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.