EFECTO DEL PRETRATAMIENTO QUÍMICO CON H2SO4-NaCL EN LA LIXIVIACIÓN DEL MINERAL DE CALCOPIRITA DE BAJA LEY DE MINERA LOMAS BAYAS

Abstract

La calcopirita (CuFeS2), es el mineral de cobre más abundante e importante, pero posee una baja cinética de lixiviación en medio ácido. Sin embargo, la velocidad de disolución de la calcopirita en medios sulfato-cloruro es significativamente más rápida comparada con medios de solo sulfato. El DIMM ha estudiado en los últimos cinco años la contribución del pretratamiento de minerales sulfurados de cobre sobre la cinética. El pretratamiento consiste en mezclar el mineral con NaCl sólido, seguido de la humectación con solución refino y ácido sulfúrico concentrado, sujeto a la condición de que la humedad no supere el valor correspondiente a la impregnación, dejando en reposo el material entre 7 y 60 días, dependiendo de la mineralogía metálica y no metálica. En la práctica se ha observado que, durante la lixiviación en pilas, el pretratamiento reporta cerca del 50% del cobre disuelto. Considerando lo anterior, el objetivo de esta tesis consiste en estudiar la respuesta cinética de un mineral de calcopirita proveniente de minera Lomas Bayas, sin y con pretratamiento químico. Para esto se aplicará la técnica experimental desarrollada por el DIMM denominada Extracción Máxima de Especies Lixiviantes (EMELA®), para determinar las mejores condiciones del pretratamiento y su impacto en la lixiviación agitada. El pretratamiento de este mineral calcopiritico de cobre con una ley de 0.71% de Cu, se realiza mediante la dosificación de cloruro de sodio de (17 y 50 kg NaCl/t mineral), mientras que de ácido concentrado respecto a su consumo estándar un (100%) y 60% respecto a la humedad de impregnación. La mezcla se deja reposar durante 5, 15 y 25 días. Luego el mineral pretratado es sometido a lixiviación agitada bajo condiciones pH 1, 25% de sólidos, 250 rpm, 240 [min], concentración de cloruro de 20, 40, 70 y 120 [g/L] y temperatura ambiente. La máxima disolución del mineral se logró con un pretratamiento de 50 kg NaCl/t mineral, 100% H2SO4esteq., 60% de la humedad de impregnación, tiempo de reposo de 25 días, lixiviación realizada con un refino de 20[g/L] de ion cloruro en medio sulfato a 19[°C], alcanzándose una extracción de un 50%. El consumo de ácido fue reducido un 100% en la etapa de lixiviación bajo estas condiciones. La cinética de disolución del mineral se ajustó al modelo del núcleo sin reaccionar, determinado por un control químico. El pretratamiento químico realizado al mineral mejora significativamente su disolución en comparación a los resultados obtenidos para el mineral sin realizar pretratamiento (50% y 7% respectivamente). Siendo el tiempo de reposo un factor clave para el aumento de extracción. El repretratamiento de los ripios del mineral provocó un aumento de extracción de un 12%, llegando a un 62% de disolución de CuT.Chalcopyrite (CuFeS2) is the most abundant copper mineral, but has a low kinetic leaching in the acid medium. However, the production rate of chalcopyrite in sulfate-chloride media is also faster compared to sulfate-only media. The DIMM has studied in the last five years the contribution of the pretreatment of copper sulphide minerals on the kinetics. The pretreatment consists of mixing the mineral with solid NaCl, followed by humidification with refining solution and concentrated sulfuric acid, subject to the condition that the humidity does not exceed the value corresponding to the impregnation, leaving the material at rest between 7 and 60 days, depending on the metallic and non-metallic mineralogy. In practice it has been observed that, during heap leaching, pretreatment reports about 50% of dissolved copper. Considering the above, the objective of this thesis is to study the kinetic response of a mineral of chalcopyrite from mining Lomas Bayas, without and with chemical pretreatment. For this, the experimental technique developed by the DIMM called Maximum Extraction of Leaching Species (EMELA®) will be applied to determine the best pre-treatment conditions and their impact on agitated leaching. The pretreatment of this copper calcopyrite mineral with a 0.71% Cu law is carried out by the sodium chloride dosage of (17 and 50 kg NaCl / t mineral), while concentrated acid with respect to its standard consumption a (100%) and 60% with respect to the humidity of impregnation. The mixture is left to rest for 5, 15 and 25 days. Then the pretreated ore is subjected to agitated leaching under conditions of pH 1, 25% solids, 250 rpm, 240 [min], chloride concentration of 20, 40, 70 and 120 [g / L] and room temperature. The maximum dissolution of the mineral was achieved with a pretreatment of 50 kg NaCl / t mineral, 100% H2SO4esteq., 60% of the humidity of impregnation, resting time of 25 days, leaching carried out with a refinement of 20 [g / L] of chloride ion in sulfate medium at 19 [° C], reaching an extraction of 50%. The acid consumption was reduced by 100% in the leaching stage under these conditions. The kinetics of dissolution of the mineral was adjusted to the model of the NSR, determined by a chemical control. The chemical pretreatment made to the ore significantly improves its dissolution compared to the results obtained for the mineral without performing pretreatment (50% and 7% respectively). The resting time being a key factor for the increase of extraction. The pre-treatment to the product of the leaching of the mineral caused an increase of extraction of 12%, reaching a 62% of CuT dissolution.