Berny Rivera
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LIXIVIACION DE CONCENTRADOS DE ENARGITA EN PRESENCIA DE CARBON ACTIVADO Berny F. Rivera Vásquez SNC-Lavalin Mining & Metallurgy Vancouver, Canadá Iman G. Ghanad David G. Dixon The University of British Columbia Vancouver, Canada
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LIXIVIACION DE CONCENTRADOS DE ENARGITA EN PRESENCIA DE CARBON ACTIVADO
Berny F. Rivera VásquezSNC-Lavalin Mining & Metallurgy
Vancouver, Canadá
Iman G. GhanadDavid G. Dixon
The University of British ColumbiaVancouver, Canada
Depósitos de cobre arsenical
Ocurrencia:
• Mayormente se presentan como Enargita (Cu3AsS4) y Tenantita (Cu12As4S13).
• Estos depósitos están en su mayoría en países como EEUU, Filipinas, México, Perú y Chile.
• En Perú y Chile su forma mas común es Enargita.
Porque se busca un tratamiento adecuado?
• Demanda mundial de cobre se incrementa constantemente mientras depósitos de cobre libres de materiales nocivos son cada vez mas escasos.
• Se puede encontrar enargita en concentrados de flotación de grandes proyectos actuales.
Tratamiento de Enargita
Pirometalurgia:
• En su mayoría las fundiciones modernas se han adoptado a las estrictas regulaciones medio-ambientales.
• El control de arsénico dentro del proceso de fundición implica tratamientos adicionales a diversos productos/desechos tales como: polvos electroestáticos, soluciones de electro refinación, lodos anódicos, cátodos soluciones de electro refinación, lodos anódicos, cátodos de cobre y acido sulfúrico producido.
Hidrometalurgia:
• Todo el arsénico extraído se encuentra en una fase acuosa, de la cual el arsénico puede ser precipitado de una manera controlada.
Lixiviación Atmosférica en Medio Sulfato-Férrico
Lo Positivo
La lixiviación atmosférica ofrece algunas ventajas sobre otras vías de tratamiento en húmedo como por ejemplo:
• Bajos costos de capital y de operación.
• No hace uso de bacterias y surfactantes.• No hace uso de bacterias y surfactantes.
• No presenta condiciones corrosivas extremas.
• Tanques lixiviantes de bajo costo comparados con autoclaves
• Compatible con instalaciones actuales de SX-EW
Lo Negativo
• La cinética de disolución es muy lenta y la extracción de cobre incompleta incluso a tamaños de partícula muy finos.
• Pasivación.
Lixiviación Atmosférica en Medio Sulfato-Férrico
Disolución de Enargita
Bajo ORP:
2 Cu3AsS4 + 9 Fe2 (SO4) 3 + 6 H2O → 6 CuSO4 + 18 FeSO4 + 2 H3AsO3 + 3 H2SO4 + 8 S03 H2SO4 + 8 S0
Alto ORP:
2 Cu3AsS4 + 9 Fe2 (SO4) 3 + 8 H2O → 6 CuSO4 + 22 FeSO4 + 2 H3AsO4 + 5 H2SO4 + 8 S0
Oxidación del ion Ferroso
2FeSO4 + H2SO4 +1/2O2 → Fe2(SO4)3 + H2O
Pasivación de Enargita
Posibles causas
• Poli-sulfuros en superficie de partículas.
• Azufre elemental encapsulando partículas.
• Disolución electroquímica limitada.limitada.
• Regeneración de ion férrico
Posibles soluciones
• Molienda ultra-fina.
• Adición de superficies catódicas.
• Capas de azufre conductoras.
• Catalizadores.
Experimentos
Materiales:
Enargita (concentrado):
Con A: 62% enargita, 16 % pirita, 41% cobre Con B: 20% enargita, 62% pirita, 16% cobre Con C: 22% enargita, 57% pirita, 12% cobre Con D: 44% enargita, 34% pirita, 28% cobre
Carbón Activado:Carbón Activado:
Muestra Genérica, abreviado como GC
Norit (GCA 612), abreviado como NC
Condiciones:
Acido Inicial: 80 g; Agua des-ionizada: 1500 g; Hierro inicial: 2.7 – 27
g; Potencial de solución: 485–515 mV vs. Ag/AgCl; Temperatura:
80°C; Velocidad de agitación: 800 – 1200 rpm.
ResultadosEfecto de la adición de Carbón Activado
60
70
80
90
100
% Cu extraido
A : S1B : S2C : S3D : S4E : S1 + GCF : S2 + GCG : S3 + GC
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60
% Cu extraido
Tiempo (horas)
G : S3 + GCH : S4 + NC
ResultadosEfecto de la cantidad de Carbón Activado
60
70
80
90
100
% Cu extraido
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30
% Cu extraido
Tiempo (horas)
L : S2 1:1 GC
M : S2 2:1 GC
N : S2 4:1 GC
ResultadosEfecto del reciclaje de Carbón Activado
60
70
80
90
100
% Cu extraido
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30
% Cu extraido
Tiempo (horas)
H : S4 1:1 NC fresco
O : S4 1:1 NC reciclado de H
P : S4 1:1 NC reciclado de O
Q : S4 1:1 NC reciclado de P
ResultadosEfecto de la velocidad de agitación
60
70
80
90
100
% Cu extraido
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30
% Cu extraido
Tiempo (horas)
R : S4 + NC 800 rpm
H : S4 + NC 1000 rpm
S : S4 + NC 1200 rpm
ResultadosEfecto de la remolienda del concentrado
50
60
70
80
90
100
% Cu extraido
0
10
20
30
40
50
-10 10 30 50 70
% Cu extraido
Tiempo (horas)
B : S2
T : S2 (remolido)
F : S2 + GC
U : S2 (remolido) + GC
ResultadosEfecto del hierro inicial en solución
60
70
80
90
100
% Cu extraido
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30
% Cu extraido
Tiempo (horas)
V : S1 + NC (sin Fe)
W: S1 + NC (2.7 g Fe)
X : S1 + NC (9 g Fe)
Y : S1 + NC (27 g Fe)
ResultadosPerdidas de carbón por agitación/contacto
15
20
25
30
Carbón Perdido (%)
10
15
20
Carbón Perdido (%)
0
5
10
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Carbón Perdido (%)
Vel. Agitacion (rpm)
0
5
0 1 2 3
Carbón Perdido (%)
# Reciclado
Carbon activado: Norit® GCA 612
Planta Piloto
Conclusiones
• Carbón activado ha probado ser un catalizador eficiente en la lixiviación de cuatro diferentes enargitas a condiciones atmosféricas en medio férrico-sulfato.
• El efecto catalizar se pudo observar incluso a razones carbón/enargita de 0.25
• La efectividad del carbón activado reciclado fue probada. Se obtuvieron tasas de lixiviación muy similares al carbón fresco. obtuvieron tasas de lixiviación muy similares al carbón fresco.
• La disminución de la agitación en los reactores tubo un beneficio efectivo en el consumo de carbón. Este disminuyo de 25% a 5%. El efecto en la velocidad de disolución fue mínimo.
• Los resultados sugieren que el uso de carbón activado elimina la necesidad de remolienda al concentrado. La acción catalítica del carbón afecta prácticamente de igual manera a concentrados con distribución de tamaños típicos o concentrados con partículas finas (remolidos).
