Tratamiento de sulfuros para la sustentabilidad de la vía hidrometalúrgica en la metalurgia del cobre

Transcripción

1 8ª Jornada Ibero-Americana Técnico-Científica de Medio Ambiente Subterráneo y Sustentabilidad MASyS Congreso Iberoamericano de Minería Sustentable Santiago Chile 13, 14 y 15 de noviembre de 2013 Tratamiento de sulfuros para la sustentabilidad de la vía hidrometalúrgica en la metalurgia del cobre F. Vergara y F. Parada Departamento de Ingenieria Metalurgica Universidad de Concepcion Chile

2 PRODUCCION DE COBRE EN CHILE Producción total Cu (kt/año) Participación en la producción mundial (%) Producción Cu vía SX-EW (kt/año) Participación en la producción mundial (%)

3 PROYECCION DE LA PRODUCCION DE COBRE Ref. Inversión en la minería chilena. Cartera de proyectos. Cochilco, 08/2013

4 OPORTUNIDAD: TRATAMIENTO DE CONCENTRADOS DE COBRE VIA HIDROMETALURGICA Aprovechar capacidad instalada de SX-EW que estará disponible Mantener o aumentar la capacidad de producción de cátodos de cobre Existen tecnologías para lixiviar sulfuros primarios de cobre

5 OPORTUNIDAD: TRATAMIENTO DE EJE O METAL BLANCO VIA HIDROMETALURGICA Aprovechar capacidad instalada de SX-EW que estará disponible Mantener o aumentar la capacidad de producción de cátodos de cobre Eje y metal blanco contienen sulfuros más fáciles de lixiviar En una fundición de concentrados de cobre la etapa de fusión posee un control eficiente de las emisiones, no así la etapa de conversión. Tratar eje o metal blanco vía hidrometalúrgica en reemplazo de la conversión, favorece el control de emisiones de la fundición.

6 TECNOLOGIAS PARA LIXIVIACION DE CONCENTRADOS DE COBRE status Temp. (ºC) Presión (atm) P80 (mm) Proceso Activox P Proceso CESL D Proceso Mt Gordon C Proceso de oxidación a presión total C P: planta piloto; D: planta demostración ; C: planta comercial Proceso Activox Proceso CESL Proceso Mt Gordon Proceso de oxidación a presión total Molienda fina, lixivia calcopirita Lixiviación de calcopirita catalizada con cloruro Lixiviación de calcocita Condición extrema de P y T para lixiviar cpy Ref.: Copper leaching from primary sulfides: Options for biological and chemical extraction of copper, D. Dreisinger.

7 PROCESO CESL (Cominco Engineering Services Ltd.) Lixiviación de la Calcopirita: 12CuFeS O 2 + 4H 2 O + 4H 2 SO 4 4[CuSO 4 2Cu(OH) 2 ] + 6Fe 2 O S Extracciones de cobre: 97 98% Azufre: mayor parte como azufre elemental Hierro. Se fija como hematita Proceso se ha probado con éxito para concentrados con As

8 PROCESO CESL

9 PROCESO OXIDACION CATALITICA Proceso desarrollado en la Universidad de Concepción a escala laboratorio y piloto. Los sulfuros de cobre, hierro, arsénico y otros elementos son tratados por oxidación catalítica con oxígeno. El catalizador es NOx que transfiere el oxígeno para la lixiviación del sulfuro y se regenera El azufre queda como azufre elemental y una fracción menor se oxida a sulfato. El hierro queda como Fe +3 y el as como As +5.

10 PROCESO OXIDACION CATALITICA Se obtuvo un 98% de recuperación de cobre para concentrado calcopirítico en tiempo no mayor a 2 horas. Resultado similar se obtuvo con concentrado con arsénico. Las condiciones de operación son moderadas (60-90ºC) y el calor es aportado por las reacciones (proceso autógeno).

11 PROCESO DE TOSTACION - LIXIVIACION Este proceso ha sido estudiado en la Universidad de Concepción para el tratamiento de concentrados de Cu y Cu-As, así como para metal blanco. La etapa de tostación se realizó en un reactor piloto de lecho fluidizado continuo. La temperatura, P O2 y P SO2 determinan las características del producto de tostación. A 800ºC todo el azufre se transforma en SO 2, el hierro en hematita, el cobre como CuO y se forma ferrita de cobre. A 680ºC y controlando las presiones de O 2 y SO 2 se evita la formación de ferrita de cobre, el hierro queda totalmente como hematita y el cobre como oxi-sulfato.

12 PROCESO DE TOSTACION - LIXIVIACION Diagrama de estabilidad de fases Cu Fe S-O a 680ºC para (Cu/Cu+Fe)=

13 Reactor de lecho fluidizado piloto

14 Diagrama de flujo proceso Tostación - Lixiviación

15 CONCLUSIONES Existe una oportunidad para aprovechar las capacidades de SX-EW que van a quedar disponibles. La lixiviación en pilas de minerales sulfurados no se ve como una opción que permita proyectar un aumento o mantener la producción de cátodos de cobre vía SX-EW El tratamiento de concentrados vía hidrometalúrgica es una alternativa que se potencia en el escenario futuro con disponibilidad de plantas de SX-EW. La posibilidad de procesar metal blanco o eje es atractivo pues no solo potencia la producción vía SX-EW, si no que además potencia la fundición de concentrados. Además de una buena extracción de cobre, se ven favorables aquellas alternativas que permiten fijar las impurezas en el residuo sólido, dejar el azufre como azufre elemental y facilitar la recuperación de metales nobles.