metalurgia del cobre

Presentacin de PowerPoint

Metalurgia del Cobre

Minerales OxidadosMinerales Sulfurados2Concentracin por Flotacin2Zonas de Mineralizacin3

Minerales de Cobre - Slfuros4

Minerales de Cobre - Slfuros5

Ley de Concentrado6

Ley de Concentrado7

7Diagrama del Proceso8

Tipos Circuitos Chancado y Molienda9

Reduccin de Tamao en Molienda Unitaria10

Conminucin11Los objetivos de la conminucin pueden ser:Producir partculas de tamao y forma adecuadas para su utilizacin directa.Liberar los materiales valiosos de la ganga de modo que ellos puedan ser concentrados.Aumentar el rea superficial disponible para reaccin qumica.ConminucinChancadoPartculas > 2MoliendaPartculas < 1/2 3/8

Chancador Primario12

Chancador Secundario y Terciario13

Molienda14

Evolucin de Circuitos de Molienda15Molienda16

Molino de Barras17Molino de BarrasLos molinos de barras son cilindros metlicos que tienen en su interior barras de acero habitualmente de 3.5 de dimetro, que son los elementos de molienda. El molino gira con el material proveniente del chancador terciario y/o cuaternario que llega por una correa transportadora. luego el producto continua el proceso pasando al molino de bolas.Los molinos de barras aceptan la alimentacin de mineral con un tamao hasta cerca de 50 mm o 2 y entregan un producto en el rango de tamao 3300 a 300 micrones

Chancador cuaternario, producto partculas inferiores a 6mm17Molino de Bolas18Molino de BolasCilindros metlicos cuyas paredes estn revestidas con corazas fabricadas en aleaciones de acero cromo manganeso mejoradas y volumen interior esta ocupado entre un 40 y 45% de su capacidad por bolas de acero desde 1 hasta 4 pulgadas de dimetro, las cuales son los elementos de molienda. En un proceso que dura aproximadamente unos 20 min. Para cada partcula mineral que debe ser molida, el 80% del mineral es reducido a un tamao mximo de 180 micrones.La velocidad de rotacin de los molinos de bolas est definida por la velocidad critica, es decir operan en un rango entre 75% y 82% de la velocidad del molino donde empieza actuar como centrfuga.Molino de Bolas19

Molino SAG20

Molinos Semiautgenos21Molino Semiautgeno o SAGEste es un molino de gran capacidad que recibe material directamente del chancador primario y que tiene en su interior bolas de acero de manera que, cuando el molino gira, el material cae y se va moliendo por efecto del impacto entre bolas y el propio mineral. La mayor parte del material que sale de este molino pasa a la etapa de flotacin para obtener el concentrado de cobre.El molino SAG es una variante del mismo molino autgeno, pero que utiliza una carga mnima de bolas en un porcentaje entre el 10 y 15% y gira a una velocidad entre 75 a 82% de su velocidad crtica

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Flotacin24

Flotacin25

Flotacin26La pulpa proveniente de la molienda que ya tiene incorporado los reactivos necesarios para la flotacin, se introduce en unos receptculos como piscina (celdas de flotacin. Desde el fondo de la celda se hace burbujear aire y se mantiene en constante agitacin.

Reactivos que se incorporan en la molienda:

-Reactivos espumantes (su objetivo es producir burbujas resistentes)-Reactivos colectores (para separar las partculas de sulfuros del agua y se peguen a las burbujas)-Reactivos depresantes (evita la recoleccin de otros minerales como la pirita, que no es un sulfuro de cobre)-Otros aditivos (la cal estabiliza la acidez de la mezcla en un valor de PH adecuado)

Flotacin27Como producto de la flotacin se obtiene concentrado de cobre, cuya ley a aumentado de 1% (original de la roca) a 31% de cobre aproximadamente.El concentrado final es secado mediante filtros y llevado al proceso de fundicin.Flotacin28

Flotacin29

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Flotacin31

Flotacin32

Flotacin33

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Flotacin38

Flotacin39

En flotacin selectiva se deprime el cobre (Cpy) y se flota la molibdenita. Se deprime con la adicin de sulfuro de sodio o sulfhidrato de sodio (NaSH). Flotabilidad natural de molibdenita se acenta agregando diesel.

39Espesaje40

Filtrado41

ESPESAMIENTO Y FILTRADO42

Pirometalurgia43

Pirometalurgia44Estudio conjunto de procesos qumicos y operaciones fsicas a alta temperatura que permiten la extraccin de un metal como componente de uno o varios compuestos en un mineral para obtenerse en estado metlico o formando un compuesto con pureza y/o forma adecuada para su utilizacin posterior

Fundicin45

La extraccin de cobre mediante esta va ocurre en instalaciones llamadas fundiciones.

Fundicin4646Fundicin47FUSINProceso cuyo objetivo es concentrar el cobre del concentrado formando una fase de sulfuros lquidos, llamada mata o eje, en lo posible conteniendo todo el cobre alimentado y otra fase oxidada liquida, llamada escoria en los posible exenta de cobreEn la fusin, el concentrado de cobre es sometido a altas temperaturas (entre1200 y 1300C) para lograr el cambio de estado de solido a liquido.

Fundicin48FUSIN

Fundicin49CONVERSINTiene por objetivo eliminar fierro, azufre desde la mata para producir cobre blister de un 98,5% de Cu aproximadamente. Esto se logra, oxidando el fierro y el azufre contenido en la mata con aire algunas veces enriquecido con oxigeno. La conversin del eje de cobre se lleva a cabo casi universalmente en los convertidores Peirce-Smith, aunque tambien existen equipos alternativos tales como el convertidor Hoboken, Inspiration, Mitsubishi y otros en desarrollo.

49Fundicin50CONVERSIN

Fundicin51PIRORREFINACINTiene por objetivo reducir las impurezas, principalmente oxigeno y azufre presentes en el cobre blister y en menor grado otras impurezas metlicas (Plomo, Zinc, Arsenico, Antimonio, etc) con el fin de generar nodos de buena calidad fsica, qumica y mecnica. Se realiza a temperaturas entre 1150 y 1200C

Electrorrefinacin52Procesos de refinacin del cobre andico (nodo) mediante la aplicacin de corriente elctrica, obteniendo ctodos de alta pureza (99.99% Cu).La electrorefinacin se realiza en celdas electrolticas donde se colocan en forma alternada un nodo (que es una plancha de cobre producto de la fundicin) y un ctodo (plancha muy delgada de cobre puro), hasta completar 30 nodos y 31 ctodos en cada celda.Un producto secundario de este proceso es el barro andico (oro, plata, platino y paladio) producto de los componentes del nodo que no se disuelven y se depositan en el fondo de las celdas electrolticas.

acido sulfrico y agua52Fundicin53

Electrorrefinacin54

El acido sulfurico ataca al anado formando (electrolito) CuSO4, LA CORRIENTE HACE QUE SE SEPARE EL S04-2 Y CU+2 Y SE ADHIERA AL CATADO5455Hidrometalurgia QUE MINERALE SE LIXIVIAN?OXIDOS Y SULFUROS SECUNDARIOS55Conceptos Generales56

Minerales de Cobre - xidos57





Conceptos Generales62

Minerales de Cobre Sulfuros Secundarios63

Minerales de Cobre Sulfuros Secundarios64

Diagrama del proceso65

Lixiviacin66

Lixiviacin en Pilas67



pregnant leach solution PLS69Riego de la Pila70El riego de las pilas se puede realizar fundamentalmente por dos procedimientos : por aspersin o por distribucin de goteo, este ltimo siendo recomendable en caso de escasez de lquidos y bajas temperaturas. En la industria, se utiliza generalmente una tasa de riego del orden de 10 - 20 litros/h.m2.El riego tiene que ser homogneo.Riego de la Pila71


Chancado de Mineral73El chancado del mineral debe cumplir con tres objetivos:(1) Ser lo suficiente fino para que la mayora de la especie metlica valiosa este expuesta a la accin de la solucin lixiviante. Por ej. : 100 % bajo 3/4"(2) No puede producir demasiado partculas finas para no alterar la permeabilidad de la pila. ( Por convencin, se llama fina toda partcula bajo 100 mallas) = Material arcilloso (* abertura 149 um) Por ej. : partculas finas < 10%Chancado de Mineral74(3) El mineral chancado debe ser el ms homogneo posible, todas las partculas siendo comprendidas en un estrecho rango de tamao.Resumen Mtodos de Lixiviacin75

Aglomeracin76

Aglomeracin77PERMEABILIDAD DEL LECHOSe necesita que el lecho de partculas que conforman la pila sea bien permeable, para asegurar una buena percolacin y dispersin de la solucin lixiviante en la pila, sin escurrimiento preferencial. Tambin, las pilas podran derrumbarse si hay acumulacin de agua en la pila.La permeabilidad del lecho de mineral es mayor si :- Las partculas son de tamao suficientemente grande- No hay acumulacin de partculas finas- El tamao de las partculas es homogneo en la pila- No hay compactacin de la pila por maquinaria pesadaProceso de Aglomeracin78De lo anterior, se deduce que se tiene que reducir la cantidad de partculas finas en la pila para aumentar su permeabilidad. Hoy en da, el proceso ms empleado para solucionar el problema de los finos es la aglomeracin.Aglomeracin79El procesos de aglomeracin consiste en esencia en la adhesin de partculas finas a las gruesas, que actan como ncleos o la aglomeracin de los finos con los finos, a partir de la distribucin de tamaos en la alimentacin

Aglomeracin80

AglomeracinSeleccin del tambor aglomerador (1)

Disponibilidad Equipo (80%)Dimensiones tambor AglomeradorLargo-dimetro 3:1Factor de llenado 20-25%Velocidad ( mas comn 6 RPM)Inclinacin 5-12

Extraccin por solventes (Sx)82El objetivo del proceso SX es extraer selectivamente el cobre contenido en esta solucin rica impura, mediante intercambio inico entre la fase acuosa (solucin rica) y el reactivo orgnico.

Extraccin por solventes (Sx)83Extraccin (Extraction)La solucin rica proveniente de las pilas es mezclada con la fase orgnica (orgnico descargado), para extraer SELECTIVAMENTE el cobre obteniendo una solucin pobre en cobre, llamada refino, que es reciclada a la etapa de lixiviacin en pilas. Se obtiene en esta etapa una fase orgnica cargada, que es avanzada a la siguiente etapa.

Reextraccin (Stripping)

El orgnico cargado se pone en contacto con electrolito pobre proveniente del proceso de electroobtencin. El cobre pasa de la fase orgnica a la fase acuosa, obteniendose una fase orgnica descargada que se recicla a la etapa de extraccin y un electrolito rico que avanza hacia la electroobtencin.En otras palabrasExtraccin por solvente.84En esta etapa la solucin que viene de las pilas de lixiviacin, se libera de impurezas y se concentra su contenido de cobre, pasando de 9 gpl a 45 gpl.Para extraer el cobre de la solucin PLS (pregnant leach solution), sta se mezcla con una solucin de parafina y resina orgnica. La resina de esta solucin captura los iones de cobre (Cu+2) en forma selectiva. De esta reaccin se obtiene por un lado un complejo resina-cobre y por otro una solucin empobrecida en cobre que se denomina refino, la que reutilizar en el proceso de lixiviacin.El compuesto de resina-cobre es tratado en forma independiente con una solucin electrolito rica en cido, el que provoca la descarga del cobre desde la resina hacia el electrolito , mejorando la concentracin del cobre en esta solucin hasta llegar a 45 gpl. Esta es la solucin que se lleva a la planta de electroobtencin.Electro-obtencin (Ew)85El proceso de electro-obtencin de cobre consiste bsicamente en la transformacin electroqumica del cobre disuelto en un electrolito en cobre metlico depositado en un ctodo, mediante la utilizacin de energa elctrica proveniente de una fuente externa.En otras palabrasElectro-obtencin86La solucin electroltica que contiene el cobre en forma de sulfato de Cobre (CuSO4) es llevada a las celdas de electroobtencin que son estanques rectangulares, que tienen dispuestas en su interior y sumergidas en solucin, unas placas metlicas de aproximadamente 1m2 cada una.Estas placas corresponden alternadamente a un nodo y un ctodo. Los nodos son placas de plomo que hacen las veces de polo positivo, ya que por stos se introduce la corriente elctrica, en tanto que los ctodo son placas de acero inoxidable, que corresponde al polo negativo, por donde sale la corriente. El cobre en solucin (Cu+2) es atrado por el polo negativo adhirindose las partculas en la superficie del ctodo.

Electro - obtencin87

En otras palabrasElectro-obtencin88Una vez transcurridos 6 a 7 das en este proceso de electro obtencin, se produce la cosecha de ctodos. En este tiempo se ha depositado cobre con una pureza de 99,99% en ambas caras del ctodo con un espesor de 3 a 4cm, lo que proporciona un peso total de 70 a 80 kg por ctodo.Cada celda de electroobtencin contiene 60 ctodos y la cosecha se efecta de 20 ctodos por maniobra. Los ctodos son lavados con agua caliente para remover posibles impurezas de su superficie y luego son llevados a la mquina despegadora, donde en forma totalmente mecanizada se despegan las hojas de ambos lados, dejando limpio el ctodo permanente que se reintegra al ciclo del proceso de electroobtencin.

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