Modulo i - Lixiviacion en Pilas y Columna Ok

DIPLOMADO PROCESAMIENTO DE MINERALES AURIFEROS Y POLIMETALICOS MODULO I

Expositor: Ing. Fernando de la Rosa López Valverde

El presente DIPLOMADO tiene como objetivo principal dar los conocimientos y experiencias respecto a la LIXIVIACION EN COLUMNA y LIXIVIACION EN PILAS.

Al final del DIPLOMADO, los participantes tendrán pleno conocimiento teórico para aplicar en el proceso de LIXIVIACION, como parte del Procesamiento del Mineral Aurífero en LIXIVIACION EN PILAS.

CONTENIDO

I. GEOLOGIA, MINAS y METALURGIA EN EL PROCESO DE EXTRACCION Y RECUPERACION DE Au y Ag 1.1. Exploración Minera 1.2. Geología Mina - Operaciones Mina 1.3. Procesos Metalúrgicos

II. TEORIA DE LA CIANURACION – HIDROMETALURGIA APLICADO A MINERALES DE Au y Ag 2.1. Elementos para la lixiviación de oro y plata 2.2. Diagramas de flujo característicos en el procesamiento de minerales auríferos 2.3. Métodos de cianuración 2.4. Fisicoquímica y termodinámica de soluciones acuosas – diagrama de potencial (Eh) – pH 2.5. Química de las soluciones del cianuro

III. LABORATORIO METALURGICO CON EL PROCESO DE LXIVIACION EN COLUMNAS Y PILAS 2.1. Planificación y planteamiento de una prueba metalúrgica: Consideraciones generales 2.2. Tipo de prueba metalúrgica 2.3. Ejecución de Prueba Metalúrgica en Columna - Recepción de la muestrea de mineral - Preparación mecánica de la muestra de mineral de cabeza - Pruebas y/o ensayos preliminares - Cálculos - Carguío de mineral a columna grande - Inicio de riego de mineral en columna grande para lixiviación del mineral de Au y Ag - Controles de Au, Ag, pH y Cianuro - Otros. IV. LIXIVIACION EN PILAS 4.1. Proceso constructivo 4.2. Proceso productivo - Diagramas de flujo para el procesamiento de mineral de Au y Ag mediante lixiviación en pilas - Operación en Pad Lixiviación - Controles de Ingeniería - Cálculos metalúrgicos - Balances metalúrgicos - Análisis de procesos metalúrgicos

I. GEOLOGIA, MINAS y METALURGIA EN EL PROCESO DE EXTRACCION Y RECUPERACION DE Au y Ag

1.1. Exploración Minera:

Prospección Es el conjunto de actividades que conducen al estudio y caracterización geológica de una zona determinada y permiten establecer los sectores que presentan manifestaciones o indicios geológicos de un depósito de mineral económicamente explotable.

“El cateo y la prospección son libres en todo el territorio nacional”.

Exploración para indicar recursos Son las actividades que tienen como fin determinar la continuidad de las estructuras mineralizadas tanto en rumbo como en buzamiento, para lo cual se hacen programas de perforación con diamantina, en mallas que se van cerrando de acuerdo con el yacimiento.

“En el caso de la exploración, se requiere el acuerdo previo con el propietario del terreno superficial y permiso del Ministerio de Energía y Minas”.

1.2. Geología Mina - Operaciones Mina:

La extracción del mineral se realiza por el método de explotación a cielo abierto. Operaciones de Minado a cielo abierto

Zona Mineralizada

Tajo a Cielo Abierto

Etapas:

o La perforación se realiza con perforadoras ATLAS COPCO DM45, previo a la voladura para obtener mineral y desmonte.

o Voladura el material (mineral y desmonte) es volado para el inicio del carguío y transporte hacia Pad Lixiviación y Demontera.

o El carguío de mineral/desmonte se realiza con excavadoras CAT 365 y cargadores frontales CAT 992.

o El transporte de mineral/desmonte se realiza con camiones VOLVO FMX 440 de 33 t de cap.

1.3. Procesos Metalúrgicos:

CIRCUITO CERRADO DE LIXIVIACION PRODUCTO FINAL

El proceso utilizado para extraer el oro de la solución es el Merrill Crowe. * Filtrado para tener una solución Limpia. * Deareación para eliminar el oxigeno de la Solucion. • Adición de polvo de zinc y finalmente, filtrado del precipitado de oro.

II. TEORIA DE LA CIANURACION – HIDROMETALURGIA APLICADO A MINERALES DE Au y Ag 2.1. Elementos para la lixiviación: NaCN ó KCN H2O

CaO o NaOH

Aire (O2) CaO

H2O: Disolvente NaCN o KCN: Soluto, agente estabilizador de Au y Ag CaO o NaOH: Reguladores de pH O2: Agente oxidante

Ag

2.2. Diagramas de flujo característicos en el procesamiento de minerales auríferos

2.3. Métodos de cianuración

Lixiviación en Pilas

Lixiviación en Agitación

2.4. Fisicoquímica y termodinámica de soluciones acuosas – diagrama de potencial (Eh) – pH

Diagramas de Potencial (Eh) – pH (POURBAIX): Son diagramas termodinámicos, que nos indica si un elemento está presente en una fase bajo cierta condición, mas no nos indica con que velocidad ocurre dicha disolución. Nos permite construir o interpretar si un elemento disuelto es estable o inestable bajo ciertas condiciones termodinámicas

Variables en general de un proceso de cianuración:

• Temperatura • Presión • pH

• Concentración de iones • Potencial de oxido – reducción

• Tamaño de partícula

Conceptos importantes: Agente Oxidante: - Captura electrones reduciéndose oxidando a otro elemento. Ejemplos: O2, Fe3+, H2O2 - El potencial del sistema aumenta. Agente Reductor: - Cede electrones oxidándose reduciendo a otro elemento. Ejemplos: H2, Zn - El potencial del sistema disminuye Reacción de Oxidación: - Pérdida de electrones:

Au°  Au+ + e

Reacción de Reducción: - Pérdida de electrones:

Fe3+ + e-  Fe2+

2.5. Química de las soluciones de cianuro:

Evaluación de la pérdida de cianuro e influencia en la operación de lixiviación: En una operación normal de lixiviación en pilas (15,000 t/día) y planta merrill crowe, se tiene un flujo de drenado de 1000 m3/h; pero en época de lluvia aumenta a 1300 m3/h, para mantener los niveles de pozas adecuados, es necesario derivar la solución barren hacia la poza de mayores eventos que tiene una capacidad de almacenamiento de 100,000 m3. El exceso de solución en el sistema se tiene por 3 meses (época de lluvia). Además la solución derivada tiene un pH de 9 con una ley de Oro de 0.015 ppm y Plata 0.5 ppm y 50 ppm NaCN. Datos: Saturación del mineral: 7% Consumo de Cal = 0,264 Kg/m3 Determinar: - La capacidad de la PME, cubriría el exceso de solución?. Que decisión tomaría. - Que porcentaje de HCN, se tiene?. Que decisión tomaría. - Es conveniente subir el pH?. Que álcali usaría, considerando la parte técnica y económica para el proceso?. - Cuantas Onza de Oro equivalente se tendrá en la Poza de Mayores Eventos?.

III. LABORATORIO METALURGICO CON EL PROCESO DE LIXIVIACION EN COLUMNA Y PILAS

3.1. PLANIFICACION Y PLANTEAMIENTO DE LA PRUEBA METALURGICA: - Consideraciones generales: El criterio para el inicio de una prueba metalúrgica se realiza en coordinación con Geología y Planeamiento Mina, considerando que las pruebas metalúrgicas se realizarán con muestras representativas de mineral del cuerpo mineralizado de acuerdo al Modelo Geológico; asimismo complementar la información y al final tener un Modelo Geometalúrgico para la explotación de dicho mineral a Tajo Abierto.

MODELO GEOLOGICO DE BLQUES

3.2. TIPO DE PRUEBA METALURGICA: Circuito Abierto

Circuito Cerrado

Mineral + Cal

Mineral + Cal

Columna de Lixiviación 33” x 6m Cap. 4 TM.

Solución Barren

Columna de Lixiviación 33” x 6m Cap. 4 TM.

-% Extracción de Au y Ag -Consumo de cal - CaO (Kg/t) -Consumo de cianuro - NaCN (Kg/t) -Velocidad de percolación (m/día) -Tiempo de lixiviación -Tiempo de drenado (días) -Tiempo de Lavado (días) -Saturación (%) - Otros. Muestra de solución Pregnant 24 h

Solución Pregnant

Muestra de solución Pregnant 24 h

Agua, Cal o NaOH, NaCN

Solución Pregnant

Agua, Cal o NaOH, NaCN, aire

Muestra de solución Barren Columnas de Carbón Activado 5 Kg c/u

Solución Barren

Información a obtener:

3.3. EJECUCION DE LA PRUEBA METALURGICA: - Recepción de la muestrea de mineral: Geología: facilita la información básica geológica, para aplicar un buen criterio para la realización de las pruebas metalúrgicas (Alteraciones, leyes, etc).

- PREPARACION MECANICA DE LA MUESTRA DEL MINERAL DE CABEZA: El mineral del PROYECTO acopiado es aproximadamente 19000 Kg, el cual se realizará el homogenizado y cuarteo del mineral con la finalidad de obtener 2 muestras representativas de mineral; y realizar Prueba Metalúrgica en Columna Grande, para evaluar y determinar el % extracción de Au del mineral ROM y CHANCADO. Homogenización

Homogenizado y Cuarteo: Para ROM y CHANCADO (9,500 Kg aprox.)

Clasificación de tamaños de mineral, para pesado y calculo de distribución granulométrica:

Clasificación de tamaños de mineral, para pesado y calculo de distribución granulométrica:

Pesado y calculo de distribución granulométrica:

Distribución granulométrica del mineral ROM:

Muestras de mineral representativas: Mineral ROM y Mineral para CHANCADO 80% -1 ½”

METODOS DE MUESTREO: Coneo y Cuarteo (Para la preparación mecánica) Muestreo por sondaje (Para muestra del Proyecto)

- El mineral se extiende sobre una superficie plana fácil de limpiar. La muestra se apila formando un cono mediante una pala, haciendo caer cada palanada exactamente en el vórtice de cono, para conseguir una adecuada distribución de las partículas en la superficie del cono. Esta operación se repite 5 veces con el propósito de dar una distribución granulométrica homogénea en todo el cuerpo del cono. - Seguidamente, el mineral se distribuye para formar primero un cono truncado, distribuyendo radialmente las partículas con una pala, luego se continua hasta alcanzar la altura de una torta circular plana y simétrica en concordancia al peso. - Finalmente la torta circular plana se divide en cuatro partes.

- Preparación mecánica del mineral ROM para la Columna Grande:

9,476 Kg

M +6” 514 Kg

M +4” 536 Kg

M +2” 792 Kg

M +1 1/2” 251 Kg

M -1 1/2” 2,106 Kg

Composición granulométrica para Columna Grande 4200 Kg

Aplicación de diseño de cuarteo para obtener la cantidad de mineral de acuerdo a la distribución granulométrica: DIAGRAMA DE CUARTEO CORRESPONDE MALLA - 1 1/2" Diagrama de4.-cuarteo para la malla -1 ½”:QUE Obtención del mineral para ser cargado a la Columna Grande

4638.95 kg

Peso de la Muestra : 4638.95 Kg Ho mo g enizad o y cuart ead o (5veces)

2319.48 kg

2319.48 kg

Co nt ramuest ra

Ho mo g enizad o y cuart ead o (5veces)

1159.74 kg

1159.74kg

M ineral co lumna p esar y ensacar

co nt ramuest ra


579.87 kg

2102.04 kg

579.87 kg



M ineral p ara carg ar co lumna

289.94 kg

289.94 kg

M ineral co lumna p esar y ensacar Ho mo g enizad o y cuart ead o (5veces)

144.97 kg

144.97 k g

Rechazo Ho mo g enizad o y cuart ead o (5veces)

72.49 kg


72.49 kg

Rechazo

Diagrama de cuarteo para la malla -1 ½”: Obtención del mineral para análisis químico y mineralógico 4.1.- Cuarteo para Análisis Químico M - 1 1/2"

2536.94 kg

Homogenizado y Cuarteado (5veces)

1268.47 kg

1268.47 kg

Mineral rechazo Homogenizado y cuarteado (5veces)

634.24 kg

634.24 kg


317.118 kg

317.118 kg


158.56 kg

158.56 kg

2378.388 kg Mineral rechazo

Mineral

79.27 kg

Contramuestra Muestra Analisis Quimico

se reduce de tamaño a 3/8"

79.27 kg

Muestra Analisis Quimico Y Mineralógico

MINERAL ROM – COLUMNA GRANDE 33” x 6m

M -1 ½”

M +4”

M +1 ½”

M +6”

M +2”

PESADO MUESTREO HUMEDAD HOMOGENIZACION ALCALINIZACION CARGUIO DE COLUMNA

Secuencia de la preparación del mineral por mallas para ser cargado a la Columna Grande 33” x 6m:

Carguío de mineral en Columna

M +6”, +4”, +2”, +11/2”, -11/2”

- Preparación mecánica del mineral CHANCADO para la Columna Grande:

9,476 Kg 50% -1 ½”

M +6” 1,159 Kg

M +4” 1,210 Kg

M +2” 1,787 Kg

CHANCADO

9,476 Kg 86% -1 ½”

M +1 1/2” 567 Kg

M -1 1/2” 4,752 Kg

- CHANCADO de mineral:

Aplicación de diseño de cuarteo para obtener la cantidad de mineral de acuerdo a la distribución granulométrica (80% -1 1/2”): Diagrama de cuarteo para la malla -1 ½”: Obtención del mineral para ser cargado a la Columna Grande Peso de la Muestra: 9362.62 Kg 9362.62 kg

Homogenizado y cuarteado (5veces)

4600.32 kg

4762.20kg

Contramuestra


2340.66 kg

2421.34kg

Mineral columna pesar y Ensacar

Contramuestra


4304.75 kg

1170.33 kg

1251.01 kg

Mineral columna pesar y Ensacar


Mineral para cargar a la columna grande

581.17 kg

669.84 kg

Mineral columna pesar y ensacar Homogenizado y cuarteado (5veces)

212.59 Kg

457.25 Kg

contramuestra, para correr pruebas en botella, columna mediana, analisis Quimico, análisis mineralógico.

MINERAL CHANCADO – COLUMNA GRANDE 33” x 6m Cal

PESADO

MUESTREO HUMEDAD

HOMOGENIZACION

ALCALINIZACION

CARGUIO DE COLUMNA

- Pruebas y/o ensayos preliminares: Humedad:

% Humedad =

W mineral húmedo – W mineral seco W mineral húmedo

Alcalinidad: Prueba en botella: M -10 - pH Natural: Indica el comportamiento a la acidez del mineral - Alcalinización: Incremento del pH natural a pH de operación (10.5-11.0)

Ratio de Cal inicial = Ley: Ley Au = Densidad:

ρ=

g Cal prueba Kg Mineral (muestra)

g Au TM Mineral

= Kg Cal/TM mineral

= g Au/TM mineral

W mineral seco (TM) Volumen de mineral en columna (m3)

= TM/m3, g/cc

- Cálculos: Mineral de Cabeza: Donde: F = Mineral a tratar (toneladas) f = Ley de oro y/o plata (g/TM)

Ripios: Donde: T = ripio (toneladas) t = Ley de oro y/o plata (g/TM) % Recuperación de oro y/o plata: Si F = T: % Recuperación =

f-t f

Ratio de riego o Flujo específico: Ratio de riego =

Flujo Área

=

Volumen/tiempo Área

Determinación de la recuperación de oro y plata:

Donde: F = Mineral a tratar (toneladas) f = Ley de oro y/o plata (g/TM) = Ley de oro y/o plata en la solución de salida (rica) g/m3.

Volumen de solución diario o acumulada

- Inicio de riego de mineral en columna grande para lixiviación del mineral de Au y Ag: Condiciones de Operación: pH = 10,5 – 11,0 Ratio de riego = 12 l/h.m2 [NaCN] = 400 ppm Ratio de Cal mineral ROM = 1,203 Kg cal/t Ratio de Cal Mineral Chancado = 1,374 Kg cal/TM Tipo de Riego: Goteo

- Controles de Au, Ag, pH y Cianuro: Oro y Plata: Para el análisis de Au y Ag, se realiza a través de Laboratorio Químico mediante Absorción Atómica. Ejemplos: Ley Au = 1 ppm, 1 mg/l, 1 g/m3. Ley Ag = 4 ppm, 4 mg/l, 4 g/m3. pH: La medición del pH se realiza tanto en el Lab. Metalúrgico como Químico, con el pH metro. Ejemplos: pH Solución de riego: 10.5 (básico) pH Solución pregnant: 10.0 (básico) NaCN: La determinación del cianuro se realiza mediante Volumetría. Ejemplo: NaCN = 250 ppm, 250 mg/l, 250 g/m3

Análisis químico de cianuro de sodio por volumetría Requerimiento: -

Titulante: Nitrato de Plata (AgNO3) Muestra a titular: Solución de Cianuro de Sodio Indicador: Ioduro de Potasio (KI) o Rodamina Bureta ambar, matraz, etc

AgNO3 169,87

+

2NaCN 98,01

NaAg(CN)2 182,8931

+

NaNO3 84,9946

De acuerdo a lo conveniente, se preparará una solución de nitrato de plata de tal manera que: 1 ml AgNO3 = 50 ppm NaCN = 0.00125 g NaCN (25 ml de muestra)

Por lo tanto: Para preparar un Litro de solución titulante se necesita 2.16 g AgNO3 Cálculo de la Fuerza de cianuro de una muestra cualquiera: [NaCN] = Vgastado x 50 x f

Donde: f es un factor de corrección por la valoración del AgNO3

Problema 1: Si en una prueba metalúrgica de columna grande y en la operación de lixiviación en pilas trabajaría con una solución de NaCN de 5000 ppm y 10000 ppm, utilizaría la misma solución de nitrato de planta del cálculo anterior?. Demuestre si es conveniente.

Problema 2:

Es conveniente si o no en lo siguiente: 1. Para análisis de cianuro con altas concentraciones, se de usar una solución de nitrato concentrado. 2. Para análisis de cianuro con bajas concentraciones, se de usar una solución de nitrato diluido.

Preparación de soluciones: Preparacion de AgNO3 1 En la balanza analitica tarar un frasco de color ambar 2 Agregar al frasco de color ambar la cantidad de nitrato de plata calculado 3 Agregar agua destilada en el frasco hasta llegar al peso de solucion requerido, de ser necesario usar otra balanza de mayor capacidad 4 Tapar el frasco y agitarlo para la disolucion completa del nitrato de plata Preparacion de solucion cianurada 1 En la balanza analitica tarar un frasco 2 Agregar al frasco la cantidad de cianuro de sodio calculado, luego anotar dato obtenido 3 Agregar hasta 2 pelets de hidroxido de sodio para asegurar que el pH de la solucion este entre 10,5 - 11,0 4 Agregar agua destilada en el frasco hasta llegar al peso de solucion requerido, de ser necesario usar otra balanza de mayor capacidad 5 Anotar peso final de solucion obtenido. 6 Tapar el frasco y agitarlo para la disolucion completa del cianuro de sodio Preparacion de solucion de KI al 5 % 1 En la balanza analitica tarar un frasco 2 Agregar al frasco 10 g de Yoduro de Potasio QP 3 Agregar agua destilada en el frasco hasta llegar a 200 g 4 Tapar el frasco y agitarlo para la disolucion completa del Yoduro de Potasio

MONITOREO DE SOLUCIONES TERMINO DE LIXIVIACION (Ley Au < 0,010 ppm) LAVADO (NaCN < 1ppm) DRENADO DESCARGA DE MINERAL PREPARACION MECANICA DE RIPIOS ANALISIS QUIMICO DE RIPIOS CALCULOS

RESULTADOS - Cálculos para la Elaboración de Balances Metalúrgicos: Mineral ROM Cabeza (g/TM) Au Ag 0,706

Analizada Ripios (g/TM) Au Ag 0,063

Mineral CHANCADO Extracciòn (%) Au Ag 91,08

Calculada (Extraccion en soluciones y ripios) Cabeza calculada (g/TM) Ripios (g/TM) Extracciòn (%) Au Ag Au Ag Au Ag 0,765 0,063 91,77

Cabeza (g/TM) Au Ag 0,701

Analizada (sólidos) Ripios (g/TM) Au Ag 0,047

Extracciòn (%) Au Ag 93,30

Calculada (Extraccion en soluciones y ripios) Cabeza calculada (g/TM) Ripios (g/TM) Extracciòn (%) Au Ag Au Ag Au Ag 0,691 0,047 93,20

(*) % Error entre cabeza calculada y cabeza ensayada

Calculada (Extraccion en carbones y ripios) Cabeza calculada (g/TM) Ripios (g/TM) Extracciòn (%) Au Ag Au Ag Au Ag 0,826

0,063

92,38

Calculada (Extraccion en carbones y ripios) Cabeza calculada (g/TM) Ripios (g/TM) Extracciòn (%) Au Ag Au Ag Au Ag 0,748

0,047

93,71

BALANCES METALURGICOS: ROM A) CABEZA ANALIZADA (Cola analizada) Peso de Mineral: 4,10168 t Ley de Cabeza Au: 0,706 g/t Ley de Cola Au: 0,063 g/t Au Cabeza: 2,8958 g Au Cola: 0,2584 g Au Solución: 2,6374 g

B) CABEZA CALCULADA (Extracción en Soluciones y cola) Peso de Mineral: 4,10168 t Ley de Cabeza Au: 0,765 g/t Ley de Colca Au: 0,063 g/t Au Cabeza: 3,1378 g Au Cola: 0,2584 g Au Solución: 2,8794 g

C) CABEZA CALCULADA (Extracción en carbones y cola) Peso de Mineral: 4,10168 t Ley de Cabeza Au: 0,826 g/t Ley de Colca Au: 0,063 g/t Au Cabeza: 3,3880 g Au Cola: 0,2584 g Au Carbon: 3,1296 g

CHANCADO

8,9 % 91,1 %

A) CABEZA ANALIZADA (Cola analizada) Peso de Mineral: 4,26493 t Ley de Cabeza Au: 0,701 g/t Ley de Cola Au: 0,047 g/t Au Cabeza: 2,9897 g Au Cola: 0,2005 g Au Solución: 2,7893 g

8,2 % 91,8 %

B) CABEZA CALCULADA (Extracción en Soluciones y cola) Peso de Mineral: 4,26493 t Ley de Cabeza Au: 0,691 g/t Ley de Colca Au: 0,047 g/t Au Cabeza: 2,9471 g Au Cola: 0,2005 g Au Solución: 2,7466 g

7,6 % 92,4 %

C) CABEZA CALCULADA (Extracción en carbones y cola) Peso de Mineral: 4,26493 t Ley de Cabeza Au: 0,748 g/t Ley de Colca Au: 0,047 g/t Au Cabeza: 3,1902 g Au Cola: 0,2005 g Au Carbon: 2,9897 g

6,7 % 93,3 %

A

6,8 % 93,2 %

C

6,3 % 93,7 %

B

Mineral ROM

Mineral ROM Velocidad de percolación = 2,61 m/día % Saturación = 7,831 Ratio de Cal final = 1,208 Kg/TM Ratio de Cianuro = 0,135 Kg/TM Tiempo de Lavado = 15 días Tiempo de drenado = 30 días

Mineral CHANCADO Velocidad de percolación = 2,11 m/día % Saturación = 9,296 Ratio de Cal final = 1,379 Kg/TM Ratio de Cianuro = 0,137 Kg/TM Tiempo de Lavado = 20 días Tiempo de drenado = 35 días

ESCALAMIENTO DE PRUEBAS DE LIXIVIACION 97.00 96.15

Yacimiento Minero: Cuerpo mineralizado

96.00

95.00 94.10

93.90

94.00

93.71

92.93

93.00

92.38 92.00 92.00 91.16

91.11

91.00

90.00

89.00

88.00

PRUEBA FLASH 10000 ppm

PRUEBA EN BOTELLA PRUEBA EN BOTELLA PRUEBA EN BOTELLA COLUMNA MEDIANA COLUMNA MEDIANA COLUMNA MEDIANA COLUMNA GRANDE COLUMNA GRANDE - 500 ppm - 300 ppm - 200 ppm - 500 ppm - 300 ppm - 200 ppm CHANCADO - 400 ROM - 400 ppm ppm

PARAMETROS DE LIXIVACION DE UN MINERAL DE ORO EN PAD LIXIVIACION MINA: Mineral: (Au) MINA: ROM 50% -1 ½”, Tajo abierto. PAD LIXIVIACION: Tiempo de Lixiviación: 50-60 días Ratio de cal: 1.208 Kg CaO/TM Ratio de cianuro: 0.135 Kg NaCN/TM Fuerza promedio de solución de riego: 400 pm NaCN Ratio promedio de riego: 12 l/h.m2 pH de solución de riego: 10.5-11 Tipo de pad lixiviación: Permanente Tipo de riego: Goteo Área pad: f(TM/día, m3/TM, 1/m, t lix.(días))

PLANTA M.C.: Tipo de proceso de recuperación de metal: Merrill Crowe RECUPERACION METALURGICA: % Recuperación de Au: 92

Estudio: Prueba Metalúrgica en Columna Grande En el Laboratorio Metalúrgico, se realizó una Prueba Metalúrgica en Columna Grande circuito cerrado, obteniendo la siguiente información:                 

  

Peso de mineral húmedo: 4000 Kg % Humedad: 0.66% Ley Au: 0.310 g/TM Diámetro de la columna: 78 cm Altura de la columna: 572 cm Altura de mineral en columna: 495 cm Ratio de riego: 12 l/hm2 Tiempo de drenado: 38.20 h Ratio de cal inicial de prueba en botella: 1.4 Kg/TM Cal adicionada durante la prueba: 1150 g Fuerza de cianuro de sodio: 300 ppm Cianuro adicionado durante la prueba: 1071.7 g Tiempo de lixiviación: 90 días Volumen promedio de solución pregnant: 124.53 l/día En el 5to día de lixiviación, se regó el mineral con 137.61 l y con una fuerza de cianuro de sodio de 300 ppm. Al 6to día (24h) se monitorea la solución pregnant teniendo los siguientes datos: [NaCN] = 220 ppm, V = 137 l, Ley Au = 0.390 ppm. En el circuito se colocó 7.267 Kg de carbón activado (C) con una humedad de 36.47%. Al final de la prueba se envía a Lab. Químico, teniendo la siguiente ley: 0.261 g/Kg C. Al terminar la prueba metalúrgica se analizó el ripio, teniendo la siguiente ley: 0.045 g/TM Peso de Au (g) en solución pregnant extraídos al final de la prueba: 1.031609 g Costo total de producción 9.5$/t, precio de Au $ 1300.

Con la información anterior, analizar, evaluar y determinar lo siguiente:             

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

Diagrama de flujo de la prueba en columna grande circuito cerrado Peso de mineral seco Velocidad de percolación % Saturación Ratio de cal final Volumen teórico de solución de riego y/o pregnant Peso de NaCN a preparar la solución cianurada (riego) a 300 ppm Ratio líquido-sólido (L/S) Consumo de cianuro de sodio de la solución cianurada del 5to día (24h) Peso de Au (g) extraídos en el 5to día Ratio de cianuro de sodio al final de la prueba Peso de Au (g) adsorbido por el carbón activado Balances metalúrgicos:  Cabeza analizada (cola analizada)  Cabeza calculada (extracción Au en solución y cola)  Cabeza calculada (Au en carbón activado y cola) % Extracción de oro Punto de equilibrio en función del costo y % de extracción de Au Para una producción de mineral (evaluado) de 15000 TM/día, determinar el área de pad mínimo de operación y flujo de solución de riego, asimismo estimar la capacidad de Planta (m3/h, considerando que la altura del Lift es 10m. Describir los parámetros para el procesamiento del mineral evaluado mediante la prueba metalúrgica columna grande en Pad Lixiviación.

IV. LIXIVIACION EN PILAS

VIDEO PAD LIX1

VIDEO PAD LIX2

El mineral con contenidos de oro proveniente de los tajos es depositado en las pilas o canchas de lixiviación (también se les conoce como PAD), luego es regado (por goteo o aspersión) con una solución de Cianuro de Sodio para obtener o recuperar el oro que se encuentra en el mineral. En el mineral no solo hay oro, sino una serie de metales que deben ser separados entre sí. Por ello esta solución disuelve (lixivia) los metales y a medida que filtra hacia abajo, los lleva hacia unas tuberías colectoras que se encuentran en la base del PAD, las que a su vez conducen esta solución enriquecida (llamada también solución rica) hacia las pozas de operaciones

4.1. PROCESO CONSTRUCTIVO La Construcción del Pad de Lixiviación en una unidad minera, es una estructura extensa donde se acumulará el mineral extraído de los tajos para luego pasar por un proceso de lixiviación y recuperar el metal existente.

4.1.1. Actividades de la construcción:

Proceso de construcción:

Estudios de Geotecnia: En la minería a cielo abierto, es frecuente la construcción de Pad de Lixiviación , depósitos de desmonte, al ser estas estructuras de suma importancia debido a su gran tamaño y peligrosidad en caso de falla, es necesario desarrollar un diseño geotécnico minucioso, abarcando desde la investigación geotécnica requerida(perforaciones geotécnicas, análisis de estabilidad de taludes, diseño de geo sintéticos, ensayos de laboratorio, etc), el cual nos ayude a determinar la competencia del terreno para la construcción de los componentes en mención, asimismo la importancia que representa en esta clase de estructuras el tipo de interface suelo-geomembrana, así como el monitoreo geotécnico constante.

Zona Natural: Es el suelo natural virgen donde se encuentran suelos orgánicos, bofedales, rocas y ojos de agua. Los suelos son removidos y ubicados en zonas específicas, llamados botaderos. Existen botaderos específicos para cada tipo de suelo. Por ejemplo, el suelo orgánico (suelo superficial o Top Soil) no se mezclará con ningún otro tipo de suelo por ser rico en organismos vivos.

4.1.2. Movimiento de tierras en Suelo Natural: Para llegar al Terreno de Fundación, se hace necesario el uso de maquinaria pesada la cual hace posible la remoción de los suelos para su disposición en los respectivos botaderos. El Terreno de Fundación o Superficie de Cimentación es aquél sobre el cual se colocará material de relleno estructural y arcilla o suelo de baja permeabilidad. Ambos materiales tienen especificaciones físicas y granulométricas especiales (índice de plasticidad, límite líquido, contenido de humedad, tamaño de las partículas, etc.)

4.1.3. Retiro de material rocoso, excavación, perforación y voladura. Muchas veces se hace necesario el uso de maquinaria especial, sobre todo cuando se llega a estratos conformados por rocas demasiado duras que dificultan el trabajo de la maquinaria convencional. Como ya se dijo, la roca también se dispone en botaderos especiales, aunque mucho de éste material es usado como relleno estructural optimizando la producción y los costos.

Cuando el terreno se hace ya imposible, inclusive para las máquinas, se recurre al uso de explosivos con el fin de fracturar el suelo y dejarlo listo para su remoción.

El proceso de voladura es una tarea crítica sobre la cual se tiene especial cuidado para evitar cualquier eventualidad. Se repliegan tanto personas como maquinaria fuera del área de influencia.

4.1.4.Subdrenajes: El sistema de subdrenajes es de importancia para permitir que el flujo del nivel freático sea encausado hacia la Poza de Monitoreo y también es un indicador de posibles fugas de la solución rica.

Para esta actividad es necesario el uso de maquinaria pesada, para la excavación en donde se construirán los subdrenes, y de personal, para la colocación de las tuberías y demás accesorios.

4.1.5. Relleno estructural: Una vez que se llega a la superficie de cimentación, se colocan los Rellenos Estructurales según la topografía que se indica en el Proyecto (planos). El material usado es previamente analizado y aprobado por la ingeniería de suelos (CQA).

La colocación comprende el extendido y compactado en capas de 30 cm en las zonas designadas. A veces es necesario el uso de agua para alcanzar la óptima densidad.

4.1.6. Colocación de Soil Liner (Arcilla)

Sobre los rellenos (Subrasante) y con la pendiente adecuada, se procede a colocar el Soil Liner (arcilla), el cual es compactado al 95% Ds y este terreno será lo suficientemente liso para la colocación de la geomembrana y evitar roturas. Este material se trae de canteras ricas en suelos arcillosos, los cuales tienen que ser previamente aprobados por el área de ingeniería laboratorio de suelos de suelos, para luego ser extendidos y colocados con un control estricto. Una vez colocados tanto los Rellenos como el Soil Liner, éstos son sometidos a rigurosos controles de calidad, en los cuales se miden: su densidad (compactación) y humedad óptima.

4.1.7. Colocación de Geomembrana:

El material utilizado para aislar totalmente la Cancha de Lixiviación se llama Geomembrana, que es un material geosintético impermeable de características físicas y químicas especiales.

Con el uso de este material se garantiza que la solución cianurada que se usa para extraer el mineral de la roca no tenga contacto con el suelo, evitando la contaminación ambiental.

4.1.8. Producción de Over Liner

Es mineral con ley marginal o baja, es sometido a una operación de chancado y zarandeo, para poder cumplir con las especificaciones técnicas respecto de su tamaño.

El Over Liner es una capa de amortiguamiento y/o transición entre el mineral y la geomembrana y se coloca en una capa de 0.6 m@1m extendiéndosele con un Tractor D6T, necesariamente y con personal que haga el control de arrugas y altura de extendido.

4.1.9. Sistema de colección de solución pregnant Es el sistema de tuberías por las cuales fluye la sustancia rica hacia la PLS POND, para luego ser bombeada a la Planta de Procesos.

Estas tuberías están hechas de polietileno de alta densidad (HDPE), que presenta mayor inercia química y resistencia a los rayos UV.

4.1.10. Extendido de Over Liner

Para el tránsito de camiones de 15 m3 se colocará una capa de Over Liner de 1.5 m, como mínimo, de espesor. Y para Camiones gigantes, se tendrá como mínimo 4 mt.

Paralelo a esta labor se van colocando las tuberías de colección de solución, tanto principales como secundarias, de acuerdo al plano del Proyecto.

4.1.11. Canal de coronación

Es una estructura de concreto (canal de mampostería), cuyo propósito es derivar las aguas de no contacto procedente de las lluvias hacia los cauces naturales de agua.

Durante las fases de construcción de Pad Lixiviación, hay tramos del canal que se cubren sólo con geomembrana, debido a que su existencia es sólo temporal.

4.1.12. Pozas de subdrenajes

Es un componente que se ubica fuera del Pad Lixiviación (parte inferior). Su única función es la de evidenciar si en algún sector del Pad se registra una fuga con los monitoreos respectivos. Este monitoreo se hace diariamente y según sea el caso se toman los controles necesario de tal manero que se evite tener algún impacto negativo ambiental.

4.1.13. Pozas para el manejo de soluciones Las pozas son construidas de manera similar al Pad Lixiviación, el cual es un complemento muy importante para poder almacenar y manejo de soluciones en el circuito cerrado de la extracción y recuperación del metal precioso.

4.2. PROCESO PRODUCTIVO El proceso productivo, consiste en procesar el mineral con contenido metálico (Au, Ag, etc) del tajo mina en Pad Lixiviación mediante el proceso de LIXIVIACION con una solución cianurada, extrayendo el metal precio en forma de solución para posteriormente se recuperado en una Planta Merrill Crowe o Plan de Carbón Activado, obteniendo como producto final las barras de oro o doré (Au-Ag).

Diagrama de flujo general para el tratamiento de mineral en pilas de lixiviación

4.2.1. Tipos y componentes de una Pila de Lixiviación

%R

Tiempo de Lixiviación %R

Tiempo de Lixiviación

4.2.2. Selección del Sistema de Riego en una Pila de Lixiviación

4.2.3. Principales variables industriales en el proceso de Lixiviación en Pilas:

80 cm 80 cm

Gotero

4.2.4. Manejo Operativo en Pilas de Lixiviación a) Recepción de mineral de tajo mina: El mineral fragmentado (ROM) o Chancado, es transportado en camiones del tajo mina o chancadora hacia Pad Lixiviación, depositado de acuerdo al plan de llenado en coordinación con Planeamiento, teniendo varias consideraciones (Ley, altura de mineral, velocidad de percolación, etc).

b) Muestreo de mineral: El mineral a depositarse en Pad Lixiviación es de forma planificada en coordinación con las áreas de Planeamiento, Geología Mina, Mina y Planta, de tal manera que al Pad va el mineral identificado (Banco, polígono, cantidad y ley); pero una vez volado el mineral es transportado al Pad; y en el mismo punto de descarga también se toma muestras para determinar humedad, densidad, análisis de mallas y ley (Lab. Químico), con la finalidad de cuantificar la cantidad del metal valioso ingresado al Pad para ser procesado y posteriormente realizar el balance metalúrgico y evaluar el % de extracción.

Muestras de Blast Hold

Mineral volado

Muestras de Pad Lixiviación

c) Dosificación de Cal El mineral que va al Pad Lixiviación básicamente está constituido por óxidos, sílice, sulfuros primarios, etc, el cual presentan un pH natural aproximadamente entre 4 a 6, es por eso que tiene que dosificarse cal antes de la lixiviación para subir el pH entre 10.5 a 11. Constantemente en el Laboratorio Metalúrgico se tiene que estar realizándose pruebas de alcalinidad para obtener un ratio de cal (Kg cal/TM mineral) adecuado para la adición al mineral, cuando se realiza la descarga del mineral. La cal puede ser dosificada en forma sólida o lechada de cal, dependiendo de la operación.

c) Extendido y Escarificado de Mineral El mineral descargado en Pad Lixiviación, después de haber muestreado, dosificado la cal es muy necesario realizar la actividad de extendido de mineral, de tal manera que se vaya ampliando y generando una plataforma para ser escarificado con un tractor de orugas con la finalidad de remover o descompactar el mineral, para luego proceder con la instalación de riego y presente una buena percolabilidad a la solución cianurada.

c) Riego de Mineral El diseño de riego se debe tomar las siguientes consideraciones:  Geometría de la celda de lixiviación, es decir debe ser de preferencia una geometría regular (rectangular o cuadrangular) y el área estaría en función de la producción.  Distancia entre la alimentación de la solución de riego y la celda a instalar el riego, es muy importante ya que la presión de ingreso debe ser como mínimo 20 psi, para lograr evitar perdidas de presión por la distancia y diámetro, todo para obtener ratios de riego adecuados.  Distribución de líneas de riego con diámetros adecuados de tuberías y distancia entre mangueras para tener una alta eficiencia de riego del mineral. En el regadío de mineral se tendrá diferentes tipos de soluciones:  Solución Rica: Es la solución que proviene de las pilas hacia la poza PLS, producto de la lixiviación del mineral. La característica principal de dicha solución es que la ley de oro es alta y es bombeada hacia la Planta de Procesos o a la Planta de Adsorción en Columna de Carbón Activa.  Solución de Recirculación: Es la solución “rica” que se encuentra en la poza ILS y por su bajo contenido de oro es recirculado previo ajuste de la fuerza de cianuro de sodio, mediante bombeo hacia el Pad para ser enriquecido su ley.  Solución Pobre: Llamada también solución barren, solución con bajo contenido de oro (0.010 g Au/m3, proveniente de la Planta Merrill Crowe o de Carbón Activado, el cual es bombeado previo ajuste de la fuerza de cianuro para el riego del mineral en Pad Lixiviación

Instalación del sistema de riego: El diagrama muestra una instalación de riego típico, el cual inicia de una alimentación principal (riser). La solución de riego es conducida a la celda por tuberías de HDPE o mangueras flexibles de 6” de diámetro.

Al inicio de la celda son instalados una válvula y un medidor de caudal, que son controlados diariamente. En la tubería principal son instalados las mangueras de riego, cada una de ellas tiene 16 mm de diámetro y son colocados diametralmente opuestos y en paralelo entre mangueras con una separación de 80 cm.

Descripción de materiales de Riego: a) TUBERÍA DE HDPE: Esta tubería esta fabricada de un material polimérico de alto peso molecular, de origen petroquímico. Las siglas “HDPE” significa “High Density PolyEthylene”, en español equivale a: “PoliEtileno de Alta Densidad” (PEAD). Estas tuberías pueden operar con presión positiva, negativa, o presión atmosférica dentro de sus parámetros de diseño. Las ventajas de la tubería de polietileno de alta densidad (HDPE) son:       

Permiten el mayor flujo sin problemas de atoros gracias a su superficie lisa. Ideal donde hay vibraciones y dilataciones. Resiste temperaturas desde 0ºC a 100ºC en tiempos cortos. De fácil instalación. Resistente a los impactos fuertes. Gran estabilidad química. Gran resistencia a los rayos ultravioletas.

b) MANGUERAS DE RIEGO: Las características principales para la selección de mangueras de goteo son: • Diámetro interno de la manguera, espaciamientos entre goteros y flujo por gotero. • Caudal uniforme y constante a lo largo de un alinea de goteo. Poco sensible a las variaciones de presión. • Poca sensibilidad a las obturaciones. • Uniformidad de funcionamiento de los goteros. • Resistente a la manipulación y transporte. • Resistente a la agresividad química y ambiental. • Bajo costo. • Estabilidad de la relación caudal-presión a lo largo del tiempo. • Poca sensibilidad a los cambios de temperatura. • Reducida pérdida de carga en el sistema de conexión.

GOTEROS El sistema de riego por goteo consta de tuberías delgadas fabricadas de un material de alta densidad y los goteros o emisores. En esta parte nos dedicaremos exclusivamente a hablar de los emisores definición, partes y características. Emisores.- Conocidos también como goteros, es un gotero cilíndrico, diseñado con un laberinto largo y amplio para lograr un flujo turbulento que reduzca el riesgo de taponamiento. Se diseño inicialmente para la irrigación agrícola, el emisor esta hecho de un termoplástico de alta densidad y consta de

Calidad de Riego

Eficiencia de Riego

Calidad de Riego

Calidad de Riego

Indicadores de Riego Coeficiente de Uniformidad

Ejemplo:

Si Q 25% (4 emisores) = 45,5 ml/seg Si Q 100% (16 emisores) = 48 ml l/seg Cu = 94,79%

(Riego Bueno)

% de Taponamiento # emisores tapados % Taponamiento =

# emisores totales evaluados

Ejemplo: Se evaluó una celda de riego de 2500 m2 (50m x 50m) con mangueras de riego con una separación de 80 cm y entre goteros también de 80 cm. Se determinó que el porcentaje de taponamiento fue de 30%. Calcular los emisores tapados, asimismo la cantidad de finos que no fueron lixiviados, sabiendo que la ley del mineral de dicha zona fue de 0,5 g Au/t, densidad de 1,5 t/m3 con una altura de 8 m de lift.

Plano de Riego en Pad Lixiviación

Control Geotécnico El control Geotécnico es importante básicamente para evaluar y garantizar la estabilidad física del Pad

Análisis de Estabilidad

Evaluaciones y consideraciones Ley Au vs Dias

Extracción Au vs. Ratio L/S

Extracción Au vs Tiempo 100 110

80

90

70

80

60

70

50

40

Ley Au (gr/m3)

100

% Extracción Au

% Extracción Au

90

10

60

1

50 40

0

30

30 20 20 10 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

0

0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4

Tiempo de Lixiviación (días)

Ratio L/S Extraccion Au (Cabeza Calculada)

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0

Dias Au

Dilución en Pad Lixiviación Existe grado de dilución de la solución rica (ley), proveniente de la lixiviación del mineral fresco al pasar los niveles o lift´s ya lixiviados.

PROBLEMAS

Estudio: Balance de Agua Con la siguiente información realizar un Balance de Aguas; y determinar el consumo de agua anual, diario y por segundo.

*Altura de banco para riego *Ratio de Riego *Mineral A Tratar * %Saturación *Densidad de Mineral *Dias de Lixiviación *Área del pad *Evaporación Media Anual *Precipitación Media Anual *Área Neta del Espejo (Pozas:RICA/POBRE/E.MAYORES)

10 m 12 l/(h.m2) 15000 t/día 5.48 % 1.68 t/m3 90 días 300000.0 m2 650.00 mm 900.00 mm 30000 m2

Consumo de agua = P + PO + PGE – E – A - EV

Producción mensual: Mineral = 20,000 TM/día NaCN = 0,15Kg/TM

Cal = 0,8 Kg/TM

Información:       

% Extracción: 85% T lixiviación: 60 dias Velocidad de percolación: % Saturación: 8 % Humedad: 2 Ratio de riego: 10 l/h.m2 El circuito consta de un pad lixiviación, 1 poza PLS, Planta Merrill Crowe y 1 poza PME

Determinar:         

Realizar el diagrama de flujo para el tratamiento de dicho mineral La producción de oro mensual en Onzas Determinar la ley de la solución rica, en función de la producción mensual El consumo de reactivos mensual La ley de ripio El área de riego operativo en pad lixiviación. Capacidad de planta máximo (m3/h) Consumo de agua mensual Fuerza de cianuro inicial (ppm)

Ley mineral = 0,6 g Au/TM

GRACIAS…. " La Metalurgia es una Disciplina tan fascinante, que siempre nos permite encontrar una forma diferente de Optimizar sus procesos y hacerlos más eficientes....sólo debemos de encontrar el ángulo de observación correcto y la manera de realizarla"

Modulo i - Lixiviacion en Pilas y Columna Ok

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