Procesamiento de Minerales y Metalurgia Extractiva

WORKSHOP AMTC 2013 Tecnología para la Minería hecha en Chile

Santiago, 25 de Abril de 2013 Auditorio Gorbea

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Universidad de Chile

Grupo de Procesamiento de Minerales y Metalurgia Extractiva

Expositor: Willy Kracht Académico FCFM, Ingeniería de Minas

Investigador AMTC, Líder de Grupo

workshop2013.amtc.cl


Nuestro objetivo es generar y transferir conocimiento que permita procesar minerales complejos, minerales de baja ley y enfrentar restricciones medio ambientales cada vez más severas

Metalurgia Extrac.va Ø  Extracción de Cu, Sc, y REE’s Ø  Nuevos procesos y tecnologías

Ø  Hidrometalurgia Ø  Bio-‐hidrometalurgia Ø  Pirometalurgia

Sponsors de la industria Procesamiento de Minerales Ø  Instrumentación para dispersión de aire en flotación Ø  Caracterización de reacEvos de flotación

Financiamiento para I+D



Proc. de Minerales Simulación y modelación

Flotación

Met.Ext. No ferrosa Pirometalurgia

Reciclación de metales Materiales inteligentes

Microbiología aplicada Bio-‐hidrometalurgia Técnicas de análisis

superficial

Hidrometalurgia Bio-‐hidrometalurgia

Simulación y modelación Corrosión

Dr. Willy Kracht　(Líder de Grupo) Ingeniero Químico, MSc. ME. U de Chile.

PhD in Min. & Materials, McGill University, Canada

Dr. Leandro Voisin Ingeniero de Minas, MSc. ME. U de Chile.

PhD. in ME & Materials, Tohoku University, Japan

Dr. Tomás Vargas Ingeniero Químico, U de Chile.

MSc. & PhD. in ME, University of London, UK.

Dr. Lexian Xia Biólogo, Huaihua College, China.

MSc. in Bioengineering, Shanxi University, China. PhD. in Microbiology, CS University, China

Estudiantes de postgrado Magister en Metalurgia Extractiva, Magister en Minería

Técnicos especializados




Lixiviación in-situ de minerales de cobre en minería subterránea

Expositor: Dr. Tomás Vargas Académico FCFM, Ing. Química y Biotecnología

Investigador AMTC



• Tomás Vargas (Procesamiento de Minerales y Metalurgia Extractiva)

• Raúl Castro (Tecnología Minera)

Investigadores Principales:

• Carolina Bahamondes (Magister en Minería) Tesista:



El aumento inexorable de la demanda por cobre, conjugado con el decaimiento de las leyes de los minerales y el sostenido aumento del costo energético de la extracción y conminución, hacen de la lixiviación in situ de minerales una alternativa cada día más relevante a considerar desde el punto de vista económico y ambiental.

El objetivo de este proyecto es desarrollar en el AMTC un área clave para la minería del futuro basada en la lixiviación minera in-situ. Para ello se establecerán las bases técnicas-económicas conceptuales y se desarrollarán herramientas experimentales y teóricas avanzadas que permitan cuantificar y optimizar el diseño de procesos de lixiviación in situ de minerales de cobre .



Minería convencional



Minería química: lixiviación in-situ

Cu+2

FRACTURACION IN SITU LIXIVIACION

H+, O2



1. Estudio de la fragmentación in-situ para optimizar la lixiviabilidad del mineral.

2. Caracterización, control y optimización de los patrones de flujo de solución en lechos de mineral fragmentado.

3. Desarrollo de metodologías para el control de emisiones (soluciones) al medio ambiente.

4. Evaluación y modelación de aireación natural y forzada en el lecho de mineral y su influencia en la velocidad de lixiviación de cobre.

5. Estudio del mecanismo cinético de lixiviación de sulfuros de cobre insertos en partículas de gran tamaño.

6. Optimización de mecanismos químicos y microbiológicos requer idos para la lixiviación de calcopirita.




Proceso de Conversión Continua Enami en Reactor de Lecho Empacado (CCE)

Expositor: Dr. Leandro Voisin

Académico FCFM, Ingeniería de Minas Investigador AMTC


Producción de Cobre a Partir de Sulfuros

Fundición Región Propiedad Tecnologías Volumen

Gases[Nm3/h]

Chuquicamata II CODELCO Flash + CT + CPS 465.000

Altonorte II XTRATA Reactor

Continuo + CPS

300.000

Potrerillos III CODELCO CT + CPS 80.000

Paipote III ENAMI CT + CPS 200.000

Ventanas V CODELCO Flash + CPS 150.000

Chagres V ANGLO AMERICAN CT + CPS 115.000

Caletones VI CODELCO CT + CPS 260.000


Operación Convencional de Mata de Cobre Convertidor Peirce Smith

Capacidad de tratamiento

[Tpd]

Productos Condensados

[Tpd]

Tiempo de Operación

[h] Flujo Gas [Nm3/h]

T [°C]

SO2 [%vol]

Operación Bajo campana

[%]

300~700 Cu2S-FeS

(Mata, eje, Metal Blanco, Platinado)

200~600 Blister

250~900 Escoria (2FeO-SiO2, Fe3O4,

{8~12%Cu})

7-10 40.000 – 90.000 550 - 700 8-12

70-80


Nueva Tecnología de Conversión Continua ENAMI en Lecho Empacado

Gas (SO2) + dust

Quemador Fundente

1. Alta capacidad de tratamiento [5 tph en un reactor piloto de 1.8 x 1.2 m (h x φ) v/s 20 tph que procesa la planta industrial actual con 2 CPS de 12 x 4.5 m (h x φ)].

2. Producción Continua de cobre Blister en una etapa v/s la operación actual Batch que opera en 2 etapas de soplado a escoria y Blister, respectivamente.

3. Alto impacto ambiental (Reducción de las emisiones fugitivas de gases, SO2, As y material particulado).

4. Reducción de Costos (Consumos de O2 en enriquecimiento del gas de reacción, consumo de refractarios, perdidas de cobre en la escoria)

5. Alta concentración de SO2 a planta H2SO4 (Generación de un mayor flujo de gases con una mayor concentración de SO2 debido a su diseño hermético, robusto y compacto)

6. Reducción de los tiempos de proceso (Operacionales y de mantención, debido al flujo gravitacional de mata, alta eficiencia de conversión y menor consumo de refractarios).

Scrap de Refractarios (Cr2O3 – MgO [2»φ])

Air/O2 Air/O2

ALGUNAS VENTAJAS DEL PROCESO CCE


Nueva Tecnología de Conversión Continua ENAMI en Lecho Empacado

Smelting Furnace

Fluxing System

CCE Furnace

Blister Copper

Samplin Crucible

CCE Furnace

Laboratory Test CFD Modeling

Industrial Pilot Plant

Smelting Furnace

-‐ Currently: -‐ Market assessment -‐  IP status and assessments

-‐ ENAMI funding by 2012: -‐ Laboratory experiments -‐ CFD modeling -‐ Setup of an Industrial-‐Pilot plant

-‐ Future work (2013): (U. of Chile, ENAMI, Buildtek) -‐ Process OpEmizaEon -‐ Pilot-‐Plant tests -‐ R&D Packaging and Transfer

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