EVOLUCIÓN E INNOVACIONES EN LA LIXIVIACIÓN EN PILAS
• 1868 VICUÑA Hnos. - PRIMER REGISTRO.
• 1916 ANDES EXPLORACIÓN CO. PROGRAMA DE EXPLORACIÓN Y
PERFORACIONES.
• 1970 EMPRESA MINERA DEL PERÚ - FORMANDO MINERO PERÚ.
• 1977 LIXIVIACIÓN DE OXIDOS / SX / EW INICIO DE OPERACIONES.
• 1985 AGOTAMIENTO DE MINERAL OXIDADO - INICIO DE MIXTOS Y
SULFUROS SECUNDARIOS.
• 1994 - CYPRUS CLIMAX METALS.
• 1996 SE COMPLETÓ EL PROYECTO DE EXPANSIÓN.
• 1999 (NOVIEMBRE) PHELPSDODGE
PERSPECTIVAS HISTORICAS
ZARANDAS BANANA
CHANCADO TERCIARIO
PLANTA DE AGLOMERACIÓN
FAJA OVERLAND
APILAMIENTO - PAD 4
PLANTAS DE SX
LIXIVIACIÓN DE
OXIDOS
PERFIL GEOLÓGICO
• Cerro Verde - Santa Rosa es un yacimiento del tipo pórfido de cobre, similar a otros existentes en el llamado Círculo de Fuego del Pacífico, especialmente en el Sur - Oeste del Perú (Toquepala, Cuajone, Quellaveco), norte Chileno (El Abra, Chuquicamata), Norte de Méjico, Sur - Oeste de USA y oeste del Canadá.
Overburden
Oxides
Mixed Oxide Sulphide
Secondary Mineral
Waste
Primary Sulphides
CERRO VERDE SANTA ROSA
LEGENDMINERALIZATION
E
• ESTUDIO DE LIXIVIACIÓN EN BATEAS.
• AÑOS 40 OBTENCIÓN TECNOLOGÍA SX (PURIFICACIÓN DE
URANIO).
• APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LIX - SX/EW (AÑOS 60).
• “MINA PARA LIXIVIAR “ UNA OPCIÓN COMPROBADA - MINA
BLUEBIRD 1968
MINERO PERU
• ETAPA 1 - LIXIVIACIÓN DE OXIDOS.
• ETAPA 2 - CONCENTRACIÓN DE MINERAL DE ALTA LEY
SULFUROS SECUNDARIOS Y SULFUROS PRIMARIOS.
MINERO PERU
PLAN DE DESARROLLO:
CONSIDERACIONES METALURGICAS
La lixiviación de minerales oxidados implica una reacción de disolución ácida.
CuSO4 3Cu(OH)2 + 6H+ 4Cu2+ + SO4
2- + 6H2O Brocantita
CuSiO32H2O + 2H+ Cu2+ + SiO2 + 3H2O Crisocola
2CuCO3Cu(OH)2 + 6H+ 3Cu2+ + 2CO2 + 4H2O Azurita
Reacción en Minerales Oxidados
DIAGRAMA: Ciclos Productivos Lixiviación - SX- EW
MINERALDE COBREEN EL PAD
Cu Cu
PLS L.S
LIXIVIACION
EXTRACCION PORSOLVENTES
SX
ELECTRODEPOSICIONEW
CATODICO
99.99 %Cu
Cu Cu
Cu
• TRES PADS PERMANENTES DE LIXIVIACIÓN.
• CHANCADO 16 000 Tm./ día A 2 1/2”.
• ACOMODADO POR CAMIONES Y RIPEADO.
• COMPACTACIÓN SEGREGACION Y ENCHARCAMIENTO.
• ADICIÓN DE ÁCIDO EN EL RIEGO Y GOLPES.
• BAJA RECUPERACION OXIDOS 45% DEL CONTENIDO
DE Cu DEPOSITADO.
• AGOTAMIENTO DE OXIDOS 1985.
MINERO PERU LIX / SX / EW
Mina
Dique 1
Dique 3
Dique 2
PLS a SX
RAFF
PAD 3
PAD 1
PAD 2V
Chancado
Tolva
MANEJO DE SOLUCIONES
Flow Sheet Año 80
Ácido
Mix Box
Golpes de ácido a Pads
LIXIVIACIÓN MEJORADA
EN LA PRIMERA MITAD DE LOS AÑOS 80 SE TOMAN LAS
SIGUIENTES ACCIONES:
• HUMECTACIÓN Y ADICIÓN DE ÁCIDO DURANTE EL CARGUIO DEL
CAMION (REDUCCIÓN DE LA SEGREGACIÓN Y MAYOR
UNIFORMIDAD EN LA ADICIÓN DE ACIDO, 200 g/l ).
• REDUCCIÓN DEL TAMAÑO A 3/4” (INSTALACIÓN DE UNA
CHANCADORA SYMOMS DE 7 ’ ).
• RIEGO POR ASPERSIÓN ( MARCO DE 12 X 12 Y EN 1 987 A UN
MARCO DE 8 X 8 ).
• RECARGUIO DE MINERAL.
AGOTAMIENTO DE OXIDOS
• DESCONOCIMIENTO TÉCNICO EN LIXIVIACIÓN DE SULFUROS
• FALTA DE CAPITAL US $ PARA CONCENTRADORA ETAPA 2
• SE REALIZA EXPANSIÓN PROGRESIVA DE PLANTA PILOTO
CONCENTRADORA
- 300 TM/DIA A 1 000 TM/DIA (1987)
- 1 500 TM/DIA (1988),
- 2 000 TM/DIA (1989)
- 3 000 TM/DIA (1992).
• ABASTECIMIENTO DE MINERAL POR CAMPAÑAS:
- CONCENTRADORA (ALTO COSTO DE OPERACIÓN) 10 - 12 $/TM
MIN.
- LIXIVIACIÓN MIXTOS Y SULFUROS.
• ALTA LEY CONCENTRADORA > 2,5% CuT. DEPREDACIÓN DE MINA.
• MENORES LEYES LIXIVIACIÓN BAJA RECUPERACIÓN 36% AL AÑO
DEL CONTENIDO DE Cu DEPOSITADO.
• SULFUROS SE TRATAN CON TECNOLOGIAS DE OXIDOS NO
FERRICO Y ALTA ACIDEZ (NO CONDICIONES PARA EL DESARROLLO
BACTERIAL).
AGOTAMIENTO DE OXIDOS
LIXIVIACIÓN DE
SULFUROS
• PRUEBAS CON CYPRUS 1994 - 1995
• PRUEBAS REPRESENTATIVAS - 50 000 TM.
• 100 PRUEBAS DE COLUMNAS 3 MT x 6”.
• 5 PADS EXPERIMENTALES - 5 000 TM C/U.
• BUENA CORRELACIÓN DE RECUPERACIÓN ENTRE
COLUMNAS Y PADS.
• REQUERIMIENTO DE UN CHANCADO FINO Y DE
AGLOMERACIÓN.
PRUEBAS METALURGICAS
La lixiviación de sulfuros involucra una reacción de oxidación que requiere sulfato férrico como oxidante:
Cu2S + Fe2(SO4)3 CuS + CuSO4 + 2FeSO4
Calcocita Fe+3 Férrico Covelita Cu+2 Fe+2 Ferroso
CuS + Fe2(SO4)3 CuSO4 + S° + 2FeSO4Covelita Fe+3 Férrico Cu+2 Fe+2 Ferroso
Bacteria 2FeSO4 + 1/2O2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2OFe+2 Ferroso Fe+3 Férrico CuFeS2 + 2Fe2(SO4)3 CuSO4 + 5FeSO4 + 2S0
Calcopirita Fe+3 Férrico Cu+2 Fe+2 Ferroso
Reacción en Minerales Sulfurados.
CONSIDERACIONES METALURGICAS
PARAMETROS DE PROCESOGRANULOMETRIA CHANCADO FINO (20% +3/8”; 12% -#100;
8% - #200).
CONTROL DE MINERAL ANALISIS SECUENCIAL DE COBRE SOLUBLE
EN ÁCIDO Y EN CIANURO. SE INCLUYE LA
CARACTERIZACIÓN MINERALOGICA
AGLOMERACIÓN TAMBORES (RAFINATO Y ACIDO)
HUMEDAD CONDUCTIVIDAD 160 mA (4% - 8%)
ADICIÓN DE ÁCIDO DE ACUERDO CON EL MODELO (ECUACIÓN)
Y CONTROLES DEL pH EN EL PLS.
TRANSPORTE DE MINERAL FAJAS Y SISTEMA DE APILAMIENTO.
MinaDique 1
Dique 3
Aglomeración
Dique 2PLS a SX
RAFF
PAD 2CPAD 2A PAD 2BPAD 2D
PAD 3PAD 1
PAD 2V
MANEJO DE SOLUCIONES
Flow Sheet Año 95
Recuperación Vs. Ratio Químico
0
20
40
60
80
100
0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
Ratio = Cu Solubles / Cu T
Re
cu
pe
rac
ión
% C
u T
Aglomerado
Linear (Aglomerado)
Sulfuros de Cobre Lixiviados en Cerro Verde
El mineral que se abastece tiene un contenido de 5% en pirita.
H2SO4 NaCN
Cc Cu2S 62% 3 90 -100Cv CuS 20% 5 90 - 100En 3CuSAs2S5 4% - 60 - 70
Cpy CuFeS2 14% 2 5 - 8
LIXIVIABILIDAD (%)MINERAL FORMULA PROPORCION
Curva de Recuperación del Proyecto Pad 4
FLOW RATE 7,8 lt/Hr/m 2
-
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240TIEMPO (días)
RE
CU
PE
RA
CIO
N (
%)
Fases de Lixiviación de Sulfurosen Cerro Verde
PRIMERA FASE: MINERAL LIXIVIADO: Calcocita y solubles en ácido CARACTERÍSTICA: Cobre fácil de disolver FENÓMENO PREDOMINANTE: Mayor transferencia de masa NECESIDADES DE LIXIVIANTE: Mayor volumen PARÁMETRO DE CONTROL: Caudal del lixiviante
SEGUNDA FASE: MINERAL LIXIVIADO: Covelitas (natural y secundaria) y un mínimo de Calcopirita CARACTERÍSTICA: Lixiviación indirecta del cobre FENÓMENO PREDOMINANTE: Oxidación Férrica con acción bioquímica del lixiviante y difu- sión por gradiente concentración NECESIDADES DE LIXIVIANTE: Menor volumen y mayor conversión de ferroso férrico PARÁMETRO DE CONTROL: Temperatura, pH y potencial (mV)
Aplicación del Lixiviante en Función a las Fases de Lixiviación
FASE I
RECUPERACION DE COBRE
-
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
TIEMPO (días)
RE
CU
PE
RA
CIO
N (
%)
Acción: H+, Fe+3
Caudal: Máximo
Vol.aplic.: 2 m3/TMEsp. lix.: CuSAc, Cu2S
Extrac.: 60%
FASE II
Acción: Fe+2/Fe+3 (bacterías) Eh = 600 mV TemperaturaCaudal: Mínimo ó CERO
Vol.aplic.: 1 m3/TMEsp. lix.: CuS, CuFeS2
Extrac.: 15%
FASE I
212222232324242525262627272828292930303131
TASAS DE RIEGO - RECUPERACION DE COBRE PAD N° 4
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
TIEMPO (días)
TAS
A D
E R
IEG
O (
Lt/
min
.m2 )
0
10
20
30
40
50
60
70
RE
CU
PE
RA
CIO
N (
%)
RIE
GO
: 12
0 D
IAS
RE
PO
SO
: 15
DIA
S
RE
PO
SO
: 15
DIA
S
RE
PO
SO
: 15
DIA
S
RE
PO
SO
: 15
DIA
S
RIE
GO
: 15
DIA
S
RIE
GO
: 15
DIA
S
RIE
GO
: 15
DIA
S
LA
VA
DO
: 15
DIA
S
Tecnología Inicial de Aplicación del Riego Intermitente
Las celdas 101, 102, 103 y 104 tuvieron un riego continuo hasta los 200 días las que alcanzaron una recuperación de 67.5%.
MANEJO DE SOLUCIONES
Flow Sheet
Cátodos
BAJA LEY OLD PADS
MIX BOX2708 msnm
Mina
Chancado
Aglomeración
Pad 4
PLS
Agua
SX - EW
RAFFTK
ÁcidoRAFF
ILS
Caja de mezcla
CONCENTRACIÓN g/lSOLUCIÓN
Cu Ac FeT Fe+3 pH mv
RAFF 0.27 8.50 5.18 1.07 1.56 404
SOLUCIÓN DE
RIEGO PAD 40.64 6.20 5.22 3.00 1.70 500
PLS a PLANTA SX 2.90 3.80 5.35 1.24 1.98 400
ANALISIS TIPICOS DE SOLUCIONES
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
Kg
-Ac/
Lb
Cu
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Consumo Específico de Ácido
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
M3 /L
b C
u
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Consumo Específico de Agua
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
Kw
-Hr/
Lb
Cu
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Consumo Específico de Energía
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
US
$/L
b C
u
..
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
COSTOS DE LIXIVIACIÓN
CAMBIOS METALURGICOS
NUEVO PROCESO DISEÑO DE PROCESO OPERACIÓN DE
SULFUROS OXIDOS
CHANCADO FINO 3/8 “ TAMAÑO CHANCADO A 2 1/2”
SISTEMA DE ACOMODO MANIPULEO DE MINERAL CARGUIO DE CAMIONES Y RIPEO
TAMBOR AGLOMERACIÓN NINGUNA.
4 - 6,5 METROS ALTURA DE CAPA 4,5 METROS.
PERMANENTE MULTICAPAS PAD PERMANENTE MULTICAPAS
CON BAS E HDPE CON BASE DE ASFALTO
GOTEO SISTEMA DE RIEGO ASPERSORES.
CAMBIOS METALURGICOS
NUEVO PROCESO DISEÑO DE PROCESO OPERACIÓN DE SULFUROS OXIDOS
DURANTE LA AGLOMERACIÓN ADICIÓN DE ACIDO EN PAD
15 DIAS CURADO 10 DIAS
11,4 - 4,0 Kg/Tm TASA DE ACIDO 20 Kg/Tm
0,13 - 0,10 Lt/min/m2 TASA DE RIEGO 0,15 Lt/min/m2
7 - 3 m3/ Tm TASA DE FLUJO -
0,5 m3/Kg. Cu Prod. REQUEST RATE -
260 DIAS DURACIÓN DE CICLO 60 DIAS
65 - 73 % CU TOTAL RECUPERACIÓN 45% CU TOTAL
CU SOLUBLE EN ACIDO Y CIANURO CONTROL DE MINERAL CU SOLUBLE EN ACIDO
FERRICO-FERROSO, ACIDO Y pH CONTROL DE SOLUCIONES CONTENIDO DE ACIDO
RESULTADOS DEL CAMBIO
• SEGURIDAD - 1996 PRESIDENT´S A WARD.
• MEDIO AMBIENTE - 1997 CHAIRMAN’S A WARD.
• CALIDAD DE CATODOS - CERTIFICADO LME 1997 GRADO A.
• SEGURIDAD - 1998 NOSA 5 ESTRELLAS.
• CALIDAD DE CATODOS - CERTIFICADO COMEX 1998
GRADO A.
• OBTENCIÓN ISO 14001 SETIEMBRE 2002
• RECUPERACIÓN EN LIXIVIACIÓN - 73 % EN COBRE TOTAL.
• PRODUCCIÓN DE CATODOS DE 90 TM/DIA - 238 TM/DIA.
Gracias