JORGE
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tabla de contenido
!"#$%&CC$!.......................................................................................................1 '()*C+! $# *-"*C+!................................................................................ %E/C#C+!...................................................................................................... *-"*C+! !E&0"C*.....................................................................................2 *-"*C+! 0EC!C*........................................................................................3 )ariables del proceso...........................................................................................14 -ranulometría...................................................................................................14 "iempo de li5iviación.........................................................................................11 0ineralogía del mineral....................................................................................1 $tras variables.................................................................................................1 -losario....................................................................................................................13
!"#$%&CC$! 'a li5iviación por agitación requiere que el mineral esté 6inamente molido, aumentando el 7rea e5puesta. 'a agitación disminuye el espesor de la capa límite y ma5imi8a el 7rea de la inter6ace gas9líquido. /e utili8a pre6erentemente para minerales no porosos o que produ8can muchos 6inos y especialmente en la disolución de especies que requieren dr7sticas condiciones de operación. /e aplica a minerales de leyes altas, que :usti6ican la molienda, o bien a concentrados o calcinas de tostación, que por sus menores vol;menes permiten :usti6icar el gasto de una agitación, a cambio de una mayor recuperación y de un menor tiempo de proceso.
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'()*C+! $# *-"*C+!. %E/C#C+! 'a li5iviación por agitación se utili8a en los minerales de leyes m7s altas, cuando los minerales generan un alto contenido de 6inos en la etapa de chancado, o cuando el mineral deseado est7 tan bien diseminado que es necesario molerlo para liberar sus valores y e5ponerlos a la solución li5iviante. /e recurre a la agitación mediante burbu:eo o bien a la agitación mec7nica para mantener la pulpa en suspensión hasta que se logra la disolución completa, siendo el tiempo de contacto de los sólidos con la solución del orden de horas comparado con el proceso de li5iviación en pilas que requiere meses. 'os agitadores mec7nicos son simplemente impulsores colocados en el interior del tanque, mientras que los tanques agitados con aire son a menudo tanques de tipo <achuca<. /us venta:as comparativas con otros métodos de li5iviación son= 9 9 9 9
*lta e5tracción del elemento a recuperar. "iempos cortos de procesamiento >horas?. roceso continuo que permite una gran automati8ación. @acilidad para tratar menas alteradas o generadoras de 6inos.
/us desventa:as son= 9 9
&n mayor costo de inversión y operación. !ecesita una etapa de molienda y una etapa de separación sólido9líquido >espesamiento y 6iltración?.
*-"*C+! !E&0"C*. /e reali8a en estanques llamados <achuca "anAs< y consiste en un estanque cilíndrico vertical, con 6ondo cónico, el aire comprimido se inyecta por el 6ondo. 'as dimensiones típicas son apro5imadamente B m. de di7metro y 13 m. de altura, construidos de madera, acero revestido en goma, o pl7stico re6or8ado con 6ibra de vidrio. resentan como venta:a la carencia de partes móviles. 'a desventa:a es que se requiere moler m7s 6ino para lograr una agitación adecuada. En general se utili8an en la li5iviación de minerales de oro y uranio y en aquellos procesos que requieren o5ígeno. E5isten varios tipos de achucas, de6inidos principalmente por la e5tensión de la columna central,
lustración 1"ipos de reactores pachucas a? @ull9center b? /tub column c? @ree air9 li6t tanA. a? "ipo omata #ee6s, con la columna central a lo alto de todo el estanque. El aire es introducido por aba:o haciendo que la pulpa suba por la columna y promueva la agitación en el estanque. Es el tipo m7s com;n. b? Con columna central corta, desarrollado en la cianuración de oro. c? Estanque libre, utili8ado en /ud 6rica en varias plantas de uranio.
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'a agitación al interior del estanque, proviene por la trans6erencia de energía producida por la e5pansión de aire dentro del estanque. &na parte de esta energía se produce por roce >apro5imadamente un 13 D en estanques sin columna central?, la otra 6racción se convierte en 6lu:o neto de 6luido.
*-"*C+! 0EC!C*. 'os agitadores mec7nicos son los equipos m7s utili8ados. 'as suspensiones en la li5iviación se obtienen en estanques agitados mediante un impulsor o rotor. Est7n construidos de concreto, acero, madera o revestidos interiormente con material anticorrosivo. 'a agitación mec7nica, es una transmisión de momentum, lograda por el movimiento de un rotor en el 6ondo de la unidad y que recibe la rotación a través de un e:e vertical. "odo el sistema est7 suspendido en una estructura que descansa en la boca superior del estanque. 'os rotores pueden dividirse en dos clases que dependen del 7ngulo que 6orme la ho:a del rotor, con el e:e del me8clador= i. rotores de 6lu:o a5ial= comprenden todos los rotores en que la ho:a 6orme un 7ngulo menor que F4G con el e:e del me8clador. Como e:emplos típicos se encuentran las hélices, turbinas y paletas en 7ngulo. ii. rotores de 6lu:o radial= tienen ho:as paralelas al e:e del agitador. 'os pequeHos de varias ho:as se conocen como turbinasI los m7s grandes, de menor velocidad, se denominan paletas.
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lustración tipo de rotores . &n rotor simple rotando en un líquido de ba:a viscosidad en un estanque sin ba66les, se 6orma un vórtice alrededor del cual gira el líquido. Este se mueve en círculos y hay poco movimiento vertical, pudiéndose producir estrati6icación en ve8 de me8cla, la velocidad relativa entre partículas y líquido es muy similar, a mayor velocidad el vórtice es m7s pro6undo y puede llegar al impeler, produciéndose atrapamiento de aire. Este problema puede evitarse colocando ba66les que impidan el 6lu:o rotacional, sin inter6erir con los componentes radial y a5ial, @igura 3. /e colocan cuatro ba66les opuestos de un ancho de 1J14 del di7metro del estanque. 'a desventa:a que introduce el colocar ba66les, es que el consumo de energía puede ser hasta die8 veces superior.
B
or el tipo de movimiento interno resultan m7s e6icientes para la li5iviación por agitación mec7nica, los agitadores de tipo radial >de turbina?. %esde un punto de vista de diseHo, se ha encontrado que las relaciones geométricas óptimas son las siguientes=
K
=
lustración Criterios para selección de impelers. 'a agitación mec7nica 6ue usada hasta 6ines de los aHos L4 para la li5iviación de minerales de cobre o5idado de alta ley en 0inera 0ichilla, Enami en "altal y en $:ancos Copiapó, en que los minerales eran molidos y li5iviados por agitación mec7nica, con un tiempo de retención de 1B a horas, con soluciones 7cidas en caliente, aprovechando el calor de disolución y de reacción del 7cido sul6;rico. En la región de *tacama, Chile, se puede mencionar la planta <'a Coipa<, propiedad de 0inera 0antos de $ro y mayor productora de plata del mundo. &tili8a el proceso de cianuración de oro y plata por agitación en ocho tanques en serie. rocesa 1B444 tJdía de mineral para producir L1 AgJaHo de oro y 2213 tJaHo de plata >1FF2?.
L
lustración 3 Equipos de li5iviación por agitación .
F
)*#*M'E/ %E' #$CE/$ El an7lisis de las variables de la li5iviación por agitación en sistemas industriales, para la de6inición y optimi8ación del proceso, debe necesariamente hacer con6luir aspectos técnicos, operacionales y económicos. -ranulometría El grado de molienda debe ser lo su6iciente para e5poner, por lo menos parcialmente, la super6icie del mineral valioso a la acción de la solución li5iviante. %epende del tipo de mineral y de sus características mineralógicas. %eber7 considerarse un tamaHo tal que no contenga un e5ceso de gruesos >N mm? que produ8ca problemas en la agitación >embancamiento, aumento de la potencia del agitador? y que por otra parte, no contenga un e5ceso de 6inos >menos de 4D O K3 micrones?, que di6iculten la separación sólido9líquido posterior de la pulpa li5iviada. %ebido a lo anterior, y adem7s, para disminuir los consumos de energía por concepto de molienda y los costos de 6iltración y decantación, la agitación se deber7 tratar de reali8arla al mayor tamaHo que la operación lo permita.
Mineral
Tamaño de lixiviación
>mm?
>mallas */"0?
Cobre o5idado
4.L2
4
$ro
4.3
B4
Conc. de oro >sul6uros?
4.4
23
Calcinados de 8inc
4.4K
44
"abla 1"amaHo de algunos minerales para la li5iviación por agitación.
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"iempo de li5iviación 'a economía del proceso de li5iviación es 6unción del grado de disolución o porcenta:e de e5tracción del mineral valioso. /in embargo, esto no es tan importante como el tiempo necesario para una e5tracción aceptable, es decir la velocidad de disolución.
lustración B orcenta:e de e5tracción en 6uncion del tiempo 0uestra una curva típica entre estos dos par7metros. E5iste al principio una e5tracción r7pida, que decrece posteriormente al m75imo obtenible para un tamaHo dado de partícula. Esta curva se puede obtener de pruebas de li5iviación en botellas en el laboratorio.
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0ineralogía del mineral El tamaHo y la disposición de la especie valiosa in6luye el grado de molienda necesario para e5poner esta especie a la solución li5iviante. 'a arcillas son una 6amilia de minerales, aluminio9silicatos, e5isten en todos las menas y producen partículas muy 6inas >algunos micrones?. 'a presencia de muchas arcillas puede impedir una buena 6iltración del relave. $tras variables 'a li5iviación se reali8a a temperatura ambiente >o en autoclaves?. 'a concentración de reactivos debe ser optimi8ada seg;n el tipo de operación. El porcenta:e de sólidos debe ser en la mayoría de los casos lo m7s alto posible para alcan8ar una alta concentración del ion met7lico en la solución de li5iviación, minimi8ar los costos de inversión en el circuito de li5iviación por menor capacidad volumétrica y reducir el tamaHo y costo subsecuente de espesamiento y 6iltración. El porcenta:e de sólidos en la pulpa varía entre 4 y 34D. El porcenta:e de sólidos se calcula por el peso del mineral en la pulpa. or e:emplo, si una pulpa es constituida por 1 Ag de mineral en litros de agua.
Ecuación 1 'a velocidad de agitación debe ser lo su6iciente alta para mantener los sólidos en suspensión, para que no decanten. &na velocidad de agitación alta tiende a 6avorecer la cinética de la reacción, pero tiene un costo energético apreciable. @avorece también la disolución de gases en la solución. E5isten varios diseHos de agitadores.
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lustración K e6ectos de la agitación en la velocidad de li5iviación .
lustración L )arios diseHos de turbinas.
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lustración F Comparación de los distintos metodos de li5iviación
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-'$/*#$ M*@@'E/ *parato usado para cambiar la dirección de un 6luido o corriente eléctrica.... .....K, L C$!@'&# Puntarse en un mismo punto o lugar varias líneas, cosas o personas....................11 0E'E# Qacer 6uer8a contra una persona o cosa para moverla o despla8arla.....................K '()*C+! 'i5iviación Es un proceso por el cual se e5trae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utili8ación de un disolvente líquido. *mbas 6ases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden di6undirse desde el sólido a la 6ase líquida. 1, , , B, L, F, 11, 1, 12, 1 0$0E!"&0 es una magnitud 6ísica 6undamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría mec7nica..............................................................B *CQ&C*/ &n alto y estrecho tanque, con un cilindro central para la introducción de aire comprimido , que se utili8a en la agitación y la sedimentación de la pulpa..............
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