Mena = Mineral + Ganga

Mineral : todo aquello que tiene valor comercialEjemplo : Oxidos de cobreSulfuros de cobreOroMolibdnitaEtcGanga : todo aquello que no tiene valor comercial

Leyes

Finos: Masa del elemento de inters

Ley = Finos/masa total *100

Ejemplo: 1000 ton de mena con 20 ton de cobre tienen una ley de:

Ley=20 ton cobre/1000 ton mena *100 = 2% de cobre

Minerales de Cobre

Cobre Nativo

Sulfurados de cobreCalcopiritaBornitaCalcosinaCovelina

Oxidados de cobreMalaquitaCrisocolaAzuritaBrochantitaCuprita

Por qu no se lixivian los Slfuros de cobre?Lixiviacin

En metalurgia extractiva se conoce como lixiviacin al proceso de extraer desde un mineral una especie de inters por medio de reactivos que la disuelven o transforman en sales solubles. En otras palabras, en la lixiviacin se recuperan especies tiles desde una fase lquida, correspondiente a la sustancia o una sal de esta en disolucin acuosa. Los minerales que usualmente son lixiviados son aquellas menas oxidadas (xidos, carbonatos, sulfatos, silicatos, etc.).

La lixiviacin es una tcnica ampliamente utilizada en metalurgia extractiva que convierte los metales en sales solubles en medios acuosos. En comparacin con las operaciones pirometalrgicas, la lixiviacin es ms fcil de realizar y mucho menos daina, ya que no se produce contaminacin gaseosa. Sus principales inconvenientes son su alta acidez de trabajo y en algunos casos sus efluentes residuales txicos, y tambin su menor eficiencia causada por las bajas temperaturas de la operacin, que afectan dramticamente las tasas de reaccin qumica.

El mineral usado para el proceso de lixiviacin puede ser o bien oxidado o bien sulfurado. Por ejemplo, para un mineral oxidado, una reaccin de lixiviacin cida simple puede ser ilustrada mediante la reaccin de lixiviacin del xido de zinc:

ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O

En esta reaccin el ZnO slido se disuelve, formando sulfato de zinc disuelto en agua.

En muchos casos pueden ser usados otros reactivos para lixiviar xidos. Por ejemplo, en la metalurgia del aluminio, el xido de aluminio reacciona son soluciones alcalinas:

Al2O3 + 3H2O + 2NaOH 2NaAl(OH)4

La lixiviacin de sulfuros es un proceso ms complejo debido a la naturaleza refractaria de minerales de sulfuro. Esto implica a menudo el uso de recipientes a presin, llamados autoclaves. Un buen ejemplo del proceso de autoclave de lixiviacin se puede encontrar en la metalurgia del zinc. Se describe mejor por la siguiente reaccin qumica:

2ZnS + O2 + 2H2SO4 2ZnSO4 + 2H2O + 2S

Esta reaccin se produce a temperaturas superiores al punto de ebullicin del agua, creando as una presin de vapor dentro del recipiente. El oxgeno se inyecta a presin, haciendo que la presin total en el autoclave sea mayor a 0,6 MPa.

La lixiviacin de los metales preciosos como el oro puede llevarse a cabo con cianuro o el ozono bajo condiciones suaves.

Lixiviacin in situ

Se utiliza para menas de ley baja. La inversin es mnima.

Lixiviacin en botaderos

Su aplicacin es para minerales de baja ley tanto para xidos como sulfuros. Los ciclos de lixiviacin son largos. Este sistema no requiere chancado, ya que el mineral es descargado tal cual viene de la mina sobre una pendiente o pila y luego se le implanta un sistema de riego.Lixiviacin en bateas o percolacin

Su aplicacin es para minerales de baja ley tanto para xidos como sulfuros. Los ciclos de lixiviacin son largos. Este sistema no requiere chancado, ya que el mineral es descargado tal cual viene de la mina sobre una pendiente o pila y luego se le implanta un sistema de riego. Es aplicada fundamentalmente a minerales de Cu, U, Au y Ag ya que son fcilmente solubles y presentan buenas caractersticas de permeabilidad. El proceso puede durar de 2 14 das. Consiste en chancar previamente el mineral para despus ser cargados en bateas en las que el mineral se sumerge en una solucin acida lixiviante. La batea posee un fondo falso cubierto con una tela filtrante la que permite la recirculacin de las soluciones en sentido ascendente.

Lixiviacin en pilas o columnas

Se utiliza para menas de ley baja-media. La inversin es media.

Lixiviacin por agitacin.

La lixiviacin por agitacin es un tipo de lixiviacin en la que se agita una pulpa formada por partculas finas y reactivos. Se utiliza para menas de alta ley o cuya especie til es de alto valor comercial, debido a los grandes costos de inversin. Su objetivo es tener recuperaciones ms altas en tiempos ms cortos. Usualmente se utiliza para lixiviar calcinas de tostacin y concentrados, y es empleada en la extraccin de cobre, oro, plata, entre otros.

Granulometra del mineral

El mineral utilizado est constituido por gruesos de menos de 2 mm de dimetro y alta cantidad de finos (hasta 200 m). Sin embargo, este factor debe ser bien controlado. El porcentaje de finos utilizado para la lixiviacin del cobre, por ejemplo, debe ser menor al 40% para partculas menores a 75 m. Un exceso de finos alterar la permeabilidad de la masa lixiviada, impidiendo una buena filtracin del relave, producir "embancamientos", y tambin dificultar la separacin slido-lquido posterior de la pulpa lixiviada. El exceso de gruesos tambin debe ser controlado, ya que estos producen problemas en la agitacin (aumento de la potencia del agitador).

Mineraloga

El tamao y disposicin de la especie til dentro de la mena influye en el grado de molienda requerido para su liberacin y exposicin a la solucin lixiviante. En cuanto a la composicin, se debe tener en cuenta la presencia de arcillas, ya que estas producen muchos finos. Adems, el mineral a lixiviar debe tener una baja porosidad.

Equipos utilizados

La lixiviacin por agitacin requiere que la pulpa est en constante agitacin, lo que es logrado mediante el uso de reactores. Los ms usados son los siguientes:

Reactor Pachuca: Es un reactor que brinda agitacin neumtica por medio de la inyeccin de aire a presin desde el fondo del estanque

Lixiviacin bacteriolgica

Es un proceso de disoluciones ejecutadas por un grupo de bacterias que tienen la habilidad de oxidar minerales sulfurados, permitiendo liberar los valores metlicos contenidos en ellos. Su objetivo es explotar menas que por tener baja concentracin de metal no se pueden tratar con mtodos tradicionales. Este proceso es utilizado para la extraccin de uranio, cobre, zinc, nquel, cobalto, entre otros. Las bacterias producen una solucin cida que contiene al metal en su forma soluble.

Las bacterias ms utilizadas son las especies Thiobacillus oxidans, T. thiooxidans, T. ferrooxidans y T. dentrificans. Son seres quimiolitoauttrofos obligados, es decir, obtienen su energia por la oxidacin de elementos presentes en las rocas, como hierro y azufre. En general estas bacterias requieren, para vivir y reproducirse, de un medio cido (son acidoflicas) con un pH entre 1 y 5, temperaturas de entre 25C a 30C (hasta 45C para algunas especies) y altas concentraciones de metales. Algunas son aerbicas y otras anaerbicas.

La bacteria ms estudiada en cuanto a la oxidacin biolgica de los minerales sulfurados es la Thiobacillus ferroxidans. Es una bacteria gramnegativa anaerbica. Obtiene su energa mediante la oxidacin de sulfuros (pirita, marcasita, galena, calcopirita, bornita, blenda, covellina), y requiere de CO2 como fuente de carbono, nitrgeno y fsforo para sintetizar su alimento, adems de una temperatura entre 28C y 35C.

Aglomeracin y Curado

Busca mejorar dos Aspectos:FsicoQumico

Aspecto Fsico

Unir las partculas finas a las ms gruesas

Aportar una mejor percolabilidad a la pila

Evitar zonas muertas y caminos preferenciales

Cementacin

Alto Consumo de cido Sulfrico (4 a 11 kg ac/kg Cu dis)Poca disponibilidad de ChatarraCemento de cobre con 80 % CuDifcil comercializacinResiduos de sales de fierro

Extraccin por Solventes-Electro obtencin

Extraccin por Solventes

Cul es el objetivo de la SX?PurificarConcentrarSeparar

Fase Orgnica

Es una solucin en que el disolvente (el que est en mayor proporcin) corresponde a un kerosenne refinado y el soluto es un extractante QuelanteLas concentraciones de extractante se mide en % v/v y flucta entre 10 a 25% v/v.

Extractantes

La fase orgnica est constituda por el reactivo orgnico o extractante, el cual se disuelve en una parafina (tridecanol y kerosene) en un cierto porcentaje en volumen, a fin de reducir la viscosidad, gravedad especfica y el costo volumtrico del extractante.

Propiedades de Extractantes

a) Extraer el mximo del elemento de inters y minimizar la cantidad de extractante a usar.

b) Elevada Capacidad de Saturacin, la capacidad de saturacin es la mxima concentracin de especies valiosas que puede retener.

c) Propiedades fsicas adecuadas para la transferencia de masa y separacin de fases, tales como: densidad, viscosidad, etc.

d) Selectividad, esta es una propiedad que mide la extraccin de determinadas especies en relacin con la extraccin de otras. Esta es una importante caractersticas del extractante, debido a que una baja selectividad produce una menor purificacin y adems sitios activos del extractante estarn ocupados por otros elementos no deseados, luego la capacidad de carga disminuir.

e) Fcil reextraccin, para que un extractante sea adecuado metalrgicamente, debe existir un mtodo sencillo y barato para recuperar las especies extradas. La habilidad de reextraccin de una solucin se mide por el coeficiente de reextraccin que es el recproco del coeficiente de extraccin.

f) Seguridad (bajo punto de inflamacin, baja toxicidad, etc.,)

g) Disponibilidad y costo, adems de medios baratos de regeneracin.

h) Estabilidad qumica bajo las condiciones de uso, un extractante debe ser relativamente estable, de tal modo que pueda ser usado en muchos ciclos de extraccin.

Diluyentes

El reactivo o agente de extraccin no se emplea normalmente solo, sino que suele estar mezclado en una cierta proporcin con un diluyente y en algunas ocasiones lleva un tercer componente o modificador para mejorar la separacin de fases.

En varios trabajos se ha demostrado la importancia del diluyente como participante en el proceso de extraccin y no como un mero agente inerte como antes se pensaba

Diluyentes: Propiedades

1.-Debe ser capaz de disolver el reactivo de extraccin, tanto libre como en forma de complejo metlico.

2.-Solubilidad en la fase acuosa muy pequea, para evitar o disminuir las prdidas por disolucin en la fase acuosa.

3.-Mezclarse bien con el reactivo de extraccin para disminuir su viscosidad y facilitar el contacto entre fases.

4.-Estabilidad qumica en un amplio margen de condiciones de operacin.

5.-Punto de inflamacin alto, para evitar riesgos de incendios.

6.-No tener toxicidad para no presentar peligros durante la operacin, y de bajo costo.

Desde el punto de vista qumico puede afectar a la solubilidad y a la cintica de extraccin, as como al punto de equilibrio de extraccin. El diluyente y modificador al influir sobre estos fenmenos pueden condicionar los tiempos de retencin para el proceso de extraccin o stripping y, por lo tanto, la cantidad de extractante necesario.

Extraccin por Solventes

Es el contacto entre dos lquidos inmiscibles e insolublesAl poner en contacto ntimo ambos lquidos, se produce un intercambio inico, es decir, se intercambian elementos disueltos desde una fase a otra.