Lixiviacion De Pilas 2f6w3e

1. LIXIVIACION DE PILAS La lixiviación en pilas corresponde a un proceso mediante el cual se procede a extraer metales por precolación de una solución a través de un lecho o pila de mineral. De este modo se obtiene una solución cargada en metales y otros iones la que es conducida a un proceso de recuperación. Previo a la formación de la pila el mineral deber se chancado para lograr una adecuada granulometría que permita una rápida y optima lixiviación, utilizándose generalmente granulometrías de ¼” hasta ¾. La elección de la granulometría adecuada para un proceso de lixiviación en pila varía dependiendo del mineral a tratar y será entonces necesario realizar un test que defina el tamaño óptimo de la partícula. La existencia de finos y lamas en la formación del lecho de lixiviación produce deficiencia en el fluido dinámico al existir migración vertical de finos durante la operación, impienso un flujo uniforme de la solución. La segregación de finos, originada en el montaje de la pila o bien durante la operación, define áreas ciegas entre tamaños gruesos disminuyendo la precolación u conduciendo flujo de solución por zonas de fácil o canalización. El proceso mas empleado para enfrentar el problema de permeabilidad originado por los finos, es la aglomeración.

El proceso de aglomeración consiste en esencia en la

adhesión de partículas finas a las más gruesas que actúan como núcleos. Para que se produzca la unión de partículas es necesaria la acción de un agente aglomerante o aglutinante.. En el caso de lixiviación de cobre en pilas el aglomerante utilizado es agua junto con ácido sulfúrico. La adición del ácido permite la incorporación de una parte del agente lixiviante en la aglomeración, junto con mejorar las características del aglomerado. La incorporación de ácido concentrado en la aglomeración define asimismo un proceso adicional llamado curado ácido. En la etapa de curado se produce la sulfatación de los óxidos y algunos sulfuros al reacción con el ácido sulfúrico concentrado. Estas reacciones se ven favorecidas con el aumento de temperatura que se produce en le sistema de acuerdo con la hidrólisis del ácido sulfúrico, por lo cual es recomendable que sean adicionados el ácido y el agua en forma separada. El curado se completa con una etapa de reposo de uno a tres días que asegura la reacción del ácido presente, para luego comenzar la lixiviación del mineral.

Los procesos de aglomeración y curado son normalmente recomendados porque: mejoran la permeabilidad del lecho, disminuyen el tiempo de lixiviación, disminuyen el consumo de lixiviantes, los ciclos son más efectivos y aumenta el porcentaje de extracción. Una vez aglomerado el mineral, se construye la pila, asegurándose que la disposición del material sea homogénea y se deja reposar por algunos días. Este periodo de reposo se denomina curado y permite la sulfatación de los óxidos existentes. Luego la pila es irrigada con la solución lixiviante por sistemas de aspersión o goteo, utilizando tasas de irrigación desde 5 a 40 lt/hr/m². En el caso de minerales oxidados, normalmente la irrigación es continua: en cambio para minerales mixtos o sulfurados se utiliza un sistema de irrigación intermitente para lograr una concentración mas alta de cobre en la solución efluente, utilizando un menor volumen de solución, Si en la operación se utiliza un circuito cerrado de la solución, esta es continuamente recirculada entre las etapas de recuperación de cobre (por ejemplo una secuencia de extracción por solvente y electro recuperación) y la pila. Esto tiene ventajas desde el punto de vista de la cantidad de soluciones que es necesario manejar y del consumo neto del ácido. Un sistema de operación típica en este sentido se muestra en la figura.

La altura que debe tener la pila es un factor de decisión importante y su elección depende de la permeabilidad de la pila, y a la concentración esperada de la solución,

típicamente de 4 a 8 metros. A veces pilas de menor tamaño tienen mayor recuperación, sin embargo se necesita mayor área de pila, lo cual es importante cuando la disponibilidad de terrenos es limitada. Adicionalmente dependiendo de los equipos utilizados y la estabilidad del talud, se establecen límites a la altura de pila que es posible lograr. De acuerdo con su modo de operación existen dos tipos de pilas, dinámicas y estáticas: 1.1 PILAS DINÁMICAS Implica la coexistencia en la pila de materiales que están en distintas etapas del ciclo de tratamiento. Consiste en reutilizar continuamente los mismos polietilenos de alta densidad (pad), el mineral agotado se retira del pad y se acopia en un botadero dejando el lugar para cargar mineral fresco. Con este método se requiere poco terreno, pero el pad debe ser muy resistente, de modo de permitir un movimiento continuo de material en carga o descarga de las distintas zonas. 1.2 PILAS ESTÁTICAS Consiste en someter todo el mineral acopiado en el pad a las diversas etapas del ciclo de tratamiento (curado - lixiviación - reposo – lavado) en forma simultánea. La velocidad de producción es variable y para mantener las condiciones de alimentación de extracción por solventes se deben combinar diferente ciclos de lixiviación. Para los modos de operación mencionados, se debe combinar alguno de los métodos de construcción siguientes: 1.2.1 PILA PERMANENTE En esta configuración, el mineral se deposita en la instalación y una vez terminado el ciclo de tratamiento este permanece, pudiéndose utilizar como base para acopar otra pila sobre el o simplemente abandonarlo 1.2.2 PILA RENOVABLE En este caso, se carga el mineral en pila y luego de ser tratado, los ripios son retirados para ser dispuestos en un botadero, siendo reemplazados por el mineral fresco. Se debe notar que una pila dinámica siempre será renovable.

Otros factores que influyen sobre el funcionamiento de la pila, y por ende deben ser eficientemente manejados, son el flujo de irrigación y la composición de las soluciones de lixiviación a utilizar que atacaran el mineral y en forma posterior actuara como medio de transporte de los productos de la reacción, en particular de la especie metálica de interés 1.3 FACTORES Y VARIABLES A CONSIDERAR EN LA LIXIVIACIÓN Este método de lixiviación presenta condiciones operacionales y de inversión que hacen que su aplicación sea muy diversa, adaptándose así a diferentes condiciones y/o exigencias externas de gran variabilidad, se requiere entonces, un análisis técnico económico. Los principales parámetros que determinan estas características operacionales son: 1.3.1 TAMAÑO DE LA PARTÍCULA Chancado, desde secundario a 100% - 2”, hasta terciarios a 100% - ¼”, según la porosidad de la roca. 1.3.2 AGLOMERACIÓN Y CURADO En el caso de minerales de cobre oxidados, cerca del 70 a 90% del ácido consumido en la pila se agrega durante la etapa del curado. En el caso de los minerales sulfurados, las cantidades de ácido son menores, no superando los 5 a 10 Kg/ton, que constituye casi el 100% del consumo global del proceso. 1.3.3 ALTURA DEL LECHO DE MINERAL. Esta determinada por la permeabilidad (líquida, en el caso de los oxidados, y también gaseosa, en el caso de los sulfuros, debido a la presencia de oxigeno) del mineral, la ley de cabeza, el residual de ácido en las soluciones que alcanzan las capas inferiores de la pila y la cinemática global de extracción. La presencia de arcillas, exceso de finos, y la formación de precipitados (por hidrólisis, por ejemplo) pueden disminuir la permeabilidad, resultado en canalizaciones de flujo preferencial y eventual acumulación

de soluciones en la superficie, restringiendo el uniforme de aire y de ácido. La tendencia es a no superar los 8 metros por cada nueva capa. 1.3.4 FLUJO ESPECÍFICO DE SOLUCIONES Las tasas de riego varían entre 5 a 40 lt/hr/m² , dependiendo del tamaño de partícula y altura de la pila. Generalmente se optimiza la combinación flujo especifico-altura de pila, de forma de no diluir demasiado las soluciones ricas que van a recuperación. 1.3.5 CICLO DE LIXIVIACIÓN Para minerales oxidados en pilas se usan 30 y 60 días, en cambio para minerales sulfurados depende de la granulometría del material y de la mineralogía: para materiales con chancado secundario, se requiere entre 6 y 9 meses. 1.3.6 CONSUMO DE ÁCIDO El consumo depende del tipo de mineral y ganga. Para minerales oxidados, normalmente se tiene también una ganga mas reactiva y el consumo suele alcanzar entre 20 y 60 kg/ton. En el caso de sulfuros hay que tener presente que parte del ácido se genera por causa de la oxidación del azufre catalizada por bacterias, es habitual tener valores netos de consumo entre 5 y 10 kg/ton 1.3.7 CONSUMO DE AGUA Lo habitual es que se requiera menos de medio metro cúbico de agua por tonelada de mineral tratado. En casos de escasez de agua, se prefiere usar goteros (incluso enterrados), y esta cifra puede bajar a cerca de la mitad, al minimizarse las pérdidas por evaporación y arrastre físico con el viento.

1.4 CONTRUCCIÓN DE PILAS El diseño de las pilas debe tener en cuenta los siguientes factores: - La calidad del patio o base de apoyo (impermeable) - Las facilidades de riego y colección o drenaje del efluente. - La estabilidad de la pila seca y saturada - La forma de apilamiento o depositación del material lixiviable (compactación, homogeneidad del material) 1.4.1 PREPARACIÓN DE LA BASE DE LAS PILAS. Se necesita disponibilidad de amplias superficies de terreno relativamente llanas ( menos de 10% de pendiente). La cancha debe ser considerada con su sistema de impermeabilización, para controlar las perdidas de soluciones y evitar contaminaciones del medio ambiente. El sistema consiste en: -

Una base firme y consolidada, debidamente preparada

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Una capa de lecho granular sobre el que apoyar suavemente la lámina

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Lámina o capa de impermeabilización.

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Un conjunto de drenaje o capa de recolección de líquidos.

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Una capa protectora del sistema.

El sistema de revestimiento mas común consiste en una capa de geomenbrana, ( que son laminas fabricadas a base de PVC, caucho, polietileno y otros compuestos, se utilizan para revestir o envolver diversas sustancias que tienen la capacidad de contaminar el ambiente, tales como rellenos sanitarios, pozas de lixiviación o relaves mineros. Con ella se evita que dichas sustancias regresen al entorno a través de la lluvia y el viento para una mejor protección del medio ambiente. 1.4.2 DRENAJE DE PILAS El drenaje de pilas es critico para la estabilidad el control de filtraciones y la recuperación de metal. Adicionalmente, el sistema de drenaje funciona como una capa protectora de revestimiento ( con frecuencia referido como overline) y normalmente

consiste en una capa de roca chancada de 300 a 1500 mm (el tamaño máximo de partículas común es de 25 a 40 mm) con tuberías de drenajes perforadas y a poca distancia una de otra ( de 2 a 10 MT). Las capas de drenaje en la base de las canchas de lixiviación deben cumplir los siguientes requisitos: -

Tener la permeabilidad de flujo suficientemente alta para permitir las filtraciones desde el material de relleno adyacentes.

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Mantener una capacidad de flujo plano suficiente para reducir la carga hidráulica encima del revestimiento.

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Resistir cargas compresivas de corto y largo plazo

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Proporcionar estabilidad adecuada.

Figura Nº X “Drenaje Geonets Bi.Planar usada en canchas de lixiviación” 1.4.3 ESTABILIDAD DE TALUDES EN PILA DE LIXIVIACION La construcción de la pila involucra la colocación de mineral en capas sueltas controladas y relativamente secas, apiladas con el ángulo natural de reposo, manteniendo el talud estable. En la practica se suele utilizar ángulos que bordean los 20º sexagesimales, ya que con ángulos mayores la operación con maquinaria se ve dificultada, con esto se asegura una mayor estabilidad del talud, y muchas veces se aprovecha este ángulo.