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teoria
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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIAS
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS
CICLO IX
CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES EN MINERIA
DOCENTE: ING. RICHARD SANZ FERNANDEZ
E MAIL :[email protected]
TURNO: NOCHE
AULA: 16
METALURGIA
Es la ciencia que se encarga de obtención de los metales. Se divide en:1.Metalurgia Extractiva: Extracción de los metales a través de operaciones y procesos de:1.1 Extracción de Minerales: Perforación, Voladura1.2Concentración de Minerales: Chancado, Molienda, Clasificación, Flotación, Filtrado, Secado.1.3 Hidrometalurgia: Lixiviación Extracción por Solventes Electro obtención.1.4 Pirometalurgia: Tostación – Fusión – Conversión – Electro refinación.1.5 Electrometalurgia: Electro obtención, Electro refinación.
ING. RICHARD SANZ FERNANDEZ
2. Metalurgia Transformativa
Transformación de los metales en productos terminados: alambre de cobre, varillas de construcción, artículos de joyería, artículos electrónicos, entre otros; a través de procesos de: Acerías– Laminado – Tratamientos Térmicos – Obtención de aleaciones entre otros.
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Los Metales
‰ Los metales son electropositivos (tienden a perder electrones)
‰ Conducen fácilmente el calor y la electricidad.
‰ En estado sólido los metales tienen estructura cristalina. ‰ Sus átomos están situados en los nudos de una red regular. ‰ Los metales son isotrópicos (tienen iguales propiedades en todas las direcciones)
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MINERAL
Sustancia de origen natural con una composición química característica dentro de cierto intervalo.
MENADeposito mineral cuya concentración es adecuada, en el aspecto económico, para extraer un metal especifico.
GANGA Parte no utilizada del mineral.Los Metales en la Naturaleza ING. RICHARD SANZ FERNANDEZ
LIXIVIACION
Es un proceso metalúrgico que se utiliza para tratar principalmente minerales oxidados. Actualmente se utiliza este proceso para tratar minerales sulfurados de cobre mediante un proceso llamado lixiviación bacteriana.
Vista Nocturna Cerro Verde
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Factores Técnico Económicos
- ley de la especie de interés a recuperar
- reservas de mineral
- caracterización mineralógica y geológica
- comportamiento metalúrgico
- capacidad de procesamiento
- costos de operación y de capital
- rentabilidad económica
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METODOS DE LIXIVIACION• Lixiviación de lechos fijos :• - in situ, in place• - en botaderos• - en pilas• - en bateas• Lixiviación de pulpas :• - por agitación, a presión ambiente• - en autoclaves
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Lixiviación in situ - in place
La lixiviación IN PLACE se refiere a la lixiviación de residuos fragmentadosdejados en minas abandonadas, mientras la lixiviación IN SITU se refiere a laaplicación de soluciones directamente a un cuerpo mineralizado.
Por lo general, estas operaciones presentan actualmente un gran interés por losbajos costos de inversión y operación que se requieren, y que posibilitan recuperarvalores metálicos que de otra manera no podrían ser extraídos. Los bajos costosson consecuencia de evitar o al menos disminuir los costos de extracción minera,el transporte del mineral a la planta y de los desechos finales del proceso, y laconstrucción de una planta de lixiviación. Generalmente, la recuperación es baja (< 50% ).
Dependiendo de la zona a lixiviar, que puede ser subterránea o superficial, sedistinguen tres tipos de lixiviación in situ.
Tipo I : Se trata de la lixiviación de cuerpos mineralizados fracturados situadoscerca de la superficie, sobre el nivel de las aguas subterráneas. Puedeaplicarse a minas en desuso, en que se haya utilizado el "block caving",o que se hayan fracturado hidráulicamente o con explosivos (IN PLACELEACHING).
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Tipo II
Son lixiviaciones IN SITU aplicadas a yacimientos situados a cierta profundidad bajo el nivel de aguas subterránea, pero a menos de 300 - 500 m de profundidad. Estos depósitos se fracturan en el lugar y las soluciones se inyectan y se extraen por bombeo.
Tipo III
Se aplica a depósitos profundos, situados a más de 500 m bajo el nivel de aguas subterráneas
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Lixiviación en botaderos (Dump leaching)
Esta técnica consiste en lixiviar lastres, desmontes o sobrecarga de minas de tajo abierto, los que debido a sus bajas leyes (por ej. < 0.4% Cu) no pueden ser tratados por métodos convencionales. Este material, generalmente al tamaño "run of mine" es depositado sobre superficies poco permeables y las soluciones percolan a través del lecho por gravedad.
Normalmente, son de grandes dimensiones, se requiere de poca inversión y es económico de operar, pero la recuperación es baja (por ej. 40-60 % Cu) y necesita tiempos excesivos para extraer todo el metal. Las soluciones se alimentan generalmente por aspersión.
Normalmente la lixiviación en botaderos es una operación de bajo rendimiento (pero también de bajo costo). Entre las diferentes razones para ello se puede mencionar :
- Gran tamaño de algunas rocas (> 1 m).- Baja penetración de aire al interior del botadero.- Compactación de la superficie por empleo de maquinaria pesada.- Baja permeabilidad del lecho y formación de precipitados (yeso, ...)- Excesiva canalización de la solución favorecida por la heterogeneidadde tamaños del material en el botadero ING. RICHARD SANZ FERNANDEZ
Lixiviación en batea (por percolación)
Esta técnica consiste en contactar un lecho de mineral con una solución acuosa que percola e inunda la batea o estanque.
Los minerales a tratar por este método deben presentar contenidos metálicos altos o muy altos, debiendo ser posible lixiviar el mineral en un período razonable (3 a14 días) y en trozos de tamaño medio con tonelajes suficientes de mineral percolable en el yacimiento que permitan amortizar la mayor inversión inicial que requiere este tipo de proceso.
Ya que esos minerales no existen más, es una tecnología antigua actualmente en desuso.
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Lixiviación en pilas (heap leaching)
El mineral procedente de la explotación, a cielo abierto o subterránea, debe ser ligeramente preparado en una planta de chancado y/o aglomeración, para conseguir una granulometría controlada que permita una buena permeabilidad.
Una vez preparado el mineral, se coloca en montones de sección trapezoidal y altura calculada para proceder a su riego con la solución lixiviante. Tras percolar a través de toda la pila, se recolectan los líquidos enriquecidos (solución rica) que se llevan a la planta de proceso de recuperación de la sustancia mineral (sal o metal).
Las aguas sobrantes del proceso vuelven a ser acondicionadas para ser recicladas hacia las pilas. También en algunos casos es preciso añadir agua nueva, para reponer las fuertes pérdidas de evaporación del circuito.
Se denomina cancha de lixiviación a la superficie de apoyo de la pila donde se coloca la impermeabilización. Cuando la cancha es recuperada para reutilizarla con un nuevo mineral se trata de lixiviación en PILAS DINAMICAS, mientras que si el terreno no es recuperado y, por lo tanto, el mineral agotado queda en el depósito como nueva base para otra pila, se trata de lixiviación en PILAS ESTATICAS o PERMANENTES.
La solución rica (S.R. o P.L.S. : pregnant leach solution) es generalmente impura y diluida y deberá ser purificada y concentrada antes de recuperar el metal. En la hidrometalurgia del cobre, eso se realiza mediante la extracción por solvente seguida por la electro deposición del cobre. La solución rica sólo contiene 4 – 6 g/l Cu y 1 - 2 g/l H2SO4 y es impura ( 5 g/l Fe, SiO2, Al2O3 coloides, sólidos en suspensión)
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LIXIVIACIÓN POR AGITACIÓN
La lixiviación por agitación se utiliza en los minerales de leyes más altas, cuandolos minerales generan un alto contenido de finos en la etapa de chancado, ocuando el mineral deseado está tan bien diseminado que es necesario molerlopara liberar sus valores y exponerlos a la solución lixiviante. Es también el tipo detécnica que se emplea para lixiviar calcinas de tostación y concentrados.Se recurre a la agitación mediante burbujeo o bien a la agitación mecánica paramantener 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 horascomparado con el proceso de lixiviación en pilas que requiere meses. Losagitadores mecánicos son simplemente impulsores colocados en el interior deltanque (Fig. 3.21a), mientras que los tanques agitados con aire son a menudotanques de tipo "Pachuca" (Fig. 3.21b).Sus ventajas comparativas con otros métodos de lixiviación son :- Alta extracción del elemento a recuperar- Tiempos cortos de procesamiento (horas)- Proceso contínuo que permite una gran automatización- Facilidad para tratar menas alteradas o generadoras de finosSus desventajas son :- Un mayor costo de inversión y operación- Necesita una etapa de molienda y una etapa de separación sólido líquido(espesamiento y filtración)
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