hidrometalurgia cobre

CRITERIOS DE DISEÑO DEL CIRCUITO DE SOLUCIONES EN LA
LIXIVIACIÓN BACTERIANA DE SULFUROS DE COBRE EN PILAS
Gabriel E. Meruane, Tomás Vargas
Universidad de Chile
Centro de Estudios Avanzados en Hidrometalurgia - Electrometalurgia.
Departamentos de Ingenie ría de Minas e Ingeniería Química
Tupper 2069, Santiago – Chile
gmeruane@cec.uchile.cl
RESUMEN
En biolixiviación de minerales de cobreen pilas las soluciones son continuamente recirculadas y pueden alcanzar altos
niveles de fuerza iónica e inhibir la actividad oxidativa bacteriana. Este trabajo tuvo como objetivo el diseño y desarrollo
de una metodología para estimar y controlar la concentración de la solución lixiviante en plantas de lixiviación de
minerales de cobre en pilas, para entregar condiciones de operación conadecuada actividad bacteriana. Se desarrolló un
modelo de estado estacionario para predecir la composición de la solución. El modelo utiliza el balance dinámico entre la
velocidad de disolución de iones, y la velocidad de eliminación de iones en los descartes de solución del circuito. La
información relativa a las velocidades de consumo de ácido y disolución de impurezas fue obtenida en pruebas delixiviación en columnas cortas. La simulación del proceso demostró que para minerales con consumo de ácido superiores
a 50 Kg/Ton la viabilidad del proceso de lixiviación bacteriana resulta comprometida al obtenerse concentraciones de
sulfato superiores a 70 g/l con tiempos de residencia del mineral de seis meses. Esta tendencia se acentúa al aplicar el
curado del mineral. El modelo desarrolladopermite evaluar cambios en la composición de las soluciones de lixiviación al
introducir cambios en la operación como: tiempo de residencia del mineral, concentración de ácido en el refino, dósis de
ácido en el curado y consumo de ácido del mineral.

INTRODUCCIÓN
En procesos de lixiviación de minerales de cobre en pilas las
soluciones de lixiviación son continuamente recirculadas entre laetapa de extracción por solvente y la etapa de ataque del mineral, por
lo cual se produce una progresiva acumulación de iones disueltos,
siendo en general su concentración en la operación a estado
estacionario bastante alta.
Una muy alta concentración de iones en la solución cargada (Pregnant
Leach Solution o PLS) y refino puede ser problemática para la
operación en circuito cerrado: enbiolixiviación, al irrigar la pila con
soluciones de concentración de sulfato superiores a 100 g/l (por
ejemplo), se producen niveles críticos de inhibición en la actividad
catalítica oxidativa de los microorganismos (Espejo, 1997); en
lixiviación química, altos niveles de iones producen dificultades en la
etapa de extracción por solventes al disminuir la cinética de extracción
y la velocidad deseparación de fases. La existencia de alta
concentración de iones y compuestos en la solución de lixiviación
aumenta notoriamente la viscosidad de las soluciones y contribuye a la
precipitación de compuestos al interior de los poros y partículas de
mineral, disminuyendo la difusión de oxígeno, reactivos y productos
de las reacciones, y la cinética del proceso (Brinhall and Wadsworth,
1973;Montealegre et. al., 1995; Murr, 1980). Todo lo anterior hace
pensar en la necesidad de un adecuado control de dichas especies,
mediante criterios básicos de diseño, que se adecuen a las
características del mineral.
La concentración de especies disueltas en una solución de lixiviación
depende de la composición del mineral, en particular su ganga, del pH
de la solución lixiviante, de sutemperatura y del régimen de
lixiviación utilizado (Baum, 1996). Los factores enumerados deben
necesariamente condicionar la solución lixiviante, al establecerse una
relación, ya sea de equilibrio o de balance dinámico, entre la
alimentación del mineral y la solución.
El objetivo de este estudio es desarrollar una metodología sistemática
de apoyo en el diseño de circuitos de lixiviación...