Experiencia N°1: Lixiviación por método Thin Layer

Experiencia N°1:

Lixiviación por método Thin Layer

                                                                        Profesor:

                                                                        Ayudantes:

                                                                        Alumnos:

                                                                                Max Barahona

                                                                                Ivo Mendoza

                                                                        Sección: J4

1. Resumen Ejecutivo

1. Índice

1. Introducción

En el procesamiento de minerales es muy recurrente el uso del término de hidrometalurgia, que no es más que una técnica de la metalurgia extractiva, que se ocupa de los métodos y la ciencia de la extracción de metales por medios acuosos, involucra todas las formas de extracción de materiales de la corteza terrestre por medio de lixiviación y recuperación del fluido.

Dentro de este contexto, se tienen minerales oxidados, los cuales no es posible procesarlos por medio de la flotación. Por ello, se utiliza la lixiviación, un proceso que consiste generalmente a la obtención del mineral objetivo por medio del uso de agua y ácido sulfúrico.

Una de las grandes limitantes que tiene la lixiviación es el consumo en exceso de ácido, por lo que se crea el método de Lixiviación “TL” que reduce en gran medida el consumo de dicho ácido y al mismo tiempo disminuye la altura requerida para las columnas de lixiviación.

En este laboratorio, se estudia de manera práctica este procedimiento, donde se tiene una masa de minerales oxidados que son sometidos a lixiviación TL para determinar la concentración de cobre presente en este material. Se espera que a medida que transcurren las horas, se tenga una mayor concentración.

A continuación, se presentan los fundamentos teóricos utilizados en la experiencia para el análisis de los resultados obtenidos posteriormente.

1. Objetivos

• General

• Determinar las recuperaciones (%) y consumo de ácido a partir de las muestras de laboratorio utilizando lixiviación Thin Layer, tomando información durante cada 24 horas durante 3 días.

• Específicos

• Determinar la cantidad de agua a utilizar para la aglomeración.
• Determinar la cantidad de ácido sulfúrico para la aglomeración.
• Determinar la tasa de regadío para la solución lixiviante.
• Encontrar la relación de recuperación de cobre y consumo de ácido v/s tiempo.
• Calcular las recuperaciones asociadas a cada muestra, a partir de las leyes de Cu.
• Determinar el consumo de ácido a partir de la cantidad de ácido libre.

1. Alcances

• Las cantidades de agua y ácido para la realización de la aglomeración podrían estar sujetas a variaciones o errores humanos.
• Al momento de depositar el material en la columna de lixiviación se observan zonas de aire, es decir, por mal manejo de los instrumentos el material no fue depositado eficientemente, esto podría afectar futuros resultados.
• En el método de lixiviación TL existe un previo “curado” del material a lixiviar, en la experiencia por un tema de tiempo, solo se aglomera y se deposita en la columna con el regadío de la solución lixiviante funcionando.
• El tiempo de lixiviación es definido equivalente a 72 horas, tomando una muestra cada 24 horas.
• El material utilizado posee una granulometría de aproximadamente 3/8”.
• La obtención de los datos del proceso de lixiviación los realiza el profesor a cargo del laboratorio.
• Se utiliza un ácido sulfúrico con densidad de 1.85 gr/cc
• La cantidad de agua utilizada para humectar la muestra corresponde a un 5 % del total de la muestra.
• La solución lixiviante se suministra por goteo.
• No se realizan mediciones de pH durante la experiencia.

1. Marco teórico

• Thin Layer 

• Es un método que permite el costo operacional más bajo conocido en Chile para la recuperación del Cobre.
• Puede ser aplicable a cualquier metal lixiviable, mineral oxidado o bien mixtos.
• Reducción en el consumo de ácido, limitando su dosis distribuyéndose uniformemente por toda la superficie del mineral y formando una capa de solución en la interfase inter-partícula lo más delgada posible. Además de requerir una menor cantidad de agua.

• Etapas del proceso. 

• Chancado: El proceso de chancado se realiza en 3 etapas (primario, secundario y terciario) con los chancadores terciarios en circuito cerrado permitiendo así que el mineral alcance una granulometría adecuada para que la mayoría de las partículas de la especie valiosa estén expuestas a la solución lixiviante (por ejemplo: el 100% con una granulometría menos a ¼”). También se debe considerar una baja cantidad de finos y una granulometría lo más homogénea posible.
• Aglomeración: Consiste en la adhesión de partículas finas a las gruesas, o bien la adhesión de finos con finos. A nivel industrial esta aglomeración se realiza con el mismo lixiviante acido en un tambor rotatorio. Primero se humecta con agua o refino y luego se agrega el ácido sulfúrico concentrado (30-40 kg/ton o 3-4 % aproximadamente) este acido ataca el mineral y produce los compuestos cementantes entre las partículas. Después de la aglomeración en el tambor rotatorio, se deja reposar el mineral en la pila aproximadamente 24 hrs para llevar a cabo las reacciones químicas.  

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Ilustración 1: "Tambor Aglomerador (Aglomeración de oro, con solución de cemento y cal)".

• Curado acido: Consiste en el ataque del acido Sulfúrico (preferentemente concentrado) sobre el mineral previamente chanchado, humedecido y finalmente reposado para “curarlo”. Con el fin de solubilizarlo para la posterior etapa de lixiviación TL.
• Lixiviación TL: Posterior a la etapa de curado se comienza a lixiviar con una delgada capa de solución lixiviante mediante regadores (En la experiencia laboratorio, será por goteo constante y suave con el fin de no destruir la aglomeración). La lixiviación Thin Layer redujo considerablemente el consumo de ácido (alrededor de un 30% en comparación con la lixiviación por bateas o percolación)

Además, la lixiviación Thin layer redujo considerablemte los requerimientos de Agua con respecto a otros métodos convencionales, debido principalmente a que:

• Las perdidas normales se reducen a la humedad residual de ripios y a la evaporación
• Al regarse por aspersión, en vez de inundarlos (percolación o bateas) o formar una pulpa (agitación) se requiere una menos cantidad de agua.
• No existe el problema de lavado en contracorriente en espesadores, ni se requieren disposición de pulpas de relave.

Datos de entrada requeridos:

• Alimentación Columna: Este dato corresponde a la masa total del material chancado que se utiliza en la experiencia.
• Granulometría: Porcentaje y tamaño del material que es utilizado para la experiencia.
• Agua agregada para aglomerar: Esta debe calcularse y corresponde al 5 % sobre el total del peso total del material que entra al proceso
• Ácido sulfúrico Agregado (curado): Determinar el consumo de ácido del material que se lixiviara. Este cálculo se realiza en base al fino.
• Solución lixiviante: Mezcla en solución que es con la cual se riega el material para generar la disolución del metal de interés. Para este caso es de 25 gr de ácido por litro de H2O.
• Tasa de regadío: Es la cantidad de solución lixiviante que se agrega por metro cuadrado por cada hora. Para este experimento esta tasa será de 25 lt/hr/m2.
• Tiempo de lixiviación: Para efectos de laboratorio este tiempo será de 72 horas.
• Tiempo de curado: Para efectos de la experiencia el material no se deja reposar por 24 horas.

• Formulario:

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1. Metodología

• Se pesa el material a tratar, correspondiente a 3450 gr.
• Se deposita sobre una superficie de hule, para luego adicionar la cantidad de agua calculada (5% peso) y se rolea para una humectación Homogénea.
• Se adiciona el volumen de ácido, según el consumo que la mena tenga y se vuelve a rolear para una distribución de ácido uniforme sobre la superficie del material.
• Se deposita cuidadosamente el material sobre la columna.
• Se prepara una solución lixiviante, aproximada de 25 gr ácido por litro de agua.
• Se comienza la lixiviación con una tasa de regadío a determinar (25 L/h por ). [pic 10]
• Se calculas los cc/min para la columna utilizada.
• Cada 24 Hrs se toman muestras de aproximadamente 25 ml.

1. Presentación de los datos

La información entregada en laboratorio permite calcular empíricamente las cantidades necesarias de ácido, agua, riego y Cu en solución, los datos mostrados a continuación fueron obtenidos antes de comenzar con la lixiviación TL.

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