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Procesos Hidrometalúrgicos
INDICE Introducción………………………………………………….………………...3 Puntos relevantes…………………………………………….……………….4
Lixiviación en ba tea…………………………………………….…….……….5 Etapas de la lixivi ación………………………………………….…………….6 -8 Ciclos de percolación…………………………………….…………….……………..8 Proceso de anglo American...………………………………………………………..9 Ventajas y desventajas del proceso………………………………………………..10 Conclusión……………………………………………………………………………..11 Bibliografía……………………………………………………………………………. .12
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INTRODUCCIÓN En este informe daremos a conocer algunos puntos relevantes tales como lo que es lixiviación e hidrometalurgia, también les informaremos sobre el proceso de lixiviación en bateas lo cual es el tema que nos trae ante ustedes, tanto sus etapas, cuando se inicio y en que consiste dicho proceso y también como y en que tipo de casos puede ser utilizado. Nos enfocaremos mas que nada en el proceso de lixiviación en bateas para oxido de cobre, proceso que se utilizo en los primeros años tanto en la empresa Codelco, como en otras mineras tales como Mantos Blancos, también daremos a conocer el proceso que ejerce la empresa anglo America, la cual emplea la lixiviación en bateas hoy en día.
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PUNTOS RELEVANTES
¿Que es Lixiviación?
La lixiviación, o extracción sólido-líquido, es un proceso en el que un disolvente líquido pasa a través de un sólido pulverizado para que se produzca la disolución de uno o más de los componentes solubles del sólido.
¿En donde se emplea?
Se emplea generalmente en muchos procesos del día a día, en nuestro caso, en la minería metalurgista se utiliza en los procesos de tema hidrometalúrgicos.
¿Que es la hidrometalurgia?
La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia que cubre la extracción y recuperación de metales usando soluciones líquidas, acuosas y orgánicas. Se basa en la concentración de soluciones en uno a varios elementos de interés metales, presentes como iones, que por reacciones reversibles y diferencias físicas de las soluciones son separados y aislados de forma especifica. Como resultado se obtiene una solución rica en el ion de interés y con características propicias para la próxima etapa productiva.
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LIXIVIACIÓN POR BATEA La lixiviación en batea, en ingles vat leaching, o también conocida como lixiviación por percolación, es un sistema que se utilizo desde los inicios del siglo XX por las salitreras en las cuales las bateas recibían el nombre de ‘’Cachuchos’’ y que luego se utilizo en los procesos del cobre por la empresa CODELCO, Este método consiste en hacer circular una solución a base de agua, acido y depende del mineral (Oro, cobre, uranio, plata) otros componentes para poder tratar dicho mineral, además este debe tener ciertas especificaciones tales como: una alta ley, alta porosidad, alta impermeabilidad para que permita la precolación, El proceso, dependiendo de la ley del mineral, puede durar 2 días hasta 12 días o en algunos casos hasta 14 días para que la solución percole totalmente el mineral y extraiga la materia que necesitamos, con este método se podía recuperar hasta un 90% del mineral encontrado en la roca. Las bateas son estructuras de hormigón en forma de paralelepípedo que soportaban hasta 14.500 toneladas, que tenia un fondo falso donde se tenia una tela filtrante la cual permitía que el flujo fuera tanto ascendente como descenderte, para luego pasar a la otra batea las cuales estaban colocadas en corrida, esto permitía una solución mas rica, para luego ser enviada a recuperación electrolítica directa (Como se hacia en un principio en las operaciones de Codelco).
Estas pueden medir desde 5x7x3 m. hasta 50x40x5 m. El número de bateas en cada operación depende también del proceso, existiendo entre 5 y 14 bateas Las bateas usadas en el proceso de Codelco en sus inicios en 1915 eran de 43x34x6.5m, para luego en 1961 en mantos blancos pasar a bateas de 20x20x7.3 y en La cascada en 1972 con bateas de 25x25x7 m Estas se colocaban en líneas también llamadas batería de bateas las cuales estaban paralelamente a los que contenían la solución con la que se iba a lixiviar el mineral (acumulación solución rica, solución ácida, solución de lavado intermedio, agua, etc.), para realizar el traspaso o circulación de dicha solución se utilizaban bombas centrifugas que tenían un revestimiento anticorrosivo al igual que los ductos por los que pasaba.
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ETAPAS DEL PROCESO El proceso de lixiviación por bateas consistía de 4 pasos: -Carga -Lixiviación -Lavado -Descarga
Carga: Para cargar las bateas con el mineral se utiliza una correa transportadora y un carro repartidor, por uno de los costados de las bateas, mientras que por el otro estaba una pala en forma de almeja que es la que se encargaba de descargar las bateas a través de camiones o correas transportadoras, gracias a que las bateas estaban posicionadas en una línea, el proceso de carguio y descarga se hacia mas cómodo, al cargar por una línea y descargar por la otra línea
Efecto de la técnica de carguío La manera de cargar el mineral en las bateas tiene un gran efecto sobre la permeabilidad del lecho, como podría inferirse. Algunos datos prácticos: a) Carga de material seco sobre solución ocurre segregación, V = 20 (l/h m2) b) Carguío seco en batea, V = 40 (l/h m2) c) Similar a a) pero agregando floculantes, no segrega, V = 80 (l/h m2) d) Material aglomerado, V = 180 (l/h m2)
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Lixiviación: Percolación Descendente y Ascendente Los estanques de percolación o bateas pueden operarse hacia abajo o descenderte (drenaje por gravedad) o hacia arriba o ascendente mediante bombeo. Cuando se hace percolación descendente, es importante determinar la altura de cabeza que se precisa sobre el lecho, para proveer el gradiente de presión para la velocidad de flujo deseada, si se emplea una presión o una altura de solución excesiva sobre el lecho, el mineral podría perder su permeabilidad y decrecer en dirección al flujo, lo cual podría provocar una compactación del mineral, para que esto no suceda, se hace un calculo con la formula de Kozeny-Carman:
Mientras en la precolación ascendente se debe cuidar la velocidad de flujo, esta debe ser menor a la velocidad minima de fluidización esto provoca una menor tendencia a la compactación o perdida de permeabilidad, pero a su vez, puede producir un arrastre de fino hacia el superior del lecho, eso significa que tanto la velocidad de flujo como la velocidad de fluidización tengan un limite.
Se deben considerar varias cosas con respecto al flujo para que este sea eficiente, tanto la velocidad como también el control químico controlando la relación reactivo-flujo, controlando el pH en caso de soluciones acidas para así no provocar precolación lenta y efectos no deseados.
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Lavado: Esta etapa se realiza para arrastrar soluciones ricas retenidas entre los ripios. Las velocidades de lavado, también dependen de la velocidad de percolación de las soluciones de lavado a través del lecho y de la velocidad de desplazamiento de las soluciones cargadas. Las técnicas de la operación de lavado varían mucho de un lugar a otro, en algunos casos lavado batch (Lavado en lote) con circulación de la solución de lavado, en otros en contracorriente con Flujo ascendente. Un flujo típico de lavado es 80160 (l/h m2) Estas operaciones de lavado en percolación son más eficientes que los CCD (counter current decantation o decantación en contra corriente) en espesadores para la lixiviación por agitación
Ciclo de percolación El proceso de percolación se realiza normalmente en contracorriente, es decir donde el mineral fresco se encuentra con soluciones viejas y el mineral viejo con soluciones frescas. Un ciclo de lixiviación consiste entonces en la organización de etapas de carga, lixiviación, lavado y descarga del mineral. Las características particulares del ciclo en cada caso dependerán de las características del mineral como mineralogía, velocidad de disolución, tamaño de partículas, etc.) Esto se hace con el fin de que el mineral se ‘’canse’’ y extraiga todo atacándolo con solución nueva, mientras que la solución que ya paso al siguiente estanque se enriquezca mas por cada estanque con mineral no procesado que se encuentre, para entenderlo mejor se tomara el siguiente ejemplo: Se tienen 6 bateas cargadas con mineral:
Etapa 1: Se introduce la solución lixiviante a la primera batea, esta circula por un tiempo dado Etapa 2: La solución lixiviante pasa a la segunda batea y se hace circular mientras que en la primera batea se introduce solución fresca Etapa 3: Se repite el proceso anterior pasando del 2 al 3, del 1 al 2 hasta llegar a la batea 4. Luego de cierto número de cargas, el material de la batea 1 estará listo para la etapa de Lavado para luego descargarlo y volver a cargarlo, mientras esto ocurre, se carga la batea 2 con solución fresca y se pone en funcionamiento la 5 batea
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PROCESO ANGLO AMERICAN Los minerales de cobre que se lixivian son principalmente crisocola y atacamita Se realiza la denominada lixiviación en bateas. Este tipo de lixiviación las dimensiones empleadas son de 20x20x7 con una capacitas de 830m3. El tiempo total del ciclo de cada batea es de 82hr (7hr de carguio, 55hr de lixiviación, 5hr de drenaje11hr de descarga, 54hr de reparación). Para la cantidad de material tratado se necesitan 12 bateas, razón por la cual se agregaron dos bateas más a la serie ya existente. Una de las modificaciones introducidas en el proceso de este tipo de flujo que se ubica (actualmente paralelo) ) y su división de dos etapas. El mineral aglomerado es contactado con una solución de lixiviación intermedia (ILS) y El mineral aglomerado es contactado con una solución de lixiviación intermedia (ILS) y posteriormente con refino como solución lixiviante. En la etapa de lixiviación intermedia se contacta el mineral fresco aglomerado con una solución intermedia que se ha producido en la etapa de lixiviación con refino con esto se obtiene una solución resultante que se llama solución rica (PLS) de la lixiviación en batea. La etapa siguiente es el clarificado o re-lixiviación de sólidos y surge producto de que la solución ha tratado mineral fresco recién aglomerado, cuyo contenido posee grandes cantidades de sólidos finos. El refino proveniente de la operación de extracción por solventes (SX) es usado para una lixiviación secundaria del mineral, obteniéndose la solución intermedia y ripios finales. Por esto, la disolución de cobre se produce en la fase de lixiviación intermedia, y la recuperación de cobre es maximizada por la lixiviación con refino
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA LIXIVIACION EN BATEAS Ventajas de la lixiviación en bateas. a) No se requiere de etapas de molienda y separación sólido-líquido. b) Las etapas de lixiviación y lavado cuentan con estanques de almacenamiento intermedios, lográndose más flexibilidad que en un proceso continuo. c) Se obtienen soluciones concentradas que pueden ir directamente a EO. Esto es debido a la baja relación sólido/líquido. d) Los costos de inversión y operación son más altos que los de la lixiviación in situ, en botaderos, en pilas, pero menores que en la agitación. Desventajas de la lixiviación en bateas. a) Es un proceso batch, al no ser continuo se forman reacciones indeseables. b) La recuperación máxima es de 65-90 %. c) La aplicación es limitada a minerales con contenido de finos menores de 8 a 12 %-200. (En algunos casos podrá aglomerarse el mineral). d) Se requiere más entrenamiento de operadores, el sistema tiene poca automatización.
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CONCUSIÓN Podemos concluir que gracias a este trabajo nos pudimos dar cuenta que la lixiviación en batea fue la primera forma de lixiviación que se practico en la parte de la lixiviación de minerales oxidados en los primeros años de algunas empresas en chile, además de cómo es el proceso, y de para que minerales se usa, nos enteramos de las ventajas y desventajas de realizar este tipo de lixiviación. Además de eso, nos dimos cuenta de lo costoso que era este método y del porque se dejo de usar y fue reemplazado con otro tipo de lixiviación, aun siendo un proceso rápido en tema de realizar la lixiviación, era uno de los que se debía tener cuidado ya que cualquier fallo podía causar una gran perdida de algunos de sus componentes como bateas o daño a los equipos.
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Bibliografía Internet
http://es.wikipedia.org/wiki/Lixiviaci%C3%B3n http://es.scribd.com/doc/39872456/40/Lixiviacion-por-percolacion http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrometalurgia https://www.google.cl/imghp?hl=es&tab=wi (Google imágenes) Libro Hidrometalurgia
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