CAPITULO II

TEORIA DE LA

LIXIVIACION

17

LIXIVIACION Cu EN ZONA SUR

2.1 TECNOLOGÍAS DE LIXIVIACIÓN APLICADA A LOS MINERALES DE

LA ZONA SUR

El tratamiento de los minerales oxidados de la zona sur, se realiza bajo

el criterio de inversión y con costos operativos bajos; esto implica que la

operación y procesos que se tenga que aplicar sea los mínimos posibles

de tal manera que sea rentable para la empresa, en la cual se trata por

dos métodos: la lixiviación de finos en tanques y los gruesos en la

lixiviación de gruesos.

En la hidrometalúrgia los métodos o procesos que mayor desarrollo han

tenido en estos últimos años es la lixiviación en canchas, que significan

lixiviar menas que han sido trituradas o no trituradas (ROM Mining) y

transportadas a plataformas impermeables para lixiviación por riego o

percolación de la solución a través de la mena apilada. Este sistema

permite explotar menas de baja ley al más bajo costo de operación y

mejor costo de la contaminación del medio ambiente.

Básicamente, hay tres tipos diferentes de sistemas de lixiviación en

canchas que pueden ser utilizados:

• Sistemas de lixiviación en “cancha removible”

• Sistemas de lixiviación en “cancha permanente”.

• Sistemas de lixiviación en “cancha celular”.

Podemos decir que la lixiviación en canchas y/o pilas es un proceso

Hidrometalúrgico de disolución del metal mediante un solvente

adecuado, de una mena chancada, sin molienda previa, la cual es

acopiada formando una pila, de una altura determinada en un piso

impermeable. Este piso tiene una pendiente dirigida hacia una canaleta

de recolección de la solución de lixiviación. La cancha se riega por

aspersión mediante una serie de tuberías en los cuales se instalan los

rociadores, la solución al atravesar el lecho de mena, va disolviendo el

18

metal. Esta solución enriquecida escurre desde la base de la cancha

hasta la canaleta de recolección para luego ser llevada al estanque de

almacenamiento de soluciones ricas, de donde es bombeada a la planta

de purificación.

La decisión de elegir la lixiviación en cancha solo debe adoptarse luego

de un análisis concienzudo basado en el estudio del comportamiento

metalúrgico de la mena, en la cual se determine exhaustivamente en

pruebas de laboratorio, el proceso metalúrgico completo necesario para

obtener la recuperación máxima de cobre y determinar cuales son los

costos asociados a las diversas etapas.

En el estudio metalúrgico es de importancia evaluar entre otros aspectos

lo siguiente:

• Relación entre el grado de chancado y la recuperación.

• Cinética y percolación

• Relación entre la inversión o lixiviante versus las recuperaciones

de cobre.

• Influencia y condiciones de curado y aglomerado sobre la cinética

y la recuperación.

Además se realiza, evaluación de:

• Curvas de la cinética de recuperación.

• Concentración de especies en las soluciones obtenidas.

• Influencia de la altura de la pila.

• pH de trabajo.

• Control de impurezas y de manejo de soluciones de descarte y

desmonte.

• Influencias de la recirculación de soluciones en la cancha.

• Tratamiento de soluciones.

Dentro de la hidrometalúrgia, el término lixiviación, comprenderá

disolución del valor metálico de una materia prima en una solución

19

acuosa con agentes químicos apropiados en un espacio limitado, es

decir, aquella fase en la que se efectúa la transferencia de masa

provocada por la disolución preferente de uno o más componentes de

una sustancia sólida con una solución disolvente.

Considerando las especies mineralógicas de Cobre presentes en la zona

Sur del país, a continuación se indica las posibles reacciones químicas

que se darían por la acción de las soluciones de lixiviación:

Con la Cuprita

Cu2O(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) + Cu(aq) + H2O (l)

Con la Tenorita

CuO(s) + H2SO4(aq) + ½ O2 (gas) CuSO4(aq) + H2O (l)

Con la Azurita

Cu3 (OH)2 (CO3)2 (s) + 3H2SO4 (aq) CuSO4(aq)+ 2CO2(gas)+4H2O (l)

Con la Crisocola

CuSiO3 .2H2O(s) + H2SO4(aq) CuSO4(aq) +SiO3(aq) + 3H2O (l)

Con la Malaquita

CuCO3 .Cu(OH)(s)+2H2SO4(aq) 2CuSO4(aq)+CO2(aq)+ 3H2O (l)

Con la Brocantita

Cu4SO4. (OH)6(s)+2H2SO4(aq) 4CuSO4(aq) + 6H2O (l)

Con la Atacamita

CuCl2.3Cu(OH)2(s)+ 4H2SO4(aq) 4CuSO4(aq)+2CuCl(aq)+6H2O (l)

En el mineral de Cu Oxidados asociados con silicatos, por la acción del

Ácido sulfúrico. Libera la sílice en forma de un compuesto gelatinoso,

20

que tiende a hacer más lenta las reacciones. Otro motivo del alto

consumo de ácido sulfúrico, por la ganga es la presencia de minerales

de CaO y MgO.

A diferencia de los minerales oxidados, se hace difícil disolver las

sustancias valiosas de los sulfuros, especialmente de los primarios.

Generalmente se produce azufre en la superficie, de los sulfuros durante

la lixiviación, lo que ocasiona un retraso en la cinética de las reacciones,

debido a la marcada característica, no conductora del azufre elemental.

Este tipo de minerales sulfurados son lixiviados con ácido sulfúrico

diluido, con una combinación de agentes oxidantes, que ayudan a la

recuperación del Cobre, con un bajo costo de capital, pero con una

cinética baja en la recuperación del Cobre.

A continuación se muestra las siguientes reacciones generales de los

sulfuros con el ácido sulfúrico en medio oxidante:

Con la Bornita

Cu5FeS4(s)+H2SO4(aq) + 13/4 O2 (gas) 5CuSO4(aq)+Fe(OH)3 (s) +4S° 7/2H2O(l)

Con la Chalcocita

Cu2S(s) + H2SO4(aq) + 1/2O2(gas) CuS(s) +CuSO4(aq) + H2O (l)

Con la Covelita

CuS(s) +H2SO4(aq) + 1/2O2 (gas) CuSO4(aq) + S°(s) + H2O(l)

Con la Calcopirita

CuFeS2(s)+H2SO4(aq) + 5/4 O2(gas) + 1/2H2O(liq.) CuSO4(aq)+Fe(OH)3(s)+ 2S°(s)

Con la Pirita

21

2FeS2(s) +H2SO4 +15/2 O2(gas) +H2O(liq.) 2Fe(SO4)3(aq) + H2SO4(aq)

La acción de la pirita sobre le ion Sulfato (aq) envuelve la transferencia

de un total de 16 electrones y existe un alcance considerable para la

formación de especies intermedias.

Particularmente la lixiviación de la Calcopirita bajo las condiciones de

una cancha para un botadero es muy lenta.

El Fe se lixivia desde El CuFeS2 ante la lixiviación del Cobre, dejando

atrás la capa pasiva de la CuS2 meta estable, la lixiviación subsecuente

del Cobre desde CuS2 deja una capa coherente del sulfuro.

Ambas capas inhiben la lixiviación dando a la Calcopirita una baja

velocidad de lixiviación.

2.2 JUSTIFICACIÓN DEL DISEÑO DE UNA CANCHA DE LIXIVIACIÓN EN

FUNCIÓN AL PRODUCTO A OBTENERSE

Como se indico al empezar este trabajo, el motivo principal para aplicar

la lixiviación en canchas a los minerales oxidados de cobre de la zona

sur es su factibilidad de aplicar esta tecnología y por la baja inversión

económica que implica.

Además se considera las siguientes ventajas y desventajas del uso de

una cancha de lixiviación.

Ventajas

• El metal al extraer, por medio del lixiviante ad-hoc, no es

necesario que se encuentre liberado por lo tanto el mineral no

requiere ser molido a granulometría fina.

• Son mínimos los riegos de contaminación ambiental.

• El equipo requerido para el proceso es mínimo.

• Es posible tratar gran cantidad de mineral.

22

Desventajas

• Cuando la ganga del mineral no ofrece la porosidad debida para

la percolación de la solución lixiviante, no es posible aplicar este

método, ya que la recuperación del metal sería muy baja.

2.3 DIAGRAMA DE FLUJOS DEL PROCESO INDUSTRIAL

El diagrama de flujos 2.1, muestra el proceso industrial de la lixiviación

de minerales gruesos de cobre con el uso como lixiviante de ácido

sulfúrico.

DIAGRAMA DE FLUJO

23

Minerales de Cobre

LixiviaciónAcido Sulfúrico

diluido

Soluciones impurasde Cobre

Purificación

Decantación desólidos en suspensión

Solución de Sulfatode Cobre (puro)

Precipitación deCobre

Residuos de sólidos

Ripios

2.4 ANÁLISIS DEL DIAGRAMA PURBAIX DEL SISTEMA

2.4.1DIAGRAMA DE PURBAIX DEL SISTEMA CU – O – H2O

Se presenta a continuación la construcción - simplificada - y uso del

diagrama Eh - pH para el caso del sistema Cu - H2O. Consideramos

actividades unitarias para todas las especies metálicas en solución. Este

diagrama es adecuado para analizar la lixiviación de óxidos simples

como tenorita (CuO) y cuprita (Cu2O) o de cobre nativo.

Cuadro 2.1

Especies consideradas en el diagrama Eh - pH de Cu - H2O.

Especie

Energía libre

de formación

µ° (calorías)

Estado de

oxidación

del Cu

Denominación

Cu 0 0 cobre nativo

Cu2O -34 950 1 cuprita (rojo)

CuO -30 400 22 tenorita (negro)

Cu+ 12 000 1 ión cuproso

Cu2+ 15 530 2 ión cúprico

HCuO2- -61 420 2 ión hidrogenuro de cuprato

Fuente: Texto de la Universidad de Atacama

Se consideran sucesivamente las diferentes reacciones entre las

especies consideradas para el diagrama Eh - pH del cobre. Cada

reacción corresponde a una línea de equilibrio en el diagrama de

Pourbaix.

2.4.1.1 Reacciones en que participan H+, pero no e-

Reacciones químicas propiamente tal, dependen sólo del pH.

CuO + 2 H+ <=> Cu2+ + H2O

24

(

En este caso, se consideran actividades unitarias para todas las

especies metálicas en solución.

Figura 2.1 Representación del equilibrio químico Cu2+/CuO, cuando

[Cu2+]=1mol/l.

La figura 2.1 muestra que si la concentración de Cu2+ es de 1 mol/litro, el

oxido de cobre CuO precipita a un pH igual o superior a 3,8,

independientemente del Eh.

CuO + H2O <=> HCuO2- + H+ Δ G° = 25 670 cal

A partir del ΔG°, se calcula la relación de equilibrio siguiente:

25

del CuO

Zona deestabilidad

Eh

pH3.8

Zona deestabilidaddel Cu(2+)

Este pH es mayor que 14, el límite superior de un diagrama Eh - pH

convencional.

=> El CuO se considera como estable hasta pH 14.

CuO + H2O <=> CuO22- + 2H+

A partir del ∆G°, se calcula la relación de equilibrio siguiente:

Este pH es mayor que 14, el límite superior de un diagrama Eh - pH

convencional.

=> El CuO se considera como estable hasta pH 14.

HCuO2- <=> CuO2- + H+

A partir del ∆G°, se calcula la relación de equilibrio siguiente:

Si hay 2 especies en solución, la línea de equilibrio se define donde las

actividades de las dos especies son iguales.

26

Figura 2.2 Representación equilibrio químico HCuO2- <=> CuO22-+H+

Ese equilibrio no se dibuja en el diagrama de Pourbaix porque HCuO22-

no existe a pH < 18,95. En la construcción del diagrama, algunas líneas

generadas mediante los cálculos termodinámicos deben ser eliminados

total o parcialmente, ya que representan equilibrios que no tienen

significado en la práctica.

Cu2O + 2 H+ <=> 2 Cu+ + H2O

pH = -0,85 Al equilibrio, si [Cu+] = 1 mol/l.

El Cu2O debería existir para todo pH superior a -0,85, pero no es así

porque el Cu+ no existe en solución.

2.4.1.2 Reacciones en que participan e-, pero no H+

Reacciones electroquímicas propiamente tal, dependen sólo del Eh.

Cu2+ + e- <=> Cu+ E = 0.15 V

Cu+ + e- <=> Cu E = 0.52 V

27

Eh

pH13.15

HCuO2- CuO2

2-

[HCuO2(-)] >> [CuO2(2-)] [HCuO2(-)] << [CuO2(2-)]

Cu2+ + 2e- <=> Cu E = 0.34 V

Se puede observar el la figura 2.3 que hay un conflicto de equilibrios, no

es posible que un especie se mantenga en 2 campos termodinámicos. El

ion cuproso (Cu+) no es estable en soluciones acuosas,

transformándose en Cu2+ y Cu° según la reacción de DISMUTACION:

2 Cu+ => Cu2+ + Cu°

Figura 2.3 Inestabilidad del ion Cu+ por dismutación

2.4.1.3 Reacciones en que participan e- y H+

Reacciones electroquímicas, dependen del Eh y del pH.

Cu2+ + H2O + 2 e- <=> Cu2O + 2 H+ E = 0,20 + 0,06 pH

2 CuO + 2 H+ + 2 e- <=> Cu2O + 2 H2O E = 0,67 - 0,06 pH

Cu2O + 2 H+ + 2 e- <=> 2 Cu + 2 H2O E = 0,47 - 0,06 pH

El diagrama de Pourbaix el sistema de disolución del CuO en iones

cobre se presenta en el diagrama 2.1 que muestra el sistema Cu-O-H,

elaborado a condiciones normales, es decir 25º C y 1 atm. De presión.

DIAGRAMA 2.1 POURBAIX Cu-H2O

28

Eh

pH

0.52

0.34

0.15

Cu+

Cu °

Cu2+

Cu °

Cu2+

Cu+

14121086420

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

Cu - S - H2O - System at 25.00 C

C:\CuS25.iep:\CuS25.iep

pH

Eh (Volts)

H2O Limits

CuSO4Cu(+2a)

Cu(+a)

ELEMENTS Molality PressureCu 1.000E+00 1.000E+00S 1.000E+00 1.000E+00

HSO4(-a)

Fuente: Realizado en el Programa HSC

2.4.2 DIAGRAMA DE PURBAIX DEL SISTEMA CU – S – H2O

Fuente: Realizado en el programa HSC

2.5 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

La lixiviación en pila, significa lixiviar menas que han sido minadas y

trituradas o no trituradas y transportadas a plataformas impermeables

29

para ocasionar la disolución del elemento que se desea recuperar por

riego o percolación de la solución a través del mineral que contiene la

mena apilada. Este sistema permite explotar minerales con bajo

contenido de menas y/o mineral de baja ley, al más bajo costo de

operación y mejor control de la contaminación del medio ambiental.

Podemos decir que la lixiviación en pilas es un proceso Hidrometalúrgico

de disolución del metal mediante un solvente adecuado, de una mena

chancada, la cual es acopiada formando una pila de una altura

determinada en un piso impermeable. Este piso tiene una pendiente

dirigida hacia una canaleta de recolección de la solución de lixiviación.

La pila se riega por aspersión mediante una serie de tuberías en los

cuales se instalan los rociadores, la solución al atravesar el lecho del

mineral que contiene la mena, va disolviendo el metal. Esta solución

enriquecida escurre desde la base de la cancha hasta la canaleta de

recolección para luego ser llevada al estanque de almacenamiento de

soluciones ricas, de donde es bombeada a la planta de purificación en la

que se obtiene una solución cargada de cobre con poca o casi nada de

impurezas.

En la lixiviación en cancha la disolución del metal es más lenta por tener

menor área superficial de contacto entre las partículas de mena de cobre

y el solvente que lo disuelve.

Se puede tratar grandes cantidades de mineral de baja ley. Para la

aplicación de este método se requiere:

• El porcentaje de metal a recuperar debe ser grande.

• Las partículas útiles deben reaccionar con el agente lixiviante,

debida a la porosidad natural de la mena o como resultado del

chancado para aumentar la superficie externa.

• No contener una excesiva cantidad de finos o arcillas que puedan

impedir la percolación de las soluciones disminuyendo el contacto

metal-solución.

30

ConcentraciónReactante

Distancia de la interfase (x)00

Sólido

C°t=0

t

Cs

2.6 ESTUDIO CINÉTICO DE LA LIXIVIACION.

Si bien la termodinámica nos predice la posibilidad de una reacción, pero

si la reacción procede o no, es determinada por los factores cinéticos.

De ahí su importancia en los procesos hidrometalúrgicos.

El tiempo en el cual se lleva a efecto la reacción, es gran parte, la que

corresponde a la etapa de menor velocidad, dentro de la mecánica de

reacción – llamada etapa controlante – es importante identificar a ésta

para incrementar su rapidez.

Una reacción fisicoquímica en la cual se hallan involucradas una fase

sólida u otra liquida se realiza en las cinco etapas siguientes:

• Difusión de los reactantes desde la solución hasta la interfase

sólido – líquido.

• Adsorción de los reactantes en la superficie del sólido.

• Reacción de los productos de la reacción de la superficie del

sólido.

• Deserción de los productos de la reacción de la superficie del

sólido.

• Difusión de estos productos de la interfase sólido líquido a la

solución.

31

Grafica 2.4 Perfil de concentración de un reactante (que se consume) cerca de la interfase sólido - líquido en función del tiempo y de la

distancia.

La cinética es aquella rama de la fisicoquímica que estudia la velocidad

de las reacciones de energía entre los reactivos y los productos de una

reacción, sin intentar señalar las etapas de paso ni la rapidez con que se

alcanza el equilibrio. La cinética es complementaria a la termodinámica,

al proporcionar información de la velocidad y mecanismos de

transformación de reactivos a productos.

No todas las reacciones se prestan a un estudio cinético. Así las iónicas

proceden con tanta rapidez que parecen instantáneas. Las explosiones

son un ejemplo de reacciones altamente veloces, lo cual impide

determinar los procedimientos cinéticos. Por otra parte, algunas

reacciones son tan lentas que para observar un cambio perceptible en

ellas, es necesario el transcurso de meses o aún años, a la temperatura

ordinaria entre ambos extremos quedan las reacciones cuyas

velocidades resultan favorables. A esta categoría corresponden las

gaseosas, igual que muchas otras en solución que comprende tanto

sustancias orgánicas como inorgánicas.

La velocidad de una reacción depende de la naturaleza de las

sustancias, de las temperaturas, y la concentración de los reactivos. Un

incremento de la temperatura produce casi invariablemente un aumento

de la velocidad; en efecto, en muchas reacciones un aumento de 10º C

duplica la velocidad, a veces el efecto es aún mayor. De igual manera

con excepción de algunas reacciones (como es el de las reacciones de

orden cero, en las cuales no ejerce efecto la concentración), un aumento

32

de la concentración inicial origina una aceleración en la velocidad. Esta

no permanece constante, sino que es máxima al comienzo decrece a

medida que se consumen los reactivos. Teóricamente, es necesario un

tiempo infinito para que la velocidad se haga cero.

Además muchas reacciones se ven diluidas por la presencia de

sustancias con capacidad de acelerar o disminuir la velocidad, que se

conocen con el nombre de catalizadores, y las reacciones afectadas se

dice que son catalizadas.

2.6.1 MEDICION DE LA VELOCIDAD DE LA REACCION

Los estudios cinéticos se llevan a cabo a temperatura constante. Se

prepara la mezcla de reacción de composición conocida y se

termostatiza, midiendo la disminución de concentración de los reactivos

y la de aparición de productos en función del campo, por un

procedimiento adecuado. A partir de estos datos de concentración –

tiempo se deduce el comportamiento del proceso. La dependencia de la

velocidad con la temperatura se obtiene al repetir este procedimiento en

cierto número adecuado de temperatura.

La forma más conveniente de seguir los cambios de concentración que

tiene en una reacción, es remover muestras de un sistema en distintos

intervalos de tiempo, detener la reacción y analizar las muestras para

determinar la concentración del reactivo y producto.

La velocidad de una reacción química puede definirse como la velocidad

con que disminuye la concentración de un reactante, o como la

velocidad con que aumenta la concentración de un producto de reacción.

Si reactante de concentración inicial Co tiene una concentración C al

tiempo t, la velocidad se expresa como:

dCdt

Si la concentración del producto es x al tiempo t, la velocidad puede

33

expresarse como:

dxdt

2.6.2 EFECTO DE LA CONCENTRACION SOBRE LA VELOCIDAD DE

REACCION

La velocidad de una reacción química es proporcional a la concentración

de las sustancias reaccionantes. La suma de las potencias (exponentes)

a las cuales las concentraciones de los átomos o moléculas

reaccionantes deben ser elevadas para determinar la velocidad de

reacción se conoce como el “orden cinético de la reacción”. El orden de

reacción no guarda ninguna relación con la molecularidad de las

mismas.

2.6.3 MODELOS SEGÚN SU ORDEN DE REACCION

Estos modelos los podemos mostrar en su forma más sencilla de la

siguiente manera:

Reacciones de orden cero

tkx .=

segL

mol

t

xk

.==

Reacciones de ½ orden

( )[ ]segL

molxCoCo

tk

2/1

2/12/12/12 =−−=

Reacciones de 1º orden

segxCo

CoLog

tk

1.303.2

1 =

−=

34

Reacciones de 3/2 orden

( ) segmol

L

CoxCotk

2/1

2/1

2/12/1

112 =

−

−=

Reacciones de 2º orden

( ) Segmol

L

xCoCo

x

tk

.

1 =

−

=

Reacciones de 3º orden

( ) segmol

L

xCoCo

xxCo

tk

.

..2

2

12

2

22

2=

−−=

x = Concentración t = TiempoCo = concentración inicial

2.7 MODELO DEL NÚCLEO REDUCIDO

Se da en Procesos isotérmicos en que se requiere que el sólido se encuentre

en tamaño grande puesto que implica que se forme un núcleo que no

reacciona.

El tamaño de partícula permanece constante Reacción:

( ) ( ) productossólidosresiduosbBaA sf +→+

A=reactante del fluido

B= reactante del sólido

2.8 MODELO DE REACCIÓN SUPERFICIAL CONTROLADA

35

La velocidad del consumo del sólido, por unidad del área en la interfase

es:

Vdt

dR

dt

dN

AcB =.

1

Donde:

A=área

Rc = radio del núcleo reducido

α = Constante de determinación de la velocidad del consumo

Finalmente tenemos la fórmula general a emplear:

3233 RiRiRi +−=α

Una vez obtenida esta ecuación procederemos a hacer la simulación de

la lixiviación.

a) Lixiviación batch con concentración constante

∑=

=5

5)(

itotal fidαα

( )∑=

+−=5

5

3233i

total fiRiRiRiα

b) Lixiviación batch con concentración variable

2

3/1)1(1)(

Ptdt

bdCA α−−=

)1( fv

fvMb molar

−−= ρ

0ar

fibVkp x=

36

c) Lixiviación continua con concentración constante

∑∫=

=5

10

.).(),(i

b

total fidttEtdαα

Donde:

TtTetE /1)( −=

T= tiempo promedio

Introduciendo el tiempo de residencia y resolviendo las integrales por

partes que se forman se obtiene:

( ) ( )( )∑

−++−−

+++−+−=

−−−

−−−−−

3/2/2/332

/2//22/

6632

2233

TedTTededRiT

eTdTeedRiTTedeRitdTdtd

TdtdTdTddt

totalα

d) Lixiviación continua con concentración variable

( ) ( )( )∑

−++−−

+++−+−=

−−−

−−−−−

3/2/2/332

/2//22/

6632

2233

TedTTededRiT

eTdTeedRiTTedeRitdTdtd

TdtdTdTddt

totalα

totalAA Mba

binCbC α−=)(

Estas ecuaciones se resuelven por interacciones

Simbología:b,a = Coeficientes estequiométricosρ = densidadm = peso molecularCA(b) = concentración bulkKs = constante superficialt = tiempoMb = moles de soluto en el sólido por unidad de volumen de soluciónfv = fracción de volumen de minerald = tiempo de integraciónT = tiempo promedio de residenciaCain = Concentración del lixiviante en la entrada

37

2.9 PARAMETROS OPERACIONALES DE LA LIXIVIACIÓN

En este acápite se indica los principales parámetros que tienen que ver

con la lixiviación y se los detalla en cada uno de los siguientes ítems.

2.9.1 EFECTO DE LA ALTURA DE LA CANCHA

La altura de la pila es influyente en la cinética de extracción del modulo

pero no en la recuperación del cobre total. El ciclo de Lixiviación es el

factor determinante en la recuperación final por lo que ambos

parámetros son determinantes en los diseños de la cancha.

2.9.2 EFECTO DE LA GRANULOMETRIA

El tamaño de la partícula a lixiviar influye en el tipo de proceso a emplear

siendo lógico suponer que a menor tamaño aumenta la cinética de

lixiviación y se produce el incremento de la reactividad del mineral

soluble.

El tipo de operación elegido dependerá finalmente del objeto buscado

(Cu – producción total) y de los costos que se sugiere manejar.

2.9.3 DENSIDAD APARENTE DEL MINERAL Y ASENTAMIENTO DE

LA PILA

El efecto de la altura también modifica la permeabilidad de la pila así

como la densidad de sólidos.

Se determina el coeficiente de permeabilidad y se le relaciona con la

densidad aparente para determinar la altura de la cancha.

A mayor altura la densidad aparente aumenta y eso implica la

disminución de los espacios libres en la cancha, lo cual afectará en la

compactación de los módulos ocasionando la no oxigenación de los

mismos con el resultado de la baja de los iones férricos que son

poderosos oxidantes en la lixiviación ácida lo que ocasionará como

38

consecuencia bajas recuperaciones de cobre total.

2.9.4 TIEMPO DE CONTACTO

En todo proceso de lixiviación el tiempo de contacto entre el mineral y la

solución lixiviante es un factor fundamental y determinante en proceso.

El tiempo de contacto para un tamaño dado de partícula, esta en función

de la velocidad de flujo de la solución lixiviante.

Para que el mineral pueda ser saturado por la solución lixiviante,

dependerá del grado de porosidad, estado de alteración, granulometría.

2.9.5 SISTEMA DE RIEGO

La solución lixiviante se introduce sobre la cancha de mineral que

contiene la mena, regando con tuberías perforadas de plástico. Existe

una gran variedad de dispositivos de riego tales como:

1. Aspersores.

2. Goteros.

3. Boquillas.

4. Los llamados Wingglers, que son mangueras quirúrgicas.

El riego debe ser uniforme. La cancha debe ser mojada con la cantidad

determinada de litros de solución por hora y por metro cuadrado de

superficie, de acuerdo a lo establecido en las pruebas de laboratorio.

El riego por goteo es conveniente cuando el agua es escasa y el viento

es permanente y fuerte, o existe el peligro de congelación de la solución

en la cordillera (3 000 a 4 000 metros de altura). El riego por aspersión

resulta favorable cuando hay agua abundante, las condiciones climáticas

son favorables (temperatura mínima 0° C), las aguas son muy duras y el

peligro de precipitación de carbonatos es evidente, el régimen del viento

es moderado o intermitente a ciertas horas del día y finalmente cuando

haya necesidad de agregar oxígeno a la solución lixiviante.

39

2.9.6 IMPERMEABILIDAD DEL LECHO LIXIVIANTE

Esta impermeabilización se lleva a cabo por diferentes razones:

• Generación de gran cantidad de finos en el proceso de

chancado.

• Incremento de finos, durante el proceso de lixiviación, debido a

la acción disgregante de la cristalización del sulfato de

aluminio, el cual se introduce en la solución dentro de las

microestructuras.

• Presencia de sales de fierro (principalmente jarositas) las

cuales incrementan la impermeabilidad del mineral.

• Formación de capas impermeables de sulfato de aluminio

cristalizado, al haberse saturado las soluciones de este

elemento.

2.9.7 AGLOMERACIÓN

Es la acción aglomerante que se da tanto físico como químicamente al

mineral chancado. Se lleva a cabo cuando el mineral se deja caer en los

tambores con cantidades dosificadas de solución raff (proveniente de la

planta de SX) y H2SO4 concentrado, la producción de mineral

aglomerado ayuda a aumentar la permeabilidad del mineral, en la

cancha para asegurar un buen contacto con el oxigeno y e flujo uniforme

de solución lixiviante dentro de la cancha.

2.9.7.1 PRINCIPIOS DE LA PARTICULA EN LA AGLOMERACIÓN

• Tensión superficial.- Es la fuerza natural entre las gotas

que mantienen unida los millones de diminutas moléculas de

agua, cuando hay una delgada película de agua entre dos

partículas de mineral, estas mismas fuerzas de tensión superficial

ayudan a mantener unidas las partículas.

• Cohesión química entre las partículas.- Si la delgada

película de agua entre las dos partículas contiene ácido sulfúrico,

40

el ácido reacciona con la superficie de las partículas y comienza a

disolverse el cobre.

A medida que continúa las reacciones se genera la cohesión

química lo que permite que las dos partículas se mantengan

unidas, la formación de esta cohesión química a veces se

denomina curado.

2.9.8 COMPACTACION DEL MINERAL

La compactación del mineral, denominada a la junta progresiva del

mineral ocasionada por diferentes causas, lo que impide la recuperación

de Cu y canaliza la solución lixiviante.

Las causas que generan la compactación del mineral son las siguientes:

2.9.8.1 CAUSAS QUÍMICAS

Están ocasionadas principalmente por la influencia del ion Fe ++ y el

ion Fe +++

A) EL ION FERROSO (Fe ++)

El ion ferroso en el proceso de lixiviación forma sulfatos los cuales,

por cambio del pH se hidrolizan:

Fe++ +OH2 Fe (OH)2

El Fe(OH)2 que tiene un comportamiento intermedio entre el estado

sólido y el estado liquido, siendo por lo tanto un compuesto

gelatinoso (GEL), esta es la estructura física que tiene la propiedad

de absorber iones y se forma con mucha facilidad en presencia de

mineral fino, generando una solidificación y por consiguiente la

compactación de la zona.

También el Fe (OH)2 en un medio acuoso y con un pH bajo, tiene la

tendencia de ionizarse formándose radicales.

41

Fe(OH)2 FeOOH- +H+

Este radical favorece la formación de H+ que baja el pH del medio,

ocasionando, un desequilibrio en los rangos operacionales de la

lixiviación. El radical FeOOH – reacciona con iones o radicales

positivos formando compuestos sólidos, de alta compactación.

B) EL ION FERRICO (Fe+++)

Al igual que el ión ferroso forma sulfatos, y también forma

compuestos gelatinosos, que siguen el siguiente proceso:

Fe + H2SO4 Fe SO4 + 2H+

2Fe SO4 + H2SO4 Fe2 (SO4)3 + 2H+

Fe2(SO4)3 Fe+++ +SO4 -2

2Fe+++ + 6OH2 2Fe(OH)3

El hidróxido Férrico se forma en un pH mayor de 2,9 y su estado

gelatinoso es de mayor estabilidad que el Ion ferroso, forma un

cuerpo sólido de alta compactación.

A) FORMACIÓN DE OTROS COMPUESTOS

La formación de otros compuestos, está dado por el tipo de ganga

del mineral depositado en la cancha, el pH y la influencia de los

minerales de fierro que se encuentran dentro del mineral de cobre.

La ganga del mineral en la lixiviación, consume ácido, ayuda a la

precipitación y disolución de impurezas, reduce la cinética de

lixiviación, y ocasiona la formación de nuevos compuestos que

reduce la recuperación de Cu.

Los principales elementos de la ganga son:

42

OH-

Oxidante(GEL)

Arcilla, Feldespato, Ferromagnesianos y Óxidos de Fe, dentro de

ellos los más importantes y los que existen en mayor cantidad en el

mineral con SiO2, Al2O3, CaCO3

La ganga influye, cuando el sulfato Ferroso, o Férrico, reacciona con

radicales alquilos de Ca, Na, Al, Si etc. Forma Jarosita que tiene un

estado sólido y precipitan en polvo fino que al reaccionar con Fe

(OH)2 o Fe (OH)3 forman una pasta tipo pintura, que al solidificar

alcanzan un nivel alto de captación llamado COSTRA.

COSTRA

Fe+++ + OH2 Fe(OH)3 + Ganga

Gel

Los sulfatos de Fe en medio ácido pueden reaccionar por acción

química directa, de baja cinética por lo general.

FeSO2+++ + 14Fe+++ + OH2 15Fe+++2SO4

-2Fe + 16H+

El 15Fe+++ producido, además de actuar como agente lixiviante, favorece

a la acción química en combinación con el Ion Fe ++ que disueltos en

medios acuosos pueden generar la formación de jarocitas y otros

compuestos por hidrólisis, originando nuevos precipitados, compuestos

que pueden afectar la precolación de la solución en la pila.

Así tenemos la formación de:

FeSO4 + OH- + 5H2O FeSO4 OH 5H2O

JAROCITAS

K + 3Fe+++ + 2SO4-2+ 6 OH-

KFe3 (SO4)2+ (OH)6

También se forman otros compuestos, que son de menor importancia

pero juntos ocasionan compactación.

43

CuSO4 + Fe SO4 FeCu.SO4

CuSO4 + CaO Cu.SO4 . CaO

CuSO4 + Fe (OH)2 CuFe.H2SO4

2.9.8.2 CAUSAS FISICAS

Las causas físicas están relacionadas a los principios de molienda y

que el caso de lixiviación, significa que el mineral depositado existe

un debilitamiento de la partícula, esto debido a la disolución del

cobre, o sea de la mena a lixiviarse.

Esta disolución de la mena por acción del lixiviante, deja el mineral

poroso, cuando el Cu se encuentra diseminado en el mineral, forma

puntos vacíos o porosos, lo que por acción del lixiviante, el mineral

se fracciona, en residuos finos, lo que hace que estos polvos finos se

concentren, en un espacio menor con la tendencia a una severa

compactación.

2.10 INFLUENCIAS DEL MEDIO CLIMATICO.

En el diseño de las canchas de lixiviación se considera las posibilidades

de precipitaciones fluviales, las mismas que harían variar las

concentraciones del lixiviante.

Otro factor que se considera es la cantidad de solución vaporizada, que

se puede dar debido al incremento de temperatura en las épocas en la

que se incrementa esta; la cantidad de solución de vaporización también

depende de la humedad relativa del medio por lo que esta debe ser

considerada.

En el diseño de la canchas existentes estos factores tomaban cierta

relevancia de importancia, pero esta difícil de controlar hasta que se

estableció que el mejor manejo a realizar para neutralizar estos efectos

era colocando un plástico sobre la cancha de lixiviación.

44

A continuación mostramos como ejemplo un avance en la mina Cerro

Verde.

2.11 INNOVACIONES EN LA LIXIVIACION EN PILAS DE SULFUROS

SECUNDARIOS

La Hidrometalurgia es una disciplina en constante desarrollo de nuevas

aplicaciones. Uno de los recientes campos de aplicación está en la

lixiviación de sulfuros secundarios.

Muchos de los yacimientos de la zona sur de nuestro país tiene esta

característica de minerales al parecer tienen el mismo origen magnatico

y como consecuencia de esta ocurrencia son pórfidos, nosotros no

debemos dejar de lado estos minerales secundarios sulfuros que tiene

una cantidad de cobre que puede ser extraído, en consecuencia, yo

pienso que no debemos quedarnos rezagados en esta dinámica y

aprovechemos de los avances que se están produciendo en los avances

tecnológicos y que ha venido desarrollando nuevas aplicaciones en la

tecnología de la lixiviación como el control de calidad del mineral en los

planes de abastecimiento de mineral, la necesidad y calidad de

aglomeración en tambores, el manejo de solución lixiviante en función de

la reacción global de lixiviación, entre otras. Como consecuencia de

estas innovaciones se obtiene una curva de recuperación optimizada, lo

45

que ha significado reducir el costo de producción de Lixiviación en el

orden del 50%.

Este reporte sobre la lixiviación de sulfuros secundarios de cobre a flujos

variables es la presentación de experiencias operativas y desarrollo

metalúrgico logrados en la última década de las operaciones de esta

parte de nuestra patria.

A) DESCRIPCION DEL PROCESO

Después de haber lixiviado la capa de óxidos y mixtos (MM120’ Tm)

estamos explotando los sulfuros enriquecidos de cobre, los cuales son

abastecidos al área de Chancado donde el mineral es preparado a P(85)

-3/8” apto para la lixiviación.

El mineral a 3/8” es aglomerado en tambores giratorios con adición de

refino hasta la humedad que demanda el mineral y ácido sulfúrico de

acuerdo a los contenidos de Cobre solubles en ácido y cianuro los

cuales son ensayes de rutina.

El mineral aglomerado es acomodado mediante fajas y un apilador radial

en pilas multicapas permanentes en el Pad 4. La irrigación del mineral se

realiza mediante redes de goteo las cuales han venido siendo

modificadas en función a las necesidades de aplicación de las

soluciones lixiviantes. Las soluciones PLS concentradas en cobre son

enviadas a la planta extracción por solventes de (SX) para su

purificación y posterior depositación en la planta de Electrodepositación

(Ew), obteniéndose un cátodo de calidad Grado A.

C) DESARROLLOS EN LIXIVIACIÓN

11.1- CONTROL DEL MINERAL Y CALIDAD DEL AGLOMERADO

Los parámetros del proceso para el control del mineral en el

abastecimiento a lixiviación se muestran en el siguiente cuadro.

Granulometría: chancado fino (15% +3/8”, 8% -malla 200)

46

Control del mineral: análisis secuencial de cobre soluble en acido y en cianuroAglomeración: Tambores (Tambores mas acido)Humedad: Conductividad 140 mv, (4% a 8%)Adición de acido: de acuerdo con el modelo (ecuación) y controles de pH en el

PLSTransporte de mineral: Fajas y sistemas de apilamiento.

Un parámetro importante para la lixiviación es la calidad y tipo de mineral

abastecido a la pila debida que a medida que se profundiza la

explotación del tajo la presencia de Sulfuros Primarios (Calcopirita) se

incrementa. El mineral abastecido es controlado por análisis de cobre

soluble en ácido y cobre soluble en cianuro.

A lo largo de los ciclos de lixiviación en los últimos años se ha

acumulado una gran base de datos constituida por más de 3 000

muestras de ripios y cabeza que corresponden a perforaciones a

distintas alturas de las pilas en operaciones. Los análisis efectuados por

cobre soluble en ácido y cobre soluble en cianuro realizados sobre estas

muestras han permitido correlacionar los contenidos de cobre lixiviable

frente al contenido de cobre total obteniéndose con este nuevo ratio (

TSS

Cu

CuCuR

CnAc += ) una nueva herramienta para el control de

producción de cobre basándose en la calidad mineralógica del mineral

abastecido a lixiviación.

Grafica.- recuperación vs. Ratio

47

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.6 0.7 0.8 0.9 1

R atio = ( C uSAc+C uSC N )/C uT

" %

Re

cu

pe

rac

ión

Pil

as

Pa

d 4

"

Aglomerado

Muestreo

ROM

El nuevo ratio también nos sirve como guía en la dosificación de ácido

en aglomeración, numerosas pruebas en botellas roladas, columnas y

pilas han permitido obtener los coeficientes de una ecuación modelo

que se ajusta a los distintos tipos de abastecimiento de mineral.

La ecuación de dosificación de ácido considera un porcentaje de cobre

soluble en ácido, un porcentaje de cobre soluble en cianuro y un

coeficiente por consumo de ganga.

La humedad en el aglomerado es influyente en la hidrodinámica de la

pila y viene siendo controlada por la medición de conductividad

eléctrica, ésta medición se basa en las observaciones hechas de que

para un buen aglomerado es necesario en primer lugar satisfacer la

humedad de absorción y luego el mínimo espesor adecuado de

humedad pelicular interglomérulos. Esta tecnología ha venido a

reemplazar los métodos tradicionales como la prueba del guante,

densidad aparente del aglomerado, medición de distribuciones

granulométricas de glomérulos en función de la humedad.

Grafica.-conductividad eléctrica (ke) vs. Humedad.

11.2.- MANEJO DE LAS SOLUCIONES LIXIVIANTES

Dentro de los parámetros para el control de soluciones en la lixiviación

48

VARIACION DE LA CONDUCTIVIDAD A DIFERENTES % DE HUMEDAD DE LOS GLOMEROS

0

20

40

60

80

100

120

140

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% HUMEDAD

CO

ND

UC

TIV

IDA

D (

mA

)

de sulfuros, es importante el régimen y tipo de solución aplicada, así

como la identificación de las especies mineralógicas, de acuerdo a la

especie mineralógica se determinará

el tiempo de aplicación continua y los periodos de riego – reposo en la

pila.

Cuadro.- sulfuros de cobre lixiviados en cerro verde

El mineral que se abastece tiene un contenido de 5% en pirita.

11.2.1.- Fases de la Lixiviación en Pilas de Sulfuros Secundarios

De las pilas y columnas experimentales del proyecto se estableció un

régimen de riego continuo hasta alcanzar una razón de lixiviación de 7

m3/Tm de mineral en un ciclo de lixiviación de 240 días a un flujo de 0,13

l/min/m2 (7,8 l/Hr/m2).

Grafica.-curva de recuperación del proyecto.

49

TAZA RIEGO 7,8 lt/Hr/m2

-

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Tiempo (dias)

Rec

up

erac

ión

Cu

T (

%)

0

1

2

3

4

5

6

7

Razó

n d

e L

ixia

ció

n m3 /T

m

Recuperación Razón de Lixiviación

H2SO4 NaCN

Cc Cu2S 62% 3 90 -100Cv CuS 20% 5 90 - 100En 3CuSAs 2S5 4% - 60 - 70

Cpy CuFeS 2 14% 2 5 - 8

LIXIVIABILIDAD (%)MINERAL FORMULA PROPORCION

Los muestreos realizados en las pilas a diferentes profundidades y

pruebas en columna permitieron identificar dos fases en la lixiviación de

sulfuros: la primera que está gobernada por el proceso de transferencia

de masa pasando por una etapa de transición hacia la segunda etapa

gobernada por la velocidad de reacción química.

Grafica.- fases de la lixiviación en cerro verde.

El análisis de la aplicación de soluciones en función de las dos fases

identificó que la primera, hasta concluir, requería un rate de 2 m3/Tm de

mineral llegándose con este rate a una recuperación del 60% del CuT

equivalente al 80% de la recuperación total. La segunda fase al ser

gobernada por la velocidad de reacción química demandaba menores

caudales para remover el cobre producido en estas reacciones,

decidiéndose para esta etapa la aplicación de un rate de 1 m3/Tm de

mineral.

11.2.2 Riego Intermitente

El análisis de la aplicación de las soluciones lixiviantes conceptuó el

riego intermitente a flujos variables para distribuir el volumen necesario

según la demanda de los ratios identificados.

50

FASE I

RECUPERACION DE COBRE EN EL PAD N° 4

-

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

TIEMPO (días)

RE

CU

PE

RA

CIO

N (

%)

Acción: H +, Fe+3

Caudal: Máximo

Vol.aplic.: 2 m 3/TMEsp. lix.: CuSAc, Cu 2S

Extrac.: 60%

FASE II

Acción: Fe +2/Fe+3 (bacterías) Eh = 600 mV TemperaturaCaudal: Mínimo ó CERO

Vol.aplic.: 1 m 3/TMEsp. lix.: CuS, CuFeS 2

Extrac.: 15%

FASE I

Grafica.- Tecnología de aplicación del riego intermitente

11.2.3 Calificación de las Soluciones Lixiviantes de Riego

Cerro Verde inició sus operaciones en 1977 bajo la propiedad de Minero

Perú para la lixiviación de minerales oxidados en tres Pads con

granulometrías de 2” hasta ¾”, Pads que juntamente con el Pad ROM

sirven actualmente como reactores para la calificación de la solución

lixiviante y conversión del ion ferroso a férrico, esta solución lixiviante a

18 ºC con un pH de 1,7 y concentración de 3,0 g/l de Fe3+ y 6,0 g/l de

ácido libre se usa en la primera etapa de transferencia de masa a riego

continuo, luego de concluida esta etapa la pila entra en periodos alternos

de reposo – riego con aplicaciones a flujos variables. En esta segunda

etapa la solución lixiviante fue calificada con solución de cosecha en

proporciones de 25%, 50%, 75% y 100%, obteniéndose incrementos en

el pH, contenido de férrico y temperatura de las soluciones aplicadas a lo

largo del ciclo de la segunda etapa con el fin de lograr el desarrollo

bacterial a rangos progresivos de pH y favorecer la lixiviación de la

Covelita, lo cual permitirá la eliminación de la recirculación de la solución

cosecha, con la consiguiente recuperación del inventario de cobre en la

solución.

51

434444454546464747484849495050515152525353

TASAS DE RIEGO - RECUPERACION DE COBRE PAD N° 4

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

TIEMPO (días)

TA

SA

DE

RIE

GO

(L

t/m

in.m2)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

RE

CU

PE

RA

CIO

N (

%)

RECUPERACION DE DISEÑO

RECUPERACION ACTUAL

75%

AV

AN

CE

50%

AV

AN

CE

25%

AV

AN

CE

0%

AV

AN

CE

Grafica.- Variación del pH en el Ciclo de Riego.

11.3.- INCREMENTO DE FLUJO DE PLS A EXTRACCIÓN POR

SOLVENTES (SX)

La planta original de Extracción por Solventes de Minero Perú fue

diseñada con 4 trenes y configuración 3E, 2S para tratar un flujo máximo

de 5 200 gpm. En el proceso de privatización ésta fue modificada a flujos

paralelos a la configuración 2E, 1P, 2S, mientras se realizaba la

construcción de la nueva planta de configuración 2E, 2S. Ambas

permitirían garantizar la transferencia y producción de 48 000 TM de

cobre al año a un flujo de tratamiento de PLS de 10 500 gpm.

Las continuas mejoras y prácticas operativas en la lixiviación del mineral

permitieron incrementar la producción de cobre a 60 000 TM al año,

luego a niveles progresivos de 68 000; 75 000 y para el presente año 85

700 incrementos obtenidos por la mejora en la recuperación de cobre,

calidad de mineral, un mayor abastecimiento de 28 000 a 38 000 TM/día

al Pad 4 y el nuevo aporte en la producción del pad de mineral ROM.

Para lograr estos nuevos niveles de producción; el Pad 4 conceptuado

para el tratamiento de multicapas de mineral a lixiviación permanente

con un flujo de avance de PLS a SX de 10 500 gpm; se exigía

52

pH RIEGO AL PAD 4

05

101520253035404550556065707580

0 30 60 90 120 150 180 210 240

Dias

% R

ecu

pera

ció

n

1.50

1.55

1.60

1.65

1.70

1.75

1.80

1.85

1.90

1.95

2.00

pH

% Recuperación pH Riego Continuo pH Riego Discontinuo

concentraciones de PLS mayores a 3,0 g/l hasta 4,5 g/l de cobre y un

sobreabastecimiento de mineral para mantener esta nueva

concentración. La operación del tercer nivel de pilas demostró que para

el cambio a una nueva capa se requería un mayor inventario de mineral

fresco que compensara las demoras así como mayores inventarios

estáticos y dinámicos de Cu en las soluciones.

Como resultado de la aplicación de flujos intermitentes riego - reposo

que demandaban menores caudales de aplicación, quedaron fuera de

operación bombas y líneas del Pad 4, bombas que fueron reubicadas

para el retorno del refino así como también se optimizo los sistemas de

bombeo ( líneas de tubería, cabezales y bombas), con lo cual se

incremento el flujo de riego al Pad 4 y el de avance de PLS a SX a 17

500 gpm a una concentración de 2,85 g/l de Cu, este cambio de

concentración permitió recuperar 2 500 Tm de Cu de los inventarios de

soluciones, así como también ganar un inventario de 2,5 Tm/día de Cu

por la menor concentración de PLS (lo que representa un menor

abastecimiento de mineral fresco de mina); ya que las flexibilidades de

la vieja planta y de la nueva permiten operar éstas en paralelo a un flujo

de tratamiento de 20 000 gpm.

Diagrama de Flujos de Lixiviación

53

COBRE RECUPERABLE NECESARIO PARA EL CAMBIO DE NIVE L10500 GPM

y = 99.571x 2 - 257.43x + 137.6

R2 = 0.9881

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7

CAPAS

TO

NEL

AD

AS

CU

REC

UP

.

Curva Real Curva Ajustada

RAFF

R O M PAD 2C PAD 2 PAD 3

MIX BOX2708 msnm

BOOSTER

Mine

Pond 1Pond 2

Pond 3

Crushing

Aglomeration

Pad 4

Pond 4

PLS

Water

SX - EW

RAFFTKÁcid

RAFF

PAD 1 PAD 2A PAD 2DPAD 2B

11.4.- Evaluación Metalúrgica Económica.

La incidencia económica de los cambios metalúrgicos introducidos en el

proceso así como el manejo de soluciones en la operación de estos

reactores es muy notable, esto ha permitido el incremento de la

recuperación de cobre así como la reducción de los costos de

producción por la disminución principalmente en los consumos

específicos.

- Energía de bombeo.- El consumo de energía por bombeo de

soluciones en los diferentes circuitos de Lixiviación para la producción

de cobre en 1994 fue de 0,38 kw-h/libra de cobre. Al optimizar la

aplicación intermitente del Leach Rate de Flujo Variable este consumo

fue de 0,28 kw-h/ libra de cobre producido, lo que representa una

reducción del 26 % (manejo del lixiviante y sistemas de bombeo) en el

consumo unitario de energía.

- Consumo de ácido.- Un logro importante ha sido la reducción en 53 %

del consumo unitario de ácido sulfúrico de 1,37 kg Acido/libra de cobre

en diciembre de 1994 a 0,64 kg Acido/ libra de cobre al optimizar la

aplicación de Leach Rate. Lo cuál se debe a dos causas principales, la

reducción del volumen de riego y la dosificación de ácido en

aglomeración.

- Consumo de agua.- El Leach Rate de riego intermitente permite la

utilización del stock dinámico de soluciones con su consecuente

aprovechamiento del contenido de cobre y agua, refiriéndonos al

consumo unitario de agua tenemos que este ha sido reducido en 50 %

de 0,026 m3/libra de cobre a 0,013 m3/libra de cobre.

54

Costos de Producción de Lixiviación

55

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16$

/Lb

Cu

..

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001