Facilitadora: Prof. Lennis S. Chacón I. Caliche, octubre 2010.
Proyecto Anillo Agua de Mar Atacama (ACT...
Transcript of Proyecto Anillo Agua de Mar Atacama (ACT...
Agua de mar y salmueras para la lixiviación sostenible de caliche
Luis Moreno Investigador Proyecto Anillo. Agua de Mar Atacama
Proyecto Anillo
Agua de Mar Atacama (ACT 1201)
Motivación
• Escasez de agua en el norte
de Chile. Industrias compiten
con población local por el
recurso hídrico
• Industrias deben buscar
nuevas fuentes sostenibles
de agua para sus procesos.
• Posibles alternativas:
o Desalinización
o Uso directo de agua de mar
o Salmueras obtenidas de la
desalinización de agua de mar
2
Alternativas
3
Agua de Mar
Desalinación (Osmosis Inversa)
Salmueras
Descartes Agua de Proceso en Minería
Población: Agua Potable Minería: Agua de Proceso
Minería: Agua de Proceso
Objetivos
• Demostrar la factibilidad
técnica de usar salmueras
para lixiviar minerales de
caliche.
• Evitar el impacto negativo
de descargar salmueras al
mar.
• Aprovechar mejor los
recursos hídricos estudiando
las propiedades del caliche
y el proceso de lixiviación
4
Caliche
5
Cuarzo SiO2 37.3
Glauberita Na2Ca(SO4)2 12.4
Anhidrita CaSO4 9.4
Halita NaCl 8.2
Nitratina NaNO3 8.1
Loeweita Na12Mg7(SO4)13·15H2O 6.8
Polihalita K2Ca2Mg(SO4)4·2H2O 4.9
Bloedita Na2Mg(SO4)2·4H2O 4.0
Albita-Ca (Na,Ca)Al(Si,Al)3O8 3.5
Otros 5.4
Mineralogía (%)
Depósitos de Caliche
6
Depósitos naturales
están localizados en el
norte de Chile, en las
regiones de Tarapacá y
Antofagasta.
150 kmN
Lixiviación usando columnas
• Lixiviación en reactores (bateas) y pilas.
• Lixiviación de caliche en pilas pueden ser reproducidas a escala piloto por lixiviación en columnas.
7
Experimental Lixiviación en columnas
8
• Descartes de una planta de Osmosis Inversa (salmueras) fueron usados como solución lixiviante.
• Se estudió principalmente la tasa de regadío
• Se concluyó que lixiviación con salmueras es técnicamente posible
• Rendimientos fueron similares a esos obtenidos usando agua de mar. No hay diferencias significativas
Resultados
• Tasas de regadío: 4, 6 y 8 L/hr/m2
• Altura de las columnas: 1 m
• Tamaño de partículas: 6.8 mm
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0 20 40 60 80
Concentr
ati
on,
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Volume, L
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BR6A
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Nitrate
Resultados
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0 20 40 60 80
Concentr
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on,
g/1
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Volume, L
BR4T
BR4A
BR6A
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Sodium
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Concentr
ati
on,
g/1
00g
Volume, L
BR4T
BR4A
BR6A
BR8A
SW6A
Chloride
Las salmueras contienen una alta concentración de sodio y
cloruro. Impacto sobre la lixiviación?
Resultados
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Recuperación de las especies en el Caliche usando salmueras. Similares resultados cuando se usa agua de mar
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 20 40 60
Rec
up
erac
ión
Volumen lixiviado, L
Salmuera RO
NO3 IO3
Cl SO4
Mg Na
Lixiviación de partículas grandes de caliche
• En la lixiviación en columnas se
uso partículas pequeñas (6.8 mm)
• Lixiviación en pila usa un amplio
espectro de tamaños. Hasta varios decímetros
• Lixiviación usando partículas
grandes fue realizada a escala
piloto.
• Algunas partículas fueron
cortadas. Sección plana fue
adherida a la pared de la
columna. La parte superior fue sellada
12
Resultados
13
Tamaño de la partícula es un parámetro muy importante
Propiedades del caliche. Capilaridad
• Capilaridad y permeabilidad. fueron determinadas. Kerosene fue usado.
• Capilaridad fue determinado midiendo la succión del liquido.
• Partículas medianas y grandes fueron usadas
• Caliche tiene una alta succión capilar
14
Propiedades del caliche. Permeabilidad
• Permeabilidad fue determinada por flujo radial de kerosene a través de una cubo de Caliche
• Caliche tiene una muy baja permeabilidad.
15
Propiedades del caliche. Permeabilidad
• Resumen: Caliche tiene una alta capilaridad y baja permeabilidad.
• Importante. El líquido es succionado al interior del caliche. Nada o muy poco fluye a través de la partícula. El liquido fluye por la superficie de la partícula de Caliche.
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Cinética y equilibrio
• Introducción. En anteriores lixiviación de Caliche la concentración aumenta a tiempos cortos para ciertas especies (cloruros, sulfatos)
• Esto coincide cuando la concentración de Sodio disminuye.
• Posible saturación de sulfato de sodio ocurre en la pila, cristales son encontrados en el fondo de la columna
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1
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0 200 400
Co
nc
en
tra
tio
n, m
ol/
L
Time, h
NO3
Cl
SO4
Es la saturación alcanzada en la pila?
• Objetivo. Obtener el nivel de saturación a diferentes alturas en la pila.
• Medir la concentración de los diferentes iones a lo largo de la columna durante la lixiviación.
• Columnas con diferentes alturas fueron usadas: 0,5, 1.0, y 2.0 m.
• Esperando resultado de los análisis. No resultados a la fecha
18
Modelación de Multiespecies
• Considera dos especies (A y
B) con diferentes solubilidades
y velocidades de disolución.
• La especie rápidamente
soluble (A) es muy abundante
y se disuelve en la superficie
de la partícula. El material sin
la especie A colapsa.
• Cuando A se disuelve en la
superficie de la partícula una
fracción de B se disuelve.
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Water
[A]
[B]
Reactor
From reactor
Into reactor
CollapsedMaterial [B]
[B]
Particle[A, B]
Air
Modelación de Multiespecies
• La fracción no disuelta de B
sigue con el material
colapsado y continua su
disolución en él.
• Balances de material para
A, B en la partícula y B en el
material colapsado son
requeridos
• Modelo puede ser
extendido a varias especies
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Water
[A]
[B]
Reactor
From reactor
Into reactor
CollapsedMaterial [B]
[B]
Particle[A, B]
Air
Resultados. Validación
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Publicaciones I
• Tesis de Magister, Silvia Valdez
Anco “Caracterización y lixiviación
de partículas grandes de caliche”.
• Valdez S., Ordóñez J.I., Cisternas
L.A., Moreno L., “Leaching of
coarse caliche ore”, Hydroprocess
2014, Viña del Mar, Chile.
• Valdez S., Ordóñez J.I., Cisternas
L.A., Moreno L., “Leaching of
coarse caliche ore. Experiment and
modelling”, Brazilian Journal of
Chemical Engineering, En prensa
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Publicaciones II
• Uso de salmueras en lixiviación de
Caliche.
• Ordóñez J.I., Moreno L., González
J.F., Cisternas L.A., “Use of
discharged brine from reverse
osmosis plant in heap leaching:
Opportunity for caliche mining
industry”, Hydrometallurgy 155
(2015) 61–68.
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Concentr
ati
on,
g/1
00g
Volume, L
BR4T
BR4A
BR6A
BR8A
SW6A
Nitrate
Publicaciones III
• Modelo de lixiviación de multi-
especies
• Moreno L., Ordóñez J.I., Cisternas
L.A., “Model of Dissolution of
multiple species. Application to
caliche heap leaching”, enviado
a publicación.
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Water
[A]
[B]
Reactor
From reactor
Into reactor
CollapsedMaterial [B]
[B]
Particle[A, B]
Air
Trabajo Futuro • Durante 2015 (año 2). Equilibrio y cinética
o Analizar los resultados de los experimentos de saturación para formular/validar el modelo.
o Revisar diferentes modelos para coeficientes de
actividad que sean adecuados para las
concentraciones encontradas en lixiviación de caliche.
o Cuáles son las concentraciones interesantes en la
práctica?
o Preparar una publicación con este material
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