Universidad de Antofagasta Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en minas
“PRACTICA DE HIDROMETALURGIA EN MINERA EL PEÑON (MINERIA DE ORO)”
ALUMNOS: JHONNY LARAMA ANZA PROFESOR: ROBERTO QUIROZ LOPEZ CURSO: METALURGIA EXTRACTIVA FECHA: 18-12-2013
INTRODUCCION La actividad minera es una de las más antiguas de la humanidad, la cual consiste en la obtención selectiva de minerales desde la corteza terrestre, siendo una de las principales fuentes de materiales para hacer de herramientas. Para ello, los materiales obtenidos directamente de la corteza terrestre son sometidos a procesos, para así obtener una concentración de la especia valiosa en cuestión. Para obtener el beneficio de dichos materiales de contenido metálico, estos son sometidos a un conjunto de procesos, por los cuales se obtiene un metal o sal con grado de pureza comerciable. Lo anterior es la definición de Metalurgia Extractiva, En la Metalurgia extractiva los procesos son divididos en tres grandes áreas: Pirometalurgia, Electrometalurgia e Hidrometalurgia. Esta ultima área, es en la que se enfocara este trabajo. La hidrometalurgia es el proceso en cual se obtiene el mineral puro de interés con base en reacciones químicas, en solución acuosa. Se destacan tres etapas de los procesos Hidrometalurgicos estos son; la lixiviación, concentración o purificación de la solución obtenida y la precipitación del metal deseado o sus compuestos. Este trabajo tiene como objetivo dar a conocer la práctica de hidrometalurgia en la minera el peñón, productora de oro, el cual se encuentra depositado como tipo veta. El proceso de obtención del oro en el peñón se caracteriza por el uso de cianuro como agente lixiviante, lixiviación agitadora, precipitación por uso de zinc y la fundición de la calcina. Obteniendo como resultado final Metal Dore.
DESARROLLO DEFINICIÓN DE HIDROMETALURGIA Se entiende por hidrometalurgia a los procesos de lixiviación selectiva de los componentes valiosos de los yacimientos minerales y su posterior recuperación de la solución por diferentes métodos. La denominación de hidrometalurgia se refiere al uso de soluciones acuosas como agente de disolución. Hay tres principales etapas de los procesos hidrometalúrgicos:
Disolución del componente deseado presente en la fase sólida. Concentración y/o purificación de la solución obtenida. Precipitación del metal deseado o sus compuestos.
Se basa en la concentración de soluciones en uno a varios elementos metálicos de interés, presentes como iones, que por reacciones reversibles y diferencias físicas de las soluciones son separados y aislados de forma específica. Como resultado se obtiene una solución rica en el ion de interés y con características propicias para la próxima etapa productiva.
Ventajas principales: Mínimos Problemas de contaminación ambiental. Aplicable a menas pobres. Bajo costo de operación. Menor costo de inversión. No exige transporte complicado de mineral. Fácil Control de procesos.
Hidrometalurgia del oro
Las técnicas de Hidrometalurgia más importantes y utilizadas en la extracción de oro son, la lixiviación, purificación y concentración de la solución, y la recuperación del oro. Uno de los factores al decidir un pre-tratamientos hidrometalúrgicos, es el tipo de mineral, Oro en veta (necesita liberación), Oro en placer (Liberado por naturaleza) y Oro diseminado (libre y limpio). Existen 2 tipos de reacciones químicas en la extracción del oro, las más importantes son aquellas que interfiere el oro en sí, otros metales de valor (grupo platino) y las reacciones secundarias que tiene que ver con los minerales de ganga. La eficiencia de la extracción de oro puede verse afectada por variadas situaciones, dentro de las cuales podemos mencionar las reacciones secundarias mencionadas anteriormente, estas provocan un aumento en el consumo de reactivos. Por otro lado la disolución de especies (cobre, o mercurio) afectando negativamente procesos posteriores. Diversos tipos de reacciones químicas, resumidos en la siguiente figura, pueden utilizarse en el diagrama de flujo total de extracción de oro.
DESCRIPCION DEL PROCESO DE PLANTA EN MINERA EL PEÑON
En minera el peñón la planta de procesamiento está diseñada para obtener metal doré, la producción promedio del metal tiene una composición de un 5% de oro y un 95% de plata aproximadamente, el 2012 esto implico una producción de 317.557 Oz de oro y 7.246.951 Oz de plata. En mineral en El peñón se clasifica como un yacimiento tipo Veta epitermal. El mineral proveniente del acopio es sometido a un chancado primario y la clasificación de este donde se reduce el tamaño del mineral hasta diámetros menores a 63,5mm. Luego de esto es dirigido a alimentar a la planta de chancado secundario. En esta parte del proceso se emplea el uso de Cal viva para el control del pH.
Luego Ingresa el mineral chancado al molino SAG, solución de cianuro de sodio como agente lixiviante con concentración de 250 gpl y solución de molienda necesaria para lograr la concentración de pulpa dentro del molino. La descarga del molino es destinada a hidrociclones, El circuito de clasificación está compuesto por 6 hidrociclones, generando una pulpa de concentración entre 30 – 40 % de sólidos. El Overflow obtenido de los hidrociclones se dispone en un estanque de repulpeo del espesador de molienda.
En el espesador se agrega floculante para mejorar la decantación de sólidos. El underflow del espesador es bombeado a un primer estanque de lixiviación. La solución clara de rebalse (Overflow) del espesador es llamada “solución rica no clarificada” y es dispuesta en un estanque para bajar su contenido de partículas en suspensión. El Overflow del espesador es enviado a un estanque de solución sin clarificar, donde se clarifica la solución a una concentración de sólidos de 5ppm como máximo. Esto se logra por variados filtros los cuales trabajan en ciclos y con la adición de un reactivo llamado perlita. Las soluciones ya clarificadas son llevadas a un estanque de solución rica clarificada, para una siguiente etapa de precipitación con Zinc.
HIDROMETALURGIA EN MINERA EL PEÑON
Lixiviación
La disolución del oro y la plata comienza en el molino SAG como se menciono en partes anteriores de este trabajo, donde es agregado el agente lixiviante cianuro de sodio, alcanzando una extracción de alrededor de 75% y posteriormente el proceso de disolución continua en los estanques de lixiviación en serie. La lixiviación es del tipo por agitación, el underflow con origen en el espesador de la molienda es lixiviado con agitadores mecánicos y en un ambiente cianurado. También se agrega oxigeno liquido que ayuda a la cinética de disolución del oro y plata. Se mantiene una concentración de 9 ppm de oxigeno disuelto en la solución. Los estanques de lixiviación poseen diferentes alturas permitiendo el flujo de la pulpa por gravedad entra cada estanque. La descarga del último estanque es enviada al primer espesador del circuito de lavado en contra corriente, con el fin de lavar la pulpa y recuperar la solución enriquecida con los metales disueltos.
Filtrado y Depósito de relaves
El área de filtrado tiene como objetivo separar la fase solida de la fase liquida, para descargar un relave con contenido de humedad relativo al 20%. Se quiere lograr que el líquido contenido en la humedad tenga la menor concentración de los metales disueltos. La pulpa es bombeada hacia cuatro filtros de bandas a cuatro estanques agitadores, los cuales llegan a un alimentador por cada filtro. El alimentador de esta etapa procura mantener siempre una distribución homogénea del relave a todo el ancho de la tela filtrante, permitiendo un lavado y drenaje uniforme. Una operación normal de filtrado se aprecian cinco zonas; formación, lavado, secado, descarga y lavado de tela. La etapa de depositación de relaves en el tanque, empieza con la descarga del material filtrado, el cual es enviado al acopio de relaves.
Precipitación
En una condición normal de operación de precipitación se aprecian 3 etapas: Desaireado: se extrae el aire presente, por la circulación de fluido en una torre desaireadora. Precipitación: Se precipita el oro y plata, por reacción química por adición de zinc. Filtración: Se filtran los precipitados obtenidos en la etapa anterior. La solución rica clarificada es desaireada antes de ingresar a la precipitación por zinc, Con esta etapa se consigue una disminución de la solubilidad del 02 disuelto en la solución. Se tiene como resultado una solución rica desaireada, con concentración menor a 1 ppm de O2. Para la precipitación, se prepara la pulpa de zinc en un estanque de cono, esta pulpa es la mezcla de polvo de zinc con solución estéril, mediante un agitador, obteniendo como resultado una lechada de zinc. La lechada es mezclada con la solución rica desaireada, el contacto de la pulpa de zinc con la solución rica, provoca la precipitación de los elementos de interés, oro, plata y algunas otras impurezas. La dosificación de zinc se realiza según resultados químicos de las soluciones ricas y estériles reportadas por el laboratorio químico. La etapa de filtración tiene por fin la separación solido liquida, es filtros de prensas. Antes de alimentar los filtros con la solución que viene de la etapa anterior, se someten los filtros una recirculación de pulpa de arcilla con el fin de formar una capa inicial sobre las telas de los filtros, así evitando tapados rápidos en estas telas. Luego se hace fluir la solución que proviene de la etapa de precipitación, obteniendo una solución saliente la cual es llevada a un estanque de solución estéril. El queque formado en el filtro es despegado de la tela utilizando espátulas, este queque es cargados en bandejas para su posterior envió a los hornos de calcinación. Las telas son lavadas con una hidrolavadora esta agua de lavado contiene pequeñas cantidad de precipitado por lo que se recupera por un pequeño filtro de prensa.
Fusión
Se aprecia tres operaciones principales en este proceso: Calcinación, Fusión/refinación, Tratamiento de escorias Los precipitados obtenidos en los filtros de prensa depositados en bandejas de capacidad de 100 Kg, son transportados a hornos de calcinación, con el objetivo de eliminar la humedad. Cada horno cuenta con 8 bandejas, sometidas a una temperatura de 538°C durante 17 horas aproximadamente. Se obtiene de este proceso la calcina, la cual es la alimentación del horno de fusión. La etapa de fusión es compuesta por un horno de reverbero, que utiliza gas licuado y aire/oxigeno, para alcanzar temperaturas del orden de 1220°C. La calcina es cargada en bandejas, 8 bandejas en forma continua. Luego de 2 horas la masa agregada al horno se funde y se recarga con 8 nuevas bandejas con calcina y así sucesivamente. La masa fundida es compuesta por dos fases, la parte superior la escoria, que es de menor densidad y funde a 850°C formada por sílice, la parte media llamada fundente (Cu, Fe, Zn y otros) y la parte inferior es el dore, de mayor densidad y funde a 1000°C, compuesto de plata y oro, con pequeñas impurezas. Se retira la escoria y el dore es colado en lingoteras con capacidad de 165 Kg.
CONCLUSÍON
El Proceso de la metalurgia extractiva, como se dijo tiene tres procesos importantes, de los cuales la Hidrometalurgia, es uno de los más relevantes ya que este proceso es beneficios en menas pobres, como es el caso del oro, o en el que el cobre en estos momentos se está desenvolviendo. En la producción de oro de esta mina, se ve aplicada la llamada cianuracion la cual consiste en ocupar este agente lixiviante para la disolución del oro, por otro lado está comprobado que la presencia de oxigeno acelera la disolución en cuestión, mejorando la recuperación de oro y ahorrando costos de capital (por capacidad de los estanques). La recuperación del elemento de importancia en la etapa de filtrado es importante, ya que la concentración y calidad del queque obtenido, repercute directamente en el proceso de fundición para obtener el metal dore. Es por eso que se aprecia la importancia de cada etapa del proceso hidrometalúrgico, mas aun en la extracción del oro.
BIBLIOGRAFÍA
VEGA BARRIOS, RAUL. Proyecto chancador de pebbles en el peñon, Tesis Ingeniero civil industrial electrónico, Departamento de ingeniería eléctrica, Universidad de Antofagasta, 2004. ARAYA RIVERA, CLAUDIO. Tratamiento de minerales de oro de baja ley mina el peñón, Tesis Ingeniero ejecución en metalurgia, Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Universidad católica del norte, 2002. ALVARADO VERGARA, DANIEL. Propuesta de un sistema de mejoramiento continuo en la faena de explotación Minera El Peñón, Tesis Ingeniero Civil Industrial, Facultad de ingeniería, Universidad Católica del norte, 2003. AIR LIQUIDE. Oxigenación de proceso de cianuración de Oro y Plata. Articulo en http://www.airliquide.cl/es/sectores-de-actividad/mineria-1/oxigenacion-de-proceso-de-cianuracionde-oro-y-pla.html , consultado el 12 de Diciembre del 2013.
GEOTECNICA. Estudio de impacto Ambiental proyecto el peñón, capitulo 1, descripción del proyecto. Articulo en http://seia.sea.gob.cl/archivos/EIA/2012122002/EIA_1093_Descripcion_del_proyecto.pdf, consultada el 12 de Diciembre del 2013.
