Universidad Técnica Federico Santa María Sede Viña del Mar Procesos Metalúrgicos III
Pregunta 1 Se efectuó una lixiviación en columna con un mineral de cobre contenido en crisocola y atacamita cuya 3 ley de cobre es de 1,2% y densidad aparente 1,5 ton/m . Las dimensiones de la columna fueron 6 2 metros de alto y 30 cm de diámetro. La tasa de riego fue de 15 lt/h*m . Al hacer análisis de costos, se determinó que la recuperación óptima es de 87%, y se obtiene al término de 80 días de lixiviación. Determine, para una producción de 125.000 toneladas por año de cobre, lo siguiente: Producción Cobre ley media
PCu lmedia
125.000 1,2
t/año % t/m %
3
Densidad Aparente Recuperación
Rec
1,5 87
Altura Columna Tasa Riego
h TR
6 15
m 2 lt/h*m
Tiempo Lixiviacón Razón Largo/Ancho
tlix
80 3
días
ρAP
a) La producción diaria de mineral.
P Min
P Cu
125.000 / 365
l media Rec
1,2 / 100 87 / 100
32.803,23 tpd
b) Las dimensiones de una pila dinámica capaz de solventar la producción señalada. Asuma que e l largo de la pila es tres veces el ancho.
Q Min
V pila
A pila
P Min
32.803,23 1,5
AP
Q Min
t
lix
V pila
21.868,82 m 3 / día
21.868,82 80 1.749.505,76 m 3
1.749.505,76
h
Ancho Ancho
6 291.584,29 3
291.584,29 m 2
312 m
Lar go 935 m c) El flujo de solución que es enviado a SX.
QSol
A pila TR 4.373,76 m 3 / h
d)¿Cuál es la concentración de cobre enviada a SX?
Cu
2
P Cu
QSol
125.000 / 365 106 4.373,76 24 1.000
3,26 gpl
e) ¿Cuánto varía la concentración si se considera que la pila se riega con refino de concentración 0,5 gpl? Si el refino contiene 0,5 gpl, se espera una concentración de PLS a SX de 3,76 gpl. Numéricamente:
Cu
2
P Cu QSol
125.000 / 365 106
0,5 4.373,76 24 1000
4.373,76 24 1.000
3,76 gpl
Universidad Técnica Federico Santa María Sede Viña del Mar Procesos Metalúrgicos III Problema
Se efectua una lixiviación en pila de un mineral que contiene crisocola (CuSiO 3·2H2O) y atacamita t 3 Cu2(OH)3Cl), cuya ley total de cobre es de 1,2% y su densidad total aparente igual a 1,5 /m (densidad de mineral apilado). La altura de la pila es igual a 6 m, mientras que la tasa de riego con solución ácida es l 2 de 15 /h-m . Al hacer análisis de costos, se determinó que la recuperación óptima es de 87%, la que es t posible obtener al término de 80 días de lixiviación. Calcule, para una producción de 125.000 /año de cobre: a) b) c) d)
La masa diaria de mineral a procesar. Las dimensiones de la pila de lixiviación (considere que el largo es igual a 3 veces el ancho). El flujo de solución acuosa enviada a SX. La concentración de cobre en solución acuosa enviada a SX si la solución de riego utilizada +2 contiene 0,5 gpl de Cu .
a)
El flujo másico de mineral diario requerido se determina a partir del siguiente cálculo:
M Mineral
Produción de Cobre
Ley_mineral R ecuperació n
125.000 t año 365 día ano 1,2 87
100 100
M min eral
32.803,23 tpd
b) Las dimensiones de la pila se determinan mediante el siguiente cálculo:
Flujo volumétrico de mineral a tratar:
Q Min
Q Min t lixiviación
21.868,82
m3
/ día
3 21.868,82 m
dia
80 dias 1.749.505,6 m3
Área de la pila:
A pila
Aparente
32.803,23 t dia 1,5 t 3 m
Volumen de la pila:
V pila
M Mineral
Dimensiones de la pila:
V pila h pila
1.749.505,76 m3
6 m
291.584,27 m 2
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A pila
Ancho L arg o Ancho 3 Ancho
Ancho
L arg o
291.584,27 m 2
A pila
3
3
3 Ancho Ancho
311,76 m
Lar go
935 ,28 m
c) El flujo acuoso enviado a SX se obtiene mediante el siguiente cálculo:
F A
A pila Tasa Riego
F A
4.373.764,05 l
F A
291.584,27 m 2 15 l
3 4.373,76 m
m2 h
h
h
d) La concentración de cobre en el flujo acuoso enviado a SX se obtiene mediante el siguiente cálculo:
Cu
2
0, A
Producción de Cobre F A
Cu
Cu
2
solu ción riego
2
0, A
125.000 t año 1000000 g 1 t 365 dia año 24 h 4.373.764,05 l h 1 día
3,76 gpl
Problema Se desea lixiviar un mineral con un contenido del 20% en peso de cuprita (Cu 2O) para obtener una t Cu producción de 50 /día con una recuperación del 80% de este metal. Determine: a) b) c) d)
t
El flujo de mineral ( /día) a tratar. t 3 t 3 Si se sabe que la densidad del mineral es igual a 2.4 /m y la del lecho (pila) es 1.5 /m , ¿cuál es el volumen de mineral y de la pila a lixiviar si el proceso toma 50 días? ¿Por qué los volúmenes calculados en la pregunta anterior difieren? NOTA: no responda en base al valor numérico de las densidades, sino a las características físicas de la pila. Si la altura de la pila es de 6 m. ¿cuál es el área mínima que debo disponer para llevar a cabo el proceso de lixiviación? ¿qué pasa con ella si el proceso tarda más de 50 días?
0.5 gpl
Universidad Técnica Federico Santa María Sede Viña del Mar Procesos Metalúrgicos III Sea m el flujo másico de mineral a tratar. Dado que el contenido de cuprita en él es del 20% se tiene que:
Cu min eral
0.2 m
PM Cu2 O
2 PACu
0.2 2 63.5
(2 63.5
16)
m
0.18 m
Luego, dado que se desea una recuperación del 80% para obtener un flujo de 50 que:
0.8 0.18 m m
/día tenemos
50
347.22 t
t Cu
día
b) Tenemos que:
1.5 t
pila
2.4 t
min eral
m
m
3
3
El proceso de lixiviación toma 50 días por lo que la masa de mineral acumulado en una pila para tratar el flujo estimado en la parte a) es igual a:
m pila
347.22 t m pila
día
50 días
17 631 t
Luego, el volumen de mineral y el volumen de la pila serán:
V min eral V pila
m pila
17 631 2.4
min eral
m pila
17 631 1.5
pila
V pila
11 574 m3
3
3
7 233.75 m3
V min eral
m
m
c) El volumen de la pila es mayor que el volumen de mineral que contiene dada la porosidad de esta. La presencia de estos espacios se requiere para el libre paso de la solución lixiviante a través de la pila. d)
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Tenemos que la altura de la pila será de 6 m. entonces el área que ocupa será:
A pila
V pila
h pila
A pila
11 574 6
m2
1 929 m2
Si el proceso tarda más de 50 días (mayor tiempo de residencia) para mantener mi flujo de producción debo aumentar el volumen de mineral contenido en una pila, por ende aumenta el área requerida por el proceso.
