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