UNIDAD DE PRODUCCION PUCAMARCA
MEMORIA DESCRIPTICA DEL PROCESO METALURGICO PUCAMARCA La planta hidrometalurgia de Pucamarca desarrolla las operaciones de chancado, lixiviación en pilas, recuperación de metales valiosos a través del proceso ADR (Adsorción, Desorción y Reactivación del carbón activado) y la fundición del precipitado electrolítico obteniendo las barras de Dore. Las operaciones unitarias que se desarrollan son las siguientes:
1.- CHANCADO DEL MINERAL. El mineral procedente de mina a un ritmo de producción de 17,500 TPD, es transportado en camiones CAT 777 de 90 Ton de capacidad hacia la planta de chancado donde es reducido de tamaño mediante la chancadora giratoria Allis Chalmer
48” x 74”, que tiene una capacidad de 1,100 TPD hasta una
granulometría de 80% -5 pulg, que descarga en el Apron Feeder, que a la vez alimenta a la faja
N° 1, en esta faja se cuenta con un electroimán, el mineral
descarga en la faja N° 2 formando el stock pile intermedio de 30,000 Ton de capacidad.
2.- RECLAMO DE MINERAL.
El mineral almacenado en el stock pile intermedio alimenta por tres alimentadores vibratorios a la faja N°3 que se encuentra dentro del túnel de concreto de reclamo de mineral, en esta faja se encuentra la balanza para controlar el tonelaje procesado, la faja N°3 descarga el mineral en la tolva de concreto de 200 Ton de capacidad donde en la parte inferior se cuenta con dos compuertas hidráulicas que alimentan a los camiones de 90 Ton con mineral que es transportado hacia el Pad. Se cuenta con dos silos de Cal de 60 ton cada uno, que dosifica a razón de 0.35 kg de Cal / Ton de mineral para proporcionar al mineral la alcalinidad necesaria
UNIDAD DE PRODUCCION PUCAMARCA para la lixiviación con cianuro de sodio, en el siguiente grafico se muestra el diagrama de flujo.
Diagrama de Flujo de Chancado y Reclamo de Mineral
3.- LIXIVIACIÓN DEL MINERAL El mineral procedente de la planta de chancado es apilado en el Pad formando Lift de 8mt. De altura donde se divide en celdas de una extensión promedio de 8,000 m2, luego se procederá a realizar la remoción en la parte superior de la celda debido a que esta ha sido compactada por el tránsito de los vehículos durante el acarreo del mineral, Para esta etapa empleamos el tractor de orugas CAT D8. La solución lixiviante es conducida a través de una línea de 14”Ø formada de acero al carbono SCH 40 que parte del tanque barren de 13”Ø x 6m de altura hacia el Pad por intermedio de la bomba de 1250HP esta línea se encuentra sobre un canal completamente impermeabilizado, termina en un manifold con dos filtros de 8” Ø de malla 130 micrones para retener las partículas que obstruyen el gotero luego continuara con una tubería de HDPE de 14” el cual tiene Tees con
UNIDAD DE PRODUCCION PUCAMARCA reducción a 6” Ø donde se distribuyen las celdas de riego, las celdas estará formados por dos tuberías lay flat de 6”Ø y 4” Ø donde
van insertados las
mangueras de riego por goteo con una malla de riego de 0.45m x 0.40m. La lixiviación se llevará a cabo con solución alcalina de cianuro de sodio (manteniendo el pH en 10.5) para evitar pérdidas de cianuro por descomposición en gas cianhídrico (HCN). La concentración de cianuro libre en la solución lixiviante es de 70 ppm. El caudal de solución lixiviante procedente de planta está en promedio de 650 m3/h manteniendo la taza de riego de 10 a 11 Lt/hxm2 de área transversal, y con ciclo de lixiviación de 60 dias. La solución que percola a través de la pila de mineral es colectada por un sistema de tuberías de drenaje construido sobre la geomembrana de polietileno que cubre todo el piso de la plataforma de lixiviación; la solución colectada llega hacia el sumidero y por intermedio de dos tuberías de HDPE de 300 mm de diámetro, descarga en la poza PLS de solución rica (Pregnant) de donde se bombea al circuito de adsorción. La solución pobre que sale del circuito de adsorción descarga en el tanque barren donde se bombea a la pila de lixiviación previa corrección de la concentración de cianuro de sodio, cerrando así el ciclo en circuito cerrado, que garantiza un proceso con efluente líquido cero. El área actual del Pad es de 19.4 hectáreas fase 1, el área de la fase 2 A de 13.8 hectáreas y la fase 2B de 20.9 hectáreas, en el siguiente grafico se muestra el diagrama de flujo en lixiviación.
UNIDAD DE PRODUCCION PUCAMARCA Diagrama de flujo de Pila de Lixiviacion
Volumen de solución Rica enviado a Planta de Procesamiento
4.- POZAS DE SOLUCIÓN PREGNANT (PLS) Y GRANDES EVENTOS (PGE) El sistema de manejo de la solución para el Pad de lixiviación se efectúa mediante dos pozas las cuales han sido diseñadas con el concepto de descarga cero. Poza de solución Pregnant (PLS) Poza de operación tiene una capacidad de 30,000 m3 y almacena los flujos de solución rica (pregnant) provenientes del Pad de lixiviación, que se bombea hacia la planta de procesos, posee tuberías de subdrenaje que descargan en una poza de monitoreo, esta impermeabilizada con dos láminas de geomembrana de HDPE de 1.5 mm cuenta con su detector de fugaz. Poza de Grandes Eventos Poza de contingencia tiene una capacidad de 90,000 m3 y almacena las soluciones excedentes procedente de la poza PLS, que luego son re circuladas al proceso esta impermeabilizada con una lámina de geomembrana de HDPE de
UNIDAD DE PRODUCCION PUCAMARCA 1.5 mm, cuenta con tuberías de subdrenaje que descargan en una poza de monitoreo.
5.- ADSORCIÓN CON CARBÓN ACTIVADO La planta hidrometalurgica cuenta con dos circuitos de adsorción como se muestra en el cuadro N° 1 y grafico N°1. Cuadro N°1 CIRCUITO ADSORCION - CIC
Circuitos C1 C2 TOTAL
Número de
Capacidad CA
Capacidad CA
Columnas 5 6 11
kg / Col. 6,000 6,000
Kg/Circ. 30,000 36,000 66,000
Flujo de Solución m3/hr 400 860 1,260
Grafico N°1
CIRCUITO DE ADSORCION EN CASCADA CIC PLANTA ADR - 400 m3/h
Solucion Pregnant Carbon
1
2
Válvula
3
4 5
Poza PLS DSM
CIRCUITO DE ADSORCION PRESURIZADO EN LINEA CIC PLANTA ADR - 860 m3/h Válvula
Solucion Pregnant
6
7
8
9
Solucion Barren
10
Tanque Barren - Pad
11 DSM Solucion Barren
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OPERACIÓN DE ADSORCION La solución rica proveniente de la percolación del Pad es almacenada en la poza PLS donde se tiene tres bombas sumergibles Tsurumi de 60 HP cada uno, las líneas de descarga de estas bombas se unen en una tubería de acero SCH 40 de 16 “ de diámetro donde es conducida la solución rica hacia los trenes de adsorción. En la entrada de cada tren de adsorción se tiene válvulas mariposa para poder operar en forma paralela o independientemente cada tren de adsorción, de acuerdo al caudal que se tenga disponible.
Operación del Tren de Adsorción en Cascada El tren de adsorción N° 1 en cascada procesa 400 m3/hr de solución pregnant, procedente de la poza PLS, esta solución rica en complejos de oro y plata principalmente es procesada en la batería de 5 columnas de 3.85m.Ø x 4.0 m. de altura, cargadas con 6,000 kg de carbón activado de malla 6 x 12 por columna. El carbón activado tiene la propiedad de adsorber los complejos cianurados de oro, plata y otros metales en solución; debido a su estructura porosa. La solución más rica ingresa a la columna N° 1, donde es adsorbido una mayor cantidad de oro, luego pasa a la segunda y así sucesivamente hasta la última columna que contiene carbón más activo y una menor carga para luego salir hacia el tanque barren, La eficiencia promedio del proceso de adsorción es de 98% con una carga promedio de 2.0Kg. Au/TM de carbón. Cuando el carbón en el tanque o columna N°1 ha completado su carga es enviado a la etapa de desorción, y se inicia el movimiento mediante bomba el carbón del tanque N° 2 hacia el N° 1, tanque N°3 hacia N°2, tanque N°4 hacia N°3, tanque N°5 hacia N°4 y se adiciona en el tanque N°5 carbón regenerado o nuevo.
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Operación del Tren de Adsorción Presurizado en Línea
El segundo tren de adsorción procesa como máximo 860 m3/h de solución rica proveniente de la poza PLS, mediante la tubería de 16“de diámetro de acero SCH 40 mediante una derivación, este tren de adsorción comprende de 6 columnas de 4.10m.Ø x 5.34 m de altura que están instalados en una configuración horizontal; cada columna tiene una capacidad de almacenamiento de 6 ton de carbón activado de malla 6 x 12, estas columnas están diseñadas para asegurar una buena fluidización del lecho de carbón, de manera tal que permita el contacto adecuado de la solución rica y el carbón activado. Para la alimentación de la solución rica proveniente de la PLS se realizara una derivación con una tubería donde se ubica el flujo metro para controlar el caudal procesado, la solución pobre (barren) de la última columna pasara a una malla estacionara N° 100 DSM para retener los finos del carbón, y luego es conducida hacia el tanque barren existente, la eficiencia del circuito estará en promedio de 96% con una carga de 2.0 kg Au / TM de carbón. Cada columna cuenta con manómetros para leer la presión en la operación, el circuito cuenta con
un sistema de muestreo continuo ubicado en la línea de
solución rica y en la línea de solución pobre; también cuenta con un punto de muestreo manual en el ingreso y salida de solución de cada tanque para realizar el monitoreo de la eficiencia de adsorción y determinar el contenido de oro en el carbón activado. La operación del circuito de adsorción horizontal es continua por lo tanto el procedimiento de operación para descarga del carbón será aislando la columna que se va descargar por medio de válvulas tipo mariposa que cortarían el ingreso de solución rica a la columna derivando la solución rica a la columna siguiente con la cual se continuara el proceso, mientras que el carbón de la columna aislada será descargado mediante el uso de un eductor hacia la etapa de desorción. Cuando la columna haya sido descargado las 6 ton de carbón esta cantidad será repuesta con carbón reactivado o nuevo.
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6.- DESORCIÓN A PRESION Y ELECTRODEPOSICIÓN Una vez completado el periodo de carga del carbón en los tanques de adsorción será descargado y cargado al circuito de desorción a presión tipo Zadra, Este tipo de circuito requiere de 15 a 18 horas, para completar un ciclo, se cuenta con 2 reactores de 3.0 TM de carbón que se pueden operar en forma paralela o en serie. Durante el ciclo de la elusión, el oro y la plata son extraídos continuamente por electro-obtención de
la
solución eluyente enriquecida
simultánea
con
la
desorción. El carbón rico será transferido, al reactor de desorción para ser despojado de las especies metálicas adsorbidas, para lo cual se prepara en el tanque de elusión una solución que contiene el 1% de NaOH y 0.1 % de NaCN, la cual se calienta indirectamente a través de un calentador eléctrico se bombea el flujo en forma ascendente a través del lecho de carbón en el reactor de desorción donde se extrae los valores preciosos del carbón, la solución de desorción cargadas de valores sale por la parte superior del reactor pasan por un intercambiador de calor disminuyendo la temperatura a 70°C y se dirige a las dos celdas de electrodeposición que se encuentran en serie donde los valores de metales son electroquímicamente precipitados en forma de lodos en los cátodos la solución eluyente pobre se encamina al tanque de elusión y se recircula al calentador eléctrico para volver a pasar por el reactor de desorción y seguir desorbiendo el carbón, el proceso continua hasta que el contenido de oro y plata del carbón pobre será menor a 60 g/t de carbono, como se observa en el grafico N°2.
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Grafico N°2 Desorción del Carbón Activado (Zadra Presurizado)
CARBON RICO C2
INTERCAMBIA DOR DE CALOR
C1
CELDAS ELECTROLITICAS
TK ELUSION
BOMBAS ELUSION
CEMENTO ELECTROLITICO Bomba
7.- COSECHA Y FUNDICION (REFINERIA) Los cátodos electrolíticos saturados con cemento en la celda electrolítica serán lavados con agua a presión, luego serán filtrados, obteniendo el cemento de oro y plata. Después del lavado y filtrado el cemento se colocará en la retorta para quitar el mercurio que hubiera en el cemento, luego se funde en un horno eléctrico de inducción. Para esta última etapa se adicionarán los fundentes bórax, carbonato de sodio, sílice y nitrato de potasio, el cemento funde a una temperatura de 1300 ºC, para luego realizar la colada y obtener las barras de Dore de 50 % Au y 45% de Ag. Los gases producto de la fundición serán conducidos vía una campana y un extractor hacia una torre de lavado (scrubber) donde se recuperará estos polvos
UNIDAD DE PRODUCCION PUCAMARCA que han sido arrastrados juntamente con los gases durante la fundición, luego de cierto tiempo este producto se fundido junto a una colada normal de producción para recuperar el oro y la plata. Los gases completamente fríos y limpios de sólidos van a la atmósfera libre de todo contaminante, como se observa en el grafico N°3. Las escorias ricas productos de la fundición son refundidas y las escorias pobres enviadas al Pad, el mercurio obtenido de la retorta se almacena en recipientes estandarizados de acero inoxidable para su traslado por una empresa certificada. Grafico N°3 Fundición del Cemento o Precipitado Electrolítico GASES TRATADOS FUNDENTES BORAX CARBONATO DE SODIO SILICE NITRATO DE POTASIO
SCRU BBER
RETORTA CAMPANA FILTRO PRENSA CEMENTO ELECTROLITICO MEZCLADOR HORNO ELECTRICO
BULLION
Producción de Metal Dore 2013 - 2014
8.- REACTIVACIÓN DEL CARBÓN ACTIVADO El carbón activado en el proceso de adsorción pierde su actividad o su capacidad de adsorción probablemente por una pasivación generada por carbonatos e impurezas orgánicas, por tal razón se le tiene que devolver su actividad por medios químicos y térmicos.
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•
Reactivación Química.
La reactivación química del carbón se realizará con la finalidad de eliminar la deposición de carbonatos que precipitarán en el área superficial del carbón que disminuirán la capacidad de adsorción del oro y plata, este proceso se llevará a cabo en dos reactores de fibra de vidrio (cada reactor de 3 TM capacidad), donde después de terminar la desorción se descargará los 3,000 Kg. de carbón en cada reactor de fibra de vidrio. Luego se adicionará HCL llegando hasta un pH de 3, el tiempo que demorará el lavado ácido es de 4 horas. La solución final de la reactivación química será neutralizada con una solución de hidróxido de sodio y luego conducida a la poza. El consumo de ácido clorhídrico será de 100 kg. Por cada tonelada de carbón y adicionara hidróxido de sodio para neutralizar la solución de reactivación, como observa en el grafico N° 4
Grafico N°4 Reactivación Química del Carbón Activado
CARBON RICO PROCEDENTE DE LA ADSORCION
COLUMNAS LAVADO ACIDO 3 Ton / REEACTOR
DESPUES DEL LAVADO ACIDO CARBON VA A LA DESORICON
ACIDO CLORHIDRICO SODA CAUSTICA PARA NEUTRALIZAR EL ACIDO
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REACTIVACIÓN TÉRMICA.
La reactivación térmica elimina fundamentalmente los compuestos orgánicos adsorbidos por el carbón, se realiza en un horno eléctrico horizontal de capacidad de 3TM de carbón/24 horas, a una temperatura de 700 ºC, este circuito cuenta con una zaranda vibratoria malla Nro. 20 con tolva de alimentación y alimentador lo cual alimenta al horno, todo esto funciona automáticamente y está provisto de alarmas para la seguridad del equipo y del trabajador. Una vez reactivado el carbón es zarandeado, el carbón de malla +20 retorna al proceso de adsorción y el carbón de malla -20 se retira del proceso, como se observa en el grafico N°5.
Grafico N° 5
REACTIVACION TERMICA DEL CARBON ACTIVADO 3 TMD CARBON PROVENIENTE DE REACTIVACION QUIMICA
ZARANDA MALLA 20 MALLA + 20 CARBON FINO MALLA - 20 ZARANDA MALLA 20
HORNO ELECTRICO
Tanque Paso MALLA + 20 MALLA -20
FILTRO PRENSA
TK CARBON SELECCIONADO CARBON A LOS TANQUES ADSORCION
CARBON FINO
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DIAGRAMA DE FLUJO PLANTA DE PROCESOS 17,500 TPD
ROMPEDOR DE BANCOS
MINA
CHANACDORA GIRATORIA 48 " x 74 "
APRON FEEDER
ADSORCION PRESURIZADO EN LINEA
STOCK PILE
SILOS DE CAL
FAJA TRANSPORTADORA N º1
60 Ton
CIANURO DE SODIO HIDROXIDO DE SODIO
PAD DE LIXIVIACION 60 Ton DSM
03 ALIMENTADORES VIBRATORIOS
DSM MALLA 100
TK PREPARACION CIANURO
ANTICRUSTANTE
FAJA TRANSPORTADORA N º 3
ORE BIN 200 Ton
ADSORCION CASCADA
DSM MALLA 100
ANTICRUSTANTE
POZA PLS 30,000 m3 02 BOMBAS SUMERGIBLES DE 60 HP
ACIDO CLORHIDRICO HIDROXIDO DE SODIO LAVADO ACIDO 3 TON/ UNO
TK BARREN 760 m3
TK DE PASO
02 BOMBAS VERTICALES 1250 HP
POZA GE 90,000 m3 GASES TRATADOS
01 BOMBA SUMERGIBLE DE 60 HP
CARBON DE DESORCION SCRUBBER
CALENTADORES ELECTRICOS C2
ZARANDA MALLA 20
REACTORES DE DESORICON DE 3 TON CADA UNO
CARBON MALLA-20
INTERCAMBIADOR DE CALOR
C1
CARBON MALLA+20
ZARANDA MALLA 20
HORNO ELECTRICO
CAMPANA RETORTA FILTRO PRENSA CELDAS ELECTROLITICAS
CARBON FINO
TK ELUSION MEZCLADOR
TK CARBON SELECCIONADO
CEMENTO ELECTROLITICO
BOMBAS ELUSION
FILTRO PRENSA
TK DE PASO
CARBON A LOS TANQUES ADSORCION
B3
HORNO ELECTRICO
ENFRIADOR DORE
TK CARBON CARBON FINO CARBON FINO
DIAGRAMA DE FLUJO PLANTA DE PROCESOS PUCAMARCA 17500 TMSPD DIBUJADO : Ing. RICHARD CORSINO GUERRERO REVISADO : Ing. HERLY ALCAZAR DEL CARPIO
