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CINÉTICA DE LIXIVIACIÓN DE COBRE Y DIVERSIDADBACTERIANA EN PRUEBAS DE BIOLIXIVIACIÓN DECONCENTRADOS DE MINERAL CALCOPIRÍTICO EN
COLUMNAS MEDIANTE TECNOLOGIA GEOCOAT TM.
JUAN RIVADENEIRA HURTADOLIAP
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UbicaciónMina Punta del Cobre Planta Biocobre
•Biocobre
Texto, texto, texo
Ubicación
•Plantas
– San J osé (concentrado)
– Biocobre (cátodos)
•Oficinas Generales
– Copiapó
– Santiago
•Minas
– Punta del Cobre (súlfuros de cobre)
– Venado Sur (óxidos de cobre)
– Manto Negro (óxidos de cobre)
Planta San JoséMina Punta del Cobre
Planta BiocobreMina Venado Sur
Mina Manto Negro
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Productos•Cátodo directamente
exportado por pucobre
•Concentrado de Cobre ( venta
Codelco y Enami )
Texto, texto, texo
Productos
•Concentrados (29% Cu, contenido de oro y plata)•Planta San J osé•Desde sulfuros de Mina Punta del Cobre•Comercializados con Codelco y Enami
•Cátodos (99,99% Cu)•Planta Biocobre•Desde óxidos Minas Venado Sur y Manto Negro•Comercializados en Europa y Asia
IngresosCátodos23%Concentrados
77%
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Caracteristicas de Pucobre•Mina Subterranea y a rajo
abierto
•Buena ubicación Geográfica
de las faenas
•Tecnología de punta en planta
•Investigación y Desarrollo
•Presente en un mercado de gran trascendencia
•Operaciones en 2 tipos de minería:
- Subterránea: Mina Punta del Cobre- Rajo Abierto: Minas Venado Sur y Manto Negro
•Producción en las 2 formas principales de proceso- Flotación en los concentrados
- Lixiviacion - SX/EW en los cátodos
•Investigación y Desarrollo
Características de Pucobre
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Características de GeoBiotics
Compañía de Biotecnología en Minerales
Gran portafolio de Patentes
vasta experiencia en Biotecnología, ingeniería.
Propiedad y financiamiento PrivadoOficinas en EEUU, Chile, Sudáfrica, Australia.
Pruebas de laboratorio independientes en
J ohannesburgo, Brisbane, Santiago, CETEM Brazil,Golden Colorado y Copiapó.
Planta en construccìon en Caraiba, Brazil.
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TecnologíasGeoBiotics
Sulfuros deMetales Básicos
SulfurosRefractarios de Oro
Concentrados
GEOCOAT® GEOLEACH®
Aplicaciones
Otras Tecnologias
HotHeap™
BioPro®Minerales
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• 1. Análisis mineralógico, químicos,granulométricos y lixiviaciones dediagnóstico.
• 2. Pruebas de lixiviación Batch:Reactor de tanque agitado
• 3. Pruebas en columnas
• 4. Análisis moleculares
Resultados
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Composición Mineralógica GlobalConcentrado Rougher Calcopirítico
1a.- Composici—n mineral—gica global
ESPECIES %PESO %S %CU %FE %ZN %ASCALCOPIRITA 52,68 18,44 18,23 16,02COVELINA 0,11 0,04 0,08ENARGITA 0,05 0,02 0,03 0,01PIRITA 27,73 14,81 12,92ESFALERITA 0,05 0,02 0,03MAGNETITA 2,78 2,01HEMATITA 1,36 0,95LIMONITA 0,05 0,03RUTILO 0,05GANGA 15,12 (*)
TOTAL 100,00 33,32 18,33 31,93 0,03 0,01ANALISIS QUIMICO: 18,33 32,40 0,02 0,03(*) Contenido de Feindeterminado
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Banco 1
Banco 2
Banco 3
Banco 4
Banco 5
Banco 6
0
5
10
15
20
25
30
1 2 , 5
0 0
9 , 5
0 0
8 , 0
0 0
6 , 3
0 0
4 , 7
5 0
3 , 3
5 0
2 , 3
6 0
1 , 7
0 0
1 , 1
8 0
0 , 8
5 0
0 , 6
0 0
0 , 4
2 5
0 , 3
0 0
0 , 2
1 2
0 , 1
5 0
0 , 1
0 6
CuT
CuSol
CuInso
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Cinéticas de recuperación de Cu de concentradoRougher calcopirítico en
Reactores Batch 5%.
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Condiciones ExperimentalesColumnas de Biolixiviación
Condiciones Operacionales Columnas Temperatura:
Mesófilos 39º C. Termófilos Moderados 49º C.
Termófilos Extremos 70º C.
Aireación: 2 a 3 L/m.Irrigación: 18 a 30 L/h/m2
Sólidos:Roca soporte 39 kg.
RipioCuarzo
Concentrado Rougher 4 kg.
Volumen de Irrigación 40 L.pH de irrigación 1,5
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Metal Extraction vs Time
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Total Fe
Total Cu
Cu Solids
Cinéticas de recuperación de Cu y Fe en columna.Mesófilo Ripio
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Cinéticas de recuperación de Cu y Fe en columna. Termófilo Moderado Ripio
Metal Extraction vs Ti
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Day
Total Fe
Total Cu
Cu Solids
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Metal Extraction vs Time
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Total Fe
Total Cu
Cu Solids
Cinéticas de recuperación de Cu y Fe en columna.Mesófilo Cuarzo.
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Cinéticas de recuperación de Cu y Fe en columna. Termofilo moderado Cuarzo.
Metal Extraction vs Time
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Total Fe
Total Cu
Cu Solids
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Cinéticas de recuperación de Cu y Fe en columna.
Termofilo Extremo Cuarzo.
Metal Extraction vs Time
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Total Fe
Total Cu
Cu Solids
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Cinética de variación de pH y Eh en columna.
Termofilo Moderado Ripio
pH and Eh of PLS Time
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,202,40
2,60
2,80
3,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Day
250
300350
400
450
500
550
600
650
700
E h ( m V v A g / A g C l )
pH Eh
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Cinética de variación de pH y Eh en columna .
Termofilo Extremo Ripio
pH and Eh of PLS Time
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
E h ( m V v A g / A g C l )
pH Eh
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Cinética de variación de pH y Eh en columna.
Mesofilo Cuarzo
pH and Eh of PLS vs Time
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
E h ( m V v A g / A g C l )
pH Eh
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Cinética de variación de pH y Eh en columna.
Termofilo Moderado Cuarzo
pH and Eh of PLS vs Time
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (Days)
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
E h ( m V v A g / A g C l )
pH Eh
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Cinética de variación de pH y Eh en columna.
Termofilo extremo Cuarzo
pH and Eh of PLS vs Time
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
E h ( m V v A g / A g C l )
pH Eh
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Consumo de acido en columna.
Mesofilo Ripio
Acid Consumption
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Time (Days)
-50,0
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
T o t a l ( k g / t )
Daily Cons
Average Daily Cons
Total Cons
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Consumo de acido en columna.
Termofilos Moderado Ripio
Acid Consumption
0
2
4
6
8
10
1214
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Time (Days)
-50,0
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0300,0
350,0
400,0
450,0
T o t a l ( k g / t )
Daily Cons
Average Daily Cons
Total Cons
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Consumo de acido columna.
Termofilos Extremo Ripio
Acid Consumption
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
T o t a l ( k g / t )
Daily Cons
Average Daily Cons
Total Cons
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Consumo de acido en columna.
Mesofilo Cuarzo
Acid Consumption
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
-40,0
-20,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
T o t a l ( k g / t )
Daily Cons
Average Daily Cons
Total Cons
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Consumo de acido en columna.
Termofilos Moderado Cuarzo
Acid Consumption
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (Days)
-40,0
-20,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
T o t a l ( k g / t )
Daily Cons
Average Daily Cons
Total Cons
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Consumo de acido en columna.
Termofilos Extremo Cuarzo
Acid Consumption
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
-40,0
-20,0
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
T o t a l ( k g / t )
Daily Cons
Average Daily Cons
Total Cons
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Consumo neto
Acid consumption vs Copper recovered
-100
-50
050
100
150
200
250
300
350
400
Conc. with Quartz Conc. with Ripios
Mesophile Moderates Thermophile
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Concentración en gr/l de Cu y FeT en la Alimentación v/sElusión de columna.
Mesofilo Ripio
Feed and PLS
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Fe On
Cu On
Cu Off
Fe Off
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Concentración en gr/l de Cu y FeT en la Alimentación v/sElusión de columna.
Termofilo Moderado Ripio
Feed and PL
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
0 20 40 60 80 100
Time
Fe On
Cu On
Fe Off
Cu On
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39/53
Concentración en gr/l de Cu y FeT en la Alimentación v/sElusión de columna.
Mesofilo Cuarzo
Feed and PLS
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Fe On
Fe Off
Cu On
Cu Off
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Concentración en gr/l de Cu y FeT en la Alimentación v/sElusión de columna.
Termofilo Moderado Cuarzo
Feed and PLS
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Fe On
Fe Off
Cu On
Cu Off
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Concentración en gr/l de Cu y FeT en la Alimentaciónv/s
Elusión de columna. Termofilo Extremo Cuarzo
Feed and PLS
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Days)
Fe On
Cu On
Fe Off
Cu Off
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Extracción de DNA genómico
1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8
1) Marcador de peso molecular 100bp.2) DNA genómico mesófilo,3) DNA Termófilo moderado,
4) DNA Termófilo extremo A,5) DNA Termófilo extremo B,6) DNA Termófilo moderado C (Wizard),7) DNA Acidiothiobacillus ferroxidans,8) marcador de peso molecular 100bp.
- 5 gr. Calcopirita- 5 gr. Rougher- 1 gr. Azufre- 400 ml Medio Basal +25g/L sulfato ferroso
33ºC
Cultivo precipitado durante 30 min. Cultivo homogenizado
4 semanasde cultivo
Se toma solo el sobrenadante Se toma del Homogenizado
50 mlpor tubo
50 mlpor tubo
4000 rpm90 min 4000 rpm90 min
El pellet fue lavado
con agua ácida ( X3)
El pellet fue lavado
con agua ácida ( X3)
El pellet fue lavado conPBS-Tween 20 ( X3)
El pellet fue lavado conPBS-Tween 20 ( X3)
Centrifugar en Speed Vac parasecar el pellet, 40 min
Centrifugar 13.000 rpm3 min
0.5 grpara KitMoBioPelletpara
Kit Wizard
OBTENCIÓN DNA GENÓMICO
Pelletpara
KitMoBio
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8f,1392r 8f,1492 27f,1392r 27f,1492r
21fa,1392r 21fa,1492r 514f,1392r 514,1492r
8f,1392r 8f,1492 27f,1392r 27f,1492r
21fa,1392r 21fa,1492r 514f,1392r 514,1492r
Amplificación del gen 16S rDNA utilizando lospartidores en stock
Se realizaron las amplificaciones mediantePCR para determinar el juego de partidoresacorde para la obtención del fragmento deinterés. Los fragmentos se visualizaron engeles de agarosa al 1,2% teñidos conBromuro de Etidio.
Mediante este experimento se pudo
estandarizar la reacción de PCR para losfuturos análisis moleculares, se decidióutilizar los partidores 8f y 1392r. Estospartidores también reciben el nombre departidores universales fD1 y rP2.
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Una vez estandarizada las condiciones de PCRse procedió a amplificar el gen 16S rDNA paralos consorcios bacterianos mesófilos, termófilosmoderado y termófilos extremo.
1) Marcador de peso molecular 100 bp,2) Mesófilos,3) Termófilos moderado,4) Termófilo extremo a5) Termófilo extremo b6) Termófilo extremo c7) Acido Thiobacillus ferroxidans
1 2 3 4 5 6 7
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1) 50bp,
2) HaeIII mesófilo,3) HaeIII t. Moderado4) MspI mesófilo,5) MspI t.moderado,6) AluI mesófilo,7) AluI t.moderado,8) HhaI mesófilo,9) HhaI t.moderado,10) 50bp,11) 100bp.
Digestión enzimática realizada para losconsorcios de mesófilo y termófilomoderado con las enzimas de restricciónHaeIII, MspI, AluI y HhaI.
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SampleSample
Los amplicones fueron digeridos mediante lasenzimas de restricción HaeIII y HhaI, las cualespresentaron mayores polimorfismos, las muestrasfueron incubadas en baño termorregulado a 37°CO.N.(overnight). En la figura se resume la técnica de T-RFLP realizada
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TRFLP•Mina Subterranea y a rajo
abierto
•Buena ubicación Geográficade las faenas
•Tecnología de punta en planta
•Investigación y Desarrollo
TRFLPHaeIII mes—filos batch in—culo
020
4060
80
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (bp)
HaeIII T.Moderado Batch In—culo
020
406080
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (bp)
HaeIII T. Extremo Batch
020
406080
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (bp)
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Mes—filos Ripio (2mt)Hae1
0
50
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (
Mes—filos Ripio (
0
50
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (
Mes—filos Rpio (2mt) Alu1
0
50
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (
Mes—filos Cuarzo (6mtHa
0
50
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (
Mes—filos Cuarzo (6mt)Hha4
0
50
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (
Mes—filos Cuarzo (6mt) Alu4
0
50
100
50 150 250 350 450 550
Fragment length (
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clonamiento
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Algunas Conclusiones1) Las empresas mineras de mediana mineria podemos aportar al desarrollar
investigación aplicada a nuestros procesos, existen herramientas publicaspara tales efectos.
2) Nuestros resultados demuestran la factibilidad técnica de lixiviar unconcentrado de calcopirita en columna a través del proceso Geocoat®.
3) El consumo de ácido en las pruebas de columnas con ripios crece alaumentar la temperatura de la prueba, esta relación se ve invertida al utilizarcuarzo como roca soporte.
4) Es posible extraer, amplificar y clonar DNA de las muestras de inoculos delaboratorio, Reactores Batch y de columnas, estas herramientas nos permitendeterminar estrategias de monitoreo del proceso.
5) Al parecer las comunidades presentes en las pruebas de lixiviación son
discretas, esto hace al sistema un buen candidato para desarrollar estrategiasde metagenomica.
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Muchas Gracias
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