TECNICAS_Y_TIPOS_DE_LX_sx_ew

PROCESOS HIDROMETALÚRGICOSTÉCNICAS Y TIPOS DE LIXIVIACIÓN Preparado por Profesor Nº Páginas 82 R. Díaz, A. González, C. Infante, J. Pizarro Pedro Muñoz Nº Documento REV. 0 Fecha 15/10/2005 RESUMEN El presente estudio, denominado “Técnicas y Tipos de Lixiviación”, ha sido desarrollado en nuestra calidad de alumnos de Ingeniería Civil en Minas de la Universidad de Santiago. En el siguiente trabajo se presentan y describen las principales técnicas y tipos de lixiviación desarrolladas en la industria minera, de manera de formarnos una visión global de las tecnologías aplicadas en la hidrometalurgia. Además se describen los procesos de LX-SX-EW de algunas compañías mineras de nuestro país. Adjunto en los anexos, se presenta una publicación acerca de la “La Hidrometalurgia y su Desarrollo a Futuro”, entrevista técnica a Jorge Menacho, Gerente Técnico de Re Metallica Ingeniería (DRM) y Presidente del Comité Organizador de HydroCopper 2005. CONTENIDO 1 2 OBJETIVOS TÉCNICAS Y TIPOS DE LIXIVIACIÓN 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Lixiviación en Situ Lixiviación Bacteriana Lixiviación en Pilas (Heap Leaching) Lixiviación en Botaderos “Dump Leaching” Lixiviación de Material “ROM” 6 7 8 9 9 15 15 3 4 SISTEMAS DE RIEGO COMPAÑÍA MINERA CAROLINA DE MICHILLA 4.1 4.2 4.3 4.4 RESUMEN MINERALES DE ALlMENTACIÓN AL PROCESO AGLOMERACIÓN PROCESO DE LIXIVIACIÓN DE MINERALES 17 19 19 23 24 25 25 26 27 27 28 29 32 4.4.1 Química de la Lixiviación de los Mixtos 4.5 LIXIVIACIÓN EN PILAS 4.5.1 Preparación del Terreno Base 4.5.2 Apilamiento 4.5.3 Lixiviación en pilas 4.6 4.6.1 Proceso de Extracción por Solventes 4.7 PROCESO DE ELECTROOBTENCIÓN EXTRACCIÓN POR SOLVENTES Y ELECTROOBTENCIÓN 29 5 COMPAÑIA MINERA QUEBRADA BLANCA S.A. 5.1 5.2 5.3 RESUMEN MINERALES DE ALIMENTACION AL PROCESO AGLOMERACION 36 36 39 39 5.4 5.5 PROCESO DE LIXIVIACION DE MINERALES EXTRACCION POR SOLVENTE Y ELECTROOBTENCIÓN 40 42 42 44 5.5.1 PROCESO DE EXTRACCION POR SOLVENTES 5.5.2 PROCESO DE ELECTROOBTENCIÓN 6 7 COMPAÑÍA MINERA LOMAS BAYAS 6.1 Procesos 47 48 CODELCO CHILE - DIVISIÓN RADOMIRO TOMIC 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 RESUMEN MINERALES DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO AGLOMERACIÓN PROCESO DE LIXIVIACIÓN DE MINERALES PROCESO DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTES PROCESO DE ELECTROOBTENCIÓN 52 52 53 54 54 56 57 8 CODELCO CHILE - DIVISION CHUQUICAMATA – RIPIOS 60 8.1 8.2 8.3 8.4 RESUMEN MINERALES DE ALIMENTACION AL PROCESO PROCESO DE LIXIVIACION DE MINERALES 60 62 65 69 70 EXTRACCION POR SOLVENTES Y ELECTROOBTENCION 69 8.4.1 PROCESO DE EXTRACCION POR SOLVENTES 8.4.2 PROCESO DE ELECTROOBTENCION 9 REFERENCIAS 72 73 ANEXO 2: Chancador Primario Giratorio Allis Chalmers de 74” x 54” 48 Figura 6.3: StockPile Primario Figura 6.ÍNDICE DE FÍGURAS FIGURAS Figura 2.1: Representación esquemática de la operación de una tambor aglomerador Figura 6.4: Imagen Pila ROM en ciclo de Lixiviación 51 51 .1: Mapa Ubicación Mina Lomas Bayas 11 47 Figura 6. Compañía Minera Quebrada Blanca Compañía Minera Lomas Bayas. Codelco Norte. División Chuquicamata 6 . División Radomiro Tomic Codelco Chile. de las siguientes compañías mineras: Compañía Minera Michilla. Codelco Chile. Codelco Norte.1 OBJETIVOS Los objetivos principales de estudio se señalan a continuación: • Presentar las principales técnicas y tipos de lixiviación desarrolladas en la industria minera. • Descripción de los procesos de LX-SX-EW. carbonato de sodio para lixiviar minerales de uranio. mediante el uso de un solvente adecuado”. facilidad para su almacenamiento y transporte. tales como sulfato férrico usado en la lixiviación de minerales sulfurados de cobre. nítrico y clorhídrico. Aunque existen numerosas variantes. que se utiliza cuando la especie de valor es altamente soluble como son los sulfatos de cobre. • Sales en solución acuosa. de preferencia concentrado. tales como el sulfúrico. posibilidad de regeneración y relativa gran disponibilidad. El ácido sulfúrico es el disolvente que más se emplea en la lixiviación de minerales oxidados de cobre. y que entre los más comunes se pueden mencionar: • El agua. “es el proceso de extracción de un constituyente soluble desde un sólido. debido principalmente a su relativo bajo costo. relativa selectividad. • Bases o álcalis. el que consiste en el ataque con ácido sulfúrico. los tipos de lixiviación más conocidos son: 7 . Previo a la etapa de lixiviación se debe realizar un proceso llamado “curado o acidulado”.2 TÉCNICAS Y TIPOS DE LIXIVIACIÓN Una definición sencilla de lixiviación. cianuro de sodio o potasio para la lixiviación de minerales de oro y/o plata. Para lixiviar o disolver la especie o elemento de valor debemos utilizar solventes. sobre el mineral y seguido de un periodo de reposo o “curado”. el salitre y las calcinas de tuestas sulfatantes. 2.1 Lixiviación en Situ La lixiviación in-situ (o “en el lugar”) consiste en la aplicación de soluciones directamente sobre el mineral que está ubicado en el lugar del yacimiento, sin someterlo a labores de extracción minera alguna. Existen dos modalidades de lixiviación in situ, según la ubicación del mineral respecto del nivel freático de las aguas subterráneas: • Lixiviación in-situ gravitacional: sobre el nivel freático las soluciones deben moverse por gravedad, lo que naturalmente requiere de condiciones locales de alta permeabilidad – o de una fragmentación previa – como es el caso de los yacimientos ya fracturados por una explotación minera anterior e, idealmente, con accesos operativos en los niveles inferiores para recolectar más fácilmente las soluciones acumuladas por gravedad. Por ejemplo aquellas minas anteriormente sometidas a explotación subterránea del tipo de hundimiento por bloques (“block caving”), como es el caso de la lixiviación del cráter de El Teniente, en Chile y de San Manuel, en Arizona. O bien, son sometidos a propósito, previamente, a una tronadura masiva para su quebrantamiento en el lugar, como fue el caso experimental, probado con explosivos convencionales, a inicios de los años 1970, en Old Reliable Copper, cerca de Mammoth, Arizona. También ña Kennecott estudió el uso de una carga nuclear, en los mismos años ´70, pero varias incógnitas – en torno a la disiáción de la radiactividad y la contaminación del subsuelo que se puede generar – no fueron satisfactoriamente resueltas. • Lixiviación in-situ forzada: sin embargo, la lixiviación in-situ también se puede aplicar a yacimientos inaccesibles, ubicados debajo del nivel freático de las aguas subterráneas del lugar, en cuyo caso se hace uso de la permeabilidad interna de la roca y de las temperaturas y altas presiones que se generan a varios cientos de metros de profundidad. 8 Para su operación se inyectan soluciones lixiviantes a través de pozos inyectores – del tipo usado en la explotación del petróleo – y se succiona desde otra batería de pozos cosechadores, geométricamente dispuestos de forma de estimular el paso de las soluciones a través de la roca del yacimiento y así forzar su dilución, al mismo tiempo que se recuperan las soluciones desde la superficie. Resulta evidente que las infiltraciones y pérdidas de soluciones constituyen parte sustancial de las ineficiencias del proceso. Esta técnica se ha usado en la recuperación de diversas sales fácilmente solubles, como en yacimientos de halita, NaCl, y silvina, KCl, minerales de uranio, y también de fosfato, en los años sesenta. Para la recuperación de cobre se realizó una explotación experimental, hacia fines de los años ´80, en Santa Cruz, Arizona, por parte de U.S. Bureau of Mines y ASARCO. 2.2 Lixiviación Bacteriana Esta no es una técnica de lixiviación propiamente tal, sino un medio para lograr solubilzación de algunas especies sulfuradas principalmente, y que está estrechamente ligada a la lixiviación In Situ, In Place, en botaderos y en pilas. Las bacterias que participan en la lixiviación de minerales constituyen una de las formas de vida unicelular más notables. Estos microorganismos, de aproximadamente 1 mm de longitud, son quimiolitróficos, es decir, obtienen su energía de la oxidación de compuestos inorgánicos. 2.3 Lixiviación en Pilas (Heap Leaching) La lixiviación en pilas, a diferencia de los botaderos, en este caso el mineral tiene una mayor ley y, por lo tanto, económicamente paga por un tratamiento más complejo a través de una planta de chancado, al menos de tipo secundario y, usualmente terciario. Cuando se usa una granulometría más fina 9 – por ejemplo, después de un chancado terciario en circuito cerrado con 100% -3/8” de pulgada, como en Quebrada Blanca, o 100% - 1/4” como era el caso de lo Aguirre – entonces se hace recomendable aglomerar los finos para restituir la permeabilidad al lecho de mineral que se va a lixiviar. Adicionalmente al agua, cuando se lixivian minerales de cobre se aprovecha de agregar ácido concentrado, para efectuar el “curado ácido”. Con este método se logra también inhibir la disolución de algunas especies indeseables como el aluminio y la sílice (SiO2). Aún cuando hay operaciones que agregan el agua y el ácido directamente sobre el mineral en una correa, esta práctica no resuelve el problema de lograr una buena mezcla y efectivamente aglomerar en forma homogénea las partículas más finas en torno a las más gruesas. En efecto, esto se puede lograr en forma muy eficiente si se establece una rotación de las partículas húmedas en torno a sí mismas, lo que permite a las fuerzas cohesivas de tensión superficial – correspondientes a los estados de cohesión, por puentes líquidos, denominados “pendular” y “funicular” – mantener a las partículas unidas entre si, facilitando su transporte y apilamiento. Una vez formada la pila de lixiviación, se observa que el lecho conserva la mayor parte de estas virtudes de alta permeabilidad, líquida y gaseosa, correspondientes al producto poroso originalmente formado durante la aglomeración. En ese punto, se inicia la lixiviación propiamente tal, mediante riego por aspersión o goteo, el cual, si bien aumenta la cantidad de líquido disponible en torno a la partículas individuales, continúa manteniéndolas en su sitio, pero ahora cohesionadas en el estado conocido como “capilar”. Esto es siempre y cuando se trate de un riego de carácter no-inundado- ya que si exceden los límites de líquido correspondientes a dicho estado capilar se produce una suspensión sólido/líquido. Dado que, en ese momento, ya no hay fuerzas para mantener las partículas en su sitio, los finos se desplazan ocupando espacios 10 entre las partículas mayores y, de existir arcillas, ambos factores cumplen un rol sellante, lo que conduce a un “lecho inundado”. Evidentemente que esta situación debe evitarse, ya que para una buena operación es esencial mantener una adecuada permeabilidad. El mejor equipo para logar los efectos de mezcla y aglomeración, es el tambor aglomerador. Éste consiste en un cilindro metálico revestido interiormente con neopreno o goma antiácida, provisto de levantadores – “lifters” – para lograr una más efectiva acción de rodado de la carga, e incluyendo en el centro las tuberías perforadas para el suministro del agua – siempre agregada primero, para humedecer el mineral – y luego, algo más al interior del tambor, para el suministro del ácido concentrado. Una representación de un tambor aglomerador se muestra en la Figura 2.1. Figura 2.1: Representación esquemática de la operación de una tambor aglomerador Una variante frecuente consiste en reemplazar el agua y parte del ácido, usando soluciones pobres del proceso: refino de la planta de extracción por 11 incluso para el tratamiento en pilas de granulometría muy finas como son los relaves de flotación. En estos casos debe cuidarse de evitar que restos de orgánico – atrapado por arrastre en el SX – ingresen al tambor. Para evitar este efecto indeseable. las soluciones pobres deben pasarse por una columna de carbón activado. En estos casos también se realiza un acondicionamiento y aglomeración previa. se realiza sobre un mineral finamente chancado. Para el tratamiento de los minerales de oro también se usan pilas de lixiviación con similares métodos de aglomeración. de Minera Pudahuel. utilizando. previamente a su ingreso al tambor. La primera operación comercial usando este proceso fue la mina Lo Aguirre. normalmente protegido con una membrana de plástico de tipo 12 .solventes y/o la sangría de electrolito de la electrodepositación. tanto de riego como de recolección de soluciones son similares al caso de la lixiviación con ácido. sobre un sustrato impermeable. Las pilas se cargan habitualmente entre 3 y8 meses. que operó desde 1980 y hasta el año 2000. agua con sal y frecuentemente cemento. eso si. El resto de los sistemas. Esta secuencia combinada de operación – en que la lixiviación en pilas. usando riego no inundado. pues suele degradarse con el ácido concentrado y termina por contaminar todo el circuito de SX. De esta manera se acondiciona el lecho en PH alcalino y se proporciona una excelente permeabilidad. Después de fraguar la cal y el cemento se termina de proporcionar una excelente rigidez a los aglomerados – ya que los puente líquidos son eventualmente reemplazados por puente sólidos formados con el cemento – que permite incluso el tránsito sobre ellos con equipos livianos. carguío. aglomerado con agua y “curado” con ácido concentrado – se conoce como Proceso de lixiviación TL y su uso se ha generado para el tratamiento de minerales de cobre sean oxidados o sulfurados. impermeabilización del sustrato receptor y regadío. Para el carguío se utiliza una variedad de sistemas según el tamaño de las instalaciones de cada faena. normalmente se usa una configuración rectangular. en que una nueva capa solamente se podrá colocar cuando haya concluido la lixiviación de la capa inferior que se debe cubrir. de muy baja densidad (VLDPE) o de cloruro de polivinilo (PVC). para las pilas de tipo dinámico se puede elegir cualquier configuración aceptable para la operación de los equipos de carga y descarga.5 mm de espesor según las exigencias de cada aplicación. de baja densidad (LDPE). se ha preferido una configuración rectangular doble (dos rectángulos paralelos y adyacentes) con semicírculos en los extremos. que es donde se deja la pista de giro de los equipos de carguío y descarga. Sin embargo. En el caso particular de las operaciones mayores.1 a 1. que puede tener desde 0. Así. cuando no hay restricciones topográficas. que presentan ciertas rigideces con los equipos de transferencia de minerales. En forma similar. Para ayudar a la recolección de las soluciones se usan cañerías de drenaje perforadas y canaletas abiertas.000 ton/día (Dos Amigos y Punta del Cobre) y hasta 5 y 10. aprovechando o no la impermeabilización existente.polietileno de alta densidad (HDPE). en que las nuevas pilas se cargan sobre las anteriores. Las pilas pueden ser dinámicas – también denominadas de tipo “on-off” – en las que el mineral se remueve. o bien pueden ser permanentes.400 msnm y temperaturas muy bajas o bien mediante aspersores (tipo “wobblers” o “sprinkers”). Las soluciones se distribuyen por medio de oteros. incluso enterrados en los casos de condiciones climáticas extremas como las de Quebrada Blanca -4. La configuración de una pila permanente puede tener cualquier geometría según las disponibilidades de espacio de cada lugar. se envía a botadero después de la lixiviación y la base de la pila se puede reutilizar.000 ton/día 13 . pero generalmente se prefiere un rectángulo alargado. para faenas más pequeñas desde unas 300 a 2. no han requerido instalar el sistema recolector de la rotopala.000 a 150. Este sistema de carguío se puede aplicar tanto al esquema de pilas dinámicas como al de pilas permanentes. en Zaldívar por ejemplo. Usando se requiere remover el material ya lixiviado desde las pilas. En estos casos mayores.000 ton/día (Cerro Colorado y Quebrada Blanca) se usan correas modulares articuladas – también conocidas como “grasshppers” (saltamontes) – que terminan en un apilador de correa. desde 75. para faenas aún mayores. evitando el uso de cargadores frontales. En faenas mayores. Sin embargo. como las de El Abra y Radomiro Tomic. por ser un sistema de pilas dinámicas. alimentados con correas transportadas estacionarias y móviles. Sin embargo. o stacker”. En este caso la operación puede ser con pilas dinámicas o permanentes. se ha preferido en general el sistema de canchas de lixiviación dinámicas por el excesivo tonelaje de mineral que obligaría a un complicado movimiento permanente de avance de las correas alimentadoras con avance continuo. sin restricción.000 y hasta 50. estos equipos han operado con una pila permanente y por consiguiente. desde 10. ya que destruyen los aglomerados.(Damiana y Michilla) se usan sistemas de camiones y apiladores de correa autopropulsados. se prefieren complejos sistemas sobre orugas. normalmente se utilizan recolectores tipo pala de rueda con capachos. conocidazas como “rotopala” o “bucketwheel”. 14 .000 ton/día. 5 Lixiviación de Material “ROM” Considerando que un factor muy importante en el incremento de los costos de operación lo constituye la reducción de tamaños. Alcanzan alturas de 100 metros o más y el substrato basal no siempre es el más adecuado para recoger soluciones. Es el caso de los antiguos botaderos de ripios de lixiviación de Chuquicamata. de varios meses. formados a partir de 1915. conocidos como “estéril mineralizado”. sus leyes y la granulometría que se utilice. dando origen a la actual operación de “lixiviación de Ripios”. teniendo presente la baja ley que presenta este material marginal (entre 0. sin embargo. En ocasiones. el tiempo de tratamiento es. la técnica de lixiviación en botaderos para el denominado mineral ROM. que desde 1988 han sido lixiviados nuevamente.Para la lixiviación en pila. éstas continúan aplicándose en la parte superior y colectándose en una laguna de intersección en la roca impermeable más próxima.25 % de cobre soluble). 2.4 Lixiviación en Botaderos “Dump Leaching” La lixiviación en botaderos (o “dump leaching”) consiste en el tratamiento de minerales de muy bajas leyes. cuyas leyes pasan a ser interesantes al cabo de un cierto número de años. en general. se adopta en algunos casos. 15 . 2. de acuerdo con el tipo de mineral tratado. se trata también de ripios de lixiviaciones antiguas. normalmente debajo de la ley de corte económica para la planta principal.1 y 0. La geometría del botadero es de tipo convencional y sólo se considera depositar el material sobre un piso impermeable que permita recolectar las soluciones resultantes. 16 . tales como: • Goteros. • Seleccionar cuidadosamente los dispositivos de riego de acuerdo con los criterios ya señalados.3 SISTEMAS DE RIEGO El sistema de riego debe mojar la pila en función de la cantidad determinada en l/h/m2 que se ha definido previamente en laboratorio de acuerdo a la capacidad de drenaje del material a lixiviar. por ejemplo. • Un tipo de tamaño de gota que no sea afectado por las condiciones de ambientales. Existe una gran variedad de dispositivos de riego. Se requiere por lo tanto: • Diseñar las tuberías matrices de forma que estabilicen la presión de la línea. aumentando su diámetro o conformando anillos de presión constante. desaglomerando el material. • Un tamaño de gota incapaz de provocar la presencia de finos. esto es arrastre por viento o pérdidas de evaporación. • Calcular su distribución conciliando su área de influencia y su capacidad de flujo con las tasas de riego deseada. 17 . • Estar construido con materiales resistentes a los agentes químicos y condiciones de operación. Sus condiciones son: • Permitir un riego tan uniforme como sea posible. teniendo como consideración secundaría la concentración de las soluciones a obtener. por ejemplo. día. Los dos últimos también pueden considerarse como aspersores. etc. favorables. Cuyas características se encuentran en los catálogos de los proveedores correspondientes. Necesidad de O2 en la solución.• Aspersores. tasa de evaporación solar. Tabla 3. Riego por aspersión Recurso agua no es limitante. 18 . agua.1: Criterios de elección sistema de riego Riego por goteo Si el agua es escasa. temperaturas día – noche del medio ambiente. En la Tabla 3. velocidad e intensidad de los vientos. • Boquillas. Condiciones climáticas Peligro de congelamiento.2 siguiente se caracteriza el tipo de riego de acuerdo a ciertas condiciones operacionales y/o ambientales. • Mangueras quirúrgicas (Wigglers). Régimen de viento moderado o Régimen de viento fuerte y intermitente a ciertas horas del permanente. La elección del sistema de riego depende principalmente de las condiciones ambientales. Si el pH de trabajo no permite Aguas muy duras y peligro de precipitación de las durezas del precipitación de carbonatos. Como una forma de enfocar su crecimiento y modernización estratégicos. El proyecto contemplaba la explotación de las reservas del yacimiento Lince.. de moderada intensidad y sólo a ciertas horas del día. con el objeto de desarrollar suficientes reservas que permitiesen la construcción de una planta metalúrgica tecnológicamente más moderna. conocido hasta entonces en forma muy general. en un periodo de diez años. es una empresa minera chilena que opera desde 1959 minerales de cobre en la II Región de Antofagasta. al Norte de Antofagasta y perteneciente en un 88% al grupo Luksic y en un 12% a Inversiones del Cantábrico (Familia Cueto). en Lince y la instalación. en el mismo lugar. en 1987 Michilla decidió dimensionar el depósito de Lince.A.4 4. a cielo abierto. El proyecto Lince. correspondió a la apertura de una nueva operación minera. ubicada en el Distrito Michilla a 100 Km.1 COMPAÑÍA MINERA CAROLINA DE MICHILLA RESUMEN Minera Michilla S. La climatología del sector es desértica. El yacimiento Lince se encuentra adyacente a la Mina Susana (ubicada aproximadamente a los 22° 40' de latitud sur y 70° 10' de longitud oeste) y separado unos 300 m al suroeste de esta ultima. de una moderna planta hidrometalúrgica para el procesamiento de los minerales de esta mina que permitirá producir cátodos de cobre electrolítico usando agua de mar. con técnicas modernas de rajo abierto caracterizadas por sus bajos costos y alta eficiencia operativa a un ritmo de 19 . Chile. con prácticamente nula pluviometría y vientos de dirección dominante desde el suroeste. Además. y 10.extracción de 1. Todo lo descrito configura una unidad operativa moderna. Las soluciones ricas generadas. con un trayecto total de unos 15 Km. produciéndose cátodos de cobre electrolítico a un nivel estimado de unas 20. previamente preparado para estos efectos. que se impulsa desde Caleta de Michilla mediante bombas y cañerías hasta Lince.mar. de bajos requerimientos de capital. de longitud hasta Lince y. en media tensión (23 KV.000 toneladas anuales. en agua de . altas eficiencias y bajos costos operacionales. aglomeración del producto con ácido sulfúrico concentrado y apilamiento en pilas permanentes sobre un piso impermeable. que se establece desde el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) en la subestación Mejillones y se conduce.56% de cobre aproximadamente. 20 . no presenta conflictos ecológicos al no emitir residuos contaminantes y estar inserta en un entorno desértico.000 KW. El procesamiento de estos minerales se realizaba mediante una planta de chancado convencional. de unos 70 Km.). por una línea de alta tensión (110 KV. Todo esto en las proximidades de la mina ya mencionada y con una capacidad de beneficio de minerales equivalente a unas 4. De igual importancia es el suministro de energía eléctrica. de desnivel. y 850 m. entre los que sobresale el agua de mar. son procesadas por extracción por solventes y electrodepositación. hasta Caleta de Michilla con otro tendido interno de 15 Km.). Complementaban el proyecto los suministros básicos. El procesamiento químico de los minerales ya se inició durante la aglomeración con ácido sulfúrico y continúa en las pilas mediante técnicas convencionales de lixiviación con soluciones diluidas de ácido sulfúrico.6 millones de toneladas al año de minerales oxidados con una ley promedio de 1.500 ton/día. en promedio. desarrollado por Pudahuel a fines de los años setenta. En 1994. con lo que éste alcanzó a unos 25. lixiviación.000 ton/año de cátodo. Estefanía.En 1992 comenzó a operar esta primera instalación en el mundo que. Para lo cual se requirió ampliar cada proceso unitario. y Minera Michilla. extracción por solventes y electroobtención. es capaz de producir cátodos de alta calidad vía LX-SX-EW. Otra innovación la constituye el uso de equipos apiladores auto propulsados de bajo perfil. que reciben la carga directamente desde los camiones con tolva. La ampliación fue diseñada para tratar toda la producción de óxidos y mixtos del distrito de MichiIIa. utilizando únicamente agua de mar en la lixiviación. Para ello se usa.000 ton/año de cátodos de alta pureza. bajo un acuerdo de licencia. lo que dio origen a la planta N° 1. calidad "higher grade". El primer módulo de Lince fue construido por la asociación entre Outokumpu. Polos y la producción de pirquineros en 21 . lo que originó inicialmente una ampliación en el número de celdas de la planta de electroobtención de 90 a 104. a partir de minerales esencialmente oxidados del tipo crisocola y atacamita. o proceso T. perteneciente al grupo Luksic de Chile. En las etapas de SX se ha intercalado un mezclador-decantador como etapa de lavado del reactivo orgánico. es decir.L. de Finlandia. Este primer módulo tuvo una capacidad de 20. con los siguientes procesos unitarios: chancado aglomeración. MichiIIa emprende una segunda expansión para alcanzar un total de 50. la producción de las minas Lince. lo que exitosamente se logró a mediados de 1995. posteriormente se dio paso a la construcción de la actual planta N° 2. En breve. Hilary. el mismo proceso de aglomeración y lixiviación en pilas no inundada. para ayudar a impedir el traspaso de cloro desde el circuito de lixiviación hacia el electrolito. Minera Michilla adquirió los derechos de Outokumpu y emprendió una expansión levantando los cuellos de botella del primer módulo. Buena Vista.000 ton/año de cátodos. con un contenido de cobre insoluble de 0. El mineral es apilado a una altura media de 3 metros. Las recuperaciones son de 77% de cobre total. con un consumo neto de ácido de 47 ± 2 Kg. una etapa de lavado de orgánico y 2 etapas de reextracción. Se logran soluciones de lixiviación con concentraciones de cobre entre 5. se riega a una tasa de 0.000 l/min en las dos plantas de SX. con una ley media de cobre total de aproximadamente 1.depósitos aledaños. 22 . El cobre recuperado en SX es enviado a las naves electrolíticas que consta de 104 celdas con 60 cátodos cada una. La nave N° 1 usa la tecnología de láminas de partida de cobre.5 a 6 gpl. cada una consta de 5 equipos mezcladores decantadores.7%. El mineral es chancado 100% bajo 3/8" y luego aglomerado con agua y ácido concentrado.32 l/min/m2 durante 25 días. Las densidades de corriente nominales son de 200 A/m2 y 258 A/m2 respectivamente. Estas soluciones son tratadas a razón de 19. dos etapas de extracción.4%./ton de mineral. mientras que la nave N° 2 usa la tecnología de cátodos permanentes. Esta planta beneficia los minerales provenientes de yacimientos de la compañía.7 e índice de trabajo (moliendabilidad) igual a 22 KWH/TC.000 toneladas/año. 590 toneladas de mineral por hora.100. con una granulometría igual al 100% bajo 3/8" como producto. a través de la planta de chancado N° 1 Y que proceden de la explotación de las minas Lince y Estefanía. de las cuales: • 2. correspondiente a una matriz de roca volcánica del tipo lavas andesíticas. y que proceden de diversos yacimientos del distrito minero de la compañía.600. • 1. Los minerales mixtos provenientes del yacimiento subterráneo de Estefanía están compuestos de especies oxidadas (atacamita) y sulfurados (calcosina). en promedio. El beneficio de mineral en planta de cátodos es de 3. Actualmente se cuenta con una instalación de chancado que puede beneficiar.500. 23 .000 tonelada año de mineral de otras minas del Distrito a través de la planta de chancado N° 2. Los minerales esencialmente oxidados del tipo crisocola y atacamita provienen mayoritariamente del yacimiento a rajo abierto (Mina Lince).4. El material a procesar por las plantas de chancado corresponden a minerales oxidados y sulfurados de cobre con densidad in situ de 2.2 MINERALES DE ALlMENTACIÓN AL PROCESO Los minerales se componen de óxidos y mixtos con alto contenido de óxidos y son procesados utilizando la tecnología de lixiviación en pilas con agua de mar. que son explotados por terceros.000 toneladas de mineral por año se explotan con recursos propios. se dispone de torres de muestreo para controlar la ley de los minerales. 4. El circuito de aglomeración está configurado por dos silos y dos tambores de aglomeración. 24 .3 AGLOMERACIÓN Para cubrir los requerimientos de aglomeración de mineral se utilizan 2 tambores de 60 HP de potencia con rendimiento de 320 ton/hora./TMS y agua de mar. El bajo 3/8" de la planta N° 1 se transporta. junto al material bajo 3/8" de la planta N° 2. La planta de chancado N° 2 beneficia 150 toneladas de mineral por hora. a una granulometría 100 % bajo 3/8".Las instalaciones de chancado N° 1 tienen una capacidad promedio de 440 toneladas de mineral por hora y 100 % bajo 3/8". además. para producir la aglomeración en las partículas. a los silos de fino a través de una correa transportadora de 30" de ancho que trabaja con 25 HP de potencia. proceso fundamental para la etapa siguiente de lixiviación. En cada correa hay una balanza electrónica para controlar el peso del mineral que es enviado a la lixiviación. En esta etapa se le adiciona al mineral ácido sulfúrico concentrado. alrededor de 30 Kg. los cuales son alimentados desde cada uno de los silos mediante una correa transportadora de 30" por 25 HP de potencia. además se obtiene el efecto químico de sulfatar las especies oxidadas. es aceptado que la lixiviación de la caIcosina ocurre en dos etapas. Mayores concentraciones de ácido hacen aumentar las reacciones cinéticas y la recuperación final de cobre. Por otro lado. mejorando la reacción de estos últimos. con la primera llevando la calcosina a covelina y sulfato de cobre.4 4.1 PROCESO DE LIXIVIACIÓN DE MINERALES Química de la Lixiviación de los Mixtos Los minerales oxidados provienen mayoritariamente del yacimiento a rajo abierto. La cinética de lixiviación de estas especies es dependiente del ácido. mientras ocurre un profundo contacto entre las especies oxidadas y sulfuradas. el principal constituyente de la ganga disuelta en la etapa de curado es el Hierro. Cu2S + Fe2(SO4)3 CuSO4 + CuS + 2FeSO4 25 . La rápida disolución de las especies oxidadas y de la ganga exponen las superficies sulfuradas a las reacciones de Lixiviación. Así. Una parte importante de las especies oxidadas es disuelta durante el ciclo de curado. Los minerales mixtos provenientes del yacimiento subterráneo de Estefanía están compuestos de especies oxidadas (atacamita) y sulfurados (calcosina). ésta juega un papel importante en la recuperación de los sulfuros. Generalmente. Sin embargo. durante el ciclo de curado ácido.4. La cinética de la lixiviación de los sulfuros es teóricamente independiente de la concentración de ácido.4. Este es lixiviado a partir de la Hematita (Fe2O3) y se presenta como ión ferroso y férrico en las soluciones. la disolución de los óxidos hace aumentar el área superficial expuesta de los sulfuros. dado que el ión ferroso se oxida dentro de la pila de lixiviación. Se apila en promedio a una altura de 3 metros y se riega a una tasa de 0.5 LIXIVIACIÓN EN PILAS Esta operación utiliza dos áreas de lixiviación independientes. El mineral esta compuesto por atacamita y crisocola en los óxidos y calcosina en los sulfuros. 4. El tratamiento de mineral aglomerado que lleva al sector de pilas es de 300 ton/mes. son controladas por el férrico presente (Fe2(SO4)3). Es también aceptado que la primera etapa de la reacción de caIcosina a covelina es cinéticamente muy rápida y la segunda etapa.32 I/min/m2./ton de mineral. cinéticamente más lenta. CuS + Fe2(SO4)3 CuSO4 + S0 + 2FeSO4 Ambas reacciones como se ve. pero en promedio de 25 días se obtienen recuperaciones de cobre del orden de 77% con un consumo promedio global de ácido fresco de 47 ± 2 Kg.7% de cobre total.La segunda etapa es desde la covelina al sulfato de cobre y azufre elemental. incluido el ácido en la aglomeración. El período de lixiviación puede ser variable. por la que se conduce a los estanques de solución rica. con una ley media de 1. pero los afluentes líquidos de estos dos sectores de lixiviación se mezclan en la canaleta principal que es común. 26 . Es necesario hacer presente que las soluciones de los refinos con alto contenido de cloruro (50 gpl Cl) hacen que se aceleren las reacciones de oxidación que atacan la covelina. Sistema de impulsión y distribución de soluciones de lixiviación ácida. Preparación del terreno base de las pilas de lixiviación.000 toneladas de mineral en pilas de 3 metros de altura que serán permanentes.600.5. 4. Se pueden distinguir claramente estas tres operaciones unitarias: 1. 3. La disposición de las pilas se basa en las características naturales del terreno.1 Preparación del Terreno Base El tratamiento anual de aproximadamente 3. colección de soluciones afluentes de las pilas en un estanque de soluciones ricas en cobre y sistema de impulsión de soluciones ricas a la planta de extracción por solventes. significa una preparación de un área mensual de alrededor de 50. el cual presenta características favorables para el escurrimiento de las soluciones hacia las canaletas de recolección. 27 . Se necesita poco acondicionamiento del nivel del terreno mediante el relleno. 4. mediante el cual se formarán las pilas de lixiviación. con capacidad de 350 ton/hora. que requieren de cargadores frontales.5. Apilamiento de minerales a la altura requerida.2 Apilamiento Para cubrir las necesidades de apilamiento de mineral aglomerado se utilizan dos equipos apiladores autopropulsados con capacidad de 500 ton/hora y dos equipos apiladores menores no auto propulsados. 2.El mineral llega del área de aglomeración en camiones de hasta 25 toneladas y descarga directamente a un equipo apilador.000 m2. 32 l/min/m2 con una solución de lixiviación que se le adiciona 17 ± 2 Kg. estas soluciones tienen una concentración de 6 gpl de cobre.. mediante una red de rociadores. 4 gpl de ácido.4. Las soluciones que van a las pilas para lixiviar el mineral de cobre deben contemplar la adición de ácido sulfúrico en la línea. 28 . El flujo de riego nominal a las pilas es de 20. se dispone de dos estanques de solución rica (SR) que están en serie. y un sistema de cañerías con perforaciones. las recuperaciones de cobre total son de 77%. para efecto de limpieza. 50 gpl de cloruro. Esta solución "limpia" pasa a otro estanque de solución rica donde succionan las bombas para impulsar las soluciones ricas a las dos plantas de extracción por solventes. de H2S04 por tonelada de mineral y alrededor de 2 gpl de ión férrico. 4 ppm de sólidos en suspensión y un pH de 1.3 Lixiviación en pilas El sistema de riego por aspersión. Para la recolección de las soluciones que contienen el cobre traído desde las pilas. El primer estanque cumple la función de predecantador al retener los sólidos que vienen en las soluciones ricas de lixiviación.000 l/min.5.4. en la base de las pilas. de tal forma que se logren tasas de riego de 0. Para la recolección de las soluciones se tiene una lámina impermeabilizante. en estos estanques se adiciona un floculante NALCO 8103 para decantar los sólidos en suspensión. con una concentración de ácido variable entre 12 a 14 gpl de acidez libre. los estanques poseen las interconexiones necesarias que permiten dejar fuera de servicio cualquiera de ellos. 15 gpl de ácido.4 gpl de cobre. En esta etapa (SX) se pueden distinguir dos operaciones principales: • La primera. de esta forma el cobre es descargado desde el reactivo orgánico pasando por el electrolito.4.1 EXTRACCIÓN POR SOLVENTES Y ELECTROOBTENCIÓN Proceso de Extracción por Solventes El objetivo de esta etapa (SX) es extraer selectivamente el cobre desde las soluciones ricas de lixiviación. con el reactivo orgánico. 4 gpl de ácido. denominado electrolito. consiste en el proceso inverso al poner en contacto el reactivo orgánico cargado con un electrolito puro y fuertemente ácido.6. El cobre es extraído por reactivos especiales. conocida como etapa de extracción.4). Las soluciones de lixiviación empobrecidas. 29 . o "refino" (concentración 0. que es apropiado para la recuperación electrolítica del cobre: etapa de electroobtención (EW). 50 gpl de cloruro y 4 ppm de sólidos en suspensión). se realiza poniendo en contacto las soluciones ricas de lixiviación (concentración 6 gpl de cobre. LIX841C disueltos a un 18% en solvente Scaid-103. previo ajuste de su acidez libre. que son capaces de devolverlo en condiciones físico-química de alta acidez. 50 gpl de cloruro. • La segunda. conocida como etapa de reextracción. son devueltas a la lixiviación en pilas. transfiriendo selectivamente el cobre hacia éste último. 4 ppm de sólidos en suspensión y pH de 1. hacia otro sistema acuoso y limpio de alta acidez. De esta manera se realiza el traspaso del cobre desde un sistema impuro y baja acidez. impuras. LIX-860N.6 4. que es el de las soluciones ricas de lixiviación. que contienen además otras impurezas que se disolvieron junto con el cobre en la etapa anterior. El reactivo orgánico descargado retorna a las etapas de extracción. La emulsión es separada por simple decantación en el compartimiento decantador. además.decantadores. Por cada 1 gpl de cobre que transfiere el orgánico se consume 1. La etapa de lavado se utiliza con el objetivo de evitar la transferencia de cloro hacia el electrolito y evitar contaminar los cátodos. una etapa de lavado del orgánico antes de pasar a la etapa de reextracción. cerrando su propio circuito.54 gpl de ácido sulfúrico del electrolito. El mecanismo que permite la extracción por solventes de cobre se basa en una reacción reversible de intercambio iónico entre dos fases inmiscibles: la fase orgánica (que contiene el reactivo extractante) y la fase acuosa. El electrolito enriquecido en cobre toma el nombre de electrolito de avance (EA) y es enviado a la etapa de electroobtención (EW). el segundo es un mezclador auxiliar. La cámara de mezclado está compuesta de dos compartimientos iguales y en serie: el primero cumple la función de succión y mezclado. Cada compartimiento representa aproximadamente un minuto de retención. el resto de las etapas. provista de un agitador especial en donde se produce la emulsión de las fases orgánicas y acuosas. tienen 2 30 . Las operaciones de SX se llevan a cabo en equipos conocidos como mezcladores . Se contemplan dos etapas de extracción y dos etapas de reextracción. En las etapas de extracción los mezcladores tienen un tiempo de retención total de 3 minutos. del cual las fases son reiteradas independientemente mediante vertederos adecuados. Consisten en una cámara de mezclado. La configuración de SX contempla. normalmente inmiscibles entre si. reextracción y lavado. transfiriéndose el cobre de una fase a la otra. recuperar gran parte de este reactivo que tiene un alto valor. de agua dulce de reposición en el circuito de lavado y de 2. Este equipo permite manejar un electrolito libre de orgánico contaminante de los cátodos de cobre a producir y. 31 . diseñado para recuperar el reactivo orgánico que viene como arrastre de la etapa de reextracción (SX). de orgánico. respectivamente. tiempo de residencia suficiente para lograr la eficiencia de mezclado requerido. respectivamente. esta planta tiene una razón orgánico en borras de 1.000 l/min. El esquema de flujos es como sigue: la alimentación acuosa procedente de la lixiviación de minerales es tratada en dos etapas de extracción en contracorriente con el reactivo orgánico.2. de solución acuosa procedente de la lixiviación en pilas. Se incluye también un sistema extractor de borras desde los mezcladores decantadores y un sistema para romper las emulsiones estables y sus estanques auxiliares para recuperar el reactivo orgánico atrapado en dichas borras. El electrolito rico se hace pasar por un filtro EIMCO de 13 pies de diámetro. Todos los mezcladores .600 l/min. 8. en las etapas de lavado y reextracción se utiliza una recirculación del agua y del electrolito.decantadores operan con una razón volumétrica orgánico/acuoso (O/A) en el mezclador igual a 1. Seguidamente el reactivo cargado con cobre es lavado en otra etapa. 80 y 150 l/min. La planta de borras tiene un tiempo de agitación de 3 horas y el tiempo de reposo es de 24 horas. Los flujos nominales de cada planta de SX son de 8.000 y 11. con electrolito descargado. Para lograrlo.minutos. además. los elementos filtrantes son antracita (2 pies de altura) y arena (1 pie de altura).300 y 3.000 l/min.000 y 11. y descargado en dos etapas en contracorriente. de electrolito. El electrolito pobre (36.2 m. mediante la aplicación de la energía eléctrica para la depositación electrolítica del cobre en forma de cátodos a partir del electrolito rico (55. Los iones Hidrógeno quedan en la solución aumentando el contenido de ácido del sistema. con un espaciamiento ánodo . y están dispuestas en la nave de dos corridas paralelas de 52 celdas cada una. en un tanto que en el ánodo se produce la disolución de agua en iones Hidrógeno y oxígeno libre. de largo y 1. 35 gpl de Cl).54 Kg. Cada nave de electroobtención está dotada de 104 celdas electrolíticas productoras de cátodos de 6 m.4 gpl Cu. La recuperación electrolítica de cobre metálico se produce mediante el paso de corriente eléctrica desde un ánodo insoluble de aleación de plomo hacia un cátodo de acero inoxidable o lámina inicial. con pasillos de servicio central y laterales. Posteriormente. en tanto que el oxigeno es liberado a la atmósfera en forma de pequeñas burbujas. Cada celda tiene en su interior 60 cátodos permanentes de acero inoxidable. Las celdas son de concreto polimérico recubiertas con resina vinilester (fibra de vidrio).75 gpl de Cu. 26 gpl de Cl) es devuelto a la etapa de reextracción para cerrar el circuito correspondiente.7 PROCESO DE ELECTROOBTENCIÓN El objetivo de esta etapa es recuperar el cobre procedente de las etapas anteriores. De esta manera. se logra devolver 1. en las etapas de reextracción ese mismo ácido será usado para intercambiarse con el cobre. de ácido por cada Kg. de ancho. 316 con barra maciza de acero recubierta con cobre.cátodo de 5 cms. de cobre recuperado. o cátodos de cobre. y 61 ánodos de PbCa-Sn insoluble.4. 32 . El cobre que viene disuelto en el electrolito rico se deposita gradualmente sobre el cátodo de acero inoxidable hasta lograr un peso y espesor adecuado y comercial. que se obtienen de un grupo compuesto de 10 a 12 celdas con cátodos de titanio que diariamente producen las láminas iniciales de cobre y que. El circuito está diseñado de forma de lograr una buena circulación del electrolito en cada celda. El saldo del balance energético lo proporciona la energía eléctrica que se disipa generando calor por el efecto Joule./ton de Cu depositado) para mejorar la depositación del cobre. Esto se logra mediante alimentaciones y descargas individuales a cada celda. hasta alcanzar unos 18 Kg. 33 . por cátodo. son depositadas en los circuitos comerciales hasta completar el ciclo de la cosecha. Las naves de electroobtención tienen tecnologías diferentes.5 toneladas de levante. de 60 Kg. En la etapa de electrodepositación se agregan pequeñas cantidades de sulfato de cobalto al electrolito para inhibir la corrosión de los ánodos de plomo y evitar la contaminación de los cátodos de cobre. se agrega un floculante especial (Guarfloc 66. La nave N° 1 tiene el sistema de láminas iniciales o partidoras. mediante un intercambiador de calor de placas que enfría el electrolito pobre y pre-calienta el electrolito de avance. Las cosechas de cátodos desde las celdas se realizan mediante dos puentes grúa de 7.La cosecha de Cátodos de cobre es cada 7 días con un peso aproximado. que además sirve de aislante térmico en la superficie de las celdas. Las celdas se cubren con esferas antineblinas o esferas de polipropileno. para la Planta N° 2. para la Planta N° 1 Y 45 Kg. previa preparación de dimensionamiento. La temperatura del electrolito en el interior de las celdas se mantiene entre 40° y 45° C.267 gr. Asimismo. que se desplazan a lo largo del edificio./turno. • Unidad de lavado de cátodos de cobre. • Unidades flectadoras de los cátodos para facilitar el despegue. para lo cual se emplean cátodos de acero inoxidables. 34 . Esta operación utiliza una densidad de corriente de 250 A/m2. • Estación de encerado de los fondos de los cátodos de acero inoxidable. además se dispone de un rectificador auxiliar con capacidad máxima de 500 A.90° C. Para la etapa de lavado de cátodos se requiere agua desmineralizada a temperaturas de 80° . además se dispone de un rectificador auxiliar con capacidad máxima de 500 A. para tal efecto se utiliza un calefactor de agua caliente y una cuba de lavado de acero inoxidable. las estaciones operativas de esta máquina son: • Recepción de cátodos de cobre. de 15. • Estación de traspaso.La operación utiliza una densidad de corriente de 258 A/m2. para lo cual se cuenta con dos rectificadores de 18. marca Cegelec. de capacidad máxima. • Estación de despegado de los cátodos de cobre.000 A y 200 Volt de capacidad máxima. La nave N° 2 tiene el sistema de cátodos permanentes. Para la cosecha de los cátodos se utiliza una máquina despegadora de cátodos marca Wecmec de 200 láminas/hora de capacidad. son despachados. para lo cual se utilizan dos rectificadores marca Cegelec. previo muestreo.000 A y 260 Volt. Los cátodos cosechados son empaquetados y pesados en una romana electrónica Pesamatic y. Estación de descarga de cátodos permanentes de acero inoxidable. 35 . revestida por una membrana inerte de polietileno de alta densidad (HDPE). aglomerado con agua y ácido sulfúrico (5 Kg. El mineral de ley inferior.25%). a partir del séptimo año. hasta una plataforma de 1. Comuna de Pica. formada por el Cominco Limited (38. Bajo el 36 . seguido por extracción por solventes (SX) y electroobtención (EW).25%).5 5./t) y transportado.99%) en forma de cátodos.3 millones corresponden a mineral de cobre. ubicado a 170 Km. al SE de la ciudad de Iquique en la Primera Región. de hasta 6 metros de altura para ser lixiviado. explota la zona de enriquecimiento secundario del yacimiento Quebrada Blanca. El mineral es sometido a un proceso de lixiviación en que se utiliza el sistema bacterial thin layer leaching ó BTL lixiviación bacteriana en capa delgada. secundario y terciario. lo que permite a la empresa obtener cobre grado A (99. en el Altiplano chileno.5 %) Y Empresa Nacional de Minería (10%). patentado por la Sociedad Minera Pudahuel.1 COMPAÑIA MINERA QUEBRADA BLANCA S.. Cominco Resources International (9 %). el cual está siendo extraído desde el inicio de las operaciones. mediante una correa de 2. RESUMEN La Compañía Minera Quebrada Blanca S.A. con una capacidad de 17300 toneladas diarias) hasta un tamaño de 80 % bajo 1/4 pulgada.5 km2 donde se deposita en una pila. La explotación del yacimiento Quebrada Blanca es a través del método a rajo abierto con un movimiento de material de 33 millones de toneladas anuales de las cuales 6.A.000 metros de largo. Teck Corporation (29. Sociedad Minera Pudahuel (grupo Cruzat y otros) (13. El mineral de cobre (sulfuros con enriquecimiento secundario) es chancado en tres etapas (chancado primario. se apila en un botadero para su futura lixiviación. de cobre. radiación etc. A continuación. obteniéndose una solución rica con un contenido de 3. de peso cada uno y un metro cuadrado de dimensión. necesitan de un medio ambiente óptimo para su desarrollo. Según se ha descrito. La vida útil del proyecto es de 14 años y se producirán más de 1 millón de toneladas de cátodos de cobre y las pilas se irán sobreponiendo hasta alcanzar una altura total de aproximadamente 50 metros.000 toneladas anuales de cobre de alta pureza (99.) son controlados en forma permanente mediante un software creado por Pudahuel. Este aspecto de diseño es importante por cuanto las bacterias Thiobacillus ferroxidans que permiten la oxidación de la calcosina.99%) en forma de cátodos de 50 Kg. los que serán exportados a Asia y Europa a través del puerto de Iquique.mineral han sido colocadas cañerías perforadas para recolectar la solución lixiviada. la que es seguida por la etapa final de electroobtención (esta planta utiliza hojas de acero inoxidable como cátodos iniciales). producto que podrá ser abastecido por las plantas de ácido que el país ha construido en los últimos 37 . La lixiviación transcurrirá a lo largo de 210 días para obtener un 85% de recuperación del cobre contenido en el la calcosina. de donde se obtendrán 75. las soluciones de cobre son purificadas en una etapa de extracción por solventes. de ácido sulfúrico por tonelada de mineral. La mantención y control de los distintos parámetros de las pilas de lixiviación (temperatura. humedad. La parte superior de la pila de mineral es irrigada mediante un sistema de goteo enterrado para impedir el congelamiento en invierno y durante los meses de verano se utilizar un sistema de goteo superficial.5 gr. el método de la lixiviación en pilas utiliza corno materia prima 6 Kg. no emite residuos líquidos (RILES) al medio ambiente y tiene un bajo consumo de agua comparado con la flotación tradicional.años corno parte de sus planes de descontaminación y medio de abatir el S02 generado en el proceso de fundición de cobre. El manejar adecuadamente el trabajo en altura constituye un factor de primordial importancia en el proyecto. El proyecto Quebrada Blanca representa un aporte al conocimiento de las variables mineras y operacionales relacionadas con el trabajo en altura. Es así que desde la etapa de factibilidad se favoreció un tiempo más prolongado de los trabajadores para asegurar una mejor aclimatación y se disminuyeron las capacidades nominales de los equipos de la mina y de los equipos mecánicos y eléctricos de la planta. control de derrame de ácido y solución orgánica. almacenamiento del barro anódico y. En la mayoría de los casos el factor de corrección por la pérdida de potencia debido a la altura excede el 25 por ciento. no genera gases de fundición. ya que es la primera experiencia a nivel mundial de lixiviación bacteriana por sobre los 4.000 m de altitud y deber ser el punto de partida para la explotación de yacimientos similares en la alta cordillera andina. un completo plan para la etapa de abandono de la mina al término de su vida útil. ya que no produce relaves. Además ha considerado una serie de medidas para mitigar el impacto ambiental de sus actividades. entre ellos sistemas recolectores y supresores de polvo en las etapas de extracción y chancado del mineral. El proceso seleccionado para el tratamiento de los minerales es compatible con el medio ambiente aplicándose en este proyecto el principio de prevención de la contaminación. Lo anterior da seguridad a la faena tanto durante su operación como para una vez cerrado el yacimiento. 38 . de diámetro por 9 m de largo. El cuerpo mineralizado de Quebrada Blanca lo constituye un pórfido cuprífero con enriquecimiento secundario significativo (sulfuros como calcosina). usando 2 tambores de 3 m. El mineral tiene una granulometría de 80% bajo 1/4". al sector aglomeración. en donde.600 m de largo. Las dimensiones del depósito exceden un área de uno por tres kilómetros en extensión. se mezcla con ácido sulfúrico concentrado en una relación promedio de 7 Kg.3 AGLOMERACION El mineral chancado es alimentado mediante una correa de 1.2 MINERALES DE ALIMENTACION AL PROCESO El yacimiento Quebrada Blanca fue descubierto a comienzos de este siglo.5%./t de material y con agua proveniente del sistema de 39 . sin embargo no fue explotado por considerársele una mina de baja ley. que está entre los 80 y 120 metros de profundidad. con reservas de 89 millones de toneladas con una ley promedio de 1. A esa profundidad (entre 120 y 240 m) cambia la mineralogía de calcosina a calcopirita.3% y reservas de 250 millones de toneladas de mineral primario con una ley de 0. conocido en su parte central como "Doña Inés". 5.5. La superficie total destinada a pilas tiene aproximadamente 170 hectáreas y pendiente de 6% en dirección a los estanques.200 toneladas por hora. en forma continua.enfriamiento de los motores generadores de energía eléctrica a una temperatura de 20°C. capaces de apilar hasta 1. 5. usando para ello una batería de correas (cascadas) de 30 m de largo y un apilador radial. Inicialmente se preparó aproximadamente el 50% de la superficie 40 .4 PROCESO DE LIXIVIACION DE MINERALES El mineral aglomerado es transportado mediante correas y depositado en pilas de 6 m de altura. cubierta por una carpeta de HDPE. el resto se construirá durante la operación hasta llegar a 8 capas de 6 metros de altura cada una.30 m. con cañerías de HDPE.1 l/min/m2. para los 14 años de operación de la planta. 41 . bajo la superficie para irrigación en épocas de temperaturas extremas. La tasa de irrigación alcanza a 0. las que se ubican separadas 0. La recolección de soluciones se efectúa mediante tuberías perforadas ubicadas en la base de las pilas. Intercalados a ésta. Posteriormente es ubicado sobre la pila el sistema de irrigación.disponible. Todo este trabajo se simplifica con un equipo diseñado especialmente para el tendido de cañerías. se instalan cañerías subterráneas 20 cm. descargándolas en las canaletas perimetrales que las conducen hasta el estanque de almacenamiento. instalado en sectores de 50 x 100 metros.60 m entre sí y con goteras interiores 0. Una mezcla de 13.000 m3.5. El orgánico cargado es dirigido a un tanque de 500 m3 mientras el refino fluye hacia otra piscina de carpeta doble con capacidad para 36.5.5 gpl. Orfom SX-12. Cada uno de los extractores 42 .1 PROCESO DE EXTRACCION POR SOLVENTES La planta de Extracción por Solventes está diseñada para una capacidad de 216 ton/día de cobre. El flujo nominal de la planta de extracción por solventes es de 2.5% LIX 984 y un kerosene de bajo contenido de aromáticos.5 EXTRACCION POR SOLVENTE Y ELECTROOBTENCIÓN La planta de extracción por solventes y electroobtención estará diseñada para producir 216 toneladas diarias de cobre durante les 365 días del año. dos etapas de extracción y una de reextracción. 5. de cobre obtenida de las pilas alimentando una piscina de doble carpeta con capacidad para 36.769 metros cúbicos por hora con una solución rica de 3. es usado en contracorriente en la etapa de extracción. produciendo 75. que es bombeado de vuelta a las pilas de lixiviación. con una recuperación de un 93% aproximadamente.000 m3.000 toneladas de cátodos de cobre por año. La planta de Extracción por solvente posee 3 trenes en paralelo. con una disponibilidad del 95%. 365 días/año. a 95% de disponibilidad global. Cu son bombeados hacia los mezcladores de dos etapas del stripping. cada una con un minuto de retención. La borra removida de SX por una bomba de diafragma es tratada en una centrifuga para la remoción de sólidos en un filtro Sparkler. el orgánico pobre regresa a las celdas de extracción. Los flujos específicos son de 4 m3/h/m2. Entre la planta de extracción por solventes y electroobtención existe una fosa de estanques que tienen los sistemas que permiten la circulación de soluciones.posee 3 cajas mezcladoras de acero inoxidable. En esta etapa del proceso laboran sólo 2 trabajadores. el electrolito rico se Calienta a 40°C. Desde el decantador del stripping. uno en el área de extracción por solventes propiamente tal y uno en sector Tank Farm. a través de dos columnas para entrar a la nave. limpieza de orgánico del electrolito por flotación columnar y filtración. recuperación de orgánico por centrifugación de borras y tratamiento con arcilla 43 . Los decantadores son de concreto forrados con HDPE. El orgánico y/o acuoso pueden ser reciclados hacia el primer mezclador. El electrolito rico de 47 gpl avanza hacia el Tank Farm para la remoción de orgánico. Desde el estanque. el orgánico cargado junto con el electrolito pobre a 35 gpl. El electrolito rico pasa. de los cuales un circuito es de barrido de 44 . Los cátodos permanentes de acero inoxidable tendrán una vida útil promedio de 10 años y consisten en láminas de acero inoxidable de 3 mm. cada una con 60 cátodos permanentes de 1m2.2 PROCESO DE ELECTROOBTENCIÓN En la nave de EW. La planta de electroobtención tiene cuatro circuitos de circulación de electrolito de 66 celdas cada uno.5. Los ánodos de plomo con una aleación de calcio y estaño son forjados en frío con un espesor de 6 milímetros con una barra de suspensión de cobre. El espacio entre los electrodos será de 95 mm. de acero inoxidable y 61 ánodos de Pb-Ca-Sn y un equipo despegador de los cátodos de cobre totalmente automatizado. Cada grupo eléctrico es alimentado por dos rectificadores capaces de proveer 300 A/m2 pero que normalmente operan a 260 A/m2. Para propósitos eléctricos las celdas están divididas en dos secciones.5. existen 264 celdas de concreto polimérico. de espesor soldadas a una barra de suspensión también de acero inoxidable. en donde se junta con el rebose de las celdas comerciales (electrolito pobre). Parte de este último realimenta al stripping de SX. las 132 celdas conectadas en serie tienen una diferencia de potencial de 295 volts. La carga máxima de corriente que aporta cada rectificador es de 18. El electrolito rico alimenta directamente a las primera y el rebose de éstas llega a un estanque de recirculación. lo que significa para el circuito una corriente máxima de 36. ósea las 264 celdas de la nave están divididas en 66 celdas de sacrificio (scavenger). Cada circuito de corriente continua tiene dos rectificadores en paralelo. y de la misma manera regresan a las celdas. retornando al circuito. Hay dos circuitos de circulación de corriente continua que cubren dos circuitos de circulación de electrolito cada uno. El promedio de producción de cátodos es de 205 ton/día. 20 cátodos son transportados al mismo tiempo por cada uno de los dos puentes grúas desde las celdas hacia la stripping machine automática de Wenmec. Los cátodos son cosechados de acuerdo al peso. manteniendo el peso de cada placa de Cu a 42 Kg.000 amperes con pulsos. de seis pulsos cada uno. 45 . y 198 celdas comerciales.000 amperes. aproximadamente.orgánico (scavenger) y los otros tres son circuitos comerciales. operadores grúa horquilla y labores de mantención operativa. 46 . La planta de EW opera aproximadamente con 15 operadores por turno cuyas funciones son repartidas en la sala de control.Las placas de Cu (99. puente grúa.5 t.99% de pureza) que salen de la stripping machine son compactadas. pesadas y enzunchadas para posteriormente ser embarcadas en paquetes de 2. El producto viaja por camión hacia el puerto de Iquique para ser enviado a los clientes. stripping machine. m. 7. distante a 84 km al NE del Puerto. que conduce al Salar de Atacama y Paso Jama.1: Mapa Ubicación Mina Lomas Bayas 47 .1). Figura 6.T.500 N y 447. hasta la localidad de Baquedano. cuyas coordenadas geográficas centrales son aproximadamente 23°30’ latitud Norte y 69°34’ longitud Oeste (U. Segunda Región de Chile (ver Figura 6. a partir de donde se recorren 37 km en dirección SE por un camino en buen estado.500 E).n.M. El yacimiento se encuentra aproximadamente a 1. El acceso directo a la mina se logra desde Antofagasta por la carretera Panamericana Norte.408.6 COMPAÑÍA MINERA LOMAS BAYAS El yacimiento Lomas Bayas se localiza en el valle Longitudinal a unos 110 km al NE de la ciudad de Antofagasta.700 m.s. Los principales minerales de interés económico son los óxidos y especies supergénicas de cobre.2: Chancador Primario Giratorio Allis Chalmers de 74” x 54” 48 . El mineral chancado se descarga mediante un sistema de dos correas transportadoras. al stockpile primario (ver Figura 6.2) el que es responsabilidad de operaciones mina. Extracción por Solventes y Electrobtención. las especies más dominantes son la brochantita y la antlerita. El chancado de minerales se inicia en un chancador primario giratorio Allis Chalmers de 74” x 54” (ver Figura 6.3). 6.1 Procesos El proceso de producción de cobre consta de las etapas de Chancado. El producto de este chancador es cribado en un harnero de doble deck. Lixiviación. con una capacidad total de 130.000 tm. Figura 6. 4) con solución de Refino proveniente de la planta SX. El producto de esta pila 49 .000 t/día aprox. El producto de este último chancador es el producto final.2% CuT). Este mineral es transportado y apilado mediante correas al área de lixiviación Heap. Aparte del mineral chancado que se envía a la lixiviación Heap. Para controlar la emisión de polvo se cuenta con un sistema de supresión que agrega una mezcla de agua y aire comprimido a través de pulverizadores en los puntos de mayor emisión. El chancador secundario es del tipo de cono. La ley media de cobre del mineral chancado es de 0. (año 2003) hacia la pila que lleva su mismo nombre ROM (run of mine). la solución ILS es bombeada para irrigar a la pila Heap.El producto del chancador secundario es cribado en otro harnero vibratorio también de doble deck. Este mineral posee la granulometría resultante de la tronada de la mina y es de baja ley de cobre (0. El resultado de la lixiviación de la pila ROM es una solución un poco más rica en cobre conocida como ILS (Solución Intermedia) que es almacenada en una piscina. que al avanzar por una correa se le suman los de bajo tamaño de los harneros anteriores. El circuito de lixiviación se inicia con irrigación de la pila ROM (Figura 6. el cual es transportado y apilado directamente desde la mina en camiones tolva a razón de 55. existe otro mineral conocido como ROM (mineral de baja ley). que al avanzar por una correa se le suman los de bajo tamaño de los harneros anteriores. Desde esta piscina.500 t/día y reduce el tamaño del mineral a un 100% bajo 25 mm. de 7’ de diámetro y 375 Kwatt de potencia instalada. marca Symons. La etapa de Lixiviación se compone básicamente de 2 pilas permanentes de gran dimensión: Pila ROM y Pila Heap.45% CuT. La planta de chancado procesa 27. El producto de este último chancador es el producto final. El bajo tamaño del harnero es enviado a mezcla con el producto final y el sobre tamaño es triturado en un chancador terciario de cono cabeza corta Nordberg de 7’ de diámetro y 750 Kwatt de potencia. El suministro de agua para el Proyecto se hace a través de una tubería de 140 km de largo. 165 toneladas de cobre de alta pureza (99.99%). La planta SX es alimentada con la solución PLS a razón de 1. En esta planta un extractante líquido se encarga de extraer en forma selectiva el cobre de la solución PLS y de transferirlo a otra solución fuertemente ácida y más libre de contaminantes llamada Electrolito. abastecidos por 2 grupos de rectificadores de 44. proveniente del Río Loa en la ciudad de Calama. La mayor parte de esta agua se usa directamente en el proceso de lixiviación y una fracción menor se utiliza para alimentar a una planta de osmosis inversa. Por cada una de las 180 celdas se hacen pasar 34.es una solución rica en cobre (PLS) que es almacenada en otra piscina para desde allí ser bombeada hacia la próxima etapa del proceso. Extracción por Solventes (SX). Cuando la solución PLS ha perdido su contenido de cobre se le conoce como Refino. El Refino contiene una concentración de cobre de 0.9 g/l. Cada celda contiene 60 cátodos de acero inoxidable y 61 ánodos. la que regresa a la etapa de Lixiviación. Electrobtención (EW). 50 . El consumo de agua es de 100 lt/s promedio anual. En esta etapa el electrolito alimenta a 180 celdas electrolíticas.100 m³/h y con una concentración de cobre de 7.000 amperios de capacidad cada grupo (2 rectificadores por grupo).3 g/l.200 m³/día de agua desmineralizada. Esta agua se consume en el proceso de SXEW y en la potabilización para el consumo del personal de la compañía. Esta corriente hace que se depositen diariamente en los cátodos de acero. con capacidad de producir 1. El electrolito cargado con cobre es bombeado a la última etapa del proceso.000 amperios de corriente. 3: StockPile Primario StockPile Figura 6.Figura 6.4: Imagen Pila ROM en ciclo de Lixiviación 51 . Esta División. con 0.000 ton/año.7 7. tiene un y los sucesivos avances tecnológicos han contribuido a obtener un conocimiento más acabado del 52 .000 toneladas de cátodos de Cobre al año con una eventual expansión hasta 225. considera inicialmente sólo la explotación de 802 millones de toneladas de óxidos. se ubica en la II Región de Antofagasta. generando 150 mil toneladas de cátodos de cobre anualmente. cuyo producto esperado son 150.8%. calculada en 22 años. perteneciente a la Corporación del Cobre (Codelco-Chile) propiedad del Estado.1 CODELCO CHILE . Hace más de 4 décadas fueron descubiertos los primeros indicios de mineralización en la zona donde se ubica el yacimiento Radomiro Tomic. Los sulfuros primarios se estiman en 1. a una altura de 3. de los cuales el 95% es de grado A y el 5% restante de grado estándar. Provincia de El Loa.100 millones de toneladas. La vida útil. La recuperación metalúrgica promedio es de 80. A partir de entonces.n.52% de cobre total. Las reservas lixiviables de Radomiro Tomic suman 970 millones de toneladas. a 25 km al Norte de la Ciudad de Calama y a 250 km al Nor-Este de Antofagasta.000 m. el esfuerzo de profesionales mismo.DIVISIÓN RADOMIRO TOMIC RESUMEN El proyecto Radomiro Tomic.62% de Cobre total.m. Radomiro Tomic es uno de los factores sobre los cuales Codelco fundamenta su estrategia futura en términos de costos y de producción.s. con una ley de 0. El desarrollo del proyecto fue aprobado por el Directorio de la Corporación el 13 de Septiembre de 1995 y dos días después fue creada la División Radomiro Tomic (hoy parte de la División Codelco Norte). Debido a que en la zona en donde está ubicado el yacimiento no existen cursos de agua superficiales permanentes. La recuperación metalúrgica promedio del material extraído alcanza a 80. el agua que se debe utilizar en los procesos es abastecida mediante una cañería proveniente de las captaciones existentes en los Ojos de San Pedro. De ese tonelaje.000 m. El programa minero se enmarcó dentro de una envolvente de explotación que permitirá extraer 802 millones de toneladas de mineral con una ley promedio de 0.proceso productivo que está formado fundamentalmente por la extracción de mineral desde mina a rajo abierto.000 m y un espesor medio del orden de los 200 m. en que la especie mineralógica predominante es la Atacamita. chancado. donde Codelco Chile tiene sus derechos de agua.62% de Cobre total. 620 millones son de material Oxat.2 MINERALES DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO El yacimiento tiene una longitud aproximada de 5. 7. el nivel de reservas en categoría de demostradas alcanza a un 10%. regadío de caminos y lavado de camiones. Con respecto a las aguas servidas. El cuerpo mineralizado consiste en un volumen de óxidos ubicado bajo una capa de grava de espesor de alrededor de 100 m que rellenan un valle.000 toneladas 53 . lo cual permite producir 150.000 tpa de Cobre metálico durante el periodo del proyecto de 22 años.8%. unas 90. para ser reutilizadas en el plan de forestación. esto es. curado en correas. extracción por solventes y electroobtención. un ancho de 1. lixiviación en pilas. estas son recolectadas mediante una red de alcantarillado y recuperadas en una planta de tratamiento. Respecto a la confiabilidad de estos tonelajes y leyes.000 tpd. La extracción diaria de la mina es de 225. en que predomina la Crisocola. y 182 millones de material Oxar. 34 pH.3 AGLOMERACIÓN Este proceso se realiza a través de dos correas en serie de 6. remoción de mineral lixiviado y apilamiento de residuos.210 tph.3 kg H+/ton de mineral. en las cuales se adiciona ácido sulfúrico en forma controlada.3 gpl Cu.6-1. El equipo apilador consiste en una correa transportadora montada sobre un puente móvil equipado con un vertedero (tripper) que descarga el mineral sobre 54 . El sistema de reducción de tamaño del mineral considera un chancador giratorio fijo de 60” x 109” con una capacidad nominal de 7. sistema de apilador por capas con correa móvil tipo puente de 7. A continuación. 13-16 gpl H+.000 tpd de estéril. con una relación media estéril/mineral de 1. 1. curado en correas y depositado en pilas para lixiviación.3 pH.5. 30-50 ppm sólidos en suspensión).000 tph y 6 chancadores de cono estándar de 7’ con una capacidad nominal total de 5.02 gpl H+. 1. 10.de mineral y unas 135. obteniendo una humedad de mineral de 5%. y sistema de remoción de ripios con una excavadora rotatoria de 20 m de diámetro y correa móvil tipo puente. 7.250 tph. el proceso contempla que el mineral a un tamaño bajo 2” sea transportado.040 tph. en una razón de 6. recolección de soluciones ricas (6. 20 gpl Cl. 0. 7.5-1 gpl Cl) durante 40-44 días. Los equipos utilizados son básicamente correas transportadoras.4 PROCESO DE LIXIVIACIÓN DE MINERALES El proceso contempla la formación de pilas “on-off”.86 gpl Cu. riego por goteo con solución de refino (0. 6 kg/ton.75 m. los puentes pivotean en un extremo para girar y cambiar su posición de trabajo a la cancha adyacente. Los goteros utilizaos son Ore Max a una razón de 2 galones por hora.5 m de altura con un área basal de 280 m x 100 m cada una. se descarga el material ya agotado (ripios). El área de apilamiento está compuesta por dos canchas de lixiviación de 13 módulos cada una (cada cancha con una base de 1. obteniendo una tasa de riego de 10 l/h/m2 y un consumo de ácido total de 7. utilizando un bucket Wheel excavator (BWE) y una correa transportadora que lleva los ripios hasta el botadero donde son apilados a través de un sistema esparcidor de correas móviles.300 metros de largo por 280 metros de ancho). Al llegar al final de cada una de ellas. El sistema se desplaza controlado en forma automática por un sistema de posicionamiento satelital. A través de canaletas y cañerías de flujo gravitacional. las soluciones son transportadas hasta dos 55 . con una presión de trabajo de 280 kPa y dispuestos en mallas cuadradas espaciados a 0. y sobre una membrana impermeable de polietileno de alta densidad de 1.otra correa montada en una estructura tipo pluma o brazo. Los sistemas de apilamiento y remoción se desplazan en forma continua a lo largo de cada una de las canchas.000 tpa. El apilador acopia mineral hasta construir pilas de 8 a 8. Después de aproximadamente 44 días de lixiviación. filtros y válvulas de control y regulación. Las soluciones del proceso de lixiviación son recogidas por cañerías de drenaje dispuestas en la base de las pilas. durante los cuales se ha consumido un promedio equivalente de ácido de 300. El sistema de riego por goteo de las pilas.3 mm de espesor. está constituido fundamentalmente por cañerías de alimentación y riego. 56 .estanques desarenadores de 10. La etapa de extracción por solventes utiliza agitadores del tipo Spirok ensamblado de tubos helicoidales AISI 316L. sistema de tratamiento orgánico y bombas. Además el mezclador es un estanque de FRP con revestimiento de HDPE fabricado en Chile (Albaplast) de 5 m de alto y 3 m de diámetro. extraer selectivamente el cobre contenido en las soluciones de lixiviación y transferirlo a un electrolito puro para ser procesado en la nave de electroobtención. de tecnología VSF. en este caso.000 m3 en total. 7.5 PROCESO DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTES Es un proceso de intercambio iónico que permite. y posteriormente. El patio de estanques está conformado por un estanque de orgánico cargado de 1. con una capacidad de tratamiento de 1. revestida en HDPE. fabricado en Chile. planta de tratamiento de borras. Cada tren está formado por dos etapas de extracción. coalescedores. El decantador (Settler) es una estructura de concreto. un estanque de alimentación de filtros. con circulación de flujo vertical fabricado en Finlandia. hasta dos pozas de soluciones ricas (PLS) de 40. cubierto con FRP.500 m3/h cada uno. La planta está formada por tres trenes de extracción por solventes. filtros de electrolito.000 m3 cada uno. una etapa de lavado y una de reextracción. El botadero está diseñado para una altura de 40 a 50 m sobre terreno especialmente preparado para recibir este material y esta ubicado en el extremo norte de las instalaciones del proyecto. y sus dimensiones son 28 m de largo x 28 m de ancho x 2 m de alto. columnas de flotación.450 m3 de capacidad. 500 a 5. su porcentaje de llenado es de 90 a 100% a rebose. El electrolito pobre tiene concentraciones que alcanzan a 33 gpl de Cu. que corresponde a la última del proceso productivo. las cuales tienen un tiempo de residencia de 4. el electrolito rico (48 gpl de Cu. El contenido de acuoso en orgánico en la entrada es de 1. 27-37% de acuoso y 3-17% de sólido. diluido al 25% en solvente Scaid 100. Los principales equipos e instalaciones son un estanque de electrolito rico de 733 m3 de capacidad. 608 celdas en la nave de electroobtención (532 celdas de electroobtención y 76 celdas de limpieza) con dimensiones 6.5 gpl de Fe máx. se envía a las celdas de electroobtención donde el cobre contenido en el avance es depositado en cátodos. a través del proceso de electrólisis. 7.. Para la recuperación de Cobre se utiliza el reactivo extractante Acorga M5640. El proceso de extracción por solventes se lleva a efecto en estanques mezcladores-decantadores con una solución PLS de 6. La planta SX cuenta con columnas de flotación de 8 m de altura y 4 m de diámetro.3 min. 150 gpl de H2SO4.Para la alimentación de arrastres físicos existen 6 equipos coalescedores de 6 m de altura y 6 m de diámetro. En la planta de borra existe 50-65% de orgánico.5 m.5 gpl de Fe máx. 1.42 m de largo 57 . Para la remoción de orgánico desde el electrolito de avance a la nave electrolítica existen 6 baterías de filtros cilíndricos de 5 m de altura y 5. 170 gpl de H2SO4.6 PROCESO DE ELECTROOBTENCIÓN Durante esta etapa. ≤ 20 mg/l de Cl. con un tiempo de agitación de 2 horas y tiempo de reposo de 24 horas.86 gpl de Cobre. 1. el elemento filtrante utilizado son bolsas plásticas oleofílicas de polipropileno con una altura de lecho flotante de 3. ≤ 20 mg/l de Cl) generado en la etapa de reextracción de la planta de extracción por solventes..000 ppm y en la salida de 80 a 150 ppm.24 m de diámetro. 4 x 38. fabricados por T. barra está envuelta en una cobertura de plomo de 0. Asimismo.018 mm de ancho x 3. de sección 18 x 33.9-48. Cada celda contiene 60 cátodos permanentes de acero inoxidable 316L. tiene 1. intercambiadores de calor.5 kg diarios). el electrolito alcanza una temperatura en las celdas de limpieza de 39-39.053 El soporte (barra) es de Cobre. 2 puentes grúas automatizados de 8 toneladas de capacidad cada uno para cosecha de cátodos y dos máquinas lavadoras y despegadoras de cátodos con una capacidad de 500 cátodos por hora. En los bordes verticales de la lámina se instalan bandas protectoras aislantes Scheibler de 24 mm de ancho x 1. 3 rectificadores de corriente continua.78 mm. soporte es de Cobre electrolítico ETP-100. alrededor de 120 mg/l en el electrolito (90 kg diarios). cuenta con 61 El Esta plancha caliente de aleación con una sección transversal de 25. cada una.5 a 1 mm de espesor.7 ºC y en las celdas de electroobtención 46. Este proceso utiliza una densidad de corriente de 275 A/m2. Caid en EE. el cual ayuda a producir un deposito fino y denso en la superficie del cátodo.x 1. 0. El espaciamiento ánodo – cátodo es de 50 mm.UU.1 ± 0.08 mm de espesor). ánodos permanentes.396 m de alto. Esta lámina tiene una terminación pulida brillante del tipo 2B. 58 .1 mm. con un área efectiva de depositación de 1 m2 por cara (1.2 kg/ton de Cu depositado (83.1 ºC.A. se disuelve sulfato de cobalto heptahidratado en agua en una concentración aproximada de 1 – 5% de Cobalto.413 ± 1.232 mm del argo x 1. constituidos por una Pb/Cd/Sn (1. mm de largo.5 mm de largo Además. En esta etapa se agregan pequeñas cantidades de sulfato de cobalto al electrolito para inhibir la corrosión de los ánodos de plomo y evitar la contaminación de los cátodos de Cobre. se agrega un floculante especial Guartec.3 m de ancho y 1.192 mm de largo x 936 mm de ancho x 6 mm de espesor). 6 filtros electrolito de 293 m 3/h c/u.400 Tm/h. 2 estanques desarenadores de 10.000 m 3. 1 estanque de orgánico cargado de 1. 3... despegue de cátodos. Los cátodos de Cobre de alta pureza (95% Grado A. La demanda estimada del proyecto es de 70 MW. en tanto.300 m x 280 m de base c/u. en el marco del plan de producción de 150. El suministro eléctrico es entregado por Central Tocopilla a través de un sistema de 220 KW hasta la subestación Radomiro Tomic. 2.42 m x 1. 1 estanque de alimentación filtros de 1. siguiendo la ruta Calama-Antofagasta.. 2 Puentes grúas Femont de 8 ton c/u. tales como control de corriente.615 Tm/h.7 NKMJ/h 608 celdas de 1. cap 733 m 2/h c/u.000 m 3 c/u.000 a 250. 2 máquinas lavadoras y despegadoras de 500 cátodos/h c/u.000 m 3.Lixiviación 2 canchas de 1.399 m 3.Este proceso es altamente automatizado en sus diferentes etapas. 1 estanque de recirculación de 2.396 m.3 m x 6. 1 de lavado y 1 de reextracción). 1 Stock Pile de Mineral de 60.000 ton/año.000 ton/año de cátodos de Cobre. empaquetados para su exportación. 2 estanques de PLS de 40.Electroobtención 1 estanque electrolito rico de 733 m 3 2 intercambiadores de calor de 68. proviene de la División Chuquicamata.450 m 3 3 columnas de flotación de 400 ft.071 m 3 c/u.Chancado 1 Chancador Giratorio Fuller 60”x110” 1 Correa transportadora Good Year 9. 1 laguna de emergencia de 215. ubicada al sur de la planta de electroobtención..000 m 3 (total). El consumo de ácido es del orden de 240. e incluso el embarque de paquetes de cátodos en los camiones. 5% Grado estándar) del orden de 400 tpd. 6 coalescedores de 750 m 3/h de caudal c/u.500 tpd 6 Chancadores de Cono estándar Symons de 7’ 1 apilador de mineral Rhaco de 6. programa de cosecha y muestreo. son transportados en camiones al puerto de Antofagasta. 4. 59 . 1 estanque de solución de refino de 42.Extracción por Solvente 3 trenes tecnología VSF (2 etapas extracción. Principales Equipos de la Planta 1. El suministro de ácido sulfúrico. hoy Subgerencia General de Explotación y Desarrollo de Recursos Lixiviables. cuando la Mina Chuquicamata empezaba a abrir sus puertas a la producción de cobre. Bateas de Lixiviación para la percolación del mineral oxidado.DIVISION CHUQUICAMATA – RIPIOS RESUMEN Chuquicamata (Ripios). Secundario y Terciario.706 t de mineral oxidado en el área de chancado. perteneciente al mayor productor nacional de cobre en Chile. Planta 60 . Nació entonces un proceso Minero Metalúrgico que estaba conformado por un desarrollo minero de la Mina Chuquicamata. Dragas para la extracción del ripio generado. a través de su proceso de lixiviación en bateas iniciaba la recepción de 247. Hacia el año 1915.1 CODELCO CHILE . compañía de propiedad de! Estado. una instalación de Chancado Primario. la entonces Superintendencia Extracción.8 8. es una de las Divisiones de la Corporación del Cobre (Codelco-Chile). Ubicada en la II Región a 200 Km al NE de Antofagasta. 61 . con nuevas instalaciones necesarias para el cometido. Sur. Salvo bolsones aislados. que posteriormente pasó a llamarse Mina Sur. Posteriormente. era una realidad que en 1970 se iniciaba el agotamiento de mineral oxidado de la Mina Chuquicamata. se inició una campaña de búsqueda de un yacimiento de reposición que le diera continuidad a las operaciones. debido a que con el transcurrir de los años se debió apilar en botadero la interesante cifra de alrededor de 500 millones de toneladas de ripio. recuperando el cobre contenidos en ellos y obteniendo como producto final citados de alta pureza. Esto. Con variaciones en los ciclos de lixiviación la incorporación de la aglomeración en correas y el transporte masivo de ripios en camiones. ocupando un área cercana a los 3. proceso que a la fecha se realizaba adicionando ácido sulfúrico en correas. con un contenido promedio de cobre de 0. el tratamiento del mineral de Mina Sur pasó a ocupar las mismas instalaciones del año 1915. un stock pile y una correa para unir con el Chancado Secundario ya existente. merece una atención especial la generación de ripio. Por esto. una correa de transporte de mineral. El año 1987 se instalaron las plantas de SX-EW del proyecto Ripios Chuquicamata. Dada la magnitud. en 1988. tales como un Chancado Primario en la Mina. con le entrada de nuevos proyectos se incorpora la Aglomeración en Tambores de los minerales de Mina Sur. pero que después de 72 años se elevaría como la base de uno de los proyectos hidrometalúrgicos más grandes de la División. las que fueron depositadas en un botadero al Sur de las actuales instalaciones de lixiviación. Permitiendo el beneficio de los ripios oxidados.3 % que en aquel entonces no presentaba ningún atractivo económico.Decloruradora para la purificación de la solución y una Planta de Electroobtención de cobre. Surgió así la Mina Exótica.5 kilómetros cuadrados. producto de la lixiviación del mineral. Las características físicas de los ripios son las siguientes: • Granulometría 75 % -1/3” 62 . fue necesario la construcción de la Planta de Extracción por Solventes y de la Planta de Electrodepositación. para lo cual la Subgerencia monta una planta de lixiviación por agitación que permitiría a la actualidad tratar 200 toneladas de polvo por día. se concreta una nueva idea: el Proyecto Lixiviación Botadero de Ripios.5 km2. El "Ripio Chuqui".2 MINERALES DE ALIMENTACION AL PROCESO El botadero de ripios está ubicado al extremo Norte del yacimiento de Mina Sur y se extiende sobre un área de 3. al incorporar una producción adicional de 154 toneladas de cobre al día. baja su ritmo a 8 módulos anuales para dar paso a una lixiviación en serie con los ripios aglomerados de Mina Sur.El mismo año se inicia el proyecto de lixiviación de los polvos de la fundición. las que luego de innovaciones técnicas y operacional es se mantienen funcionando para 350 toneladas de cobre al día. Como se dijo anteriormente.3%. su envergadura fue de tal magnitud que. que se viene lixiviando desde 1987 a razón de 13 módulos al año. en él se hallan acopiados alrededor de 500 millones de toneladas de ripios procedente de la lixiviación de los minerales oxidados de la Mina Chuquicamata con una ley media de cobre total de 0. El acopio de los ripios Chuqui en el botadero se hizo preferentemente a través de transporte por ferrocarril. 8. Amanece julio de 1988 y junto con el advenimiento de este mes. Este consiste en lixiviar los ripios generados por la lixiviación de los minerales de la mina Chuquicamata y que fueron acopiados desde el año 1915 hasta el año 1970. 5 km2. que no presenta. Dicha Falla separa a la roca fundamental en dos ámbitos diferentes. que es cruzada de norte a Sur por la Falla Oeste. La granodiorita Fortuna es una roca de color gris claro.8 • Porosidad del lecho (%) 30 • Humedad residual. de grano grueso.6 • Densidad aparente (g/cm3) 1. textura porfídica a hipidiomorfa granular. mineralización. 63 . El botadero de ripios Chuqui se extiende sobre un área de 3. Hidrotermal. covelina y bornita entre las especies sulfuradas. El área Oeste está constituida por granodiorita Fortuna que corresponde a una roca terciaria y el área Este por rocas metamórficas de edad paleozoica. mencionada anteriormente.• Peso especifico 2. chalcantita y antlerita entre las especies oxidadas y calcopirita. El análisis mineralógico indica la presencia de atacamita. media (%) 4 Del total de cobre contenido en los ripios el 55% se encuentra en la fracción -100 mallas. está formada por clastos sub.5 m y una matriz areno-limosa. La roca fundamental esta cubierta por gravas de edad terciaria originadas por corrientes de barro depositadas en forma caótica. Las gravas terciarias están cubiertas con gravas recientes que también corresponden a corrientes de barro las que no presentan cementación. redondeados de granodiorita Fortuna que pueden alcanzar tamaños de hasta 1. formada por clastos angulosos de longitud no superior a 20 cm y una matriz areno-limo-arcillosa de cementación media a baja. 64 . El sector está afectado estructuralmente por la Falla Oeste. Las gravas terciarias poseen cierta permeabilidad. la que se reduce sólo cuando esta mineralizada. como producto de la fricción entre bloques. El área Este está cubierta por grava Exótica de petrografía heterogénea. sin selección granulométrica y con estratificación limitada a cada corriente de barro. La grava de la zona Oeste. y que en la roca fundamental desarrolló de 40 a 50 m de material arcilloso. en algunas zonas.. a veces alterada y con un grado de cementación medio.ni ha sido sometida a esfuerzos tectónicos que modifiquen sus características físicas. Las gravas terciarias también fueron afectadas por la falla formando una salbanda arcillosa de unos 25 cm de espesor. llamada Fortuna. Las rocas metamórficas del área Este son del tipo gneis. mineralización sin mostrar alteración. Este tipo de gravas se extiende hasta el alto topográfico de roca fundamental por el Este. Entre la Falla Oeste y el alto topográfico se encuentra grava mineralizada con cobre y algo de manganeso que impermeabiliza parcialmente el depósito. originadas a partir de rocas intrusivas y presentan. el cobre lixiviado al exterior de las partículas de mineral. favorecido por la evaporación natural del agua residual. La determinación de la cinética de disolución de cobre contenido en los ripios y el consumo de ácido.000 t. La presencia del cobre en una proporción superior al 50 % en la fracción más fina del mineral se debe a la acción lixiviante del ácido residual contenido en los ripios al momento de ser depositado y al transporte. 65 . debido a la pendiente natural tiene la forma de una cuña que en su borde norte tiene una altura de 5 m y en su borde sur es de 120 m La lixiviación de los ripios en el botadero mediante percolación por gravedad de las soluciones lixiviantes.3 PROCESO DE LIXIVIACION DE MINERALES El botadero ubicado inmediatamente al sur de las bateas de lixiviación. 8. La superficie del bloque Este es una dorsal de dirección Norte-Sur. lo que precipita al estado de sulfato sobre la superficie de éstas. Estas soluciones atraviesan verticalmente los ripios y gravas del subsuelo hasta alcanzar el estrato impermeable formado por la roca fundamental o por gravas cementadas donde escurren horizontalmente hasta la línea de captación de soluciones formada por una cortina de roto túneles y dos túneles de drenaje.El contacto grava-roca del bloque Este está más alto que el bloque Oeste. comienza a formarse una estribación rocosa o dorsal en la misma dirección. La superficie rocosa del bloque Oeste es un plano que desciende hacia el Sureste y en su extremo Sur. por difusión. formando en conjunto una quebrada cuyo eje central desciende hacia el Sur y coincide con la Falla Oeste. son irrigadas mediante un sistema de distribución por goteo. se hizo a través de pruebas de lixiviación en columnas de 1 lt y de pilas de 10 t y 50. alcanzándose una extracción del 50% del cobre en un periodo de 90 días. densidad y gamma neutrón. velocidad de escurrimiento. producto fundamentalmente de la neutralización de las gravas en el trayecto de la solución de lixiviación hasta el sistema de captación. permeabilidad de lecho de ripios. de la superficie cubierta por el botadero. ubicación del nivel de escurrimiento y sistema de captación de soluciones. En la medición de velocidades de escurrimiento se usó la técnica de inyección de trazadores químicos y radiactivos. la información proporcionada por el perfilaje geofísico a través de ensayos de rayos gamma. direcciones de escurrimiento. Después de este tiempo la velocidad de extracción está limitada por la velocidad de difusión y por la refractariedad al ataque ácido de las especies minerales menos solubles.Para determinar: la tasa de irrigación. efecto de la altura de columna de ripios y gravas. Las gravas Fortuna tienen un consumo de ácido de 2 kg/t grava y las gravas Exóticas del sector Este de botadero consumen 13 kg/t grava. También se aprovecho. está conformada por grava Fortuna y en 66 .5 kg/kg Cu. se realizaron pruebas puntuales de inyección de soluciones y pruebas de lixiviación directamente sobre el botadero de ripios. Dado que más de la mitad del cobre se halla contenido en la fracción más fina de los ripios. éstos presentan una alta cinética de disolución. El consumo de ácido es muy bajo y no supera los 2. Esta diferencia en el consumo de ácido de las gravas se compensa porque el 80%. proveniente de la etapa de extracción por solventes.5 gpl Y afectar el comportamiento de los reactivos orgánicos usados en la etapa de extracción por solventes. en la etapa de lixiviación. Durante el periodo experimental. Esta última está limitada por la menor permeabilidad de las gravas del subsuelo. Se observó también una alta permeabilidad. no observándose zonas de compactación diferencial ni estratificadas. las cuales. Los niveles de impurezas en las soluciones son reducidos y no se espera un incremento importante por el reciclo de las soluciones de refino. salvo en la superficie donde se encuentra una capa compactada de hasta un metro de altura provocada por el tráfico de vehículos pesados. 67 . especialmente por las gravas Exótica de la zona Este. El botadero de ripios se muestra en toda su extensión homogéneo e isotrópico. El área cubierta con grava Exótica se reduce a 20% y con espesores que no superan los 30 m.espesores que varían de 20 a 80 m. Dicha capa será acondicionada mediante una operación de rastrillado con bulldozer. el cual puede alcanzar niveles de hasta 0. poseen una granulometría más fina y uniforme que las gravas Fortuna. la impureza que resultó ser más nociva fue el molibdeno. propias de este proceso. pudiéndose alcanzar tasas de irrigación de hasta 12 l/h m2. Impurezas tales como el cloro y el manganeso pueden verse incrementados durante la lixiviación de aquella zona del botadero ubicada en el Paleocanal por la lixiviación que pueden producir las soluciones al escurrir sobre las gravas mineralizadas que conforman la Extensión Norte de la Mina Sur. como ya se señaló. ya que estarán controladas por las pérdidas de solución por infiltración. Las pruebas piloto de lixiviación desarrolladas sobre el botadero de ripios confirmaron que el sistema de captación de soluciones operaba eficientemente. donde se amplía la sección de flujo debido a su menor permeabilidad y a medida que se acerca al estrato impermeable y por la pendiente de éste comienza a cambiar de dirección dirigiéndose hacia el Sur. distanciados cada 5 m y perforados entre el talud Sur del botadero y el rajo Mina Sur. Cada uno de estos tiene una estación de bombeo.6 gpl. La solución lixiviante. Las estaciones operan en serie con una Estación de Bombeo de 68 . atraviesa todo su lecho recuperando cobre. En el sector del Paleocanalla base de escurrimiento es el lecho de la grava mineralizada y en el sector Este es la roca metamórfica.300 m en total.5 kg/kg Cu. hasta los túneles de drenaje que circunda el talud sur en toda su longitud. De acuerdo a las características geológicas del subsuelo en el sector Oeste del botadero.000 t cada uno al año. Por otro lado. El consumo de ácido proyectado para todo el proceso variará a 2 a 2.El escurrimiento de soluciones ocurre casi verticalmente a través de la columna de ripios hasta alcanzar las gravas. provista de bombas verticales. La velocidad de escurrimiento de las soluciones es de 3 m/día. La recuperación de soluciones se estima que alcanzará el 85% y la concentración media de cobre será de 4 a 5. altura promedio de 80 m. Para la captación de las soluciones se uso una cortina de perforaciones (rototúneles) de 28 cm de diámetro. la base impermeable es la roca fundamental y el escurrimiento ocurrirá a nivel de gravas. por sistema gota a gota irriga el ripio a razón de 8 a 12 Uh/m2. el Botadero de Ripios está siendo lixiviado a razón de 13 módulos de 2.409. y se descarga por un sistema de rototúneles a 2 túneles con salida a la Mina Sur que hacen un largo de 3. 1 EXTRACCION POR SOLVENTES Y ELECTROOBTENCION PROCESO DE EXTRACCION POR SOLVENTES Las soluciones provenientes de la lixiviación en bateas del mineral oxidado de la Mina Sur y de la lixiviación de ripios Chuquicamata se mezclan conformando aproximadamente 1200 m3/h de 'solución. 8.5 gpl de Cu.Reforzamiento. La solución refino es devuelta a la etapa de lixiviación. es irrigada nuevamente sobre las áreas de ripio que se están procesando. la que en definitiva impulsa la solución hacia la Planta de Extracción por Solventes.4 8. donde luego de agregar el agua de reposición y ajustar su concentración de ácido.4. para alimentar la Planta de Extracción por Solvente. La purificación y concentración de las soluciones de cobre provenientes del proceso de lixiviación se logra en una Planta de Extracción por Solventes donde se genera un electrolito fuerte. La solución enviada a la planta de Extracción por Solventes alimenta 2 pozos con una capacidad total de aproximadamente 69 . para electroobtención de 45 gpl de Cu y una solución empobrecida (refino) de 0. Con 10 gpl Cu. El retiro de contaminaciones acuosas en eI reactivo orgánico se realiza en 5 unidades llamadas Coalescedores de patente Divisional y. para conformar un electrolito avance de mayor concentración de cobre. estanques y bombas para impulsar los fluidos.4. El electrolito gastado se recicla a la Planta de Extracción por solventes con una concentración de 30 gpl. Esta.2 PROCESO DE ELECTROOBTENCION La Electrodepositación del cobre contenido en el electrolito fuerte se logra en una Planta de electroobtención para producir cátodos de alta pureza. dentro de lo más importante. Desde éstos. encargadas de traspasar el cobre extraído en las etapas de extracción a una solución de alto contenido de cobre proveniente de la Planta de Electrodepositación.28. 70 . La extracción y reextracción de cobre se realiza gracias a las características de un extractante orgánico que tiene las bondades de captar cobre en las etapas de extracción gracias al alto PH existente y de descargar cobre en las etapas de reextracción gracias al bajo PH existente. 8. por medio de bombas verticales dispuestas en pozo y balsa. eI retiro de contaminaciones 'orgánico en el electrolito se realiza en 5 filtros de diseño Divisional y 6 filtros marca Degremont.000 m3. donde es reutilizado en dicho proceso. reextracción. se alimenta la etapa de extracción E-1 de la Planta. 52 gpl Cu aproximadamente. La planta tiene dos unidades mezcladoras decantadoras de. Además se encuentran instaladas una unidad mezcladora decantadora lavadora de orgánico (disminuye Contaminaciones de acuoso) y una unidad decantadora para retirar contaminaciones orgánicas en el electrolito de avance. la que una vez agotado (solución refino) vuelve al Botadero de Ripios donde se acidula con ácido sulfúrico para constituirse en solución lixiviante nuevamente. está conformada por dos etapas mezcladoras decantadoras de extracción(E-l y E-2) encargadas de extraer el cobre recibido desde la solución. La Planta cuenta además con una instalación para la recuperación de orgánico desde el Crud. La Planta esta provista de 550 celdas electrolíticas cargadas cada una con 60 cátodos sistema láminas iniciales y 61 ánodos aleación Pb-Ca-Sn y 8 celdas con 63 cátodos permanentes de titanio y 64 ánodos aleación Pb-Ca-Sn. 71 . 3 Transforectificadores. 1 Romana Schenk para el pesaje oficial del embarque de cátodos. pesan aproximadamente 73 kg Y se conforman en paquetes enzunchados de 2000 kg para ser embarcados a carros de ferrocarril que los llevan al puerto de Antofagasta. 3 Estanques de almacenamiento y transferencia de soluciones provistos de bombas centrifugas para la impulsión. 1 Máquina Manual de Lavado de Cátodos. 1 Máquina Automática Lavadora de Cátodos.El electrolito avance generado en la Planta de Extracción por Solvente es enviado a la Planta de Electrodepositación donde se produce la electrólisis con la consiguiente producción de cátodos. la Planta posee entre la principal maquinaria. 1 Máquina Remachadora de láminas iniciales. Los cátados que se generan por la depositación sobre una lámina inicial de cobre. Además. 1 Máquina Dimensionadora de Láminas Iniciales. para la producción de láminas iniciales de consumo de la misma Planta. 1 Puente de Transferencia de grúas al interior del edificio. 2 Puente Grúa Demag y 1 P&H para el movimiento de Electrodos. en un ciclo de 7 días. Alfaro. Olivares.. Domic M.9 REFERENCIAS Esteban M. procesos y aplicaciones. Extracción por Solventes y Electroobtención”. 2001. fundamentos. “Hidrometalurgia”. 72 . 2000. Universidad de Antofagasta. Seminario “Estado del arte en lixiviación en Pilas. ANEXO 73 . Gerente Técnico de Re Metallica Ingeniería (DRM) y Presidente del Comité Organizador de HydroCopper 2005. en una concentradora al cabo de 1 a 2 horas el cobre contenido en el mineral ya es concentrado final. los últimos constituyendo alrededor del 80% del negocio minero a nivel mundial. mientras que en la lixiviación en pilas deben pasar semanas o meses. los recursos lixiviables existentes en la naturaleza son limitados en relación a los no lixiviables. Así. En efecto. Por lo demás. Así entonces. las plantas de lixiviación son enormes comparadas con las plantas concentradoras. denominado HydroCopper 2005. Diferencias entre la hidrometalurgia del cobre respecto a otras rutas de procesamiento La Hidrometalurgia se rige por constantes de tiempo mucho mayores que el procesamiento de minerales. obtenido principalmente desde fundiciones que procesan los concentrados. Evidencias de estos resultados serán algunos de los tópicos que se tratarán a contar del 23 de Noviembre próximo. se muestra como la vía de proceso más económica para producir cobre en la forma de cátodos. la hidrometalurgia aparece como un aspecto bien evolucionado en lo que a tratamiento de minerales se refiere. porque para su desarrollo requiere ácido sulfúrico. a capacidad similar.LA HIDROMETALURGIA Y SU DESARROLLO A FUTURO La Biolixiviación en la generación de nuevos conocimientos Entrevista Técnica a Jorge Menacho. Justo cuando el desarrollo tecnológico de la industria minera ha experimentado varias innovaciones desde sus inicios en nuestro país. Por otro lado. Revista Área Minera – Agosto 2005. la hidrometalurgia no puede crecer de manera independiente. 74 . en el Tercer Taller Internacional de Hidrometalurgia del Cobre. 5 m por 0. De hecho. la disposición de grandes masas de ripios lixiviados podría a futuro generar focos de contaminación frente a cambios climatológicos de largo plazo. la línea hidrometalúrgica completa puede ser 10-20 centavos de dólar/libra más barata que los cátodos electrorefinados. a las cuales van unidos los ramales provistos con múltiples goteros. en términos ambientales. lo que 75 . recursos de sulfatos secundarios que en el pasado se habrían procesado por la vía de flotación. En algunos casos se nivela y se “rutea” la superficie de la pila recién formada. con Generalmente se parte regando a tasas de irrigación entre 5 L/h/m2 y 30 L/h/m2. bajo caudal e intermitencia en la etapa de “sembrado” o “humectación” de la pila. hoy se considera como primera opción su beneficio por lixiviación en pilas. previo al armado del sistema de riego. El riego puede ser permanente o intermitente. este tema debe abordarse con sumo cuidado. consistente para cada pila de una matriz y submatrices. porque la contaminación potencial de la napa subterránea es una amenaza permanente en cualquier faena hidrometalúrgica.En términos de costos.5 m. aunque se dice que la hidrometalurgia es poco contaminante. De igual forma. lo que le da ventajas atractivas. de capacidad entre 1 L/h y 8 L/h: Los goteros se disponen en mallas cuadradas de 2 m por 2 m hasta 0. Por otro lado. hasta llegar al contenido de líquido crítico para evacuar solución por la base. En la última. o en dos etapas. que contiene alrededor de 37 gpl a 50 gpl de Cu y 200 a 160 gpl de ácido sulfúrico. El ciclo de riego se extiende entre 25 días. El riego se realiza con solución refino de 15 gpl a 20 gpl de ácido sulfúrico y 0. respectivamente. continuación.3 gpl a 1 gpl de Cu. Proyecciones a futuro para la hidrometalurgia del cobre En un horizonte de corto y mediano plazo. en paralelo se implantarán nuevas aplicaciones tecnológicas. La solución rica se llama PLS (Pregnant leach Solution) y alimenta desde una piscina adecuada a la planta de extracción por solventes.toma algunos días. siendo frecuente valores entre 100 y 200 días. tal como se comenta a 76 . En este punto. SX. como en Collahuasi. el cobre se transfiere selectivamente desde la solución PLS. como es el caso de Radomiro Tomic. se puede hacer en una etapa. se visualiza a la lixiviación en pilas estándar como la vía preferida de aplicación de la hidrometalurgia. la pila está lista para entrar en producción en el momento que se requiera. para el caso de la lixiviación bacterial en la Compañía Minera Cerro Colorado. que es el caso de La lixiviación Minera Michilla y 500 días. hasta el electrolito de electroobtención. Sin embargo. contaminada con una gama de sales. en las soluciones “spent” y “avance”. la que todavía necesita tecnológicos básicos: • El fracturamiento inteligente del macizo rocoso. como por ejemplo el proceso AAC/UBC de AngloAmerican y UBC. Australia. ambientalmente sustentables. 77 . y el proceso Mt Gordon Ferric leach process. Otra alternativa de desarrollo futuro de la hidrometalurgia es la lixiviación parcial de concentrados. dejando un 20% a 30% del cobre transformado en cátodos EW. como por ejemplo el proceso BioCOP de Codelco BHP Billiton y el proceso BacTech del Mintek. de mayor valor agregado. el proceso CESL de Cominco. y de nuevos desarrollos en 2 frentes El concepto detrás de la planta de livixiación amoniacal de Escondida en Coloso (1995).La lixiviación de concentrados proporciona una ruta atractiva cuando la disponibilidad de fundición es limitada. devolviendo el concentrado lixiviado a beneficiar o comercializar en la forma convencional. el proceso Activox de Western Minerals. el proceso Dynatec de Sherritt. elección del proceso. esto es. Otra complicación técnica a estudiar en cada proyecto. con una mínima infiltración al subsuelo. Aunque hay varias rutas de proceso. es la ubicación del nivel freático de las aguas subterráneas y su variación estacional. las principales se clasifican en dos: • Biolixiviación. aplicado industrialmente en Western Metals en Queensland. ya sea por insuficiente capacidad o por limitación ambiental de contaminantes gaseosos y polvo. La lixiviación In Situ es otra alternativa el estudio para la hidrometalurgia del futuro próximo. el proceso Nenatech del MIM. sigue vigente aunque Escondida se equivocó en la • • La disponibilidad de métodos de irrigación y de colección de soluciones. En tal caso. y Lixiviación a Presión. el tratamiento hidrometalúrgico suele ser atractivo frente a maquilar los concentrados en el extranjero. el proceso Intec del consorcio Intec Australia. Perspectivas para realizar Lixiviación In Situ de minerales de cobre en Chile Aún cuando se reconoce que faltan desarrollos en la lixiviación In Situ. pero no apunta al negocio principal. Hoy en día hay varios laboratorios que están trabajando en este tema mediante la aplicación de una lixiviación química o mediante bio-lixiviación con microorganismos acidófilos. por parte del US Bureau of Mines y Asarco. en particular con una molienda y una flotación costosas. permite el acceso a zonas mineralizadas.Por otro lado. Los resultados no fueron auspiciosos porque la tecnología utilizada era muy precaria respecto a la actual. no es menos cierto que ya existen tecnologías. cambiaría de manera drástica el negocio minero del cobre. colección de soluciones y el control de fugas a través de rototúneles y estaciones de 78 . que es el tratamiento de minerales de baja ley en pilas. Por ejemplo. en los años 70’ se probó en Old Reliable Copper. monitoreo. posibilitando la disolución eficiente del cobre. La tronadura selectiva complementada con el fracturamiento por inyección Técnicas de minería subterránea posibilitan la de fluidos a presión. donde se evidencian todas las ventajas técnicoeconómicas de la hidrometalurgia. que cumplen el mínimo requerido para realizar un lixiviación In Situ exitosa. cerca de Mammoth en Arizona y en los 80’ en Santa Cruz. Lixiviación de sulfuros (pilas y botaderos) v/s Lixiviación de concentrados de cobre La lixiviación de concentrados ya debe cargar con la “mochila” del costo de procesamiento de minerales. propias y prestadas de otras áreas tecnológicas. la lixiviación en pilas de minerales calcopiríticos de baja ley sigue siendo la panacea de los hidrometalurgistas y de ser factible en un horizonte cercano. pero a la fecha no hay resultados confirmados de su factibilidad en una perspectiva industrial. Arizona. La lixiviación de concentrados es un negocio resultante de coyunturas de mercado y/o medioambientales. La lixiviación In Situ se ha intentado aplicar desde hace mucho tiempo. Así pues. fractomecánica. está mucho más cerca la lixiviación de concentrados en reactores que en pilas. la bio-oxidación. como se aplica hoy en Quebrada Blanca y Cerro Colorado. cuando se habla de sulfuros. calcosínico de alta ley en Australia. es necesario poner el apellido. hidrogeología. el potencial redox de la solución y el nivel de bactericidas. es un pionero en este campo. hidráulica y 79 . que debe mantenerse en lo posible bajo los 100 gpl. con recuperaciones de 75% a 85% del cobre contenido. diferenciándolos de los minerales de sulfuros habla de sulfuros secundarios como la calcosina. la lixiviación con cloruro/bromuro y la lixiviación con cloruro/ácido sulfúrico. la lixiviación con sulfato férrico. primarios. Si se También es digno señalar como hito tecnológico Estas aplicaciones. Desarrollo y Aplicaciones actuales del a tecnología de Biolixiviación de minerales Para los sulfuros secundarios se aplica la Biolixiviación con ciclos de 400 días a 600 días. como la calcopirita. Entre las alternativas para lixiviar concentrados. llegando a aplicaciones industriales de gran escala. tal Si se habla de sulfuros primarios. como la lixiviación en pilas de minerales calcosínicos de baja ley. con sus operaciones de Quebrada Blanca y Cerro Colorado. Variables de campo relevantes son el balance térmico. Gordon de lixiviación férrica a presión de un mineral los minerales de sulfuros secundarios. Generación de nuevos conocimientos científicos referentes a la Hidrometalurgia La lixiviación In Situ es un tema de carácter multidisciplinario.Haciendo historia. se debe recordar que en los años 70’ hubo un gran interés en la lixiviación de sulfuros. En los años 70’ se generó mucho conocimiento pero no se llegó a aplicaciones importantes. se centran en la aplicación del proceso Mt. En los 90’ hubo un resurgimiento del interés en este tema. la aireación forzada. Chile. se encuentran la oxidación a alta. donde confluyen disciplinas como mecánica de rocas. el control del Fe. como la calcopirita. por lo tanto. interés que decayó en los años 80’ junto con la caída de los precios del cobre. media y baja presión. sin embargo. como el ión sulfato. ya existe tecnología industrial. la vía de evolución tecnológica se invierte en este último caso. A nivel internacional son líderes en este campo el Instituto de Biología Molecular de Barcelona. El campo de la Biolixiviación es otro tema obligado de generación de nuevos conocimientos. Además existe una decisión país de transformarse en líderes en el campo de la biotecnología de los recursos naturales. entre otros. 80 . más allá de los esfuerzos de Codelco e de I & D de punta en este campo son el desarrollo de sistemas de monitoreo y de control de la expresión génica orientados a la optimización de procesos industriales de Biolixiviación de minerales sulfurados de cobre y el estudio de la información en un contexto de una red biológica. En otras latitudes este tema no tiene la relevancia que en nuestro país. En Chile existen centros de excelencia. El Estado de Chile tiene los instrumentos y recursos necesarios para financiar iniciativas de I & D en este campo. IM2. Chile debe aprovechar las capacidades existentes a nivel internacional para focalizarlas hacia los campos de interés en nuestros problemas. localizados en la Universidad de Chile y en la Universidad Católica de Antofagasta. entre otros. El programa Genoma Chile en vegetales y biominería y la Temas creación de la empresa BioSigma son ejemplos concretos de este esfuerzo. la University of Massachussets Lowel y el Mathematical Bioscience Institute de Ohio. donde el problema es la descripción rigurosa del sistema dinámico global y no simplemente la descripción de cada uno de sus elementos.también la hidrometalurgia. el Johannesburg Technology Center. en este caso en la hidrometalurgia. siendo el gigantismo un aspecto dominante y por otro lado. En esta última disciplina. que hoy tienen consecuencias nefastas en la geotecnia y en la metalurgia del proceso. que el chancado en la concentradora es una etapa intermedia de conminución y que en hidrometalurgia es un proceso terminal de conminución. orientados a una operación optimizada. La innovación en el tema de procesos ha sido menor. lo que genera un nicho de mejoramiento potencial. como por ejemplo la electrofractura de minerales. posterior.Perspectivas para Chile respecto del negocio tecnológico de la Hidrometalurgia del Cobre Desde el punto de vista de procesos. lo que implica que el riñón interior participa poco de la aglomeración. En la etapa de lixiviación hay espacio para mejorar los arreglos de circuito. ya que su talón de Aquiles sigue siendo el control 81 . el apilamiento actual se lleva a cabo en equipos con insuficiente nivel de control. La extracción por solventes moderna también es susceptible de mejorar. Por su parte. obligando a operar con niveles de llenado de 12% v/v a 16% v/v para lograr un óptimo aglomerado. invención de la envergadura de la introducción de xantatos en la flotación de minerales en el año 1911. La etapa siguiente es la aglomeración. los fenómenos de capilaridad y de escurrimiento. hasta el cátodo. la administración de soluciones. aunque hoy se está trabajando en temas de potencial quiebre tecnológico. En el campo de la hidrometalurgia todavía hay un espacio significativo para el desarrollo de procesos. para asegurar un apilamiento uniforme en granulometría y en altura de pila. La hidrometalurgia moderna puede ser mejorada en la línea completa desde la mina La tronadura selectiva con empleo de detonadores electrónicos permite un pre-chancado con formación de micro grietas que facilitan la lixiviación El chancado es una operación que ha sido tomada directamente de la experiencia de las plantas concentradoras. sin considerar por ejemplo. proceso de rodadura “superficial” que se efectúa en un reactor “volumétrico”. los procesos básicos datan de la primera mitad del siglo XX y el negocio tecnológico en las últimas dos décadas ha estado focalizado en temas de mejoramiento del diseño de equipos. en la incorporación de sistemas de control. la Hidrometalurgia es mucho más joven que la concentración de minerales. ya que la tecnología moderna partió en los años 60 con la introducción de las oximas como extractantes para cobre. como cualquier empresa productiva de uso intensivo de acciones de apoyo a la línea productiva. Esto ha brindado oportunidades de A futuro se servicios atractivos. Perfil de la Hidrometalurgia del Cobre en la generación de Valor Agregado El negocio minero. entre otros. Finalmente. el uso de sensores virtuales para analizar en línea las soluciones y los minerales. La aplicación de señales de corriente compuesta es otra línea de I & D que puede aportar un quiebre en este último tema. la restauración de extractantes de SX.5 gpl y 40 gpl. siendo la hidrometalurgia un buen ejemplo de ello.de arrastres y la degradación temporal del extractante. el diagnóstico de la operación de pilas mediante micro tomografía de rayos X. visualizan servicios más tecnificados. la electroobtención moderna es un proceso intensivo en demanda de energía y delicado frente al control de las impurezas para lograr un cátodo de alta calidad. pudiendo las últimas tratar soluciones con niveles de cobre entre 0. la bio evaluación de poblaciones microbianas. Hoy se está trabajando en el desarrollo de celdas de membrana y en celdas cilíndricas. pero con una componente intelectual limitada. 82 . prometiendo cátodos de óptima calidad en una operación a densidad de corriente sobre 400 A/m2. como por ejemplo el desarrollo y la aplicación de sondas gen-específicas. se ha abierto al “outsourcing”.