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SOLUBILIDAD DE LOS PRODUCTOS DE REACCIÓN DE LA APLICACIÓN DEL PRETRATAMIENTO QUÍMICO A UN MINERAL DE CALCOPIRITA

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Date
2020-12
Authors
MUÑOZ MORA, KEVIN ALEJANDRO
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Abstract
La hidrometalurgia del cobre en Chile ha definido una alternativa tecnológica para el beneficio de minerales sulfurados de cobre, que consiste en un pretratamiento químico del mineral seguido de la lixiviación. El pretratamiento químico consiste en la mezcla del mineral con una sal de cloruro en forma sólida o salmuera saturada, humectada con refino u otra solución y ácido sulfúrico concentrado para producir ácido clorhídrico in situ. La lixiviación de minerales en soluciones cloruradas ha sido ampliamente estudiada y documentada en la literatura técnica. Sin embargo, no ocurre lo mismo con el pretratamiento químico que como concepto surge en el año 2015. El presente trabajo de memoria de título contribuye al conocimiento de la conducta del pretratamiento químico con cloruro de sodio y ácido sulfúrico y su incidencia en el lavado acidulado y lixiviación, sin y con cloruro. La metodología considera la aplicación del test EMELA a un mineral de tamaño fino y grueso para contrastar su respuesta frente a la extracción de cobre. El mineral pretratado químicamente se somete a un lavado en agua acidulada y lixiviación sin y con cloruro (agitada y en botellas), para determinar la solubilidad de los productos de reacción generados por la transformación de los sulfuros de cobre debido al ataque químico del ácido clorhídrico y al reposo. Se analiza la conducta del mineral de calcopirita respecto de las principales variables del proceso: adición de NaCl, adición de H2SO4, tiempo de reposo, aireación del mineral y efecto de la adición de un reactivo oxidante. Además, se contrastan los resultados experimentales con los datos de benchmarking sobre la cinética de diversos dominios de sulfuros de cobre correspondientes a pilotajes industriales. Se determinó qué durante el pretratamiento químico, el reposo tiene un rol significativo en la solubilidad de los productos de reacción. En efecto, los productos de formación más tardía son altamente solubles en agua acidulada, mientras que, los productos de reacción más temprana son insolubles en medio ácido, pero gradualmente solubles bajo condiciones de pH y potencial redox, donde este último está regulado por la concentración de cloruro en solución. No se detecta la ocurrencia del chancado químico debido al pretratamiento químico. Sin embargo, debido a que en las condiciones óptimas de las variables indicadas previamente, la extracción de cobre desde el mineral fino (bajo 212 [um]), tiende al valor obtenido con el mineral grueso (bajo 12,7 [mm]), lo que solo podría explicarse a través de la generación de microgrietas en la roca gruesa por efecto de las reacciones exotérmicas de este pretratamiento. Existe una condición óptima de cloruro de sodio y tiempo de reposo que determinan un máximo de extracción de cobre desde minerales de calcopirita a 25 [°C], que para este caso particular son de 20 [kg t-1] de NaCl y 15 días de reposo, para alcanzar una extracción de cobre en el lavado con agua acidulada del orden de 20% Cu y en la lixiviación con agua acidulada clorurada de 40% Cu
The copper hydrometallurgy in Chile has defined a technological alternative for the benefit of copper sulphide ores, which consists of a chemical pre-treatment of the ore followed by leaching. Chemical pretreatment consists of mixing the mineral with a chloride salt in solid form or saturated brine, moistened with refining or other solution and concentrated sulfuric acid to produce hydrochloric acid in situ. The leaching of minerals in chlorinated solutions has been widely studied and documented in the technical literature. However, the same does not happen with chemical pretreatment, which emerged as a concept in 2015. The present thesis contributes to the knowledge of the behavior of chemical pretreatment with sodium chloride and sulfuric acid and its incidence in acidified washing and leaching, without and with chloride. The methodology considers the application of the EMELA test to a mineral of fine and coarse size to contrast its response to the extraction of copper. The chemically pretreated mineral is subjected to a washing in acidic water and leaching without and with chloride (agitated and in bottles), to determine the solubility of the reaction products generated by the transformation of copper sulphides due to the chemical attack of hydrochloric acid. and at rest. The behavior of the chalcopyrite mineral is analyzed with respect to the main variables of the process: addition of NaCl, addition of H2SO4, resting time, mineral aeration and effect of the addition of an oxidizing reagent. In addition, the experimental results are contrasted with the benchmarking data on the kinetics of various domains of copper sulphides corresponding to industrial pilings. It was determined that during the chemical pretreatment, standing has a significant role in the solubility of the reaction products. Indeed, the later formation products are highly soluble in acidified water, while the earlier reaction products are insoluble in an acid medium, but gradually soluble under conditions of pH and redox potential, where the latter is regulated by concentration. of chloride in solution. The occurrence of chemical crushing due to chemical pretreatment is not detected. However, due to the fact that in the optimal conditions of the variables indicated previously, the extraction of copper from the fine mineral (under 212 [um]), tends to the value obtained with the coarse mineral (under 12.7 [mm]), This could only be explained through the generation of microcracks in the coarse rock as a result of the exothermic reactions of this pretreatment. There is an optimal sodium chloride condition and resting time that determine a maximum copper extraction from chalcopyrite minerals at 25 [° C], which for this particular case is 20 [kg t-1] of NaCl and 15 days of rest, to achieve an extraction of copper in the wash with acidified water of the order of 20% Cu and in the leaching with acidified chlorinated water of 40% Cu
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Keywords
PRETRATAMIENTO QUIMICO , LIXIVIACION , INDUSTRIA MINERA , HIDROMETALURGIA
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