7.Experiencias de Lixiviacion Clorurada en Minera Pampa de Cobre
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EXPERIENCIAS DE LIXIVIACION CLORURANTE EN MINERA PAMPA DE COBRE Ing. Henry Chirinos U. Metalurgista de Planta
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EXPERIENCIAS DE LIXIVIACION
CLORURANTE EN
MINERA PAMPA DE COBRE
Ing. Henry Chirinos U.
Metalurgista de Planta
UNIDAD MINERA CHAPI - MPC
• Ubicación: Distrito La Capilla, Prov. General Sanchez Cerro, Dpto. Moquegua.
Cordillera Occidental del Perú, a 55 km de la Ciudad de Arequipa. • Altitud:
2,500 msnm • Vías de acceso:
Carretera Panamericana Lima-Arequipa-Mina (Cruce con Santuario de Chapi)
Producción:
Cátodos de cobre electrolítico mediante un proceso de LIX-SX-EW
(Opcionalmente puede producir Sulfato de Cobre)
El año 2006 MPC – Subsidiaria del Grupo MILPO inicia la producción
de Sulfatos de cobre, y para el año 2008 la planta de electro
obtención (EW) entró en operaciones, con una capacidad máxima de
900 ton/mes, produciendo Cátodos de Cobre tipo AA.
En agosto de 2010, VOTORANTIM METAIS socio estratégico de
MILPO , se convierte en accionista mayoritario.
ANTECEDENTES
Minera Pampa de Cobre – Chapi inicia la explotación de óxidos de Cobre
desde fines del año 2005, por 4 años mediante un proceso de lixiviación ácida
convencional, el año 2010 empieza el cambio de mineralogía en los niveles
inferiores del tajo OP4, iniciándose la explotación de sulfuros secundarios de
cobre, siendo necesario implementar un nuevo proceso hidrometalúrgico, que
incluya soluciones acidas y oxidantes para extraer el cobre contenido.
La evaluación realizada a un proceso alternativo que permita mantener los
niveles de producción alcanzados y realizar la transición de procesar óxidos a
sulfuros secundarios de cobre, involucró emplear un nuevo agente oxidantes
como el cloruro de sodio (sal mineral) portador del ion cloruro para el
acondicionamiento del mineral y su posterior lixiviación en pilas, de esta forma
se logra implementar en Planta el Proceso “Chapi–Lix”, una tecnología
apropiada para alcanzar recuperaciones de CuT superiores al 70-75% con
sulfuros secundarios de cobre, mediante una lixiviación ácida-clorurante.
OPERACIONES DE PLANTA INDUSTRIAL
CHANCADO AGLOMERADO
LIXIVIACION SX
EW CATODOS COMERCIALES
IMPLEMENTACIONES REALIZADAS
OBJETIVO:
Adaptar la planta a las nuevas necesidades de operación, debido a que el
nuevo proceso de lixiviación es de alto riesgo operacional, debido al empleo de
soluciones ácidas concentradas en iones de cloro, que tiene características
fuertemente corrosivas hacia los componentes metálicos. (Acero Inoxidable).
La implementación apropiada de la Planta para el nuevo proceso de Lixiviación
acida-clorurante – «Chapi – Lix» ha requerido principalmente:
• Modificar el diseño original de algunos equipos (Decantadores).
• Acondicionar nuevas instalaciones y equipos. (Equipos en desuso).
• Reemplazar algunos materiales no resistentes a la corrosión.
• Implementar nuevos controles metalúrgicos para seguimiento de
nuevos parámetros.
• Formar a los operadores con capacitación constante orientado a los
principales riesgos en el proceso.
CHANCADO - AGLOMERACION
Principal etapa de dosificación de la sal mineral, para acondicionar el
mineral aglomerado para las pilas y mantener concentraciones de cloro
apropiadas en el riego.
Requerimientos:
Asegurar el ratio de dosificación de sal mineral (8 – 12 kg/ton) para el
acondicionamiento del mineral en el curado, de acuerdo a las evaluaciones
metalúrgicas.
Medidas:
• Sectorizar la cancha de gruesos para blendear mejor el mineral y mantener
uniforme la ley de cabeza.
• Tolva de sal mineral y una faja transportadora para dosificar el insumo hacia
el tambor aglomerador.
• Poza y un tanque de agitación para disolver sal mineral y humectar el
aglomerado (Revestimiento de tanque y agitador).
La humedad natural del mineral reduce la capacidad de adicionar refino
en la aglomeración, por tanto la capacidad de dosificar sal disuelta.
(Concentración Saturación promedio 250 g/L).
LIXIVIACION PILAS DINÁMICAS
Para mantener en solución al ión cloruro cúprico en el PLS, necesario
para la lixiviación de los sulfuros secundarios se requiere la presencia de
cierta concentración de cloruro libre para mantener el potencial del
sistema por encima de los 500 mV. Según muestra el diagrama Eh –pH.
LIXIVIACION
Requerimientos:
De acuerdo a las evaluaciones metalúrgicas con mineral de Chapi, las
concentraciones de cloro apropiadas en el riego se encuentran entre 30 – 40
g/L para alcanzar mejores recuperaciones de cobre de los sulfuros
secundarios.
Medidas:
• Reemplazo de todos los accesorios empleados en los sistemas de riego de
las pilas (Reguladores de presión, sujeción de abrazaderas, válvulas,
bombas, impulsores, bridas, espárragos, accesorios), reemplazando
preferentemente por materiales de polipropileno, HDPE, PVC,
revestimientos con 4RC Chesterton o aceros Hastelloy C.
• Incrementó del periodo de reposo del material aglomerado en las pilas,
según evaluaciones entre 15 – 30 días para favorecer la actividad del cloro
sobre los sulfuros secundarios (Capacidad apilamiento 750 000 ton en 18
Áreas).
EXTRACCION POR SOLVENTES (SX)
Con dos trenes en paralelo de configuración 2E + 1S + 1L, que trabajan en
circuito con EW, se reemplaza el extractante Acorga M5640 por el M5774,
de mayor selectividad hacia el cobre y mayor factor de carga, debido al
incremento de [Cu+2] en PLS producido en pilas.
Requerimientos:
Asegurar una mejor separación de fases en las etapas de extracción E1-E2 y
minimizar los arrastres mecánicos de acuoso (arrastres de cloro) en todo el
circuito de orgánico cargado antes de la re-extracción S1 y envío de electrolito
rico a celdas electrolíticas.
Medidas:
• Implementar una etapa de lavado de orgánico cargado con reposición de
agua constante.
• Modificar los vertederos de orgánico en las etapas de extracción y lavado
(Incremento de bandas de orgánico de 40 – 50 cm).
• Implementar tanques coalescedores de orgánico cargado antes y después
de su etapa de lavado, para reducir los arrastres de refino.
• Revestimiento anticorrosivo de todo componente metálico en los
decantadores y mixer (Agitadores).
EXTRACCION POR SOLVENTES (SX)
Observaciones:
• La implementación de una nueva etapa de lavado, coalescedores y mayores
bandas de orgánico incrementaron el inventario de orgánico requerido para
mantener la operación de hasta 180 m3 adicionales.
• Un mejor control de arrastres de acuoso en las etapas de extracción es
realizado, así mismo el mantenimiento preventivo de los vertederos que por
fisuras pueden incrementar el traspaso de acuoso hacia el orgánico cargado.
• La purga constante de acuoso de los tanques de coalescencia así como la
limpieza de la viruta de HDPE se hace necesaria con mayor frecuencia.
CIRCUITO DE LIMPIEZA DE ARRASTRES A/O
ORGANICO
DESCARGADO
LAVADO DE
ORGANICO
Flujo de Orgánico Cargado en Planta SX.
Configuración 2E + 1S + 1L
40 000 ppm
de Ingreso
en PLS
40 ppm de
Ingreso en
Electrolito
ELECTRO OBTENCIÓN (EW)
Se tiene 58 celdas electrolíticas (32 cátodos / celda),que producen cobre
catódico con periodos de depósito de 6 – 7 días, operando entre 18 – 22
kAmp, la operación inicial de cátodos comerciales es con cátodos
permanentes de acero inoxidable 316-L, susceptibles a la corrosión
pitting en la interface electrolito – aire.
Requerimientos:
Mantener las concentraciones de cloro en electrolito a celdas entre 40 – 50
ppm como máximo para reducir la corrosión y alargar la vida de los cátodos
con un mantenimiento adecuado.
Medidas:
• Purga constante de electrolito del sistema (10% aprox. /día) para mantener
la concentración recomendada.
• Reemplazo progresivo del 50% del inventario de cátodos de acero
inoxidable por cátodos temporales (Láminas de arranque).
El 50% de la nave produce cátodos comerciales a partir de láminas de
arranque, se ha implementado 6 celdas para producir láminas de cobre y
mediante controles necesarios se ha mantenido la eficiencia de corriente
cercana al 90%.
ELECTRO OBTENCIÓN (EW)
La calidad química de nuestros cátodos se ha podido mantener con
concentraciones de Pb < 5 ppm y S < 15 ppm (Grado A).
Según la especificación técnica actualizada de nuestro producto, tenemos 2
presentaciones:
Cátodo Metálico sin Ganchos Cátodo Metálico con ganchos
PLANCHA MADRE LAMINA DE ARRANQUE
ELECTRO OBTENCIÓN (EW)
Medidas Adicionales:
• En evaluación de laboratorio se encuentra el empleo de resinas aniónicas de
ácido débil que permiten eliminar cloruros disueltos que ha sido arrastrados
hacia el electrolito, para reducir aun más las concentraciones de cloro que
provocan la corrosión pitting de los cátodos de acero inoxidable,
evaluaciones preliminares muestran que se alcanza a extraer un 58.0% de
cloruros por cada hora de contacto con la resina.
La velocidad de saturación de la resina de intercambio iónico LEWATIT MP62
se muestra como referencia de pruebas en laboratorio.
Fuente: Laboratorio Metalúrgico MPC
EVALUACION METALURGICA DEL PROCESO
El mineral procesado en Chapi el año 2010 - 2011 correspondiente a las fases
de minado I y II del OP4, se caracterizó por una mínima presencia de sulfuro
primario (10 – 12%), existiendo principalmente sulfuros secundarios como la
calcocita, covelita y digenita, que permitió mantener recuperaciones de cobre
sobre el 70 - 74% en las pilas industriales, sin embargo a finales del 2011 se
detecta una reducción progresiva en las recuperaciones de cobre en pilas
alcanzando valores de 60% y 55% en todas las pilas en su ciclo normal de
riego de 90 días.
Muestras de mineral analizadas mineralógicamente verificaron el incremento
del contenido de sulfuros primarios ( 36 – 38%), con la presencia de calcopirita,
bornita y pirita asociada a sulfuros Secundarios de cobre.
Fuente: Laboratorio ALS Minerals - Perú
Distribución de cobre por cada especie mineral.
24.8%
35.2%
EVALUACION METALURGICA DEL PROCESO
A pesar de que los Índices de Solubilidad en Cianuro siempre se mantuvieron
entre 85 – 90%, indicando aún presencia de sulfuros secundarios, realizando
una comparación entre el contenido de cobre mediante análisis químico y
análisis mineralógico de una misma muestra representativa se verifica que
parte del cobre contenido como primario esta siendo disuelto por el cianuro en
un ensaye clásico por cobre secuencial, confundiendo la presencia de sulfuros
secundarios.
Comparación del contenido de Cobre.
Fuente: Laboratorio ALS Minerals
EVALUACION METALURGICA DEL PROCESO
La trazabilidad del mineral por cada banco de minado (Recuperación metalúrgica)
determina la zona de transición (Sulfuro secundario-primario) en el banco 2510-2504
Fase II hacia los bancos inferiores, manteniéndose esta característica para los bancos de
la Fase III de explotación del OP4, comprometiendo la Producción de cobre para el 2012
– 2013. Esquema del cambio mineralógico en el OP4
La caída progresiva de las recuperaciones de cobre en pilas se debe simplemente a
que las especies primarias de cobre no son lixiviables tan eficientemente como lo son
los sulfuros secundarios ante una solución acida-clorurante, siendo esta una amenaza
identificada en el análisis FODA inicial del año 2010.
Mejor Recuperación
OPERACIONES TEMPORALES
Dada la presencia de sulfuros primarios que no pueden ser aprovechados
en el proceso de lixiviación actual, y verificando que los óxidos
identificados no sustentaban una operación por lo menos en equilibrio, en
reunión de Directorio de Noviembre de 2012, se acordó priorizar e
intensificar la Exploración de nuevos recursos minerales hacia el
desarrollo del Proyecto Chapi Sulfuros; de manera de sustentar la futura
operación de una planta concentradora no menor a 30,000 ton/día.
Por lo tanto:
Se decide suspender temporalmente las actividades de Explotación
de mineral.
ALTERNATIVAS DE PRODUCCION 2014
Se desarrolló evaluaciones que permitieron demostrar la viabilidad
económica de lixiviar ripios acumulados en el Botadero Nro. 1, con el
objetivo de alcanzar únicamente el 40% de Recuperación respecto al
CuSAc, las pruebas determinan que para leyes cercanas a 0.15% CuSAc
en ripios es posible incluso superar las recuperaciones planteadas con
mayores tiempos de lixiviación, con consumos de ácido entre 7.0 – 10.0
kg/ton ripio. El reprocesamiento de ripios permite continuar la producción
de cobre catódico el 2014.
Fuente: Laboratorio Metalúrgico MPC
Extracción de Cobre en Pruebas de Laboratorio
PROYECCIONES DE OPERACION - 2015
La exploración realizada permitió identificar un yacimiento con recursos
de 12 millones de toneladas, con potencial para ser explotado mediante
minería subterránea, planteando retomar las operaciones completas para
el año 2015.
Muestras de perforación diamantina que se vienen evaluando
metalúrgicamente verifican la presencia de sulfuros secundarios en un
90%, con escaza presencia de sulfuros primarios menor a 10%, lo que
plantea retomar la lixiviación ácida-clorurante que mostró ser beneficiosa
en MPC, incluso las evaluaciones están orientadas a mejorar el consumo
de insumos como la sal mineral. (Mineral dócil).
Distribución de cobre por cada especie mineral
Fuente: Laboratorio ALS Minerals - Chile
90.7%
El trabajo en equipo y la aceptación al cambio son las principales fortalezas
que permiten lograr siempre nuevas metas…
Con el apoyo de todos nuestros colaboradores…
