GEOMETALURGIA DE PORFIDOS Cu-Mo Y EPITERMALES DE ALTA
SULFURACIÓN Au-Ag
Jose Andres Yparraguirre C. [email protected]
TEMAS A TRATAR
1. Problemática en Procesos Metalúrgicos.
2. Definiciones Previas
3. Geometalurgia
4. Muestreo
5. Tratamientos o metalúrgicos y su problemática tanto para Cu y Au.
6. Yacimientos Tipo Pórfidos (Cu-Mo)
7. Yacimientos Epitermales de Alta Sulfuración Au-Ag
8. Resumen
9. Bibliografía
PROBLEMÁTICA EN PROCESOS METALURGICOS
En OPERACIÓN cuando se den problemas relacionados con:
Baja recuperación.
Molienda insuficiente.
Consumo de energía.
Consumidores de acido.
Gasto excesivo de bolas en los molinos.
Perdida de mineral económico por intercambio catiónico.
1.- PROBLEMÁTICA EN PROCESOS METALURGICOS
PROBLEMÁTICA EN PROCESOS METALURGICOS
En OPERACIÓN cuando se den problemas relacionados con:
Cambio mineralógico en el yacimiento.
Cuando existe una modificación en el plan de minado.
Generación de finos resultando obstrucción en filtros y
zarandas.
Formación de complejos como sulfatos de Cu, Zn que pueden
perjudicar los procesos metalúrgicos.
Concentrados finales con impurezas de As, Sb, Cu, Hg, Zn, Fe.
2.- DEFINICIONES PREVIAS
ESPECIES MINERALES DE ORO (AU)
Oro nativo Au Au ± Ag ± Pd ± Cu
Electrum (solución sólida) Au-Ag Au=80%; Ag= 20%
Cuproaurita AuCu3 Cu=49.18%; Au=50.82%
Calaverita AuTe2 Au=43.56%; Te=56.44%
Petzita Ag3AuTe2 Ag=41.71%; Au=25.39%; Te=32.90%
Krennerita (Au,Ag)Te2 Au=43.56%; Te=56.44% +(Ag, Fe)
Kostovita AuCuTe4 Au=25.55%; Cu=8.24%; Te=66.21%
Silvanita (Au,Ag)2Te4 Ag=6.27%; Au=34.36%; Te=59.36%
Uytenbogaardtita Ag3AuS2 Ag=55.35%; Au=33.69%; S=10.97%
etc…..
apy
Au
Au
py
ESPECIES MINERALES DE COBRE (Cu)
Au
py
Cobre nativo Cu Cu (±Ag ±Au) Calcopirita CuFeS2 Cu=34.6%, Fe= 30.5%; S = 34.9%
Enargita Cu3AsS4 Cu=48.3%, As=19.1%, S=32.6% +(Sb) Tennantita Cu12As4S13 Cu=47.5%; As=20%; S=28%
Tetraedrita (Cu,Fe)12Sb4S13 Cu=34.80%; Fe=10.20%; Sb=29.64%; S=25.37% Freibergita (Ag,Cu;Fe)12(As,Sb)4S13 Cu=11.86%; Ag=40.25%; Sb=18.93%;S=21.60% Calcosita Cu2S Cu=79.9%, S=20.1% Digenita Cu9S5 Cu=78.1%, S=21.9% Covelita CuS Cu=66.5%, S= 33.5%
bn
cv
Cobre Nativo Bornita (bn) Digenita (dg)
apy
Au
Au
py
Tenorita CuO Cu=79.89%; O=20.11%
Cuprita Cu2O Cu=88.82%; O=11.18%
Malaquita Cu2(CO3)(OH)2 Cu=57.48%; C=5.43%; H=0.91%; O=36.18%
Azurita Cu3(CO3)2(OH)2 Cu=55.31%; H=0.58%; C=6.97%; O=37.14%
Crisocola (Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4.nH2O Cu =33.86%; Al=2.05%; Si=17.10%; H=1.92%
Atacamita Cu2Cl(OH)3 Cu=59.51%; H=1.42%; Cl=16.60%; O=22.47%
Brocantita Cu4(SO4)(OH)6 Cu=56.20%; H=1.34%; S=7.09%; O=35.37%
ESPECIES MINERALES DE COBRE (Cu)
TIPOS DE SOLUCIONES SOLIDAS
Tipos de soluciones sólidas
Las soluciones solidas se clasifican en sustitucionales e intersticiales.
SOLUCIÓN SOLIDA - SUSTITUCIÓN
Solución Solida: El elemento traza entra en la estructura, sustituyendo a un
elemento mayoritario. Los iones serán tanto mejor aceptados cuando
mas próximos sean su radio y su electronegatividad a los del elemento
que van a sustituir.
(Zn,Fe)S
Cd In Ga
Mn Ge
:S
:Fe, Zn, Cd, In, Ga, Ge, Mn,
Elementos Trazas
S S
S
S
S S
Zn
Zn Zn
Ag
MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO-SOLUCIÓN SOLIDA
(Fe)S2
Au
:S
:Fe, Au
Elementos Trazas
MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO-SOLUCIÓN SOLIDA
ANÁLISIS AREAL-
SOLUCIÓN SOLIDA
MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO-SOLUCIÓN SOLIDA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10keV
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
cps/eV
Fe Fe Au Au Au Au S S
Cu Cu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10keV
0
5
10
15
20
25
30 cps/eV
Fe Fe Au Au Au Au S S
Pirita
Calcopirita + Au
Calcita
Pirita + Au
Calcopirita + Au
ESMECTITAS (MONTMORILLONITA)-ADSORCIÓN
(H2O)
Cu
Au
3.- QUE ES GEOMETALURGIA?
EN QUÉ CONSISTE ? GEOMETALURGIA
La Geometalurgia es una disciplina que integra a las ciencias
extractivas de minerales (Geólogos, Metalurgistas y Mineros).
Permite identificar y clasificar a los minerales según su
comportamiento frente a determinado proceso metalúrgico. Se
consigue con ello planificar y dirigir más eficientemente los
procesos de valorización de un recurso mineral y su explotación.
BLOQUES GEOMETALÚRGICOS
%CuT, % ARCs,
Grado de
Liberación, %
Recuperación,
Alteración, etc
4.- MUESTREO
CONCEPTOS Y TÉRMINOS GENERALES
Muestra (M).- Parte o porción representativa de una población o
dominio; resultado de un procedimiento de muestreo
equiprobable:
“Cuando todos los componentes tienen la misma probabilidad de
ser elegidos”
Cuando el muestreo no cumple la condición de equiprobabilidad
sólo se obtiene un ESPECIMEN (E)
Incremento: Grupo de partículas extraídas de un lote en una sola
operación.
Muestra: Reunión de varios incrementos correctamente extraídos. ( Canchaya, S. 2017
MUESTREO - OPERACIÓN MINERA METALURGICA
MINERALES Cu-Mo
M-1 M
M
M
M
M
65 100
150
400
MICROSCOPI
A
270
200
5.- TRATAMIENTOS O MÉTODOS
METALÚRGICOS Y SU PROBLEMÁTICA
TANTO PARA EL Cu y Au
REDUCCIÓN DE TAMAÑOS
La reducción de tamaño de un mineral tiene como objetivos primordiales:
TIPOS DE TRITURADORAS Y SUS CARACTERISITICAS
Fuerzas utilizadas
1. Atrición
2. Compresión/cizalla
3. Percusión/impacto F
CONMINUCIÓN Y SEPARACIÓN
CHANCADORA DE QUIJADA - COMPRESIÓN
TRITURADORAS GIRATORIAS - COMPRESIÓN
TRITURADORAS DE IMPACTOS
Molino SAG Molinos Bolas
MOLINOS - ATRICIÓN
MOLINOS
GRADO DE LIBERACIÓN DE ESPECIES MINERALES
Esta técnica es indispensable como investigación previa al diseño
de cualquier tipo de proceso de tratamientos metalúrgicos,
también es valiosa para evaluar el rendimiento de los equipos de
molienda o de clasificación y para incrementar la eficiencia de
plantas en operación. Se puede aplicar para muestras de
cabeza, concentrados y relaves.
AMARRES O INTERCRECIMIENTOS ENTRE ESPECIES MINERALES
( Canchaya & Cardozo, 1977).
Partículas Libres No. Part. %VolGrado de
Liberación (%)
Gangas 1619.00 95.18 99.62 95.18 100.00 %VOL G.L.P
Pirita 52.00 3.06 90.14 3.06 100.00
Arsenopirita 4.00 0.24 89.17 0.24 100.00
Goethita 0.00 0.00 5.94 0.00 0.00
Oro Nativo 1.00 0.06 100.00 0.06 100.00
Parcial 1676.00 98.53
Parcticulas MixtasAsociaciones
(Ver subtitulo IV)
GGs/py 20.00 1.18 1a (I, II),1e (IV) 0.93 63.75 0.25 9.36
py/goe 3.00 0.18 2a (III) 0.17 31.63 0.01 3.63
GGs/goe 1.00 0.06 1a (I, IV),1e (II, IV) 0.05 36.80 0.00 4.80
Apy/goe 1.00 0.06 1e (I) 0.05 38.25 0.01 8.25
Total 1701.00 100.00
Augoepy
0.06
2.6 5.01 6.1 3.8 17.64
96.16 3.48 0.29
GGs apy
MIR 1 VETA INKARACAY +100
0.02%Volumen
0.0695.18 3.06 0.24
5.9499.62 90.14 89.17
0.00
100
0.0392.5
apy goe Au
0.64 0.38
Peso Especifico
%Peso
Grado de Liberacion
GGs py
6.44
ANÁLISIS MINERALOGICO –GRADO DE LIBERACIÓN
6.- YACIMIENTOS PORFIDOS
Propilítica Fílica (Sericita)
Potásica (Biotita, FPKs, mt)
Argílica/Argílica Avanzada
calcic-sodic.
ZONAS DE ALTERACIÓN EN SISTEMAS PORFIDOS
Thomas Ulrich, 2011
Fluidos Meteóricos
DISTRIBUCIÓN DE MINERALES DE COBRE EN LAS DIFERENTES ETAPAS DEL PORFIDO
Propilítica Fílica
Potásica
Argílica/Argílica Avanzada
calcic-sodic.
ALTERACIÓN HIDROTERMAL VS MINERALIZACIÓN
Thomas Ulrich, 2011
LIXIVIACION EXTR. POR SOLVENTE ELECTROREFINACION CATODOS
TRAT. DE OXIDOS DE Cu
5.000 TPA
CHANCADO
MOLIENDA
FLOTACION COLAS
TRAT. DE SÚLFUROS DE Cu
FUSIÓN Y CONVERSION REFINACION Y MOLDEO
CONC. DE Mo
ANODOS RAF
BLISTER
CONC. DE Cu AGUA
CONC. DE Cu SECO
FLOT. SELECTIVA
CONC.DE Cu Y DE Mo
350.000 TPA
FILTRADO Y SECADO
MINA
TRATAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MINERALES
RECUPERACIÓN DE Cu
LIXIVIACIÓN ACIDA PARA OXIDOS DE COBRE
DISOLUCIÓN DE MINERALES DE Cu EN H2SO4 Y CIANURO.
LIXIVIACIÓN
Lixiviación es la disolución de los metales soluble de una mena con ayuda de
disolventes apropiados.
Los reactores utilizados para la lixiviación dependen de la naturaleza de la mena, de
su ley y del tamaño de partícula. Para mena gruesa y de tamaño medio se utilizan
reactores de cama fija como montículos o pilas y el reactivo de lixiviación se filtra a
través de la cama.
Para mena finamente molida se utiliza lixiviación por agitación, en donde la mena se
mantiene en suspensión con el reactivo. La agitación puede efectuarse por medio
de aire (tanques Pachuca) en cuyo caso el reactor se parece a una cama
fluidizada o puede utilizarse la agitación mecánica.
La lixiviación por arriba de la presión atmosférica se efectúa en autoclaves,
equipadas con agitación mecánica. (solución solida).
TIPO DE LIXIVIACION SEGÚN LEY Vrs. TAMAÑO DE PARTICULA
.
LIXIVIACIÓN DE COBRE
LIXIVIACIÓN ACIDA
FLOTACIÓN DE COBRE
FLOTACIÓN
Proceso de concentración de
minerales, en el cual se
procura separar las partículas
de menas útiles de la ganga
por medio de un tratamiento
fisicoquímico que modifica su
tensión superficial, para lograr
que burbujas de aire finas se
adhieran a las primeras y las
enriquezcan en una espuma.
• Minerales hidrofílicas en las que la asociación de la
partícula con las moléculas de agua es muy firme, no flotan.
Los minerales son: óxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros.
• Minerales hidrofóbicas no tienen una asociación firme con
las moléculas de agua, permitiendo el contacto con la
burbuja.
Los minerales son: Minerales nativos, sulfuros o especies tales como grafito, carbón bituminoso, talco y otros.
PROPIEDAD HIDROFÍLICA E HIDROFÓBICA DE LOS MINERALES
1.Las lamas perjudican la flotación, cubriendo la burbuja y evitando la unión partícula-burbuja
2.Al disminuir su masa miles de veces, el área superficial se incrementa aumentando también la adsorción y consumo de reactivos, exposición excesiva a la oxidación y aumento de la viscosidad de la pulpa.
FLOTACIÓN: INFLUENCIA DE LAS LAMAS
7.- YACIMIENTOS ALTA
SULFURACIÓN
RECUPERACIÓN DE Au-Ag
GRAVIMETRIA
Consiste en la separación sólido- sólido utilizando la diferencia entre
las densidades de los minerales, se utiliza especialmente en la
concentración de minerales de plomo, oro, estaño, tungsteno,
carbón y otros.
GRAVIMETRIA EN Au
Mesa Concentradora Wilfley -Au por encima de 200µm. -Sulfuros por encima de 400µm.
Falcón UF ultrafino, está específicamente diseñado
para recuperar el material de 30 micras y más fina.
Espirales
DISOLUCIÓN DEL ORO Y PLATA EN MEDIO ALCALINO
Elemento
QuimicoSolubilidad Autoridad
Oro Calaverita Rapidamente Soluble JOHNSTON (1933)
Argentita
Cerargirita
Proustita
Pirargirita
Azurita 94.5
Malaquita 90.2
Calcocita 90.2
Cuprita 85.5
Bornita 70
Enargita 65.8
Tetraedrita 21.9
Crisocola 11.8
Calcopirita 5.6
Smithsonita 40.2
Zincita 35.2
Hidrozincita 35.1
Franklinita 20.2
Esfalerita 18.4
Hemimorfita 13.4
Willemita 13.1
Willomita
Pirrotita Rápidamente Soluble
Pirita
Hematita
Magnetita
Siderita Prácticamente Insoluble
Oropimente 73
Rejalgar 9.4
Siderita 0.9
Antimonio Estibina 21.1
Plomo Galena Soluble a alta alcalinidad LEMMON (1940)
Especie Mineral
Plata
Cobre
Zinc
Hierro
Arsénico
Moderadamente Soluble
Rápidamente Soluble
Moderadamente Soluble
LEAVER WOOLF Y
KARCHMER (1931)
LEAVER Y WOOLF
(1931)
LEAVER Y WOOLF
(1931)
HEDLEY Y TABACHNICK
(1958)
Solubilidad de minerales en
soluciones Cianuradas
(Extraido de F. Habashi)
SOLUBILIDAD DE MINERALES EN CIANURACIÓN
La cianuración utiliza la propiedad del Au y Ag de disolverse en
soluciones diluidas de cianuro de solido o potasio, en presencia de
oxígeno, preferentemente a otros minerales.
La siguiente reacción es aceptada como la que representa la disolución
del oro.
4Au+ 8NaCN+ O2+2H2O = 4NaAu(CN)2 + 4NaOH.
Las razones para la aceptación económica y metalúrgica es la
recuperación elevada (>90%) y el producto final es casi metal puro.
Es empleado en yacimientos tipo Skarn, hidrotermales y subvolcánicos.
CIANURACIÓN
CONSUMIDORES DE CIANURO
1.- Calcosita, bornita, covelita, enargita, azurita, malaquita, cuprita, tenorita y cobre
nativo son rápidamente atacados por el cianuro. Antes de usar cianuración
concentrar por flotación el Cu.
2.- Los materiales carbonosos (lutitas carbonosas/calizas bituminosas o grafito)
deberían eliminarse por flotación o por tostación antes de la cianuración.
3.- Los óxidos de hierro o sulfatos ferrosos y férricos son fuertes cianicidas.
CONSUMIDORES DE OXÍGENO
1.- Pirrotita
2.- Marcasita
3.- y pirita supergénicas
CIANURACIÓN DEL Au-MINERALES DAÑINOS
EFECTOS DEL TAMAÑO DE LA PARTICULA EN LA VELOCIDAD DE DISOLUCION DEL ORO
Presencia de oro grueso en la mena, la practica generalizada es
recuperarlos por métodos gravimétricos antes de la cianuración, ya que las
partículas gruesas podrían no disolverse en el tiempo disponible de
cianuración.
Bajo condiciones considerables ideales con respecto a la aereación, Barsky
encontró que la velocidad máxima de disolución del oro, llega a ser
3.25mg/cm2/hora.
La plata nativa tomaría dos veces mas de tiempo para disolverse.
Los Telururo de oro son lentamente disueltos por el cianuro.
DIAGRAMA DE TRATAMIENTO POR CIANURACIÓN
PRODUCTO DE
ORO Y PLATAPRODUCTO DE ORO
Y PLATA
Clarificación
Precipitación Electro-Obtención
Zinc en polvo
Carbón en pulpa
Solución Rica Solución Rica
Carbón Activado
Decantación en
contracorriente-DCC
Gruesos
FINOS
FLOTACIÓN
Colas
CONCENTRADO
REMOLIENDA
CIANURACIÓN
Clasificación
SISTEMA MERRILL-CROWE SISTEMA CARBÓN EN PULPA-CIP
Gruesos
TRITURACIÓN
Clasificación
FINOS
MOLIENDA
8.- RESUMEN
PROBLEMÁTICA EN PROCESOS
- “Preg-Robbing” en minerales de oro, la presencia de
especies orgánicas como lutitas carbonosas/calizas
bituminosas en la ganga, produce un reatrapamiento
del oro disuelto (similar al mecanismo de carbón
activado). También se ha observado en algunos
minerales de cobre.
- Las gangas muy alteradas presentan propiedades
similares a las arcillas, por ejemplo como
intercambiadores iónicos atrapando principalmente
mineral de cobre disuelto.
- La granulometría relacionada con la eficiencia en la
lixiviación, definido por el grado de penetración de
las partículas en la solución lixiviante.
La molienda, asociada a minerales abrasivos, que consumen
energía, restringen tonelaje como: granates, cuarzos
cavernosos, turmalina, feldespato, epidota, plagioclasas, etc.
Problemas específicos en lixiviación (percolación, consumo
de ácido, etc.) y flotación (selectividad, limitaciones
molienda/remolienda) debido a las arcillas.
Disminución de la ley del concentrado de molibdeno por su
contaminación con pirofilita (Filosilicato de flotabilidad
natural).
PROBLEMÁTICA EN PROCESOS
Cuarzo
Turmalina
Feldespato K
Epidota
Granates
Plagioclasas
Abrasivos,
consumen energía,
restringen tonelaje,
etc
IDENTIFICACIÓN DE MINERALES COMPETENTES
Calcita
Muscovita
Yeso
Biotita
Anhidrita Kaolinita
Alunita
Clinocloro
Pirofilita
Jarosita Clorita
Talco Arcillas
No abrasivos,
Producen «caking» (apermazamiento)
consumidores de ácido impermeabilizan la
pila,
absorben cobre en solución;
generan finos,
aportan iones (Mn, Al, Cl, etc) al PLS,
etc
IDENTIFICACIÓN DE MINERALES INCOMPETENTES
MINERALES CONSUMIDORES DE ACIDO
Carbonatos Cloritas
Biotita
Arcillas
Algunas piritas o sulfuros con desorden de red cristalina
Otros
MINERALES CONSUMIDORES DE ACIDO
( W. Baum, 1999).
Consumo neto de
acido Lbs/Ton de
mineral
El consumo de cianuro por “minerales cianicidas” asociados a
minerales fuentes de metales preciosos que pueden disolverse
fácilmente en las soluciones de cianuro, consumiéndolo e
impidiendo que el oro y la plata sean atacados. Son responsables
de impartir características refractarias a las menas de metales
preciosos.
Ejemplo:
Oxisales de cobre, cuprita, bornita, sulfatos en general, cobre
nativo, calcosita, enargita, cobre gris, crisocola, calcopirita,
pirrotita, arsenopirita, etc.
La estibina consumidora de cianuro en la extracción de oro.
PROBLEMÁTICA EN PROCESOS – RECUPERACIÓN DE Au
9.- BIBLIOGRAFÍA
1. D.L. Porras Castillo (1997): Procesamiento de Minerales: Fundamentos Básicos para operadores y supervisores de plantas concentradoras.
2. C. Burroughs Gill (1989): Metalurgia Extractiva No Ferrosa. Noriega Editores, Editorial Limusa.
3. Junta del Acuerdo de Cartagena (1988): Segundo Seminario sobre Tecnologías Bio e Hidrometalúrgicas. Marens Artes Gráficas.
4. W. Petruk (2000): Applied Mineralogy in the Mining Industry. Elsevier.
5. G. Tantaleán Vanini (2004): Recursos Metalúrgicos, Informe Investigación Experimental. Univ. Nac. Mayor San Marcos.
BIBLIOGRAFÍA
6. V. Astucuti (1994): Introducción a la Flotación de Minerales. Univ. Nac. Ingeniería & Univ. Lima.
7. E. G. Kerry & D.J. Spottiswood (1990): Introducción al Procesamiento de Minerales. Noriega Editores, Editorial Limusa.
8. A. Sutulov (1963): Flotación de Minerales. Univ. Concepción.
BIBLIOGRAFÍA
¡Gracias por su atención!
José Andrés Yparraguirre C
995662540 / 987626561
Top Related