Prelixiviacion
Páginas: 85 (21172 palabras)
Publicado: 6 de junio de 2012
UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
CRITERIOS DE DISEÑO DEL CIRCUITO DE SOLUCIONES EN LA LIXIVIACIÓN BACTERIANA DE SULFUROS DE COBRE EN PILAS
GABRIEL EDUARDO MERUANE NARANJO
PROFESOR GUÍA : SR. TOMÁS VARGAS V.
PROFESORES DE COMISIÓN : SR. MIGUEL HERRERA
SR. JAQUES WIERTZ
MEMORIAPARA OPTAR AL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL QUÍMICO
SANTIAGO DE CHILE
DICIEMBRE DE 1999
RESUMEN
En los procesos de biolixiviación de minerales de cobre en pilas las soluciones de lixiviación son continuamente recirculadas entre la etapa de extracción por solvente y la etapa de lixiviación. En este contexto las soluciones de lixiviación recirculadas pueden alcanzar altos niveles de fuerzaiónica y como resultado inhibir severamente la actividad catalítica bacteriana. En operaciones industriales se ha observado que concentraciones superiores a 70 o 100 g/l de ion sulfato inhiben la acción bacteriana. El presente trabajo tuvo como objetivo principal el diseño y desarrollo de una metodología para estimar y controlar la concentración de la solución lixiviante en plantas de biolixiviaciónen pilas, de modo de posibilitar una operación con adecuada actividad catalítica bacteriana.
Se desarrolló un modelo de estado estacionario para predecir la composición de la solución que se establece en la operación de una planta de biolixiviación de minerales de cobre. El modelo se basa en el balance dinámico que se define de acuerdo a la velocidad de disolución de iones por ataque ácido dela ganga y mineral, y la velocidad de eliminación de iones en los descartes de solución del circuito. Se asumió que el proceso opera en circuito cerrado de soluciones, es decir las soluciones salen del circuito sólo como humedad de impregnación en los ripios. El tiempo de lixiviación corresponde al tiempo requerido para alcanzar un porcentaje adecuado de disolución cobre mediante la biolixiviaciónde los sulfuros.
Se implementaron pruebas experimentales para estudiar la cinética de disolución de ganga por ataque ácido para un mineral mixto de cobre. Tres muestras de mineral de tamaños de partícula distintos fueron lixiviadas con una solución de ácido sulfúrico de concentración constante. De acuerdo a los resultados experimentales la cinética de neutralización fue modelada considerando elmodelo de núcleo sin reaccionar, controlado cineticamente por la difusión de protones a través de los residuos de la ganga reaccionada. Los parámetros cinéticos obtenidos fueron incorporados al modelo del circuito de soluciones para simular su lixiviación en una pila dinámica. Aunque el mineral utilizado tenía un consumo máximo de ácido de 70 Kgs/Ton, los resultados de las pruebas cinéticasfueron extrapolados al comportamiento de minerales con consumo de ácido entre 30 y 100 Kgs/Ton.
La simulación del proceso entregada por el modelo demostró que para de minerales con consumo de ácido superiores a 50 Kg/Ton la viabilidad del proceso de lixiviación bacteriana resulta seriamente comprometida al obtenerse concentraciones de sulfato superiores a 70 gr/lt con tiempos de residencia delmineral de seis meses. Esta tendencia se acentúa al aplicar el curado del mineral, que incorpora gran cantidad de iones a la solución en el momento inicial.
En general en procesos de biolixiviación en pilas se debe privilegiar el uso de dosis pequeñas de ácido en la aglomeración (de 5 a 10 Kg de ácido / Ton), si se va a utilizar un solo circuito cerrado de soluciones y asimismo se recomiendalixiviar con soluciones de baja acidez (5 g/l de ácido sulfúrico). Por otro lado, para minerales con consumo de ácido superior a 50 Kg/Ton se hace recomendable abrir el circuito de soluciones, utilizar purgas o utilizar circuitos separados para lixiviación de óxidos y sulfuros para evitar niveles altos de iones que inhiban la acción bacteriana.
El modelo desarrollado permite evaluar cambios en...
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
CRITERIOS DE DISEÑO DEL CIRCUITO DE SOLUCIONES EN LA LIXIVIACIÓN BACTERIANA DE SULFUROS DE COBRE EN PILAS
GABRIEL EDUARDO MERUANE NARANJO
PROFESOR GUÍA : SR. TOMÁS VARGAS V.
PROFESORES DE COMISIÓN : SR. MIGUEL HERRERA
SR. JAQUES WIERTZ
MEMORIAPARA OPTAR AL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL QUÍMICO
SANTIAGO DE CHILE
DICIEMBRE DE 1999
RESUMEN
En los procesos de biolixiviación de minerales de cobre en pilas las soluciones de lixiviación son continuamente recirculadas entre la etapa de extracción por solvente y la etapa de lixiviación. En este contexto las soluciones de lixiviación recirculadas pueden alcanzar altos niveles de fuerzaiónica y como resultado inhibir severamente la actividad catalítica bacteriana. En operaciones industriales se ha observado que concentraciones superiores a 70 o 100 g/l de ion sulfato inhiben la acción bacteriana. El presente trabajo tuvo como objetivo principal el diseño y desarrollo de una metodología para estimar y controlar la concentración de la solución lixiviante en plantas de biolixiviaciónen pilas, de modo de posibilitar una operación con adecuada actividad catalítica bacteriana.
Se desarrolló un modelo de estado estacionario para predecir la composición de la solución que se establece en la operación de una planta de biolixiviación de minerales de cobre. El modelo se basa en el balance dinámico que se define de acuerdo a la velocidad de disolución de iones por ataque ácido dela ganga y mineral, y la velocidad de eliminación de iones en los descartes de solución del circuito. Se asumió que el proceso opera en circuito cerrado de soluciones, es decir las soluciones salen del circuito sólo como humedad de impregnación en los ripios. El tiempo de lixiviación corresponde al tiempo requerido para alcanzar un porcentaje adecuado de disolución cobre mediante la biolixiviaciónde los sulfuros.
Se implementaron pruebas experimentales para estudiar la cinética de disolución de ganga por ataque ácido para un mineral mixto de cobre. Tres muestras de mineral de tamaños de partícula distintos fueron lixiviadas con una solución de ácido sulfúrico de concentración constante. De acuerdo a los resultados experimentales la cinética de neutralización fue modelada considerando elmodelo de núcleo sin reaccionar, controlado cineticamente por la difusión de protones a través de los residuos de la ganga reaccionada. Los parámetros cinéticos obtenidos fueron incorporados al modelo del circuito de soluciones para simular su lixiviación en una pila dinámica. Aunque el mineral utilizado tenía un consumo máximo de ácido de 70 Kgs/Ton, los resultados de las pruebas cinéticasfueron extrapolados al comportamiento de minerales con consumo de ácido entre 30 y 100 Kgs/Ton.
La simulación del proceso entregada por el modelo demostró que para de minerales con consumo de ácido superiores a 50 Kg/Ton la viabilidad del proceso de lixiviación bacteriana resulta seriamente comprometida al obtenerse concentraciones de sulfato superiores a 70 gr/lt con tiempos de residencia delmineral de seis meses. Esta tendencia se acentúa al aplicar el curado del mineral, que incorpora gran cantidad de iones a la solución en el momento inicial.
En general en procesos de biolixiviación en pilas se debe privilegiar el uso de dosis pequeñas de ácido en la aglomeración (de 5 a 10 Kg de ácido / Ton), si se va a utilizar un solo circuito cerrado de soluciones y asimismo se recomiendalixiviar con soluciones de baja acidez (5 g/l de ácido sulfúrico). Por otro lado, para minerales con consumo de ácido superior a 50 Kg/Ton se hace recomendable abrir el circuito de soluciones, utilizar purgas o utilizar circuitos separados para lixiviación de óxidos y sulfuros para evitar niveles altos de iones que inhiban la acción bacteriana.
El modelo desarrollado permite evaluar cambios en...
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