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PROCESO “CHAPI-LIX”, ALTERNATIVA PARA LA LIXIVIACION DE SULFUROS SECUNDARIOS DE COBRE
CON SAL EN MEDIO ACIDO.
AUTOR : Ing. VICTOR FERNANDO BENAVENTE REYES.Superintendente de Operaciones Planta.
EMPRESA : MINERA PAMPA DE COBRE S.A.MILPO-CHAPI.
• UBICACIÓN GEOGRÁFICA MINERA PAMPA DE COBRE.• DESCRIPCION DEL PROCESO “CHAPI-LIX”.• METODOLOIA DE LA INVESTIGACION.• PROCESO CHAPI LIX – DIAGRAMA DE TIEMPO.• PROCESO “CHAPI-LIX”, MINERALOGIA SULFURO.• QUIMICA Y TERMODINAMICA DEL PROCESO.• PROCESO “CHAPI-LIX”, PRUEBAS EXPERIMENTALES.• PROCESO “CHAPI-LIX”, RESULTADOS EN LIXIVIACION INDUSTRIAL.• PROCESO “CHAPI-LIX”, CONTROL DE IMPUREZAS EN PLANTA DE SX – EW
CONTENIDO
• PROCESO “CHAPI-LIX”, CONTROL DE IMPUREZAS EN PLANTA DE SX – EW• “CHAPI-LIX” vs. LIXIVIACION BACTERIANA , VENTAJA COMPETITIVA.• PROCESO “CHAPI-LIX”, LIDERAZGO EN COSTO.• PROCESO “CHAPI-LIX” , TECNOLOGIA LIMPIA DE MENOR COSTO.• ANALISIS FODA DEL PROCESO “CHAPI – LIX”.• ACONDICIONAMIENTO MECANICO DE LA PLANTA.• REPORTE DE CALIDAD DEL PRODUCTO FINAL.• DIAGRAMA DE FLUJO.• CONCLUSIONES.
UBICACIÓN GEOGRAFICA M.P.C.
DESCRIPCION DEL PROCESO “CHAPI-LIX”
• El Proceso “Chapi-Lix” es el resultado de 01 año de investigación Metalúrgica en el Área de Operaciones Planta iniciado el año 2009 y puesto en operación en abril del 2010.
• Fue diseñado para afrontar y solucionar 02 problemas , el primero de ellos de origen interno, ante el agotamiento de mineral oxidado de cobre y el otro de origen externo, como fue la crisis económica mundial de los años 2008 – 2009.
• Se diseñaron estrategias para cubrir la necesidad de contar con un nuevo proceso que permitiera tratar mineral sulfuro secundario de cobre semejante a la cinética de la lixiviación de óxidos de cobre y así no afectar el modelo económico de la Empresa.
• La investigación desarrollada tiene enfoque de liderazgo en costo, puesto que es un proceso de reingeniería con mínima inversión, mayor recuperación metalúrgica y resultados en corto plazo, emplea sal mineral como agente lixiviante y reduce el consumo de acido sulfúrico hasta en 55%.
PDCA “CHAPI-LIX”
Cambio de mineralogia del mineral
Falta de un planeamiento estrategico
No se contempla la etapa de transicion
No se desarrolla geometalurgia
Reingenieria del Proceso Rentabilidad
Cambio de Proceso "CHAPI-LIX"
Flujo de Caja de la empresa orientado a tratar minerales oxidados
Precios bajos en el mercado
geometalurgia
Competividad de empresas com mayor capacidad
Incremento de costos de equipos y accesorios
Stock minimo en el mercado
Desarrollo de ingenieria de detalle
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION - PDCA
Plan (Planificar)
Plan (Planificar)
Act (Actuar)
Act (Actuar)
Do (Ejecutar)
Do (Ejecutar)
Check (Verificar)
Check (Verificar)
Corresponde a la secuencia lógica de accionesnecesarias para garantizar el alcance delobjetivo.
PROCESO CHAPI LIX – DIAGRAMA DE TIEMPO
“CHAPI-LIX”, MINERALOGIA DEL SULFURO SECUNDARIO
Consumo de Acido, Lixiviación Bacteriana vs Proceso Chapi
15
20
25
Con
sum
o de
Aci
do,
kg/t
n“CHAPI-LIX”, RESULTADOS EN PRUEBAS EXPERIMENTALES
11
4
0
5
10
15
0 50 100 150 200 250
Tiempo, d
Con
sum
o de
Aci
do,
kg/t
n
Lixiviacion Bacteriana
Proceso Chapi
10.00L/h/m2Tasa de Riego
28.56%Indice solubilidad en acido
0.18%Ley de cobre soluble acido
0.65%Ley de cobre total
70dTiempo de Lixiviación
05-abr-10Inicio de Riego
4813m2Area de la corona
3.00mAltura de módulo
7.26kg/tmRatio Acido Aglomeración
8.00%Humedad
19561tmhPeso húmedo
17996tmsPeso seco
MagnitudUnidadItem
10.00L/h/m2Tasa de Riego
28.56%Indice solubilidad en acido
0.18%Ley de cobre soluble acido
0.65%Ley de cobre total
70dTiempo de Lixiviación
05-abr-10Inicio de Riego
4813m2Area de la corona
3.00mAltura de módulo
7.26kg/tmRatio Acido Aglomeración
8.00%Humedad
19561tmhPeso húmedo
17996tmsPeso seco
MagnitudUnidadItem
0.00.10.20.30.40.50.60.70.8
Pad1A Columna
Cabeza Ripio
Dis
trib
ució
n de
Cob
re,
%
Atacamita
Chalcopirita
Covelita
Calcocita
100.00
“CHAPI-LIX”, RESULTADOS EN LIXIVIACION INDUSTRIAL
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66
Tiempo, d
Rec
uperac
ión, %
Recuperación de cobre total
Recuperación de cobre soluble en acido
Concentracion de cobre en PLS
Concentración de fierro en electrolito
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
13-Dic 02-Ene 22-Ene 11-Feb 03-Mar 23-Mar 12-Abr 02-May 22-May 11-Jun 01-Jul
Con
cent
raci
ón, p
pm
“CHAPI-LIX”, CONTROL DE IMPUREZAS, PLANTA DE SX - EW
13-Dic 02-Ene 22-Ene 11-Feb 03-Mar 23-Mar 12-Abr 02-May 22-May 11-Jun 01-Jul
Fecha
Concentración de Manganeso en Electrolito
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
13-Dic 02-Ene 22-Ene 11-Feb 03-Mar 23-Mar 12-Abr 02-May 22-May 11-Jun 01-Jul
Fecha
Con
cent
raci
ón, p
pm
Concentración de cloruro en electrolito
0
10
20
30
40
50
60
70
80
13-Dic 02-Ene 22-Ene 11-Feb 03-Mar 23-Mar 12-Abr 02-May 22-May 11-Jun 01-Jul
Fecha
Con
cent
raci
ón, p
pm
2e → 2Cl
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
Cu - Cl - H2O - S ystem at 25.00 CEh (Volts)
CuCl2*3Cu(OH)2
CuO
CuCl(+a)
Cu(+2a)
QUIMICA Y TERMODINAMICA DEL PROCESO
76543210
0.6
0.4
0.2
0.0
C:\HS C5\EpH\CuCl25.iep pH
H 2 O LimitsCu
CuCl
Cu2O
ELEMENTS Molality PressureCu 1.000E+00 1.000E+00Cl 1.000E+00 1.000E+00
Según el diagrama para mantener en solución al ión cloruro cúprico se requiere la presencia de cierta concentración de cloruro libre para mantener el potencial del sistema por encima de los 500 mV.
“CHAPI-LIX”, VENTAJA COMPETITIVA.
Cinética de recuperación, Lxiviacion Bacteriana vs Proceso Chapi
70
80
90
100
Rec
uper
acio
n, %
0
10
20
30
40
50
60
0 30 60 90 120 150 180 210 240
Tiempo, d
Rec
uper
acio
n, %
Lixiviacion Bacteriana
Proceso Chapi
“CHAPI-LIX”, LIDERAZGO EN COSTO.
“CHAPI-LIX” , TECNOLOGIA LIMPIA DE MENOR COSTO
“CHAPI-LIX”, FODA.
DEBILIDADES:Proceso con alto riesgo operacional.Seguimiento, control y análisis de parámetros operacionales.Falta capacitación al personal operario.Incremento de consumo de insumos críticos.Incremento de consumo de equipos y accesorios.
ANALISIS INTERNO:FORTALEZA:Generación de Tecnología e Ingeniería.Profesionales con aceptación al cambio.Trabajo en equipo.Reducción de costos.Mayor porcentaje de recuperación.Menor costo operativo.Utilización de cualquier tipo de agua.
ANALISIS EXTERNO:OPORTUNIDADES:Desarrollo de un nuevo proceso.Incrementar conocimiento y experiencia.Reconocimiento.Alta demanda actual del cobre.
Ausencia de polución y emisión de gases lo que reduce un impacto ambiental.Formación de operadores en nuevo proceso.
AMENAZAS:Mineralogía del mineral.Desabastecimiento de insumos críticos.Demanda y rotación del personal.
Lixiviación de Óxidos
•El sistema de conducción en un inicio estuvo compuesto por equipos y accesorios de Acero 304, 316 y fierro
Lixiviación de Sulfuros Primarios “Chapi-Lix”
•Los equipos de conducción desolución fueron revestidos por 4RCChesterton para evitar la corrosiónpitting por el alto contenido de cloro.
•En un futuro próximo se tiene laimplementación de equipos yaccesorios de HASTELLOY C el cuales resistente a la corrosión pitting.
“CHAPI-LIX”, FODA.
REPORTE DE CALIDAD DEL PRODUCTO FINAL
CHANCADO AGLOMERADO
SAL
ESQUEMA DE PROCESOS
SX LIXIVIACION
EWCATODOS DE COBRE
Uso de cloro para la lixiviación de sulfuros. El gas cloro es un oxidante extraordinariamente fuerte, las soluciones del gas cloro disuelto solubilizan los sulfuros en condiciones de temperatura y presión ambientes:E° = +1.36 volts
A su vez si se extienden los tiempos de contacto, se aumentan las concentraciones o las temperaturas las reacciones continúan y el azufre elemental se oxidara a sulfato.
CuCl + Fe+3 + 2H+ → CuCl+ + Fe+2 + H2
QUIMICA Y TERMODINAMICA DEL PROCESO
2CuCl + 1/2O2 + 2H+ → 2CuCl+ + H2O
CuCl + Fe+3 + 2H+ → CuCl+ + Fe+2 + H2
El complejo cloruro de cobre debe ser oxidado para dar los complejos de cobre segúnla reacción:
Continuando de esta manera la disolución de los sulfuros, por lo tanto, el sistema delixiviación requiere la inyección de oxígeno o presencia de iones férrico para oxidar losproductos cuprosos
CONCLUSIONES
• Proceso alternativo para lixiviar sulfuros secundarios de cobre de aplicación exitosa a nivel industrial.
• Recupera de 72 a 75 % de cobre total en ciclos de lixiviación de 90 días.
• Logra la reducción de consumo de acido hasta en 55%.
• Redujo el costo de Planta en 23% y el costo total en 19%.
• Proceso sostenible en cada operación unitaria en la hidrometalurgia del cobre.
• Alcanza recuperar hasta 21% del sulfuro primario.
• Fomenta el desarrollo económico de la producción artesanal de sal mineral en las comunidades del entorno .