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Precipitación de cobre en soluciones acidificadas con contenidos variables de oro. Proceso SART
Oscar Silva Campos Profesor Principal
Escuela Profesional de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica de la Universidad
Nacional de Ingeniería
Luis Alberto Vente Jubi Jefe General
Operaciones Procesos
Gustavo Adolfo Cusma Castillo Supervisor
Operaciones Procesos
Peru
Lima
Cajamarca
Peru
Lima
Cajamarca
Minera Yanacocha S.R.L.
Ubicado a 3 600 m.s.n.m. y a 40 km al norte
de la ciudad de Cajamarca y a 600 km de la
ciudad de Lima.
Inicio de producción: 26 de marzo de 2008.
Chancado Chancado
Molino
SAG
Pre leach
CCD
Lixiviación
SART
Mill
Sand
GOLD MILL - Diagrama de flujo
Oxidos
Mixto
Sulfuros
YANACOCHA
OXIDES PIT
Deep Transition
Mineral/GoldMill
Sulfides Mill Process
AuCN/AuFA CuCN SS
ratio ppm %
Oxide >0.6 <250 <1.5
Transitional <0.6 <1500 <1.5
Sulfide >1500 >10
Microscopía óptica a 20x - malla +200
.α
.β .γ
.δ
.ζ .ε
.θ
.η
.λ
.π
Enargita Covelita
Pirita
Astilla Metálica
Rutilio Pirita
Pirita
Limonita
Covelita
Esfalerita
Calcopirita
Enargita con Pirita incluida
Microscopía óptica a 20x - malla +400
.k
.j
.i .h
.a
.b
.c
.d
.e
.f
.g
.m
Covelita
Rutilo
Pirita
Zircón
Covelita
Rutilo
Enargita
.h
.i
.j
.k
Esfalerita
Pirita Enargita
Limonita
Astilla Metálica
Sección delgada malla +200, nicoles paralelos
Cuarzo I
Cuarzo II Baritina
Cuarzo II
Cuarzo II
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo II
Opacos
Sericita
Limonita
Cuarzo II
Hematita
Opacos Carbonatos
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo II
Cuarzo II
Baritina Jarosita
Opacos
Opacos
Jarosita
Hematita
Cuarzo I
Cuarzo II
Cuarzo II
Hematita
Hematita
Sección delgada malla +400 nicoles paralelos
Sección delgada malla +400 nicoles cruzados
Baritina
Hematita Hematita Hematita
Jarosita
Opacos
Cuarzo II
Cuarzo I
Sericita Baritina
Jarosita
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo II
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Cuarzo I
Hematita
Cuarzo II
Cuarzo II
Hematita
Zircón
Baritina Opacos
Opacos Opacos
Opacos
Opacos
Cuarzo II
Cuarzo I
Jarosita
Hematita Hematita
Hematita
Hematita
Hematita
Hematita
Opacos
Baritina
Cuarzo II
Cuarzo I
Microscopía electrónica
.II
.I
.IV .III
Microscopía electrónica
.V
.VI .VII
Control Operacional Control de pH (4.0 – 4.5): • pH < 3.5 Precipitación de Au; • pH > 6.0 Redisolución de cobre y perdida de cama
Control de ORP (0.0 a -250 mV): • ORP positivo (+) Baja precipitación de cobre y plata; • ORP negativo (-) Buena precipitación de cobre y plata
Control de la recirculación y evacuación de precipitado (10 a 30 m3/hr) • Recirculación y evacuación de precipitado menor a 10 m3/h, aumenta el torque y puede trabar la
rastra. • Recirculación y evacuación de precipitado mayor a 30 m3/h, perdida de cama y baja eficiencia de
precipitación.
Lazo de control de la dosificación NaHS y H2SO
4
CN-HCN
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5
%
pH
Diagrama de Predominancia Cianuro-Agua
HCN-5`C CN- 5`C HCN 25`C CN- 25`C
[S2-][H2S} [HS-]
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
%
pH
Diagrama de Predominancia [ST2-]-Agua
H2S%5C HS-%5C H2S% 25C HS-%25C S-2%5C S-2%25CME-413R
*ORP de operación 0.0 mV a -250 mV
Parámetros de operación – NaHS y H2SO
4
* H2S HS- + H+ * HS- S2- + H+
* M2+ + H2S MS(s) + 2H+
* M2+ + HS- MS(s) + H+
[S2-][H2S} [HS-]
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
%
pH
Diagrama de Predominancia [ST2-]-Agua
H2S%5C HS-%5C H2S% 25C HS-%25C S-2%5C S-2%25C
ME-413R
* 0.44 g NaHS/g de Cu
* 0.52 g NaHS/g de Ag
* 0.50 kg H2SO4/m3 de solución rica
*2Cu(CN)2 - + SO4
-2 + 12H ++8e- = Cu2S + 4H2O + 4HCN(ac)
*1Cu(CN)2 - + SO4
-2 + 10H ++7e- = CuS + 4H2O + 2HCN(ac)
*2Ag(CN)2 - + SO4
-2 + 12H ++8e- = Ag2S + 4H2O + 4HCN(ac)
CuS
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
log
[Cu
] t
pH
Diagrama de Solubilidad del CuS 278˚ y 298˚K
[Cu+2]/[H2S] [Cu+2]/[HS-] [CuOH+]/[HS-] [HCuO2-]/[HS-] [HCuO2-]/[S=]
[CuO2 -2]/[S=] [Cu+2]t 278 A1/A3 [Cu+2]t 298
CuS
Cu(OH)2
CuCO3
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
log
[Cu
] t
pH
Diagrama de Solubilidad del CuS, CuCO3, Cu(OH)2 298˚K
A1/A3 [Cu+2]t/CuS [Cu+2]t/CuCO3 {Cu+2]t/Cu(OH)2
ME-413 R
Diagramas de precipitación del cobre
Precipitado SART
Características físicas y químicas:
Estado físico: sólido. Apariencia y color: polvo húmedo gris-negro verdoso. Olor: sin olor, ligero olor a azufre. Punto de fusión: 1083 - 1535°C. Punto de ebullición: 2567 - 2750°C. Solubilidad: soluble en ácidos fuertes. Peso molecular: no aplica. pH: > 9 Presión de vapor: no aplica Límite de inflamabilidad: no aplica. Gravedad específica: 3.0 – 3.5 ton/m3
Precipitado SART, oro
Se presentan las principales celdas electroquímicas generadoras de precipitación de oro y plata, en donde se verifica termodinámicamente que la observación experimental de Peter Moller, que tanto la pirita como la arsenopirita, favorecen la precipitación de oro en su superficie, señala Moller que la razón As:S debe ser al menos cercana a 1 y que en ambos casos estequiométricamente son grandes concentradores de oro, para el caso de la pirita la relación molar Au:Pirita es de 15:1 y para la arsenopirita es de 11:1. Igualmente para la plata se encuentra una relación molar Ag:Pirita es de 14:1 y para Ag: Enargita es de 30:1. En los yacimientos de oro no es raro encontrar escorodita (FeAsO4·2H2O) con contenidos de 30.0 g/t Au.
Precipitado SART, microscopía óptica
*
Precipitado SART, microscopía óptica
.A
.
B
.
C
.
E
.
D .F
.
G
Scrubber lavador de gases
Implementos de seguridad básico:
Casco, lentes, chaleco, zapatos
Implemento de seguridad específicos:
Respirador tipo full face, filtro tricolor EM 6059 para gases ácidos,
orejeras o tapones de oído, guantes de neopreno, traje tipo Tyvek
color blanco y detector portátil para HCN y H2S
Sensores de gases
Equipo de Protección Personal (EPP)
Respuesta a emergencias – ensayos y simulacros
Observando la mineralogía, las principales fuente de cobre son la Covelita y Enargita. La Covelita provee cantidades variables de plata; la Enargita, en cambio, es la principal portadora de arsénico, por lo que se debe controlar su ingreso dentro del proceso, ya que este elemento se castiga en el concentrado. El oro y la plata se pueden encontrar dentro de la Enargita en cantidades variables dentro de un mismo grano; la calcopirita es, en menor proporción, mena de cobre y está generalmente asociada a la esfalerita.
Minerales como la barita, zircón, el rutilo, entre otros, se van a mantener durante la etapa de
lixiviación, llegando a la etapa SART y luego formar partículas, mediante nucleación, observando a las baritas y cuarzos como las resaltantes y que pueden estar individuales o formando parte de una partícula, según su tamaño, para partícula mayores a 50μm las veremos individuales y las menores formando parte de otras estructuras
La asociación oro, plata y cobre hallada de manera natural, también se repite en la formación
artificial. Entendemos que estos metales se encuentran coexistiendo como solución sólida, dentro de los sulfuros de cobre, esto se debe a su similitud en su estructura cristalina, todas son de tipo cúbica centrada en la cara, presentando diferencias solos en sus pesos atómicos, así mismo comparten el mismo grupo de la tabla periódica IB.
Conclusiones
Si observamos las partículas oscuras que son sílice, tenemos una oportunidad de mejora si deprimimos estas partículas con silicato de sodio usado en flotación, esta precipitación se puede hacer en la etapa de lavado en contracorriente CCD. Además, si observamos en las imágenes de microcopia electrónica, veremos que las partículas de sílice de tamaño mayor a 50 µm están aisladas y las de menor tamaño forman parte de partículas mayores; si disminuimos la concentración de sales solubles la oportunidad esta en mejorar el concentrado.
Tanto en el mineral como en el precipitado se demuestra que la presencia del arsénico se asocia con contenidos de oro elevados.
Conclusiones
GRACIAS.