Procesos Hidrometalurgicos Industriales

Procesos hidrometalúrgicos industriales

Lixiviación en pilas (heap leaching)

La lixiviación es un proceso de hidrometalurgia mediante el cual se extraen minerales a partir de las menas que reúnen determinadas características. Para realizar la lixiviación se deben reunir dos condiciones generales:

que los minerales sean lo suficientemente valiosos para intentar reducir las pérdidas en el residuo, pero no lo bastante ricos como para pagar un proceso de tratamiento más desarrollados y costosos.

disponer del capital suficiente de manera de implementar este proceso para lograr un aprovechamiento óptimo del mineral, y un mayor control geométrico y químico que los vertederos.

Minerales oxidados de Cobre, procesados vía lixiviación

La lixiviación consiste en regar el material mineralizado extraído de la mina, cuyas características de ley y granulometría son conocidas, con soluciones de lixiviación ajustadas a ellas, y que consideran tanto las velocidades de reacción como los tiempos de dilución, para obtener el mineral a partir de una solución.

El tratamiento de lixiviación en pilas requiere del desarrollo de un procedimiento secuencialmente ordenado que consiste en las siguientes etapas:

Proceso de chancado

En el esquema general del proceso, tanto el mineral procedente de la explotación a cielo abierto o subterránea, como el de viejos vertederos integrados en programas de aprovechamiento, debe ser ligeramente preparado en una planta de trituración o chancado y luego de aglomeración si es necesario, para conseguir una granulometría controlada, que permita asegurar un buen coeficiente de permeabilidad de la solución.

El principal propósito del chancado es efectuar las reducciones de tamaño necesarias, hasta obtener un producto de una granulometría adecuada que permita el desarrollo del siguiente proceso (la lixiviación en pilas o depósitos) en forma eficiente.

Etapas y de equipos de chancado o trituración

Como todos los procesos de conminución, la trituración requiere de un elevado consumo energético, por lo que tiene gran impacto económico en el desarrollo de cualquier proyecto de hidrometalurgia.

Plantas de chancado secundario y terciario. Faena Radomiro Tomic

La energía necesaria para la trituración se calcula experimentalmente, midiendo la fuerza necesaria (kilopondios-m/cm) para romper probetas de la roca mediante una máquina de impacto.

A partir de esta fuerza se calcula el Índice de Trabajo (Work Index Wi), que entrega los kilovatios/t necesarios para realizar la trituración o chancado, desde un tamaño medio de alimentación (granulometría del material de inicio) al tamaño medio del producto (granulometría del producto).

La molienda húmeda tiene un gasto energético mayor que la trituración seca, y por tanto un mayor costo. De esta forma, el tamaño final de las partículas estará limitado por la operatividad en seco. Por lo tanto, con un material húmedo y una cantidad apreciable de finos, el tamaño final de trituración o chancado debe ser mayor que con materiales rocosos y secos.

Considerando el menor costo de trituración seca, se puede llegar a productos de tamaños límites inferiores a 6 mm, (entre 3 y 4 mm,) que es el equivalente a la trituración o chancado cuaternaria.

Tamaño de trituración o chancado y elección de equipos

El proceso de chancado se realiza dos grandes etapas, las cuales requieren de equipos específicos para lograr la granulometría adecuada:

Trituración o chancado primario o grueso.

Trituración o chancado fino: que comprende las etapas de chancado secundario, terciario y cuaternario.

La selección del tipo y tamaño del equipo chancador para cada etapa se determina según los siguientes factores:

a) Volumen de material o tonelaje a triturar.

b) Tamaño de alimentación.

c) Tamaño del producto de salida.

d) Dureza de la roca matriz, ya que la proporción de mineral suele ser pequeña. Éste es un índice importante, que se expresa normalmente por la escala de Mohs, que tiene implicancia al momento de seleccionar el tipo de equipo a utilizar.

e) Tenacidad, según en el índice de tenacidad de la roca a triturar, el que se compara con el de la caliza, a la que se le asigna el índice 1.

f) Abrasividad, debida fundamentalmente al contenido de sílice, que es el principal causante del desgaste de los equipos.

Según el índice de abrasividad, medido experimentalmente a través del porcentaje de sílice presente en la roca, éstas se clasifican en:

Clasificación Porcentaje de Sílice (%)

Poco abrasiva < 0,05

Abrasiva 0,05 - 0,50

Muy abrasiva 0,5 - 1

Extremadamente abrasiva > 1

g) Humedad del material en el yacimiento y en la planta, según las condiciones climatológicas del lugar.

h) Contenido de finos y lamas. Los materiales lamosos o pegajosos pueden disminuir la permeabilidad, originando dificultades en la percolación posterior.

Para cada una de estas etapas existen equipos apropiados, cuyas características principales de abertura de alimentación, capacidad a distintos cierres, tamaños de productos, potencia, etc., suelen ser tabuladas por los fabricantes de trituradoras en función de una densidad y dureza media.

En general, se recomienda no moverse en los extremos límites de trituración (máxima razón de reducción) sino considerar los valores medios propuestos por las tablas de los fabricantes de equipos.

Para lixiviación en pilas el mineral se suele triturar a tamaños entre 100 y 250 mm, para lixiviación en depósitos o tanques, entre 50 y 1 mm, para lixiviación dinámica, chancado y molienda a tamaños inferiores a 1 mm.

Independientemente de otras variables, el tamaño de partícula de mineral o metal a lixiviar define la velocidad de disolución y, por consiguiente, el porcentaje de recuperación en un tiempo determinado.

Según prácticas industriales, unos tamaños típicos de menas para lixiviación de distintos minerales pueden ser los siguientes:

Mineral Tamaño mm (malla ASTM)

Cobre oxidado

-12,00

Oro

-0,25 a (-60 mallas)

Concentrado de oro (sulfuros)

-0,044 a (-325 mallas)

Uranio

-2 a -0,15

(-10 a -100)

Bauxita

-0,15 a (-100)

Ilmenita

-0,074 a (-200 mallas)

Laterita (níquel)

-0,841 a -0,074

(-20 a -200 mallas)

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