Ingenieria de planta

UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE MINAS

CONTROL DE HIERRO EN EL CIRCUITO DE EXTRACCIÓN POR SOLVENTES PARA LA SOCIEDAD CONTRACTUAL MINERA EL ABRA

MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL DE MINAS

MARCELO ALEJANDRO HERNÁNDEZ POBLETE

PROFESOR GUÍA JESÚS CASAS DE PRADA MIEMBROS DE LA COMISIÓN LUIS CIFUENTES S. ESTEBANDOMIC M.

SANTIAGO DE CHILE MARZO 2007

RESUMEN El proceso de extracción por solventes (SX) de cobre comprende varias etapas de extracción y de re-extracción. Este proceso muchas veces genera dificultades a la operación siguiente de electro obtención (EO), producto del arrastre de impurezas no deseadas a hacia el electrólito como son: el cloro, el hierro, el manganeso, el nitrato, entre otros.Para evitar el arrastre de impurezas desde el circuito SX hacia el circuito de EO muchas plantas industriales incorporan una etapa de lavado del reactivo orgánico cargado utilizado agua acidulada (con aprox. 30 g/L de H2SO4). En otras plantas se controla el nivel de impurezas del circuito EO a través del descarte periódico de electrólito, o combinando etapas de lavado parcial y descarte. Esta últimapráctica es la que ha estado realizando la SCM El Abra, de modo de controlar el nivel de hierro en su electrólito en un valor de aprox. 2,5 g/L y utilizando para ello un descarte de 310 m3/día de electrólito. El descarte de electrólito genera pérdidas de insumos valiosos como son el sulfato de cobalto, aditivos y una parte del cobre disuelto y del agua. El objetivo general de este trabajo esanalizar una alternativa de control del hierro en el circuito de extracción por solventes de la SCM El Abra, que consiste en modificar el actual circuito de lavado por un circuito llamado “lavado cruzado”, que integra las cuatro etapas de lavado actuales y las hace más eficientes. Se espera que con este nuevo circuito se logre una disminución del hierro en la solución orgánica, la cual actualmentepresenta valores mayores que 4 mg/L de Fe, aportando una menor concentración de esta impureza en la etapa de electro obtención. También se obtienen beneficios directos de ahorro de agua e insumos, debido a que este nuevo circuito necesita aproximadamente un cuarto del agua utilizada actualmente en el lavado y además como bajaría la concentración de hierro, se requerirá un menor flujo de descarte deelectrólito, con la consiguiente mejora de la eficiencia de corriente utilizada en EO. El circuito de lavado propuesto integra las 4 etapas de lavado de la planta industrial actual (correspondiente a los cuatro trenes) en que un mismo flujo de agua compuesto por una combinación de agua y electrólito pobre, (logrando una solución de 90 g/L de H2SO4), que es capaz de lavar la solución orgánica detodos los trenes y disminuir la concentración de hierro en el sistema de manera significativa. Para probar el circuito se implementó una planta piloto de lavado cruzado que fue escalada de acuerdo a los parámetros de la etapa de lavado industrial, ocupando las soluciones orgánicas y acuosas de la planta Industrial. Se realizó un programa de pruebas piloto que consistió en probar el circuito de lavadocruzado con concentraciones de ácido en el agua de lavado de 30 g/L y de 90 g/L, además de pruebas de laboratorio que mostraron que el coeficiente de distribución a distintas concentraciones de ácido se comporta en forma similar para el cobre y para el hierro pero de forma desplazada. Al realizar pruebas de lavado en la planta piloto se obtuvo una disminución de la concentración de hierro en lasolución orgánica aumentando la selectividad Cu/Fe en más de tres veces para las primeras tres etapas de lavado y llegando a eficiencias superiores al 90% comparado con el 50% que tiene actualmente la planta industrial. Se concluye que el circuito de lavado cruzado es capaz de reducir la concentración de hierro a niveles menores de lo que hoy lo hace la etapa de lavado convencional, esto es de...