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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.

Benavente v. Chapi-Lix

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Page 1: Benavente v. Chapi-Lix

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.

Page 2: Benavente v. Chapi-Lix

• 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.

Page 3: Benavente v. Chapi-Lix

UBICACIÓN GEOGRAFICA M.P.C.

Page 4: Benavente v. Chapi-Lix

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%.

Page 5: Benavente v. Chapi-Lix

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

Page 6: Benavente v. Chapi-Lix

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.

Page 7: Benavente v. Chapi-Lix

PROCESO CHAPI LIX – DIAGRAMA DE TIEMPO

Page 8: Benavente v. Chapi-Lix

“CHAPI-LIX”, MINERALOGIA DEL SULFURO SECUNDARIO

Page 9: Benavente v. Chapi-Lix

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

Page 10: Benavente v. Chapi-Lix

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

Page 11: Benavente v. Chapi-Lix

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

Page 12: Benavente v. Chapi-Lix

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.

Page 13: Benavente v. Chapi-Lix

“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

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“CHAPI-LIX”, LIDERAZGO EN COSTO.

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“CHAPI-LIX” , TECNOLOGIA LIMPIA DE MENOR COSTO

Page 16: Benavente v. Chapi-Lix

“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.

Page 17: Benavente v. Chapi-Lix

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.

Page 18: Benavente v. Chapi-Lix

REPORTE DE CALIDAD DEL PRODUCTO FINAL

Page 19: Benavente v. Chapi-Lix

CHANCADO AGLOMERADO

SAL

ESQUEMA DE PROCESOS

SX LIXIVIACION

EWCATODOS DE COBRE

Page 20: Benavente v. Chapi-Lix

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

Page 21: Benavente v. Chapi-Lix

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 .

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