PROCESO PROCESO “CHAPI-L “CHAPI-LIX” IX”,, ALTERN ALTERNA ATIVA PARA PARA LA LIXIVIACION DE SULFUROS SECUNDARIOS DE COBRE CON SAL EN MEDIO ACIDO. AUTOR AUTOR
: Ing. VICTOR FERNANDO BENAVENTE BENAVENTE REYES. Superintendente de Operaciones Planta.
EMPRESA : MINERA MINERA PAMP PAMPA A DE COBRE COBRE S.A. S.A. MILPO-CHAPI.
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UBICACIÓN GEOGRÁFICA MINERA PAMPA DE COBRE. DESCRIPCION DEL PROCESO “CHAPI-LIX”. METODOLOIA DE LA INVESTIGACION. PROCESO PROCESO CHAPI CHAPI LIX – DIAGRAMA DIAGRAMA DE TIEMPO TIEMPO.. PROCESO “CHAPI-LIX”, MINERALOGIA SULFURO. QUIMICA Y TERMODINAMICA DEL PROCESO. PROCESO “CHAPI-LIX”, PRUEBAS EXPERIMENTALES. PROCESO “CHAPI-LIX”, RESULTADOS EN LIXIVIACION INDUSTRIAL. PROCESO PROCESO CHAPI-LIX CHAPI-LIX , CONTROL CONTROL DE IMPUREZA IMPUREZASS EN PLANTA PLANTA DE SX – EW “CHAPI-LIX” “CHAPI-LI X” vs. LIXIVIACION LIXIVIACION BACTERI BACTERIANA ANA , VENTAJA VENTAJA COMPETITIV COMPETIT IVA. A. PROCESO “CHAPI-LIX”, LIDERAZGO EN COSTO. PROCESO “CHAPI-LIX” “CHAPI-LI X” , TECNOLOGIA LIMPIA DE MENOR COSTO. ANALISIS FODA FODA DEL PROCESO PROCESO “CHAPI – LIX”. LIX”. ACONDICIONAMIEN ACONDICIO NAMIENTO TO MECANICO DE LA PLANTA. 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
Cambio de Proceso "CHAPI-LIX"
Incremento de costos de equipos y accesorios
Stock minimo en el mercado
Reingenieria del Proceso
Desarrollo de ingenieria de detalle
Competividad de empresas com mayor capacidad
Flujo de Caja de la empresa orientado a tratar minerales oxidados
Precios bajos en el mercado
Rentabilidad
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION - PDCA Act (Actuar)
Plan (Planificar)
Check (Verificar)
Do (Ejecutar) Corresponde a la secuencia lógica de acciones necesarias para garantizar el alcance del objetivo.
PROCESO CHAPI LIX – DIAGRAMA DE TIEMPO
“CHAPI-LIX”, MINERALOGIA DEL SULFURO SECUNDARIO
“CHAPI-LIX”, RESULTADOS EN PRUEBAS EXPERIMENTALES Consumo de Acido, Lixiviación Bacteriana vs Proceso Chapi 25
n 20 t / g k , o d i 15 c A e d o 10 m u s n o C 5
11
4
Lixiviacion Bacteriana Proceso Chapi
0 0
50
100
150 Tiempo, d
200
250
“CHAPI-LIX”, RESULTADOS EN LIXIVIACION INDUSTRIAL Item
Unida d
Peso seco
tms
17996
Peso húmedo
tmh
19561
Humedad
%
8.00
Ratio Acido Aglomeración
kg/tm
7.26
Altura de módulo
m
3.00
Area de la corona
m2
4813
Inicio de Riego
% , 0.8 e r 0.7 b o 0.6 C0.5 e d 0.4 n 0.3 ó i 0.2 c u 0.1 b i r t 0.0 s i D
Magnitud
05-abr-10
Tiempo de Lixiviación
d
Ley de cobre total
%
70
Ley de cobre soluble acido
%
0.18
Indice solubilidad en acido
%
28.56
Tasa de Riego
L/h/m2
10.00
0.65
Atacamita Chalcopirita Covelita Calcocita Pad1A
Columna
Cabeza
Ripio
100.00 Recuperación de cobre total
90.00
Recuperación de cobre soluble en acido Concentrac ion de cobre en PLS
80.00 70.00
, n ó i c a r e p u c e R
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 1
6
11
16
21
26
31
36
41
Tiempo, d
46
51
56
61
66
“CHAPI-LIX”, CONTROL DE IMPUREZAS, PLANTA DE SX - EW Concentración de fierro en electrolito 7000 6000 m p p , n ó i c a r t n e c n o C
5000 4000 3000 2000 1000 0 -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Fecha Concentración de Manganeso en Electrolito
Concentración de c loruro en electrolito
450
80
400
70
350 m p p , n ó i c a r t n e c n o C
60
m p p , n ó i c a r t n e c n o C
300
50
250
40
200 150
30
100
20
50
10
0 13-Dic
02-Ene
22-Ene 11-Feb
03-Mar
23-Mar
Fecha
12-Abr 02-May 22-May
11-Jun
01-Jul
0 13-Dic
02-Ene 22-Ene 11-Feb 03-Mar
23-Mar 12-Abr 02-May 22-May 11-Jun
Fecha
01-Jul
QUIMICA Y TERMODINAMICA DEL PROCESO Eh (Volts ) 2.0
Cu - Cl - H2O - S ystem at 25.00 C
1.8 Cu(+2a) Cu O
1.6 1.4 1.2 CuCl(+a)
1.0
CuCl2*3Cu(OH)2
0.8 . 0.4 CuCl
0.2 Cu
Cu2O
H 2 O L i mi t s
0.0 0
1
2
3
4
5
C:\HS C5\EpH\CuCl25.ie p
ELEMENTS Cu Cl
6
7 pH
Molality 1.000E+00 1.000E+00
Pressure 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 100 90 80
% , n o i c a r e p u c e R
70 60 50 40 30
Lixiviacion Bact eriana
20
Proceso Chapi
10 0 0
30
60
90
120 Tiempo, d
150
180
210
240
“CHAPI-LIX”, LIDERAZGO EN COSTO.
“CHAPI-LIX” , TECNOLOGIA LIMPIA DE MENOR COSTO
“CHAPI-LIX”, FODA. 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. Ausencia de polución y emisión de gases lo que reduce un impacto ambiental. Formación de operadores en nuevo proceso . ANALISIS EXTERNO: OPORTUNIDADES: Desarrollo de un nuevo proceso. Incrementar conocimiento y experiencia. Reconocimiento. Alta demanda actual del cobre.
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.
AMENAZAS: Mineralogía del mineral. Desabastecimiento de insumos críticos. Demanda y rotación del personal.
“CHAPI-LIX”, FODA. 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 de solución fueron revestidos por 4RC Chesterton para evitar la corrosión pitting por el alto contenido de cloro. •En un futuro próximo se tiene la implementación de equipos y accesorios de HASTELLOY C el cual es resistente a la corrosión pitting.
REPORTE DE CALIDAD DEL PRODUCTO FINAL
ESQUEMA DE PROCESOS
SAL CHANCADO
SX
EW
AGLOMERADO
LIXIVIACION
CATODOS DE COBRE
QUIMICA Y TERMODINAMICA DEL PROCESO 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. u
+ Fe+ 2CuCl +
+
+
u +
1/2O2 +
2H+ →
+ Fe+ 2CuCl+
+ +
H2O
El complejo cloruro de cobre debe ser oxidado para dar los complejos de cobre según la reacción: Continuando de esta manera la disolución de los sulfuros, por lo tanto, el sistema de lixiviación requiere la inyección de oxígeno o presencia de iones férrico para oxidar los productos 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 .
