CONTENIDO
Presentación
Introducción
Resumen
Capítulo I: Generalidades 1. Objetivos 2. Metodología 3. Fundamento teórico 4. Antecedentes 5. Equipos y materiales
Capítulo II: Experimentación y análisis 1. Desarrollo de la investigación 2. Resultados experimentales 3. Análisis de resultados 4. Aplicaciones y usos de producto obtenido
Conclusiones
Bibliografía
PRESENTACIÓN En el presente informe daremos a conocer un método de recuperación de Cobre basado en lixiviación ácida, ampliamente usada en metalurgia extractiva que convierte los metales en sales solubles en medios acuosos. Este método es más fácil de realizar y mucho menos dañino, ya que no se produce contaminación gaseosa.
INTRODUCCIÓN
El proceso de lixiviación es considerado como un pilar del proceso de extracción de metales valioso en la minería, bien usado es muy eficiente logrando recuperaciones finales del 90 por ciento de recuperación, es excelente para el tratamiento de minerales oxidados y sulfuros secundarios de metales base, se está estudiando para el tratamiento de sulfuros primarios
El presente documento presenta está enfocado en reconocer las diferentes características y el comportamiento del mineral, para conseguir las condiciones que deben de conseguirse y respetarse así como las variaciones que se encuentran dentro de los parámetros establecidos para que así sea posible obtener una lixiviación en laboratorio y a la vez posea viabilidad económica
RESUMEN – DIAGRAMA
CAPÍTULO I: GENERALIDADES 1. OBJETIVOS: Extracción de un metal valioso, cobre, a partir de un mineral marginal con baja ley de este metal.
1.1
OBJETIVOS SECUNDARIOS
Verificar la efectividad del proceso de lixiviación en la liberación del metal precioso del conjunto de mineral.
Comprobar una cinética de recuperación del metal valioso, contabilizada en horas o días.
Verificar la rentabilidad de la lixiviación, teniendo en cuenta la cinética de reacción, el uso de reactivos el tipo de mineral, etc.
CAPÍTULO I: GENERALIDADES 1. OBJETIVOS: Extracción de un metal valioso, cobre, a partir de un mineral marginal con baja ley de este metal.
1.1
OBJETIVOS SECUNDARIOS
Verificar la efectividad del proceso de lixiviación en la liberación del metal precioso del conjunto de mineral.
Comprobar una cinética de recuperación del metal valioso, contabilizada en horas o días.
Verificar la rentabilidad de la lixiviación, teniendo en cuenta la cinética de reacción, el uso de reactivos el tipo de mineral, etc.
2. METODOLOGÍA La lixiviación puede ser:
Lixiviación in situ: •
La lixiviación IN SITU se refiere a la aplicación de soluciones directamente a un cuerpo mineralizado.
•
Según la zona a lixiviar (subterránea o superficial) se distinguen tres tipos de lixiviación in situ: –
I: Lixiviación de cuerpos mineralizados fracturados situados cerca de la superficie. (sobre las aguas)
–
II:
Lixiviación
aplicada
a
yacimientos situados a menos de 300 – 500 m de profundidad. (bajo las aguas) –
III:
Lixiviación
aplicada
a
depósitos profundos, a más de 500 m. (bajo el nivel de las aguas subterráneas)
Lixiviación en Pilas: a) Chancado: el material extraído de la mina (generalmente a rajo abierto), que contiene minerales oxidados de cobre, es fragmentado mediante chancado primario y secundario (eventualmente terciario), con el objeto de obtener un material mineralizado de un tamaño máximo de 1,5 a ¾ pulgadas. Este tamaño es suficiente para dejar expuestos los minerales oxidados de cobre a la infiltración de la solución ácida. b) Formación de la pila: El material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia el lugar donde se formará la pila. En este trayecto el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfúrico, conocido como proceso de curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de sulfatación del cobre contenido en los minerales oxidados. En su destino, el mineral es descargado mediante un equipo esparcidor gigantesco, que lo va depositando ordenadamente formando un terraplén continuo de 6 a 8 m de altura con forma trapezoidal: la pila de lixiviación. Sobre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores dependiendo de la disponibilidad de agua presente en la mina. Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberías ranuradas) que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material.
c) Sistema de riego: A través del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de las pilas en el caso de extraer cobre. Esta solución se infiltra en la pila hasta su base, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas. El riego de las pilas, es decir, la lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, después de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la cantidad de cobre lixiviable. El material restante o ripio es transportado mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto de cobre.
De la lixiviación se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CUSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente.
Lixiviación en Bateas. -
También llamada lixiviación por percolación.Consiste en contactar un lecho de mineral con una solución acuosa que percola e inunda la batea o estanque. Los minerales a tratar deben presentar contenidos metálicos altos o muy altos. Debe ser posible lixiviar el mineral en un período razonable (3 a 14 días). Trozos de tamaño medio con tonelajes suficientes de mineral percolable que permitan amortizar la mayor inversión inicial.
Lixiviación por agitación.Es
usada
metálicos molido
para de
en
extraer
mineral un
valores finamente
recipiente
bien
mezclado. El método puede ser obtenido o por agitación mecánica o por agitación con levantamiento de solución por aire.
3. FUNDAMENTO TEÓRICO La palabra lixiviación procede del latín “Lixivia” que significa lejía. En Roma esta palabra se usaba para describir los jugos que destilaban las uvas o las aceitunas antes de ser machacadas. La lixiviación se realiza en la actualidad de forma natural, cuando en zonas humedad el mineral de ubicado en la parte superior pierde los nutrientes ya que percola agua a través de él. Hoy la palabra lixiviación se usa para describir el proceso mediante el cual se lava una sustancia pulverizada con el objetivo de extraer de ella las partes que resulten solubles. Es así, que en minería el término lixiviación se define como un proceso hidrometalúrgico. Esto significa que, con la ayuda del agua como medio de transporte, se usan químicos específicos para separar los minerales valiosos (y solubles en dichos líquidos) de los no valiosos. Este proceso permite trabajar yacimientos que suelen ser calificados de baja ley (y por tanto de más alto costo de producción por tonelada) siempre que la operación minera involucre una actividad a gran escala. Es decir, que la lixiviación es un proceso de recuperación que hará económico un proyecto conforme se trabajen mayores volúmenes de material. Utilizamos lixiviación para obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua oxigenada (ácido de carro). Este proceso se basa en que los minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas. Para realizar el proceso de lixiviación en Pilas se requiere disponer de un patio, o superficie de apoyo de la pila, en la que se coloca la impermeabilización o membrana aislante que conducirá la solución rica y evitara que esta se filtre. Cuando el patio es recuperado para reutilizarlo con nuevo material se trata de lixiviación dinámica. Si el patio no es recuperado y el mineral agotado queda en
la pila como vertedero que se restaura, se trata de lixiviación en estática. La lixiviación es la separación de uno o varios solutos contenidos en una fase sólida mediante su contacto con un disolvente líquido que los disuelve selectivamente, pudiendo tratarse de una simple disolución física o de una reacción química que libera al soluto de la matriz sólida.
4. PROCEDIMIENTO: EXTRACCION: Este proceso consiste en la extracción del cuerpo mineralógico del yacimiento minero, se puede utilizar diferentes tipos, es utilizado explosivos para realizar la voladura y se utiliza maquinaria pesada para mover las toneladas de mineral.
MOLIENDA: La molienda tenía la función de convertir las rocas que se extraían de las minas en arena ínfima, con la que poder realizar las labores de lavado y separación de los minerales o menas de la ganga o inservible.
CRIBADO O TAMIZADO: Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o cualquier cosa con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por
los
poros
del
tamiz
o
colador
atravesándolo y las grandes quedan atrapadas por el mismo. Un ejemplo podría ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las partículas finas de tierra caerán y las piedras y partículas grandes de tierra quedarán retenidas en el tamiz. De esta manera se puede hacer una clasificación por tamaños de las partículas.
CLASIFICACIÓN: El principio fundamental de este proceso radica en la diferencia de velocidad de la caída del grano, de los minerales puestos en contacto con una solución acuosa más densa que el agua, esta diferencia de velocidad de caída de los granos delos minerales se debe a la diferencia de densidades de los mismos. Los clasificadores son construcciones cilíndricas verticales como base en forma de cono truncado, la solución que se emplea se vuelve a utilizar limpiando con una prensa de un filtro, el tiempo de reposo es variable según del mineral de que se trate.
5. EQUIPOS Y MATERIALES Equipos
1 Balde de 20 litros
Tubos PVC
2 baldes pequeños de 5 litros c/u.
Chancadora de quijada
Chancadora de mandíbulas
Vaso precipitado
Estufa
Mallas
Mangueras
Soldimix
Codos y Ts
Materiales
Cal
Hidróxido de Sodio
Botellas de 500 ml
Fenolftaleína
Ácido Sulfúrico
Láminas de aluminio
Yute
Varillas
Recipientes
EXPERIMENTACIÓN Y ANÁLISIS 1.
DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN TITULACION DE LAS MUESTRAS
HIDRÓXIDO DE SODIO Na(OH) EN LA BURETA
MUESTRA DE 10ml
SE AGREGA UN 4% DE FENOLFTALEINA
MUESTRA
GASTO
Muestra 1
10.5 ml
Muestra 2
12 ml
Muestra 3
15.5 ml
Muestra 4
16 ml
Muestra Primer Lavado
6.5 ml
Muestra Segundo Lavado
5 ml
CÁLCULOS DE LA ACIDEZ
Partimos como base 16 g/lit. para dos litros de solución H 2SO4 diluido Utilizamos un 92% de pureza Damos la equivalencia 8 g/lit. - 1N - 1000ml X - 0.1N - 3(92%)
Donde “x” es la acidez
M1 =
()
M2 =
()
M3=
()
M4 =
M1 LAVADO =
()
M2 LAVADO =
()
0.0077 g/lit.
=
()
=
0.0088 g/lit.
=
0.011 g/lit.
=
0.0117 g/lit.
=
=
0.00478 g/lit.
0.00368 g/lit.
PASOS A SEGUIR
COLOCAMOS UN PEDAZO UN PEDAZO DE ALUMINIO DONDE EL COBRE SE IMPREGNARÁ
CALENTAMOS EL PLS HASTA UNA TEMPERATURA DE 40ºC
100 ml DE PLS
CEMENTO DE COBRE EN LAS PAREDES DE ALUMIO
MUESTRA
PESO
Muestra 1
0.52 g
Muestra 2
0.61 g
Muestra 3
0.66 g
Muestra 4
0.73g
Muestra 1 Lavado
0.09g
Muestra 2 lavado
0.105 g
CÁLCULO DE LAS CONCENTRACIONES DE COBRE Tomamos como base los 100ml de PLS para cada muestra
Muestra 1 0.52 g Xg
– –
100 ml 1000 ml
X = 5.2 g/lit.
– –
100 ml 1000 ml
X = 6.1 g/lit.
0.66 g Xg
– –
100 ml 1000 ml
X = 6.6 g/lit.
Muestra 4 0.73 g Xg
– –
100 ml 1000 ml
X = 7.3 g/lit.
Muestra 2 0.61 g Xg
Muestra 3
Muestra 1 lavado 0.09 g Xg
– –
100 ml 1000 ml
X = 0.9 g/lit.
100 ml 1000 ml
X = 10.5 g/lit.
X= 0.9 g/lit.
Muestra 2 lavado 0.105 g Xg
– –
X= 10.5 g/lit.
2.
RESULTADOS EXPERIMENTALES
MUESTRA
TIEMPO
pH
ACIDEZ
[Cu+]
Muestra 1
1 hr.
3
0.0077g/l
5.2 g/l
Muestra 2
2 hr.
3.5
0.0088 g/l
6.1 g/l
Muestra 3
4.5 hr.
2
0.011 g/l
6.6 g/l
Muestra 4
6 hr.
2.5
0.0117 g/l
7.3 g/l
Muestra 1 lavado
8 hr.
5
0.00478 g/l
0.9g/l
Muestra 2 lavado
11 hr.
6
0.00368 g/l
0.105 g/l
GRÁFICO: DE ACIDEZ VS TIEMPO 0.014 0.012 0.01 l / g z e d i c a
0.008 muestras
0.006
lavado 0.004 0.002 0 0
1
2
3
4
5
TIEMPO Hr
GRÁFICO: DE CONCENTRACIÓN VS TIEMPO
8 7 6 l / g n o i c a r t n e c n o c
5 4
muestras lavado
3 2 1 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
TIEMPO hr
3
3.5
4
4.5
CONCLUSIONES La lixiviación es un proceso de largo tiempo. Mientras más azul es nuestro PLS mayor es la recuperacion de cobre. Mientras más contenido de sulfato de cobre en la muestra tendrá un carácter más ácido. A mayor tiempo de percolación aumentara la concentración de PLS La recuperación también depende de la granulometría del mineral ya que la permeabilidad de este va a permitir una mayor o menor percolación obteniendo un PLS más concentrado.
