CURSO: PROCESAMIENTO DE MINERALES DE ADSORCION –PRECIPITACION - FUNDICION Y REFINACION DEL ORO
PROCESO DE RECUPERACION ORO CON CARBON ACTIVADO
CONTENIDO 1.- MARCO TEORICO DE LA ADSORCION 2.- PROPIEDADES DEL CARBON 3.- VARIABLES DE OPERACIÓN EN LA ADSORCION 4. TERMODINAMICA Y CINETICA DEL PROCESO DE ADSORCION 5.- PROCESOS OPERATIVOS DE ADSORCION:CIC-CIP-CIL 6.- APLICACIONES DEL ISOTERMA FREUNDLICH EN CIRCUITO CIC 7.- CARBON FINO EN LAS ETAPAS DE ADSORCION Y DESORCION 8.- MARCO TEORICO DE LA DESORCION Y ELECTRODEPOSICION ORO 9.- PROCESOS DE DESORCION ZADRA PRESURIZADO Y A.R.R.L 10.- REGENERACION QUIMICA Y TERMICA DEL CARBON
MARCO TEORICO DE LA ADSORCION
TEORÍA DE LA ADSORCION
TIPOS DE ADSORBENTES INDUSTRIALES
TIPOS DE ADSORCION
ADSORCION POR INTERCAMBIO: POTENCIAL DE CARGA CERO
TEORÍA DE LA ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO
TEORÍA DE LA ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO Es el proceso en donde el compuesto aurocianuro, en forma de ion queda en las estructuras y microestructuras (aberturas) de carbon absorbidos. La adsorción es el proceso mediante el cual las moléculas de los fluidos se adhieren a la superficie por fuerzas químicas o físicas (o una combinación de ambas). En la adsorción física, las fuerzas van der waals de bajo nivel dejan las impurezas en la superficie del carbón. En la adsorcion química utilizando carbones impregnados, las fuerzas son relativamente fuertes y ocurren en los lugares impregnados de la superficie. La adsorción física predomina cuando se utilizan carbones activados en la purificación de agua, y la eficiencia del carbón dependerá de su superficie disponible. La adsorción de elementos disueltos es compleja, porque en muchos casos la impureza sólidas y elementos disueltos tienen afinidad por la superficie carbonosa.
ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO
REPRESENTACION DE LA ADSORCION POR CARBON ACTIVO
TEORÍA DE LA ADSORCION DEL ORO EN EL CARBON Ion cianuro de oro Ion Sodio
SUPERFICIE DEL CARBON ACTIVADO
Ion Cianuro Molécula de agua
1.El Au(CN)2- adsorbe sobre intersticios del carbón activado. 2.El Na+ y Ca2+ son solo adsorbidos cuando el Au(CN)2- esta presente. Así probablemente son adsorbidos en la capa difusa 3.Cuando esta presente el Au(CN)2- adicional puede ser adsorbido en la capa difusa 4.El cianuro libre compite por los intersticios con el Au(CN)2-
ECUACIONES DE ADSORCION Y DESORCION DEL ORO –CARBON ACTIVADO
ADSORCION DEL AU-CARBON ACTIVADO
2 Au CN 2 Ca 2 Ccarbón Ca C Au CN
2 2
DESORCION DEL AU-CARBON ACTIVADO
C - Au CN 2 n nNaCN - nNa
n Au CN 2
C
MECANISMO DE ADSORCION DEL ORO EN EL CARBON ACTIVADO
Proceso por el cual las moléculas de la fase Líquida o gaseosa se adhieren a la superficie del carbón activado, tanto las superficies geométricas externas superficie interna de los capilares, las grietas y los intersticios. La adherencia es gobernada por una atracción electro-química. • Mecanismo 1: como aurocianuro Au(CN)2-, mediante fuerzas de Van der Walls. originan dipolos en el ión complejo. • Mecanismo 2: ión Au(CN)2- es reducido sobre C.A. como oro metálico dentro de la estructura del poro. Existe mucha controversia y confusión respecto del mecanismo por el cual el carbón activado se carga con Au(CN)2- . Por su gran superficie específica y sus características químicas, el carbón activado es capaz de adsorber al oro presente en solución, según mecanismos diversos, pero en los cuales predominaría la adsorción en asociación con un catión metálico tal como el Ca2+: Tiempo T= t
Concentracion en fase líquida (C)
Concentracion en fase sólida (q)
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION El carbón cuando se contacta con una solución que contiene iones metálicos cianurados, adsorberá estos iones hasta alcanzar un cierto equilibrio entre la concentración de la especie adsorbida en el carbón y la que permanece en solución.
Superfície del carbon activado
Sítios de adsorcion Moléculas de Aurocianuro
CAPACIDAD DE CARGA EN EL CARBON: ANIONES VS CATIONES PRESENCIA DE IONES EN LA SOLUCION La capacidad de carga se incrementa con el incremento de cationes en solución Ca+2 > Mg+2 > H+ > Li+ > Na+ > K+
El complejo aurocianuro de calcio es el que más fuerte se adhiere al carbón y el de potacio es el más débil La capacidad de carga decrece con el incremento en la concentración de aniones en la solución en el siguiente orden: CN- > S-2 > SCN- > SO3-2 > OH- > Cl- > NO3-
El CN- compite fuertemente para adsorberse en sitios activos del carbón. Los cationes Ca2+,Mg2+ y Na+, son absorbidos en presencia de Au(CN) -2,no asi en ausencia de Au(CN)2-. La adsorcion del Ca2+,Mg2+ y Na+ aumenta con el incremento del PH y disminuye para el Au(CN)2- .
EFECTO DE LA CONCENTRACION DEL Ca 2+ y Na2+EN LA ADSORCION DEL ORO
CAPACIDAD DE CARGA EN EL CARBON: ANIONES VS CATIONES
ACCION DE LOS IONES MERCURIO Hg(CN)2 se adsorbe fuertemente, tal como lo hacen los complejos aniónicos Au(CN)2- Ag(CN)2-.
ACCION DE LOS IONES COBRE La adsorción se incrementa a medida que el valor del pH y la concentración del cianuro libre son más bajos. Ej. La carga se incrementa como el grado de coordinación y la carga en el complejo aniónico decrece en el siguiente orden: Cu(CN)2- > Cu(CN)32- > Cu(CN) 43-
La capacidad del carbón activado de adsorber varios complejos de oro sigue la siguiente secuencia: AuCl4- >Au(CN)2->Au(SCN)2-> Au[CS(NH2) 2] 2+ > Au(S2O3)23
ADSORCION SELECTIVA DE LOS COMPLEJOS CIANURADOS DE ORO Y PLATA
PROPIEDADES DEL CARBON ACTIVADO
CARBÓN ACTIVADO • El carbón activado es un carbón con una gran área superficial ( > 1000 m2/g ) debido a una estructura íntimamente porosa al cual se le han eliminado las sustancias volátiles y destruidos algunos enlaces moleculares. • Se fabrica calentando materiales orgánicos (carbón de madera, pepa de melocotón, cascara de coco, etc.) hasta temperaturas de 700 – 1000 °C en una atmosfera controlada, de vapor de agua, dióxido de carbono y/o oxigeno, eliminando los enlaces débiles. • Se utiliza ampliamente en la industria para remover color, olor, sabor de una infinidad de productos, y en la minería para recuperación de oro. • Como producto final puede ser granular, peletizado o en polvo
CARBÓN ACTIVADO
ESTRUCTURA DEL CARBÓN ACTIVADO Estructura del grafito
Estructura del carbón activado
Nota. La estructura del carbón activado es similar al de grafito, con la diferencia que se presentan mayor cantidad de espacios vacíos.
POROSIDAD EN LA ESTRUCTURA DEL CARBON ACTIVADO La adsorción por un sólido, es la captación de moléculas desde la fase líquida por la superficie del sólido. El carbón activado es un producto que posee una estructura cristalina reticular similar a la del grafito; es en extremo poroso y puede llegar a desarrollar grandes áreas superficiales.
ESTRUCTURA DEL CARBÓN ACTIVADO
26
PROPIEDADES DEL CARBON - ADSORCION DE ORO Área especifica total, m2/g
1.150 – 1.250
Tamaño de partículas, g/cm3
1.18 – 2.36
Densidad de partícula, g/cm3
0.80 – 0.85
Densidad real, g/cm3
Densidad aparente en lecho, g/cm3 Diámetro equivalente de poros Å Volumen de poros en las partículas, cm3/g Factor de huecos en el lecho relleno, %
Calor especifico, kcal/kg/°C Contenido de ceniza, %
2.0 – 2.2
0.45 – 0.48 >10 / <10.000 0.70 – 0.80 38 - 42
0.20 – 0.25 2–4
CARACTERISTICAS DEL CARBON ACTIVADO
CINETICA DE ADSORCION DEL ORO
CARBON B A 2000 AUMENTOS
EFICIENCIA DEL CARBON ACTIVADO CURVAS DE VELOCIDAD DE ADSORCION-CALGON GRC20 (M 6X12) 100 90 80
% Au EN EL CARBON
70
CARBON NUEVO GRC-20
90,57%
60 CARBON 2DO. USO GRC-20
50
58,55%
40 CARBON 3ER. USO GRC-20
30
34,72%
20 CARBON AGOTADO GRC-20
10
18,05% 0 0
2
4 TIEMP0 (Hr)
6
8
10
MINERAL CARBONACEO ORO- CAPACIDAD MAXIMA DE CARGA
VARIABLES OPERACIONALES EN LA ADSORCION CON CARBON
FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DE ADSORCION
FACTORES FISICOS Y QUIMICOS QUE AFECTAN LA ADSORCION
EFECTO DEL PH Y LA FUERZA IONICA EN LA ADSORCION DEL ORO
EFECTO DE LA CONCENTRACION DEL Ca 2+ y Na2+EN LA ADSORCION DEL ORO
EFECTO DE LA CONC. DE CNNa Y TEMPERATURA EN LA ADSORCION DEL ORO
EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA ADSORCION DEL ORO
EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA ADSORCION DEL ORO
EFECTO DEL TAMAÑO DE PARTICULA DEL CARBON EN LA ADSORCION DEL ORO En la siguiente figura se observa el efecto del tamaño de partícula del carbón activado con respecto a la cinética de adsorción de oro para un carbón que tiene la misma área superficial, es aparente que para el caso de partículas pequeñas el rate de adsorción es bastante alto en comparación con las partículas grandes.
EFECTO DEL AREA ESPECIFICA DEL CARBON EN LA CINETICA DE CARGA DEL ORO
EFECTO DE LA REGENERACION DEL CARBON EN LA CARGA DEL ORO CURVAS DE VELOCIDAD DE ADSORCION-CALGON GRC20 (M 6X12) 100 90 80
% Au EN EL CARBON
70
CARBON NUEVO GRC-20
90,57%
60 CARBON 2DO. USO GRC-20
50
58,55%
40 CARBON 3ER. USO GRC-20
30
34,72%
20 CARBON AGOTADO GRC-20
10
18,05% 0 0
2
4 TIEMP0 (Hr)
6
8
10
EFECTO DEL RATIO CN/CU EN LA CARGA DEL ORO Y DEL COBRE
EFECTO DE LA CONCENTRACION DEL ORO EN LA CARGA DEL ORO EN EL CARBON
EFECTO DE LA VELOCIDAD DE AGITACION Y DENSIDAD DE PULPA EN LA CARGA DEL ORO
EFECTO DE LAS ARCILLAS EN LA ADSORCION DEL Au y Ag EN CARBON
TERMODINAMICA Y CINETICA DE ADSORCION CON CARBON
CINETICA DE ADSORCION DE ORO EN CARBON ACTIVADO
CINETICA DE ADSORCION DE ORO EN CARBON ACTIVADO
ISOTERMA DE ADSORCION
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION El carbón cuando se contacta con una solución que contiene iones metálicos cianurados, adsorberá estos iones hasta alcanzar un cierto equilibrio entre la concentración de la especie adsorbida en el carbón y la que permanece en solución.
Superfície del carbon activado
Sítios de adsorcion Moléculas de Aurocianuro
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION AU -CARBON
Tiempo T= t Concentracion en fase líquida (C)
• q Es la concentración del oro en el carbón y se expresa g Au / TM, mg Au / g CA • C Es la concentración del oro en solución y se expresa g Au/m3, mg Au / L
Concentracion en fase sólida (q)
Así se pueden preparar graficas conocidas como isotermas de Lagmiur y Freundlich.
ISOTERMAS DE ADSORCION
ISOTERMAS DE ADSORCION: CLASIFICACION POR BRUNAUER
ISOTERMA DE LANGMUIR: ADSORCION EN UNA SOLA CAPA
ISOTERMAS DE ADSORCION DE LANGMUIR
q
qmax K L * C 1 KL *C
q = g Au / TMC q máx. = Cantidad máxima de oro cargado sobre el carbón C = g Au / m3 KL = Constante de Langmuir.
1 1 1 q q qmax max * K L
1 * C
Para encontrar q máx. se grafica 1 / C versus 1 / q
ISOTERMA DE LANGMUIR :REACCIONES AGUA-SUPERFICIE
ISOTERMA DE FREUNDLICH
log q
log K F
1 * log C n
X = Cantidad de sustancia adsorbida ( mg, g.) M = Peso del carbón que se requiere para adsorber X unidades ( g, kg, TM ) C = Concentración de Au ( g Au / m3 = mg Au / L, ppm ) Kf , n = Constantes del sistema de adsorción
Para encontrar Kf y n, se grafica Log q versus Log C
ISOTERMA DE FREUNDLICH
CINÉTICA DE ADSORCIÓN : ECUACION NICOL-FLEMING • La velocidad de adsorción de oro sobre el carbón disminuye exponencialmente con el tiempo Δ (Au)C = k (Au)stn
Δ( Au)c = Concentración de oro en el carbon (mg/lt) (Au)s = Concentración en la solución (mg/lt) k,n = constante de velocidad k,n = f (pH, fuerza iónica, ensuciamiento del carbón) t=tiempo(hr)
TEST DE CINÉTICA DE ADSORCIÓN DEL ORO CON CARBON
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE LANGMUIR EN COLUMNAS DE ADSORCION
Dias 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C (mgAu/L) 2.93 1.93 1.26 1.18 1.01 0.73 0.59 0.41 0.29 0.25
Real q(kgAu/TMCA) 3.04 2.00 1.32 1.10 0.94 0.64 0.56 0.41 0.26 0.22
1/C 0.34 0.52 0.79 0.85 0.99 1.37 1.69 2.44 3.45 4.00
1/q 0.33 0.50 0.76 0.91 1.06 1.57 1.80 2.45 3.82 4.50
Estimado q(kgAu/TMCA) 2.83 1.86 1.22 1.14 0.98 0.71 0.57 0.40 0.28 0.24 5.00 4.50
q = (12.66 ). (0.07028)C /( 1- 0.07028.C) gr Au gr Au
1 / q ( mg Au / g C.A )
Para = Para =
Capacidad de carga en el equilibrio 0.100 ppm qe= 96.60 0.015 ppm qe= 14.49
y = 1.124x - 0.079 R² = 0.996
4.00 3.50 3.00
1/qe
2.50
Lineal (1/qe)
2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00
1.00
2.00
3.00
1/ C ( mg Au /L )
4.00
5.00 62
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN COLUMNAS DE ADSORCION Dias 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
X(gr Au) gr Au Cargado 6076 3997 2643 2193 1885 1274 1113 817 524 444
Peso TM CA Carbon ( M ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Real X/M gr Au /TM CA 3038 1998 1322 1097 942 637 556 408 262 222
C (Au mg/L) Au Sol. mg/L 2.93 1.93 1.26 1.18 1.01 0.73 0.59 0.41 0.29 0.25
Log ( C )
Log (X/M)
0.467 0.286 0.100 0.072 0.004 -0.137 -0.229 -0.387 -0.538 -0.602
3.483 3.301 3.121 3.040 2.974 2.804 2.745 2.611 2.418 2.346
Estimado X/M gr Au /TM CA 3013 1939 1236 1153 979 694 555 378 262 224
1.056
q = X/M = 968C Para = Para =
Capacidad de carga en el equilibrio 0.100 ppm qe= 0.015 ppm qe=
85.11 11.48
gr Au gr Au
63
CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE CARBON POBRE CAPACIDAD DE ADSORCION CARBON POBRE ECUACION FREUNDLICH ECUACION FREUNDLICH LINEALIZADA
X K .C M
1 X log logK logC n M
1 n
Donde: M: Masa de carbon (gr)
V: volumne de la solucion
X= (Co-C).V
K: Cte. expresada como la capacidad de carga cuando C=1 (gr Au/Kg C*)
Co: concentracion inicial de la solucion sintetica (mg/lt)
1/n: constante tipico para cada carbon
C: concentracion residual de oro (mg/lt)
Volumen solucion Rica Tiempo de Agitacion Masa Carbon (g)
Conc. Final Au (ppm)
M
DATOS DE LA PRUEBA Litros Concentracion Inicial Au Minutos Concentracion Inicial Ag
1 120 Conc. Final Ag (ppm)
ppm ppm
5.600 <0,005
X
Y
X2
X*Y
1.4
C
log C
Log (X/M)
log C*log C
log C*Log(X/M)
1.2
0.05411
4.800
0.6812
1.1699
0.464
0.797
1.0
0.13300
4.000
0.6021
1.0803
0.362
0.650
0.8
Series1
0.30000
2.960
0.4713
0.9445
0.222
0.445
2.704
0.4320
0.8597
0.187
0.371
0.6
Lineal (Series1)
0.40000 0.50000
2.320
0.3655
0.8169
0.134
0.299
y = 1.1481x + 0.3882 R² = 0.9897
0.4
0.2 0.0 0.0 2.5520876
b=
0.3882327
4.8712
K=
1.3689
2.445
0.2
0.4
0.6
0.8
2.562
RESULTADOS gr Au/KgC
64
CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE CARBON REGENERADO CAPACIDAD DE ADSORCION REACTIVACION QUIMICA ECUACION FREUNDLICH ECUACION FREUNDLICH LINEALIZADA
X K .C M
1 X log logK logC n M
1 n
Donde: M: Masa de carbon (gr)
V: volumne de la solucion
X= (Co-C).V
K: Cte. expresada como la capacidad de carga cuando C=1 (gr Au/Kg C*)
Co: concentracion inicial de la solucion sintetica (mg/lt)
1/n: constante tipico para cada carbon
C: concentracion residual de oro (mg/lt)
Volumen solucion Rica Tiempo de Agitacion Masa Carbon (g)
Conc. Final Au (ppm)
M
C
DATOS DE LA PRUEBA Litros Concentracion Inicial Au Minutos Concentracion Inicial Ag
1 120 Conc. Final Ag (ppm)
X
Y
X2
X*Y
log C
Log (X/M)
log C*log C
log C*Log(X/M)
ppm ppm
5.600 <0,005
1.4
y = 0.9706x + 0.6974 R² = 0.9882
1.2 1.0
0.10043
3.744
0.5733
1.2667
0.329
0.726
0.20026
2.912
0.4642
1.1278
0.215
0.524
0.27000
2.432
0.3860
1.0694
0.149
0.40081
1.840
0.2648
0.9722
1.640
0.2148
0.8982
0.50065
0.8
Series1
0.413
0.6
Lineal (Series1)
0.070
0.257
0.4
0.046
0.193 0.2 0.0 0.0
1.9031525
b=
0.6974216
5.3344
K=
0.8094
2.113
4.982
RESULTADOS gr Au/KgC
0.2
0.4
0.6
0.8
CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE CARBON POBRE Y REACTIVADO QUIMICAMENTE
PROCESOS DE ADSORCION CON CARBON:CIC-CIP-CIL EN PLANTAS
PROCESOS DE RECUPERACION DE ORO-SOLUCIONES PREGNANT Cementación polvo de ZINC
Adsorción Intercambio carbón Activado iónico (Resina)
Solventes orgánicos
Electro deposición
Soluciones ricas pequeños volúmenes de solución, contienen gran cantidad de plata
Grandes volúmenes de soluciones de baja ley conteniendo principalmente oro. Aplicado en CIP, CIC, CIL
Similar al de resinas. Problemas de perdida de solvente orgánico. Aplicado en SIP
Adecuada para pequeños volúmenes de soluciones ricas.
Altas cargas de metales preciosos. Nueva tecnología Aplicado en RIP, RIC
LA TECNICA DE ADSORCION CON CARBON NO SE APLICA PARA:
PROCESO CIC (CARBON EN COLUMNA)
69
PLANTA PROCESO ADR : CIC
CIRCUITO DE COLUMNAS DE CARBON(CIC) EN CASCADA
Base de las columnas, tapones de burbujeo que mantienen el carbón en suspencion
71
CIRCUITO DE COLUMNAS DE CARBON(CIC) EN CASCADA
CIRCUITO DE COLUMNAS DE CARBON(CIC)-LECHO FLUIDIZADO
Base de las columnas, tapones de burbujeo que mantienen el carbón en suspención
73
COLUMNA DE ADSORCION CERRADO(HORIZONTAL)-PARTES
Sistema de Adsorción en Columnas (CIC) Cía. Minera Santa Rosa
FLUJO TOTAL USADO EN COMARSA ACTUALMENTE.
1,200 M3/HR. Ley Pregnant : 0.6 ppm Au Capacidad de Flujo: 160 m3/h Ley carbón : 2.0 Kg Au /TM Eficiencia : 98 %
PLANTA HIDROMETALURGICA (ADR) – COMARSA: 25,000 TMPD
CIRCUITO DE ADSORCION CIC – PLANTA COMARSA CIRCUITO DE ADSORCION CIC PLANTA ADR - 465 M3/Hr. MINERA COMARSA DIAMETRO = 1.20 m. ALTURA = 3.00 m.
SOLUCION PREGNA NT
1
2
4
3
5
300 GPM SOLUCION B A RREN
DSM 20 Mesh
DIAMETRO = 1.90 m. ALTURA = 3.00 m.
SOLUCION PREGNA NT
6
7
8
9 V A LV ULA M A RIPOSA DE6 "
550 GPM SOLUCION B A RREN
M A NOM ETRO DE (0 - 6 0 ) PSI
DSM 20 Mesh
DIAMETRO = 1.90 m. ALTURA = 3.00 m.
SOLUCION PREGNA NT
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
600 GPM SOLUCION B A RREN
DSM 20 Mesh
DIAMETRO = 1.90 m. ALTURA = 3.00 m.
SOLUCION PREGNA NT
600 GPM SOLUCION B A RREN
DSM 20 Mesh
CIRCUITO DE ADSORCION CIC – PLANTA COMARSA NUMERO DE COLUMNAS
CAPACIDAD POR COLUMNA
CAPACIDAD POR CIRCUITOS
FLUJO EN LOS CIRCUITOS
C1
5
1000
5000
300
C2
4
2000
8000
550
C3
5
2000
10000
600
C4
5
2000
10000
600
TOTAL
19
33000
2050
NUMERO DE CIRCUITO
EFICIENCIAS DEL CIRCUITO DE ADSORCION 2 350000 1.8 300000 250000 1.4
200000
1.2
150000
1
100000
0.8
50000
0.6
0 Ene Feb Mar Abr May Jun
Jul
Ago Sep Oct
Nov Dic
Meses Ley Au
Eficiencia
Volumen
Ene Feb Mar Abr
Volumen (M3)
1.6
PARAMETROS DE OPERACIÓN PLANTA ADR COMARSA Parámetros Flujo promedio SRL por Circuito Ley Oro SRL
Nominal
Unid
Carbón en Columna
m 3/h
175
mg Au/L
0,65
Dirección del Flujo SRL Flujo Estimado Volumétrico
Flujo ascendente BV/h 3
2
50
m /m h
60
Número de Columnas por Circuito
No.
5
Numéro de Circuitos
No.
2
gr Au/ton
4000
Velocidad Especifica
Carga de oro en el Carbón Tipo de Desorción Tamaño de Carga de Desorción Frecuencia de Desorción
atmosferica ton.secas
2,0
días
1
Dirección del Flujo de Desorción Tiempo del Ciclo de la Desorción No. de celdas de Electrodeposición
Flujo ascendente hr
18
No.
2
Configuración de Celdas Tamaños de Celdas Número de Cátodos
Paralelo mm
800 x 850 16
PLANTAS DE CARBON (CIC) EN MINERA YANACOCHA Total
Norte
Pampa Larga
5,100
2,000
2,000
9,100
Ley soluciòn rica (g/m3)
1.1
1.4
0.3
0.82
Recuperaciòn
(%)
97.7
96.2
92.3
96.3
Au producido
(onz/dia)
4,300
1,900
450
6,650
Costo
($/onz)
3.34
6.18
4.43
4.23
Flujo tratado
(m3/hr)
La Quinua
Yanacocha
PROCESO RECUPERACION CON CARBON: CIC Y MERRILL CROWE
CIC
Chancado & Aglomeracion
Hooper
PAD
Filtro Clarificador Fundi cion
Poza Lodos al Pad
Cono de Zn
FeCl3
A Medio Ambiente
Lodos al Pad
NaSH
Cl
Retortas 700°C
PROCESO CON CARBON ACTIVADO-MINERA YANACOCHA Carbon nuevo i/o regenerado (6x12)
Solucion Barren
Solucion de Recirculacion
Adsorcion 1,228 m3/dia
Al PAD 0.04 gr Au/m3
1 gr Au / m3
Carbon pregnant
Cianuro
Desorción
500 ppm
44 psi 124 ° C
Solucion Rica al Merrill Crowe
170 gr Au/m3 Soda Caustica 10%
13 m3/hr
PLANTA ADR – YANACOCHA NORTE
PLANTA CIC – YANACOCHA NORTE
PLANTA YANACOCHA NORTE- PROCESO CIC PARAMETROS OPERATIVOS
BARREN ALTO EN EL CIRCUITO INTEGRAL CIC-YANACOCHA NORTE
CIRCUITO DE ADSORCION DEL CARBON (CIC): PLANTA PAMPA LARGA
CIRCUITO DE ADSORCION DEL CARBON (CIC) : PAMPA LARGA
PLANTA PAMPA LARGA- CIRCUITO CIC PARAMETROS OPERATIVOS
FLUJO TRATADO BAJO EN EL CIRCUITO INTEGRAL PAMPA LARGA
CIRCUITO DE ADSORCION DEL CARBON (CIC): PLANTA LA QUINUA
PLANTA LA QUINUA –PROCESO CIC (PARAMETROS OPERATIVOS)
BARREN ALTO EN EL CIRCUITO Nro. 2 CIC - LA QUINUA
REDUCCION DEL BARREN ALTO - CIRCUITO Nro. 2 CIC LA QUINUA
CARGUIO DEL ORO EN EL CARBON – LA QUINUA
PLANTA HEAP LEACHING - CIC PUCAMARCA: 860 m3/h ROMPEDOR DE BANCOS
MINA
CHANACDORA GIRATORIA 48 " x 74 "
APRON FEEDER
STOCK PILE
SILOS DE
CIANURO DE SODIO HIDROXIDO DE SODIO
PAD DE LIXIVIACION
FAJA TRANSPORTADORA N º1
ADSORCION 5 TANQUES DE 6 Ton CARBON / TANQUE
60 Ton
60 Ton
03 ALIMENTADORES VIBRATORIOS
TK PREPARACION CIANURO
DSM MESH 35
FAJA TRANSPORTADORA N º 3
ANTICRUSTANTE
ORE BIN 200 Ton
ANTICRUSTANTE
POZA PLS 30,000 m3
DSM MESH 35
02 BOMBAS SUMERGIBLES DE 60 HP ACIDO CLORHIDRICO HIDROXIDO DE SODIO
COLUMNA LAVADO ACIDO 3 TON
POZA GE 90,000 m3 GASES TRATADOS
TK BARREN 760 m3
02 BOMBAS VERTICALES 1250 HP TK DE PASO
01 BOMBA SUMERGIBLE DE 60 HP
CARBON DE DESORCION SCRUBBER
CALENTADORES ELECTRICOS
C2
ZARANDA MALLA 20
REACTORES DE DESORICON DE 3 TON CADA UNO
CARBON FINO
INTERCAMBIADOR DE CALOR
C1
ZARANDA MALLA 20
HORNO ELECTRICO
CAMPANA RETORTA FILTRO PRENSA CELDAS ELECTROLITICAS
TK ELUSION
CARBON FINO
MEZCLADOR
FILTRO PRENSA
CEMENTO ELECTROLITICO
BOMBAS ELUSION
TK DE PASO
TK CARBON CARBON FINO
TK CARBON SELECCIONADO CARBON A LOS TANQUES
CARBON FINO
B3
HORNO ELECTRICO
ENFRIADOR DORE
96
DIAGRAMA DE FLUJO PLANTA DE PROCESOS PUCAMARCA 13700 TMSPD DIBUJADO : Ing. RICHARD CORSINO GUERRERO REVISADO : Ing. HERLY ALCAZAR DEL CARPIO
PLANTA PUCAMARCA:CIRCUITO CIC-BARREN-DESORCION
CIRCUITO CIC PUCAMARCA : TRANSVASE CARBON-ZARANDEO CARBON ATRICION-FILTRADO CARBON FINO
BALANCE METALURGICO PLANTA PUCAMARCA
PLANTA LA ZANJA: 550 m3/h
PLANTA LA ZANJA : CIRCUITO ADSORCION
BALANCE METALURGICO –PLANTA LA ZANJA
Producto
Peso TMS
Cabeza
Solución Rica (m3)
Leyes (g/t) Au
Ag
Au
Ag
Contenido (onzas) Au
Ag
Au
Ag
822,055
0.554
7.435
455.32
6,112.04
14,638.90
196,506.6
100.0
100.0
2,539
116.038
432.013
294.61
1,096.86
9,472.02
35,264.8
64.7
17.9
288.17
1,067.46
9,264.73
34,319.7
97.8
97.3
167.16
5,044.58
5,374.18
162,186.9
36.7
82.5
Recuperación Total :
63.3
17.5
Doré
Residuo General
Contenido (Kilos)
Distribución (%)
822,054
0.203
6.137
PLANTA LA ZANJA- EFICIENCIA ADSORCION ORO EFICIENCIA DE ADSORCIÓN DEL Au %Eff
Sol. Rica Au
Sol. Barren Au
0.80
96.00
0.70
94.00
0.60
92.00 90.00
0.50
88.00
0.40
86.00
0.30
84.00
0.20
82.00
0.10
80.00
0.00
78.00 1
Mes 2011 2012 Enero Febrero Marzo Abril Mayo
3
5
7
9
11
13
Solución Rica (ppm) Au Ag 0.47 3.98 0.35 0.33 0.37 0.45 0.41
3.95 3.48 3.27 3.08 2.89
15
17
19
21
23
25
Solución Pobre (ppm) Au Ag 0.08 2.75 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05
2.66 2.27 1.95 1.68 1.62
27
29
31
% Eficiencia Au Ag 82.0% 30.9% 82.9% 81.8% 82.8% 88.0% 88.5%
32.7% 34.8% 40.6% 45.5% 43.9%
PLANTA LA ZANJA- CUADRO CONSUMO DE REACTIVOS
PLANTA LAGUNAS NORTE : CIC
MINERAL CARBONACEO ORO- BALANCE METALURGICO PLANTA LAGUNAS NORTE-CIC
PROCESO CIP DIAGRAMA DEL PROCESO CIP CARBON EN PULPA MINERAL
MOLIENDA CAL CIANURO
RESIDUO
CIANURACION
ADSORCION CIP
DESORCION DE CARBON
REGENERACION
LAVADO ACIDO
SOLUCION ELECTROLISIS
FUNDICION
DORE
RECUPERACION DE ORO CON CARBON ACTIVADO PROCESO CIP(CARBON EN PULPA)
108
PLANTA DE ANTAPITE : CARBON EN PULPA
BALANCE DE CIANURACION Y ADSORCION CIANURACION DE ORO Y PLATA TIEMPO Horas 0 24 48 72 96
LEYES (Gr/TM) Au Ag 12.59 38.38 1.58 22.18 1.28 18.52 1.13 15.00 1.05 12.53
Fuerza de cianuro PH Temperatura
DISOLUCION (%) Au Ag 87.45 42.21 89.83 51.74 91.02 60.92 91.64 67.35
500 ppm. 10.2 20 Grados Celsius
ADSORCION CON CARBON ACTIVADO Nro. CARGA DE CARBON Tanque Au (g/t) Ag (g/t) Alim. 1 6,842.77 13,063.47 2 4,603.32 11,072.85 3 2,021.73 8,864.50 4 964.21 5,878.56 5 653.17 3,328.07 6 217.72 1,244.14 Recuperación en adsorción (%) : Concentración de carbón :
LEY SOLUCION Au (g/m3) Ag (g/m3) 7.72 21.17 3.84 16.19 1.24 13.18 0.48 8.95 0.44 5.65 0.23 4.15 0.12 3.63 98.6 80.3 30 Gr/lt.
CINETICA DE CIANURACION: PLANTA CIP ANTAPITE
Cinética de Disolución (Cianuración en Tanques)
% Disolución
100 90 80
86.35 76.22
70 60 50 40 30
91.85
94.02
70.23
71.95
62.96 53.50
20 10 0
0 0
10
20
30
40
Tiempo (Horas) Au
Ag
50
60
CINETICA DE ADSORCION: PLANTA CIP ANTAPITE
Cción. Solución (g/m3)
Cinética de Adsorción 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
2
4
6
8
10
Tiempo (Hrs) Au
Ag
Cinética de Adsorción 18
Cción. Solución (g/m3)
16 14 12
Au
10
Ag
8
Cu
6
Fe
4 2 0 0
1
2
3
4 Horas
5
6
7
8
PLANTA CRUCITAS (MEXICO)- PROCESO CIP
CIRCUITO SERIE (CIP) VOLUMEN DE ADSORCION 254.03 m3_ 27.24
2
TOTAL CARBÓN 6920 Kg.
TIEMPO DE ADSORCION 11.17 Hrs.
3
4
5
6
C-1
C-2
C-3
C-4
7 C-5
FLUJO 22.75 m3/Hr.
12
B-III
C-4
FLUJO 22.75 m3/Hr.
O/F
8
9
10 C-2
FLUJO 22.75 m3/Hr.
11 13
C-3
C-1
1
TANQUES DE LIXIVIACION TK 1 Y TK 2-TK9 COSECHA
B-IV
C-5
PROCESO CIL DIAGRAMA DEL PROCESO CIL CARBON IN LEACH MINERAL
MOLIENDA CAL CIANURO RESIDUO
CARBON IN-LEACH
REGENERACION
DESORCION DE CARBON
LAVADO ACIDO
SOLUCION ELECTROLISIS
FUNDICION
DORE
PROCESO CIL (CARBON EN LIXIVIACION)
PLANTA DE PROCESOS ORCOPAMPA (CIL)
CIRCUITO CIL ORCOPAMPA – U/F ESPESADOR (O/F MOLIENDA)
PLANTA HIDRO –ADR : 7,000 TMPD (BALANCE)
APLICACIÓNES DEL ISOTERMA DE FREUNDLICH EN CIRCUITO DE ADSORCION - PROCESO CIC
APLICACIÓN DE ISOTERMAS DE FREUNDLICH EN MINA QUICAY - CERRO DE PASCO CIRCUITOS DE ADSORCIÓN CIC PLANTA ADR - 520 m3 / hr. CIRCUITO N ° 1
SOLUCIÓN PREGNANT
1
2
4
3
5
160 m3/ h
DSM 20 MESH SOLUCIÓN BARREN VÁLVULA MARIPOSA DE 6'' MANÓMETRO DE 0 - 60 PSI
CIRCUITO N ° 2
SOLUCIÓN PREGNANT
6
7
8
9
10
180 m3/ h
DSM 20 MESH SOLUCIÓN BARREN
VÁLVULA MARIPOSA DE 8'' MANÓMETRO DE 0 - 60 PSI
CIRCUITO N ° 3
SOLUCIÓN PREGNANT
180 m3/ h
11
12
13
14
DSM 20 MESH SOLUCIÓN BARREN VÁLVULA MARIPOSA DE 8'' MANÓMETRO DE 0 - 60 PSI
15
CIRCUITO DE COLUMNAS NRO 1 APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN EL CIRCUITO CIRCUITO Nro 1 Circuito Nº 1 Columna
Peso Carbon (Kg)
Solucion Rica ( m3/dia )
Ley Sol. Inicial ( ppm )
Ley Sol. Final ( ppm )
Carga Au gr / TMC
Ley Sol. C
Carga Au X /M
Log ( C )
Log ( X /M )
C-1 C-2 C-3 C-4 C-5
2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
4,117 4,117 4,117 4,117 4,117
0.614 0.614 0.614 0.614 0.614
0.412 0.208 0.093 0.05 0.021
416 418 357 290 244
0.412 0.208 0.093 0.05 0.021
416 418 357 290 244
-0.385 -0.682 -1.032 -1.301 -1.678
2.619 2.621 2.553 2.463 2.388
qe = X / M = 531 (C)0,193 NUMERO DE COLUMNAS - 4117 m3/dia Freundlich
Columna N ro 1
Columna N ro 2
Columna N ro 3
Columna N ro 4
Columna N ro 5
Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C )
0.412
0.208
0.093
0.05
0.021
0.015
q = X / M ( estimado )
447
392
336
298
252
236
2.750
2.650
X / M ( g Au / TMC )
Log ( X / M )
y = 0.193x + 2.725 R² = 0.931
ISOTERMA DE FREUNDLICH
2.700
2.600 2.550 2.500 2.450 2.400 2.350
-2.000
-1.500
-1.000
-0.500 Log ( C )
0.000
0.500
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0
0.1
0.2
0.3
C ( g / m3 )
0.4
0.5 122
CIRCUITO DE COLUMNAS NRO 2 APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN EL CIRCUITO Nro 2 Circuito Nº 1 Columna
Peso Carbon (Kg)
Solucion Rica ( m3/dia )
Ley Sol. Inicial ( ppm )
Ley Sol. Final ( ppm )
Carga Au gr / TMC
Ley Sol. C
Carga Au X /M
Log ( C )
Log ( X /M )
C-6 C-7 C-8 C-9 C - 10
2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
4,243 4,243 4,243 4,243 4,243
0.620 0.620 0.620 0.620 0.620
0.407 0.227 0.108 0.037 0.021
452 417 362 309 254
0.407 0.227 0.108 0.037 0.021
452 417 362 309 254
-0.390 -0.644 -0.967 -1.432 -1.678
2.655 2.620 2.559 2.490 2.405
qe = X / M = 545 C 0.186 NUMERO DE COLUMNAS - 4243 m3/dia Freundlich
Columna N ro 1
Columna N ro 2
Columna N ro 3
Columna N ro 4
Columna N ro 5
Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) q = X / M ( estimado )
0.407 461
0.227 413
0.108 360
0.037 295
0.021 265
0.015 249
2.8
ISOTERMA DE FREUNDLICH
2.75
y = 0.186x + 2.736 R² = 0.978
2.7 X / M ( g Au / TMC )
Log ( X / M )
2.65 2.6
2.55 2.5 2.45 2.4
2.35 -2
-1.5
-1
-0.5
Log ( C )
0
0.5
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0
0.1
0.2
0.3
C ( g / m3 )
0.4 123
0.5
CIRCUITO COLUMNAS NRO 3 APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN EL CIRCUITO CIRCUITO Nro 3 Circuito Nº 1 Columna
Peso Carbon (Kg)
Solucion Rica ( m3/dia )
Ley Sol. Inicial ( ppm )
Ley Sol. Final ( ppm )
Carga Au gr / TMC
Ley Sol. C
Carga Au X /M
Log ( C )
Log ( X /M )
C - 11 C - 12 C - 13 C - 14 C - 15
2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
4,320 4,320 4,320 4,320 4,320
0.600 0.600 0.600 0.600 0.600
0.225 0.087 0.045 0.036 0.020
810 554 400 305 251
0.225 0.087 0.045 0.036 0.02
810 554 400 305 251
-0.648 -1.060 -1.347 -1.444 -1.699
2.908 2.744 2.602 2.484 2.399
qe = X / M = 1770 C0.501 NUMERO DE COLUMNAS - 4320 m3/dia Freundlich
Columna N ro 1
Columna N ro 2
Columna N ro 3
Columna N ro 4
Columna N ro 5
Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C )
0.225
0.087
0.045
0.036
0.020
0.015
q = X / M ( estimado )
838
521
374
335
249
216
3.5 y = 0.501x + 3.248 R² = 0.979
ISOTERMA DE FREUNDLICH
3
X / M ( g Au / TMC )
Log ( X / M )
2.5 2 1.5
1 0.5 0 -2
-1.5
-1
-0.5
Log ( C )
0
0.5
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0
0.05
0.1
0.15 C ( g / m3 )
0.2 124
0.25
NUMERO DE COLUMNAS - 4117 m3/dia Freundlich
Columna N ro 1
Columna N ro 2
Columna N ro 3
Columna N ro 4
Columna N ro 5
Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) q = X / M ( estimado )
0.412 447
0.208 392
0.093 336
0.05 298
0.021 252
0.02 236
NUMERO DE COLUMNAS - 4243 m3/dia Freundlich
Columna N ro 1
Columna N ro 2
Columna N ro 3
Columna N ro 4
Columna N ro 5
Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) q = X / M ( estimado )
0.407 461
0.227 413
0.108 360
0.037 295
0.021 265
0.015 249
Columna N ro 4
Columna N ro 5
Columna N ro 6
NUMERO DE COLUMNAS - 4320 m3/dia Freundlich
Columna N ro 1
Columna N ro 2
Columna N ro 3
Sol. Pobre ( C )
0.225
0.087
0.045
0.036
0.020
0.015
q = X / M ( estimado )
838
521
374
335
249
216
CIRCUITO N° 1 = 236 gr/dia CIRCUITO N ° 2 = 249 gr/dia CIRCUITO N ° 3 = 216 gr/dia TOTAL = 701 gr/dia Incremento de Au Mensual = 21,030 gr = 676.13 onzas
EFICIENCIA DE ADSORCION EN CARBONES DESORBIDO, RQ, RT vs CARBON NUEVO Tiempo 0.00 0.25 0.50 1.00 2.00 4.00 6.00
CA Desorvido % Rec. Au 0.00 9.48 12.69 19.82 27.61 47.39 63.38
CA RQ % Rec. Au 0.00 25.85 39.98 52.29 57.91 63.72 67.76
CA RT % Rec. Au 0.00 31.62 48.05 58.71 67.49 73.25 82.59
CA NUEVO % Rec. Au 0.00 45.37 66.18 76.67 84.88 89.98 93.14
EFICIENCIA DE ADSORCION DEL ORO 100
% de Adsorcion de Oro
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo ( min )
CA RQ % Rec. Au
CA RT % Rec. Au
CA NUEVO % Rec. Au
CA Desorvido % Rec. Au
126
CONCLUSIONES DE LA APLICACIÓN DE LOS ISOTERMAS DE ADSORCION Las isotermas de adsorción nos permiten predecir la cantidad de oro en el carbón, es decir, que para una determinada concentración de oro en equilibrio, habrá una capacidad de carga que corresponda a una cantidad de carbón. Con la aplicación de IF en el circuito CIC es posible predecir un estimado de la cantidad de oro que se va cargar en las columnas y la cantidad estimada de oro que se puede cargar si se aumenta una columnas mas. Para incrementar la eficiencia de adsorción los carbones deben ser reactivados químicamente y térmicamente. En el proceso de reactivación química del carbón se eliminan los carbonatos y precipitados de calcio en la superficie interior del carbon. En el proceso de reactivación térmica a temperaturas de 650 ° C se eliminan los compuestos organicos que adsorbió el carbon y se restituyen los sitios activos, alcanzando propiedades similares al carbon nuevo.
DISEÑO DEL SISTEMA DE LECHO FLUIDIZADO CARBÓN ACTIVADO La solución rica proveniente de la lixiviación se bombea hacia arriba a
través de una cama de carbón activado a una velocidad suficiente para mantener el lecho del carbón suspendido en la corriente de solucion rica
y sin que salga fuera del sistema. Para el diseño del lecho o capa fluidizada de carbón activado, se debe considerar las siguientes variables: -Velocidad de entrada de la solución a la columna de carbon -Producción promedio de metales preciosos por día. -Cantidad máxima de oro que es adsorbida sobre el carbón. -El tamaño de las partículas de carbón empleado para el proceso.
En operaciones a nivel industrial, con carbón nuevo se tiene una adsorcion de 10 a 20 Kg. de oro por tonelada métrica de carbon activado.Esto dependera
de las propiedades de adsorcion de carbon ,flujo de adsorcion,contenido de de oro de la solucion rica, etc.
CIRCUITO DE CARBON ACTIVADO-LECHO FLUIDIZADO
Isotermas Adsorción CIRCUITO DE CARBONde nro 2 : CARGUIO DEL ORO Circuito 2
Sorción Au en C* 500 450 400
q gr Au/TMC*
350
300 250 200 150 100 50 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
[Au] eq mg/L Datos
Freundlich
Langmuir I
Langmuir II
R-P
12
RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DE ADSORCIÓN
CARBON FINO EN EL CIRCUITO DE ADSORCION Y DESORCION
PERDIDA DE CARBON POR ATRICION (CARBON FINO) Las perdidas mas importantes se presentan: 1.- Carbón – Carbón Atrición en la solución (adsorción , elusión, lavados ácidos). 2.- Carbón-acero Atrición en el sistema seco ( durante la reactivación térmica, transferencias de los depósitos de carbón). 3.- Carbón-acero-solución carbón quebrado durante la transferencia (bombas y tuberías). 4.- Choque térmico. Quebraduras durante la reactivación térmica y templado (quenching) 5.- Choque químico. Durante la remoción de componentes inorgánicos.
DISTRIBUCION DE PERDIDAS DE CARBON FINO EN PROCESO Las perdidas de carbón por atrición varia de planta a planta, dependiendo de las condiciones del proceso aplicado (ratios de tratamiento, velocidad de transferencia de carbón, tipo del sistema de adsorción , etc..), los tipos de equipos usados (especialmente las bombas de transferencia de carbón) y el tipo de carbón.
Se han hecho considerables esfuerzos para encontrar y establecer donde ocurre las mas grandes perdidas, pero cuantificar estas perdidas es difícil porque la perdida de carbón se lleva a cabo en cada unidad del proceso y se distribuye aproximadamente como sigue: • • • •
Mezclado del circuito de Adsorción …………..……..........45 % Inter-etapas de transferencia de carbón …….......….........4 % Elusión (incluido la transferencia para la regeneración) ……... 6 % Regeneración (Incluido quenching y separación final) ……....45 %
SISTEMA DE CAPTURA DE FINOS(CARBON) •
Cada tren cuenta con una zaranda (malla 100 ) ubicada después de la última columna, teniendo como objetivo retener el carbón fino/grueso que contiene la solución barren, esta solución pobre en contenido de oro es enviada nuevamente al PAD de lixiviación.
•
En la línea de envío de solución barren al PAD se tiene una batería de filtros (tipo tornado de 6” malla 60 ) a fin de recuperar todo el carbón fino/grueso que pueda pasar por las zarandas (mala operación, soltura de mallas, rotura de mallas, etc) y garantizar que este carbón no llegue al PAD.
•
Zarandas previos a los procesos de desorción, lavado acido y R. termica.
•
Dependiendo de las características, el carbón recolectado puede retornar al circuito de adsorción (carbón grueso) o a su almacenamiento para su posterior tratamiento (carbón fino).
Zaranda Tren 123 ZARANDAS DE RETENCION DE CARBON FINO
Zaranda Tren 4
CIRCUITO DE ADSORCION- TREN 123
Circuito de Adsorción Tren 3
DISTRIBUCION DE LAS PERDIDAS DE CARBON
% Pérdida de masa Total
kg/día
(kg/ton)
Porcentaje de pérdida total
Adsorción Desorción Regeneración
0.46 0.12 1.57
104.17 27.89 117.94
4.630 1.239 5.242
41.67 11.16 47.18
Pérdida total
1.11
250.00
11.111
100.00
FUENTES DE GENERACIÓN DE CARBÓN FINO •
•
•
• •
C. activado nuevo con rango de tamaño de partícula: - 3,35 mm + 1,70 mm. Desde su ingreso al proceso se fractura o atriciona. Pruebas realizadas en la planta de procesos Y. N. indican que 4 -6 % en peso del carbón activado nuevo es menor al tamaño de malla deseado, por lo que se realiza un lavado previo a su ingreso en un tanque de atrición o rozamiento. El C. A. transferido del circuito de adsorción al de desorción es clasificado en una malla de corte de 0.85 mm. El carbón continuará reduciéndo en tamaño conforme es tratado en los circuitos de desorción y regeneración, cada transferencia ocasiona la abrasión del carbón. Finalmente, todo carbón fino es separado. La cantidad de carbón fino que genera cada operación unitaria individual es muy difícil de medir debido a que el cambio en tamaño es mínimo. Sin embargo, se ha podido identificar 2 fuentes importantes de generación de carbón fino: • Atrición por bombas y tuberías (desorción a adsorción). • Atrición durante la regeneración térmica. Actualmente la planta de columnas de carbón de Yanacocha Norte genera entre 5 a 7 toneladas de carbón fino mensualmente. Los puntos de generación de carbón fino y su destino final son mostrados en el diagrama adjunto.
PUNTOS DE GENERACION DE CARBON FINO ADSORCION
C +100 m
+20 m
Clasificación -100 m -20 m LAVADO ACIDO
Filtrado
DESORCION
+20 m
C* Nuevo
-20 m +20 m
R. Termica
-20 m
TK Finos
Carbón Fino
COMPOSICION DEL CARBON FINO
Malla
Abertura micrones
Peso [%]
Leyes
[kg/t]
Au
Ag
Cu
+40
425
35,2
1,21
0,52
0,20
+60
250
34,8
2,66
0,35
0,05
+100
150
15,6
0,78
0,10
0,01
+200
75
13,8
0,04
0,13
2,65
-200
-75
0,6
0,13
0,59
0,13
C. Calc.
100
CONTENIDO DE VALORES EN EL CARBON ACTIVADO Caracteristicas del Carbón
Contenido Au (g/Kg) Contenido Ag (g/Kg) Granulometria -40 # (%)
C. Normal C. Fino g/Kg 1.5 - 3.0 1.0 - 2.0 3.0 - 5.0 2.0 - 3.5 2 65
MODIFICACIONES DE OPTIMIZACION EN LOS CIRCUITOS DE ADSORCION Y DESORCION • Se realizarón cambios en algunas líneas de transferencia.
• Modificación en línea de ingreso (para carbón fino ) en el reactor de desorción. • Se instalo equipos de filtración. • Se acondiciona malla superior a la tolva de alimentación (tanque de carbón nuevo), para evitar el ingreso de materiales extraños. • Se realizaron nuevos procedimientos para, operación, descarga, muestreo y trasladó de carbón fino.
OPTIMIZACION DEL TRASLADO DEL CARBON FINO
Carbón fino
Reactor antes de modificación
MODIFICACION INGRESO CARBON PREGNANT AL REACTOR DE DESORCION
Reactor en uso actual
INSTALACION DE FILTRO MANGA –RECIRCULACION DEL PROCESO DE DESORCION
FILTRO MANGA
PRUEBAS DE DESORCION DE CARBON FINO En base a investigaciones metalurgicas Se trabajo con adiciones de 130 Kg y 260 Kg de NaCN por lote respectivamente, en resumen se presenta los resultados de nueve lotes.
260 Kg NaCN
Au
Ag
Hg
g/Kg C
Cu mg/Kg C
Carbón Cargado
2.13
2,09
955
295
Carbón Descargado
0,06
0,05
184
32
96,8 %
97,6%
78,5%
% Recuperación
130 Kg NaCN
Au
Ag
89,0%
Hg
g/Kg C
Cu mg/Kg C
Carbón Cargado
2,63
1,10
1152
242
Carbón Descargado
0.,38
0,15
383
28
84,9%
86,2%
54,3%
% Recuperación
85,6%
PROBLEMAS OPERATIVOS-SATURACION CARBON FINO Los problemas operativos durante la etapa de desorción fueron: • • • •
Atoro de bomba de alimentación por material grueso. Atoro de línea de transferencia de carbón al reactor de desorción. Saturación del filtro superior interno. Saturación de la mangas filtrantes.
Filtro superior interno saturado de capa de carbón fino
Carbon fino recuperado-Filtro manga Recirc.
DESORCION DE CARBON FINOS-RESULTADOS OBTENIDOS De la operación normal de la desorción de carbón fino fresco (recién recolectado de los equipos de clasificación existentes en la planta CIC ), Se obtuvieron :
Parametros de Operación Peso procesado (TMS) Soda Cáustica (Kg/batch) Cianuro de Sodio (Kg/batch) Temperatura (°C) Presión (PSI) Flujo de Recirculación (m3/hr)
P. Normal P.C.Fino 7.5 4.5 250 300 50 96-120 120-135 130 45 45 25 18
Producto Eluido Au (ppm) Au Carbon Descargado (g/Kg) Ag Carbon Descargado (g/Kg) Recuperación Au (%) Recuperación Ag (%)
C. Normal C. Fino 100 - 250 90 0.05-0.1 0.1-0.15 0.1-0.2 0.2-0.25 98 96.3 97 97.8
CONCLUSIONES - OPERACIÓN CARBON FINO • La eficiencia de desorción para este método es superior al 95%. • De los resultados obtenidos en la investigación para recuperar oro del carbón activado fino , se ha estandarizado como parte de la operación normal. • El incremento de cianuro de sodio permite incrementar la eficiencia de desorción de oro del carbón fino. • Este aumento en la fuerza de cianuro de la solución de desorción del carbón fino (mas de 300 ppm de CN- en la solución rica) no interfiere en la operación normal de las plantas que suceden a la Planta de carbón activado, tales como la planta Merrill Crowe y Planta de Tratamiento de aguas de excesos, debido a la cantidad de solución rica que se envía (cerca de 50 m3, a un ratio de 5 m3/hr por lote de carbón desorbido) en comparación al flujo que trata la planta de Merrill Crowe (mas de 2500m3/hr a una concentración de 30 ppm CN-). • Con los filtros tipo manga en la recirculación se reduce la presencia de carbón muy fino en los intercambiadores de calor.
MARCO TEORICO DE LA DESORCION Y ELECTRODEPOSICION DEL ORO
DESORCION O ELUCION DEL ORO El sistema de desorción es un fenómeno de transferencia de masa inverso a la adsorción. Es decir la sustancia que ha sido adsorbida en el carbón es extraída por medio de una solución, que atraviesa el lecho de carbón cargado en un reactor especialmente construido para el proceso.
C - Au CN 2 n nNaCN - nNa
n Au CN 2
C - OH OH - C O H 2O
C
DIAGRAMA DEL PROCESO DE DESORCION Y ELECTRODEPOSICION
VARIABLES DE LA DESORCION DEL ORO La extracción del oro y plata adsorbidos del carbón activado cargado es análoga a la lixiviación tanto del oro como la plata a partir de sus minerales. En el circuito de desorción (stripp), las condiciones son mas agresivas, la concentraciones de las soluciones son mayores y las temperaturas son mas elevadas con la finalidad de acelerar el proceso de desorción.
1.- Temperatura y presión
2.- Concentración de Cianuro 3.- Fuerza Iónica
4.- Efecto de pH 5.- Solventes Orgánicos 6.- Velocidad de flujo del eluyente 7.- Concentración de Oro en el eluyente 8.- Procedimientos de desorción
FACTORES DE OPERACIÓN EN LA DESORCION DEL ORO
EFECTO DE LA TEMPERATURA Y LA CONCENTRACION DE LOS IONES OH- Y CN-EN LA DESORCION DEL ORO
EFECTO DE LA FUERZA IONICA EN LA DESORCION DEL ORO
EFECTO DE LA CONCENTRACION DEL CIANURO EN LA DESORCION DEL ORO
EFECTO DE LOS SOLVENTES ORGANICOS EN LA DESORCION DEL ORO
ELECTRODEPOSICION DEL ORO
ELECTRODEPOSICION DEL ORO
POTENCIALES EN LA ELECTRODEPOSICION DEL ORO
POTENCIAL REQUERIDO Y CAIDA DE POTENCIAL EN UNA CELDA EW -Au
REACCIONES CATODICAS DE OTROS METALES
VARIACION DE LA LEY DE ORO EN LA CELDA 1000 900 LEY DE ORO (ppm)
800 Ley de ingreso Au Ley de salida Au
700 600 500 400 300 200 100 0 0
2
4
6
8
TIEMPO (Hrs)
10
12
VARIABLES DE LA ELECTRODEPOSICION DEL ORO
VARIABLES DE LA ELECTRODEPOSICION DEL ORO
CONCENTRACION DE ORO << Conc. de Au >> Potencial de corriente HIDRODINAMICA DEL ELECTROLITO El grado de mezcla, el flujo y como llegen al ANODO y CATODOS. Forma del electrodo Modelo de la celda. DENSIDAD DE CORRIENTE
VELOCIDAD DE FLUJO
PARAMETROS OPERACIONALES – PLANTAS INDUSTRIALES
PLANTA ADR-COMARSA CIRCUITO DE DESORCION - ELECTRODEPOSICION - FUNDICION MINERA COMARSA TANQUE DE SOLUCION DE DESORCION
CALENTADOR DE SOLUCION DE DESORCION
TANQUE DE SOLUCION DE DESORCION AIRE
B OM B A
TORRE DE NEUTRALIZACION
M ANOM ETRO
12.5 GPM CELDA S ELECTROLITICA S CA TODOS ELECTROLITICOS
M ANOM ETRO
H2SO4 ATAQUE ACIDO SOLUCION NaOH
12.5 GPM INTERCA M B IA DOR DE CA LOR
FILTRO PRENSA
DORE
FUNDICION
DIAMETRO = 1.20 m. ALTURA = 4.20 m.
SOLUCION DESORCION
SOLUCION LAVADO
25 GPM DSM 20 Mesh
R1
R2
COLUMNAS DEL CIRCUITO DE DESORCION
PROCESO DE ELECTRODEPOSICION - COMARSA TIEMPO
CAUDAL
LEYES Au : ppm
CONTENIDO FINO : Au (gr)
Hr
M3
INGRESO
SALIDA
INGRESO
SALIDA
DEPOSITADO
0
5.9
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.25
5.9
825.00
686.00
4867.50
4047.40
820.10
820.10
16.85
2.25
5.9
874.00
670.00
5156.60
3953.00
1203.60
2023.70
23.34
4.25
5.9
305.20
81.20
1800.68
479.08
1321.60
3345.30
73.39
6.25
5.9
113.60
25.80
670.24
152.2
518.02
3863.32
77.29
8.25
5.9
37.80
10.20
223.02
60.18
162.84
4026.16
73.02
10.25
5.9
17.20
4.40
101.48
25.96
75.52
4101.68
74.42
12.00
5.9
6.45
3.60
38.06
21.24
16.82
4118.50
44.19
VARIACION DE LA LEY DE ORO EN LA CELDA 1000 900
LEY DE ORO (ppm)
800 Ley de ingreso Au Ley de salida Au
700 600 500 400 300 200 100 0 0
2
4
6
8
TIEMPO (Hrs)
10
12
% ACUMULADO
DEPOSICION
PLANTA DE ANTAPITE : CARBON EN PULPA
CINETICA DE ELECTRODEPOSICION(CONC. GRAVIMETRICO)- ANTAPITE CINETICA DE DISOLUCION (Concentrado Gravimétrico) 100 90
Disolución (%)
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Tiem po (Horas) Au
Ag
DEPOSICION (%)
CINETICA DE ELECTRO DEPOSICION (Concentrado Gravimétrico) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
5
10
15
TIEMPO (Horas) Au
Ag
20
25
CINETICA DE ELECTRODEPOSICION(PROCESO CIP)- ANTAPITE Cinética de Disolución (Cianuración en Tanques)
% Disolución
100 90 80
86.35 76.22
70 60 50 40 30
91.85
94.02
70.23
71.95
62.96 53.50
20 10 0
0 0
10
20
30
40
50
60
Tiem po (Horas) Au
Ag
Concentración (gr/m3)
Cinética de Electro Deposición 600 400 200 0 0
5
10
15
20
Tiempo (Horas) Au
Ag
25
30
PROCESOS DE DESORCION DEL ORO – CARBON PREGNANT SISTEMAS DE DESORCION O ELUCION DEL ORO Comercialmente se usan diversos métodos para recuperar el oro y la plata del carbón activado cargado durante los procesos de Adsorción. Los principales son: 1.- El Proceso atmosférico ZADRA.
3.- El Proceso Zadra Presurizado.
2.- El Proceso de Extracción con Alcohol.
4.- El Proceso Anglo Americano (AARL).
• • • • •
OBJETIVOS Recuperar la mayor cantidad de valores metálicos cargados a partir de la solución desorbida en un volumen tan pequeño como sea posible. Producir una solución impregnada con el tenor mas alto de los metales preciosos. Dejar la menor cantidad de oro y plata posible en el carbón después de la desorción. Dejar el carbón listo para retornar al sistema de adsorción. Operar con seguridad y en forma económica en el desarrollo industrial
SISTEMAS DE DESORCION 1.
2.
Proceso Atmosférico ZADRA - Presión
: 1 atm.
- Solución
: 0.1% NaCN y 1% NaOH
- Temperatura
: 85 - 95ºC
- Tiempo
: 24 – 60 horas
Proceso de Extracción con Alcohol - Presión
: 1 atm.
- Solución
: 0.1% NaCN , 1% NaOH y 20% C2H5OH
- Temperatura
: 70 - 80ºC
- Tiempo
: 10 - 24 horas
SISTEMAS DE DESORCION 3.
4.
Proceso Zadra Presurizado - Presión
: 50 – 60 psi
- Solución
: 0.1% NaCN , 1% NaOH
- Temperatura
: 120 - 130ºC
- Tiempo
: 8 - 15 horas
Proceso Anglo Americano (AARL) - Pre-acondicionamiento Solución
: 5 % NaCN, 1% NaOH
Tiempo
: 30 min.
- Extracción Solución
: 5 lechos de volúmenes de agua caliente
Velocidad : 3 lechos de volumen /hr Temperatura
: 130 ºC
Presión
: 50 - 60 psi
SISTEMAS DE DESORCION- CONDICIONES OPERATIVAS
CONDICIONES DE OPERACIÓN EN LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION DE ORO DESDE CARBONES ACTIVADOS METODO
REMOJO PREVIO
SOLUCION
TEMP. ( C) PRESION (kPa)
TIEMPO (Hr)
ZADRA
No
1 % NaOH
95 - 100
100
30 - 48
Z/PRESION
No
0.1 - 0.2 % NaCN
135
500
8 - 12
1 % NaOH Z/ALCOHOL
No
0.1 - 0.2 % NaCN
RECIRC. DESDE EW
COMPLETA CON RECICLAJE CONTINUO
80
100
6 - 10
DEL ELUIDO
10-20% Alc.Etílico/H20 AARL
5 % NaCN
Agua Desionizada
95 - 100
100
8 - 12
NO PERMITE
AA/PRESION
2 % NaOH
Agua Desionizada
110
200
6-8
RECIRCULACION
80 % Acetonitrilo
40 % CH3CN en H2O
25
100
10 - 13
COMPLETA CON
(CH3CN)
1 % NaCN
70
100
10
RECICLAJE CONTINUO
en 20 % H20
0.2 % NaOH
70
100
4-5
DEL ELUIDO
SOLVENTE
PROCESO DE DESORCION: ZADRA CON ALCOHOL C. Procedimiento Zadra con alcohol El método con solución alcalina de alcohol fue investigado por el U.S. Bureau of Mines a fin de mejorar las tasas de desorción de oro y plata. Emplea como base el mismo circuito de desorción y electro-obtención simultánea y la misma solución 1 % NaOH + 0,1% NaCN, a la cual se le agrega un 20% en volumen de metanol o de etanol (preferentemente este último), alcanzándose una alta eficiencia al cabo de sólo 6 horas en una operación a 80°C y a presión atmosférica. El efecto de la adición del etanol se observa en la siguiente figura.
Sistema de Desorción con Alcohol
Ley Carbón
: 3.8 Kg Au/TM
Alcohol
: 20 %
NaOH
: 1%
Tiempo proceso : 10 horas Ley de solución barren : 1 ppm
Mina La Virgen – Cia. Minera San Simón
Sistema de Desorción con Alcohol Ley Carbón
: 3.8 Kg Au/TM
Alcohol
: 20 %
NaOH
: 1%
Tiempo proceso : 10 horas Ley de solución barren : 1 ppm
Mina La Virgen – Cia. Minera San Simón
PLANTA DESORCION -EW DE COMARSA : DESORCION CON ALCOHOL CIRCUITO DE DESORCION - ELECTRODEPOSICION - FUNDICION MINERA COMARSA TANQUE DE SOLUCION DE DESORCION
CALENTADOR DE SOLUCION DE DESORCION
TANQUE DE SOLUCION DE DESORCION AIRE
B OM B A
TORRE DE NEUTRALIZACION
M ANOM ETRO
12.5 GPM CELDA S ELECTROLITICA S CA TODOS ELECTROLITICOS
M ANOM ETRO
H2SO4 ATAQUE ACIDO SOLUCION NaOH
12.5 GPM INTERCA M B IA DOR DE CA LOR
FILTRO PRENSA
DORE
FUNDICION
DIAMETRO = 1.20 m. ALTURA = 4.20 m.
SOLUCION DESORCION
SOLUCION LAVADO
25 GPM DSM 20 Mesh
R1
R2
COLUMNAS DEL CIRCUITO DE DESORCION
EVALUACION DEL PROCESO DE DESORCION Y ELECTRODEPOSICION NUMERO DE NUMERO DE CIRCUITO COLUMNAS D1
2
CAPACIDAD POR COLUMNA 2000
LEYES Au : ppm
CAPACIDAD DEL CIRCUITO
FLUJO EN EL CIRCUITO
4000
26
TIEMPO
CAUDAL
CONTENIDO FINO : Au (gr)
%
Hr
M3
INGRESO
SALIDA
INGRESO
SALIDA
DEPOSITADO
0
5.9
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.25
5.9
825.00
686.00
4867.50
4047.40
820.10
820.10
16.85
2.25
5.9
874.00
670.00
5156.60
3953.00
1203.60
2023.70
23.34
4.25
5.9
305.20
81.20
1800.68
479.08
1321.60
3345.30
73.39
6.25
5.9
113.60
25.80
670.24
152.2
518.02
3863.32
77.29
8.25
5.9
37.80
10.20
223.02
60.18
162.84
4026.16
73.02
10.25
5.9
17.20
4.40
101.48
25.96
75.52
4101.68
74.42
12.00
5.9
6.45
3.60
38.06
21.24
16.82
4118.50
44.19
ACUMULADO
DEPOSICION
ELECTRODEPOSICION DEL ORO VARIACION DE LA LEY DE ORO EN LA CELDA 1000 900 LEY DE ORO (ppm)
800 Ley de ingreso Au Ley de salida Au
700 600 500 400 300 200 100 0 0
2
4
6
8
10
12
TIEMPO (Hrs)
SOLUCION ELUYENTE 1% NaOH
0.05% CN
10% Alcohol
Temp. (80°C)
T.E. (60°C)
PROCESO DE DESORCION ZADRA PRESURIZADO Y A.R.R.L
PROCESO ZADRA PRESURIZADO: PROCEDIMIENTO B. Procedimiento Zadra presurizado La versión presurizada del procedimiento Zadra surgió como una necesidad para reducir los tiempos requeridos en el sistema a presión atmosférica, a raíz de la alta dependencia encontrada de la desorción con la temperatura. El circuito es el mismo que el anterior, excepto que la operación se lleva a cabo en una columna presurizada a 135 - 140°C y a una presión de 350 a 550 kPa (50-80 psi) con lo cual se logra una eficiente elución del oro al cabo de 8-12 horas. Esto se puede observar en la siguiente figura.
PROCESO ZADRA PRESURIZADO A) Equipos
B) Parámetros Operativos
• 01 Tanque de solución strip. • 01 Boiler con Aceite Térmico • 01 Reactor para la desorción. • 03 Intercambiadores de Calor • 02 Circuitos para la electrodeposición • 01 Filtro prensa de placas
b-1) Solución Cáustica en el Reactor •
Concentración de NaCN < 0.05%
•
Concentración de NaOH 1.0% a 3.0%
•
Temperatura de 130ºC
•
Presión 50 – 6 0 psi
•
Flujo de 20 m3/hr
b-2) Solución entrante a los 02 circuitos de celdas •
Flujo de 10 m3/hr cada uno
•
Temperatura 70 ºC
•
Voltaje : 4 a 5
•
Amperaje: 1200
SISTEMA DE DESORCION ZADRA PRESURIZADO
CARBON CARGADO
2,5 Kg Au/T
AGITADOR DE SOLUCION CAUSTICA
TANQUE DE DESORCION 20 – 30 m3/h
CAPACIDAD 6 T
< 130 ºC
FILTRO DUPLEX
12ºC
130 ºC
70ºC Nº 3
Nº 1
SOLUCION BARREN
130 – 140 ºC
ACEITE
130 – 140 ºC
Nº 2
20 – 30 m3/h
INTERCAMBIADORES DE CALOR
CELDAS ELECTROLITICAS
QUEMADOR
BOILER
FILTRO
CARBON DESORBIDO A R.Q. O R.T AIRE
TANQUE DE PETROLEO
PLANTA DE DESORCION ZADRA PRESURIZADO
Sistema de Desorción a Presión para 6 TM de carbón
Cía. Minera Santa Rosa Ley Carbón
: 2.0 Kg Au/TM
Tiempo proceso : 12 horas NaOH
: 1%
Ley de solución barren : 10 ppm
CELDAS DE ELECTRODEPOSICION –ZADRA PRESURIZADO
COSECHA DEL PRECIPITADO AURIFERO-CELDAS ELECTROLITICAS
PROCESO ZADRA PRESURIZADO C) Características de los Equipos C-1) Celdas Electrolíticas : - Número de Cátodos : 12
- Material del cátodo : acero inoxidable - Tiempo de residencia : 10 min. C-2) Reactor : - Capacidad
: 6 ton
- Ley de oro en carbón cargado
: 2500 g/t
- Ley de oro en carbón descargado :
- Tiempo C-3) Intercambiadores de Calor
100 g/t
: 10 – 12 hrs.
- Intercambiador primario : Caudal : 20 m3/h Lado caliente
Lado Frío
Entra :
Aceite (153ºC)
Solución strip (98ºC)
Sale :
Solución strip (130ºC)
Aceite (130ºC)
PROCESO ZADRA PRESURIZADO - Intercambiador secundario : Caudal : 20 m3/h
Lado caliente
Lado Frío
Entra : Solución pregnant (130ºC)
Sale : Solución strip
(98ºC)
Solución strip
(62ºC)
Solución pregnant (94ºC)
- Intercambiador terciario : Caudal : 20 m3/h
Lado caliente
Lado Frío
Entra :
Solución pregnant (94ºC)
Solución barren
Sale :
Solución barren ( 57ºC)
Solución pregnant (63ºC)
C-4) Filtro de Prensa de Placas y Marcos a Volumen constante
Flujo
: 5 m3/h
Numero de placas
: 8
Área filtrante
: 2.34 m2
Humedad de la torta
: 4%
Espesor del Keke
: 30 mm
Presión de inyección de lodos : 40 - 80 psi
(18ºC)
COSTO DE DESORCION CON ALCOHOL (Desorción con alcohol con 2 reactores de 2 TM de carbón c/u)
DESCRIPCION Insumos y Energia
US$/TM CARBÓN
%
300
100.00
Para desorber 180 TM de carbón al mes se necesita
US$ 54,000
COSTO DE DESORCION A PRESION
DESCRIPCION Insumos y Energia
US$/TM CARBÓN
%
191.8
100.00
Para desorber 180 TM de carbón al mes se necesita
US$ 34,524
Primeros Resultados - Balance de Adsorción ( 6 Desorciones en el Reactor de 6 TM de capacidad)
CURVAS DE DESORCION :ZADRA PRESURIZADO Prueba Nro. 2: Desorción a Presión 250
200
200
150
SP-1 Prom. Out.
100
Ley Au (ppm)
250
150
SP-1
100
Prom. Out.
50
50 0
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
9 10 11 12 13 14 15 16
Tiempo (hr)
Tiempo (hr)
Prueba Nro. 4: Desorción a Presión
Prueba Nro. 3: Desorción a Presión 300
250
250
200
200 SP-1
150
Prom. Out.
100 50
Ley de oro (ppm)
Ley de oro (ppm)
Ley Au (ppm)
Prueba Nro. 1: Desorción a Presión
150
SP-1
100
Prom. Out.
50 0
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Tiempo (hr)
Tiempo (hr)
CURVAS DE DESORCION : PLANTA ADR ANTAPITE
Cinética de Desorción de Carbón
Desorción (%)
100 80 60 40 20 0 0
5
10
15
20
Tiempo (Horas) Au
Ag
25
30
Ventajas de la Desorción a Presión • Reducción en el tiempo de desorción de 24 Hr. A 15 Hr.
• Mejorar la eficiencia de desorción de 92% a 96%. • Reducir el inventario de oro en el carbón desorbido • Incrementar la carga de oro en la adsorción sin afectar su eficiencia
• Reducir los costos operativos significativamente en el proceso de desorción. • Tener tiempo suficiente para realizar el mantenimiento del equipo
CUADRO COMPARATIVO DE LOS PROCESOS DE DESORCION
VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION VENTAJAS ZADRA (a presión atmosférica) 1. Relativa simplicidad 2. Bajo costo de capital 3. Bajo consumo de reactivos ZADRA (presurizado) 1. Cinética más rápida 2. Menor inventario de oro en el circuito 3. Bajo consumo de reactivos ZADRA CON ALCOHOL 1. Cinética más rápida 2. Menor temperatura de trabajo y pesión atmosférica 3. Menor inventario de oro en el circuito
DESVENTAJAS 1. 2. 3. 4.
Cinética muy lenta Alto inventario de oro en el circuito Descarte periódico de solución para control de impurezas Alto consumo de energía por duración
1. 2. 3. 4.
Mayor costo de capital Mayor costo de operación por presión Uso de temperatura y presión elevados Descarte periódico de solución para control de impurezas
1. 2. 3. 4.
Riesgo de incendio obliga a mayores precauciones Mayor costo de operación por alcohol Sistema de recuperación del alcohol evaporado Descarte periódico de solución para control de impurezas
ANGLO AMERICAN (AARL) 1. Cinética más rápida / Extrema en caso de presurización 1. 2. Bajo inventario de oro en el circuito 2. 3. Alta eficiencia y alta concentración de oro en eluido 3. 4. Circuito abierto sin descarte solución por impurezas 4. 5. Aprovecha el eluyente de reciclo en la lixiviación 6. Puede operar a presión atmosférica SOLVENTE (acetonitrilo) 1. Cinética rápida, similar a la de Anglo American 1. 2. Bajo inventario de oro en el circuito 2. 3. Alta concentración de oro en el eluido 3. 4. Aprovecha el eluyente de reciclo 4. 5. Baja temperatura y presión 5.
Mayor costo de capital / Especial en versión presurizada Requiere agua desmineralizada de alta calidad Uso de temperatura y presión relativamente elevados Circuito es mas complejo
Uso de solvente orgánico con riesgo de incendio Contaminación del carbón con solvente orgánico Obliga a reactivación térmica y con vapor cada ciclo Mayor costo de operación por un reactivo mas caro Probado solo a escala pequeña, riesgo al escalar
RESULTADOS DE DESORCION PARA VARIOS TIPOS DE CARBONES CIP
CIRCUITO DE ELUCION : PROCESO SPLIT ZADRA -PUCAMARCA
BALANCE METALURGICO PLANTA PUCAMARCA
ELUCION Y ELECTRODEPOSICION CONTINUA
CIRCUITO DE DESORCION : REACTORES E INTERCAMBIADORES DE CALOR
ELUCION Y ELECTRODEPOSICION CONTINUA
CIRCUITO DE ELECTRODEPOSICION
PROCESO ANGLO-AMERICANO (A.A.R.L)
CRITERIOS DE OPERACIÓN PROCESO A.A.R.L TEMPERATURA (°C). • Lavado acido Remojo: 90 a 120 Reextraccion 120°
TIEMPO DE REEXTRACCION - Lavado acido: 1h Lavado con agua Remojo Reextracción total
1h 3h 6h
1h
Grado de carbon reextraido (g/t): 100 Recuperacion de reextraccion (%)98-99
ETAPA DESORCION DEL CARBON : PROCESO A.A.R.L Tanque Soda de cáustica cáustica
adsorción
Neutralizador Neutralizador de ácido
Tanque de Solución Barren
Zaranda de lavado lavado ácido Acido concentrado
agua Tanque de lavado lavado ácido
Tanque de Acido Acido mixto
Tanque de Carbón Fino Fino
Tanque de ácido Vent.
Filtro de lavado lavado ácido
desague
Tanque Transferencia Transferencia de agua
Sumidero de de ácido
Tanque de Solución Solución intermedia
Carbón a Strip Strip Vessel Vessel Desorción Filtro strip strip carbón
Recobrar calor intercambio
Intercambiador de Intercambiador de Calor fluido fluido terminal
regeneración Sumideros y zarandas
Fluido termal termal
Tanque de Solución Solución Solución pregmant pregmant
PROCESO ANGLOMERICANO ( A.A.R.L) VENTAJAS
1. 2. 3. 4. 5.
Tiempo corto de reextracción y alto grado de solución de elución, permite mas de una reextracción por dia. Lavado ácido en el reactor de reextracción, evita una etapa de transporte adicional de carbon y la subsecuente atricción del carbón. Temperatura y presión moderada, minimiza los costos de operación. Muy buena reextracción. La solución de reextración sera adicionada al circuito existente de precipitacion de zinc. DESVENTAJAS
1. 2.
3. 4.
Mas complicado, por consiguiente requiere mas instrumentación sofisticada para operar automaticamente. Tanque sofisticado si se efectua un lavado ácido a alta temperatura en el mismo reactor. Requiere buena calidad de agua para una elucion eficiente, es sencible a la presencia de calcio y magnesio. La solución de reextracción no puede ser reciclada.
REGENERACION QUIMICA Y TERMICA - CARBON PREGNANT
REGENERACION QUIMICA Y TERMICA DEL CARBON - CONTAMINANTES Procedimientos para remover contaminantes del carbón Contaminantes
Reactivación
CaCO3
Lavado ácido
Mg(OH)2
Lavado ácido
SiO2
Reactivación térmica
Fe(CN)−3 6
Lavado ácido en caliente
Fe2O3
Lavado ácido en caliente
CuCN
Lavado ácido y desorción
Orgánicos
Reactivación térmica
REGENERACION QUIMICA DEL CARBON PREGNANT Esta parte de la operación corresponde a las etapas de tratamiento del carbón activado, con el objetivo de devolverle sus propiedades físicas originales con el fin de poder usarlo nuevamente en el proceso. Con el Lavado ácido, se remueve los carbonatos adheridos a la superficie del carbón producto de la dureza del agua y de la cal que se usa en el proceso, obstruyendo los poros intergranulares. Para atenuar este efecto se utiliza solución diluida de ácido clorhídrico o ácido nítrico al 5%, ingresando la solución en contracorriente al lecho de carbón activado. Posterior a este lavado, se enjuaga con abundante agua fresca para neutralizar los remanentes del ácido.
INGRESO DE AGUA DE LAVADO
SISTEMA DE LAVADO ÁCIDO SALIDA DE SOLUCION ACIDA PARA RECIRCULACION
HCL DRENAJE DE SOLUCION ACIDA
REACTOR DE REACTIVACION QUIMICA
H2O
DRENAJE DE AGUA DE LAVADO
TANQUE DE ALMACENAMIENT O
DESCARGA DE CARBON A SISTEMA DE TRATAMIENTO
LEYENDA
BOMBA CENTRIFUGA
VALVULA
REGENERACION QUIMICA DEL CARBON - PLANTA PUCAMARCA
CIRCUITO DE LAVADO ACIDO
REGENERACION QUIMICA DEL CARBON-PLANTA COMARSA
CIRCUITO DE REGENERACION QUIMICA DEL CARBON-COMARSA
CIRCUITO DE REACTIVACION QUIMICA DEL CARBON MINERA COMARSA AGUA NaOH
CARBON REAC.QUIMICAMENTE A REACT. TERMICA
ACIDO CLORHIDRICO
LAc
SOLUCION NEUTRALIZADA LUEGO DE LA REACTIVACION QUIM ICA. A POZA
COLUMNA DEL CIRCUITO DE REACTIVACON QUIMICA Y NEUTRALIZACION
REGENERACION TERMICA DEL CARBON PREGNANT Consiste en pasar el carbón activado por un horno a una temperatura de 800 ºC, para devolverle sus propiedades fisicas y poder reutilizarlo en el proceso. A esta temperatura, cualquier indicio de carbonato restante se transforma en gas CO2. Actualmente, en algunas minas del país, están utilizando el Horno eléctrico, marca Minfurn de procedencia Sudafricana, de tipo Vertical, logrando pasar hasta 125 Kg/h. de carbón. El carbón saliente del horno pasa a un Tanque de agua fría (Quench tank) con el fin de activarlo nuevamente, debido al cambio brusco de temperatura y así poder usarlo en el proceso de adsorción.
ETAPA DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON Zaranda de carbón
Combustión de Gases a atmosfera
Alimentador tornillo
Secador Scrubber (limpiado r)
Petróleo Nuevo carbón
Hoppe r carbón Carbón a tanque de atricción
Horno regeneració n del Carbón
Seal pot (lugar sellado)
Eliminador de gases
Calentador de aire
Carbón a sumidero
Columna de carbón (Hg)
Escape de gases vapore s
Stack
Carbón a retortas
Tanque apagado de Carbón
Agua
Carbón a zaranda sinzing
Tanque de almacenaje de carbón
Carbón a columnas de adsorción
III.REGENERACION DEL CARBON NUEVO-DESORVIDO-REG.TERMICA-REG.QUIMICA Calidades de Carbón Activado 0.7 CD 0.6
Au mg/gr C*
0.5
CRQ 0.4 0.3 CRT 0.2 0.1
CN 0 0
5
10
15
20
25
t (horas)
22
CIRCUITO DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON-PUCAMARCA
El carbón eluido de los reactores de desorcion, es enviado reactor por reactor a la zaranda de clasificación(la bomba de transvase o envió tiene una capacidad de envió de 27,3 m3/h),donde el carbón retenido ingresa al horno de reactivación química (600°C) para su regeneración térmica(eliminación de orgánicos) y el carbón pasante(fino) cae al tanque de carbón fino. La capacidad del horno rotatorio es de 3 TM/día, tomándose 02 días para regenerar las 06 TM de carbón eluido, el carbón fino es bombeado y filtrado en el filtro prensa del circuito, esta etapa concluye con el secado-cosecha y ensacado del carbón fino para tratamiento metalúrgico posterior.El carbón
HORNO HORIZONTAL DE REG. TERMICA DEL CARBON-PUCAMARCA
CIRCUITO DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON-PUCAMARCA
CIRCUITO DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON-COMARSA CIRCUITO DE REACTIVACION TERMICA DEL CARBON MINERA COMARSA CARBON REACTIVADO QUIMICAMENTE
hornos eléctricos verticales de 42 Kg C*/Hr, cada uno, a una temperatura de 700°C.
TOLVA S DE CARGA DE CARBON
HORNOS VERTICALES
MALLA 20
Carbón a Columnas de Adsorción
ALIMENTADORES
TOLVA DE DESCARGA
+ m20
- m20
Carbón fino
PRUEBAS DE ADSORCION :CARBON NUEVOvs CARBON REGENERADO
MINUT.
GRC- 20
RT-1AR
RT-1R
RT-2AR
0
0
0
0
0
20
37.06
13.22
34.41
15.77
40
62.32
24.26
56.44
26.48
60
75.58
29.14
70.21
35.04
80
84.87
36.96
78.27
43.47
100
89.99
45.67
84.71
49.87
% REACT.
100 (*)
50.75
94.13
55.42
(*) Se considera el carbon virgen GRC - 20 como el 100% de adsorcion para efectos de comparacion con los carbones reactivados
GRC - 20 = Carbon virgen, Marca Calgon GRC - 20 RT - SR = Carbon sin reactivar (agotado) RT - H = Carbon reactivado emfriado en agua: V = 375, A = 50 RT - MA = Carbon reactivado emfriado a medio ambiente: V = 375, A = 50 RT - AR = Carbon antes de reactivar. RT - R = Carbon despues de reactivar: V = 371, A = 52
RESULTADOS DE ADSORCION: CARBON NUEVO VS CARBON REGENERADO VELOCIDAD DE ADSORCION: CARBON GRC-AR-R
COMPARACION DE LA VELOCIDAD DE ADSORCION REACTIVACION TERMICA RT-2 V = 371 , A = 52
100
100
90
90
80
80
70
70
% Au EN LA ADSORCION
% Au EN LA ADSORCION
COMPARACION DE LA VELOCIDAD DE ADSORCION REACTIVACION TERMICA RT-1 V = 371 , A = 52
60 50 40 30
GRC-20 (100%)
20
60 50 40 30
GRC-20 (100%)
20
RT-1AR (50,75%) 10
RT-2AR (55,42%) 10
RT-1R (94.13%)
RT-2R (94,89%)
0
0
0
20
40
60
TIEMPO (min)
80
100
0
20
40
60
TIEMPO (min)
80
100
PRUEBAS DE LA VELOCIDAD DE ADSORCION DESPUES DE LA REGENERACION TERMICA DEL CARBON Y SU ENFRIAMIENTO
El consumo de energía eléctrica del horno de reactivación es de 1.13 KwHr/Kg de carbón activado. El costo de regeneración térmica es de 0.2 US$/Kg. De carbón reactivado, comparado con el uso del carbón nuevo que cuesta alrededor de 3.5 US$/kg de carbón. El enfriamiento del carbón activado térmicamente se realiza por inmersión en agua, para ello se realizaron pruebas los resultados se muestran en el cuadro y graficos siguientes, para efectos de comparación se asume un carbón GRC-20 virgen 100 % de eficiencia de reactivación. MINUT.
GRC- 20
RT- SR RT-1MA
RT-1H
RT- 4MA
RT- 4H
0
0
0
0
0
0
0
20
37.06
15.55
30.28
40.88
30.07
35.78
40
62.32
24.71
46.93
59.69
56.52
64.13
60
75.58
32.66
57.49
73.14
69.37
73.19
80
84.87
40.50
65.93
82.24
79.24
81.57
100
89.99
51.33
73.06
88.87
85.41
87.58
% REACT.
100 (*)
57.04
81.19
98.76
94.91
97.32
La reactivación térmica elimina los compuestos orgánicos adsorbidos por el carbón activado.
RESULTADOS DE LA ADSORCION DESPUES DE LA REGENERACION TERMICA Y SU ENFRIAMIENTO
COMPARACION DE LA VELOCIDAD DE ADSORCION REACTUIVACION TERMICA RT -2 V = 375 A = 50
100
100
90
90
80
80
70
70 % Au EN LA ADSORCION
% Au EN LA ADSORCION
COMPARACION DE LA VELOCIDAD DE ADSORCION REACTUIVACION TERMICA RT -1 V = 375 A = 50
60 50 40 30
50 40 30
GRC-20 (100%) RT-SR (57.04%)
20
60
GRC-20 (100%) RT-SR (57.04%)
20
RT-1MA (94.91%)
RT-1MA (81.19%) 10
10
RT-1H (98.76%)
RT-1H (97.32%)
0
0 0
20
40
60 TIEMPO (min)
80
100
0
20
40
60 TIEMPO (min)
80
100
ENSAYES QUIMICOS CARBON OPERACIÓN – PLANTA ADR
ANALISIS VALORADO DEL CARBON – PLANTA ADR
LEYES COMPOSITOS CARBON POR MALLAS
VELOCIDAD DE ADSORCION (Au y Ag) CON CARBON
EFICIENCIA DEL CARBON ACTIVADO CURVAS DE VELOCIDAD DE ADSORCION-CALGON GRC20 (M 6X12) 100 90 80
% Au EN EL CARBON
70
CARBON NUEVO GRC-20
90,57%
60 CARBON 2DO. USO GRC-20
50
58,55%
40 CARBON 3ER. USO GRC-20
30
34,72%
20 CARBON AGOTADO GRC-20
10
18,05% 0 0
2
4 TIEMP0 (Hr)
6
8
10