancho), está ocupado en un 35% de su capacidad por bolas de

acero de 3,5 pulgadas de diámetro, las cuales son los elementos de molienda.

En un proceso de aproximadamente 20 minutos, el 80% del mineral es

reducido a un tamaño máximo de 180 micrones.

4. FLOTACIÓN

La flotación es un proceso físico-químico que permite la separación de los

minerales sulfurados de cobre y otros elementos como el molibdeno, del resto

de los minerales que componen la mayor parte de la roca original.

La pulpa proveniente de la molienda, que tiene ya incorporados los reactivos

necesarios para la flotación, se introduce en unos receptáculos como piscinas,

llamados celdas de flotación. Desde el fondo de las celdas, se hace burbujear

aire y se mantiene la mezcla en constante agitación para que el proceso sea

intensivo.

Los reactivos que se incorporan en la molienda tienen diferentes naturalezas y

cumplen diferentes funciones:

Reactivos espumantes: tienen como objetivo el producir burbujas

resistentes.

Reactivos colectores: tienen la misión de impregnar las partículas de

sulfuros de cobre y de molibdeno para que se separen del agua (efecto

hidrófobo) y se peguen en las burbujas.

Reactivos depresantes: destinados a provocar el efecto inverso al de los

reactivos colectores para evitar la recolección de otros minerales como la

pirita, que es un sulfuro que no tiene cobre.

Otros aditivos: como la cal sirven para estabilizar la acidez de la mezcla

en un valor de pH determinado, proporcionando el ambiente adecuado

para que ocurra todo el proceso de flotación.

Las burbujas arrastran consigo los minerales sulfurados hacia la superficie,

donde rebasan por el borde de la celda hacia canaletas que las conducen

hacia estanques especiales, desde donde esta pulpa es enviada a la siguiente

etapa.

El proceso es reiterado en varios ciclos, de manera que cada ciclo va

produciendo un producto cada vez más concentrado. En uno de estos ciclos,

se realiza un proceso especial de flotación para recuperar el molibdeno, cuyo

concentrado alcanza una ley de 49% de molibdenita (MoS2).

Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se

obtiene el concentrado, en el cual el contenido de cobre ha sido aumentado

desde valores del orden del 1% (originales en la roca) a un valor de hasta 31%

de cobre total.

5. CONCENTRADO

Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se

obtiene el concentrado, en el cual el contenido de cobre ha sido aumentado

desde valores del orden del 1% (originales en la roca) a un valor de hasta 31%

de cobre total.

Circuito de Eliminación de Agua

El producto o concentrado obtenido del sistema de flotación con un 31% de

cobre es enviado a la sección de eliminación de agua que consta de 2 equipos

importantes: el espesador y el filtro.

El espesado.- Se realiza mediante un espesador de cono profundo hasta

tener un 70 % de sólidos y luego depositado en forma definitiva en presas

impermeabilizadas con drenajes múltiples hasta tener una humedad

promedio de 12 %.

El filtrado.- La pulpa procedente del espesador a densidades de entre los

1,800 y 2,000 gramos por litro es filtrado en un filtro de tambor de 12 por

24 pies, donde se obtiene el keke con una humedad variable.

Circuito de Disposición de Relaves

La etapa final del proceso se realiza en el circuito de disposición de relaves. El

relave producido en la etapa de flotación, es enviado a una Planta de Relleno

Hidráulico donde es clasificado. El relave grueso (30 %) es enviado como

relleno hidráulico a la mina y el relave fino ( 65 %) a un espesador de cono

profundo donde se le extrae la mayor cantidad de agua posible. El relave fino

espesado hasta tener un 70 % de sólidos y luego depositado en forma

definitiva en presas impermeabilizadas con drenajes múltiples hasta tener una

humedad promedio de 12 % a una alta densidad es depositado en 2 presas

de relaves denominadas Zona Norte y Limonar.

El agua extraída en esta etapa es reciclada y usada nuevamente en todo el

proceso.

6. SECADO

El concentrado final es secado mediante filtros y llevado al proceso de

fundición.

MOLIENDA

DIAGRAMA DE FLUJO DE LA OBTENCIÓN DE CONCENTRADO DE COBRE

EXTRACCIÓN

CHANCADO PRIMARIO

CHANCADO SECUNDARIO

CHANCADO TERCIARIO

CELDAS DE FLOTACIÓN

CONCENTRADO DE COBRE HÚMEDO

ESPESAMIENTO FILTRADO

SECADO

ALMACEN DE CONCENTRADO SECO