AVANCES Y DESAFÍOS EM MATERIA DE RECUPERACIÓN DE METALES DESDE RESIDUOS MINEROS

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 AVANCES Y DESAFÍOS EM MATERIA DE RECUPERACIÓN DE METALES DESDE RESIDUOS MINEROS ARMANDO VALENZUELA JARA DIRECTOR, AL PROSPECTA CONSULTORES SANTIAGO, CHILE

2 AGENDA 1. Minería y Metalurgia en Chile 2. Recuperación de metales desde residuos mineros 3. Reflexiones finales

3 .1 Producción minera Hoy Chile es el mayor productor de cobre a nivel mundial, y un importante productor y exportador de Mo, Ag, Au, y minerales industriales como nitratos, litio, yodo, boro, entre otros. Producción actual y potencial Producción (*) Cobre (Mton) 5,4 8,1 Molibdeno (kton) Oro (ton) Plata (ton) Hierro (Mton) 10,2 19 Nitratos (Mton) 0,9 3,4 Yodo (kton) 17,5 28,5 50% de la producción mundial de Re obtenido como subproducto del procesamiento de concentrados tostados de Mo. Fuente: Ministry of Mining; Cochilco (for Cu: Informe Tendencia Mercado del Cobre ); USGS for other minerals and metals

4 1.2 Producción de cobre Evolución producción 1990 a 2012 Evolución producción 2013 a % de la nueva producción de cobre será por la vía de concentrados Source: 2010 Cochilco 2010 Yearbook and Report on Mining Investment for Copper and Gold; Analysis AL Prospecta

5 1.3 Procesos de cobre (1/2) a) Plantas concentradoras 12 grandes operaciones (> 50 kton/a Cu producido) 10 operaciones de mediano tamaño b) Plantas hidrometalúrgicas 13 grandes operaciones (> 50 kton/a Cu) Varias operaciones mediano tamaño Sulfide ore Waste rock and low grade rock MINE Acid drainage Fresh Water CRUSHING/ GRINDING Recycled water THICKENING/ FILTRATION FLOTATION Mo Mo concentrate FLOTATION Cu Tailings THICKENING THICKENING/ Effluent TAILINGS FILTRATION DAM Cu concentrate Evaporated water Wastewater 300 Mton/y = principales residuos

6 1.3 Procesos de cobre (2/2) c) Fundiciones de cobre ALTONORTE (XSTRATA) CHUQUICAMATA (CODELCO), * POTRERILLOS (CODELCO), * Fundiciones usando tecnología Flash, Teniente y Noranda Capacidad fusión: 100 a 580 kton/y copper PAIPOTE (ENAMI) VENTANAS (CODELCO), * CHAGRES (ANGLOAMERICAN) CALETONES (CODELCO) Cu concentrate DRYING Slag (*) with refinery SLAG CLEANING SMELTING/ Gas GAS HANDLING H 2 SO 4 Sulfuric FURNACE White metal CONVERTING and CLEANING PLANT Final slag to disposal +3 Mton/y H 2SO 4 Blister Cu ANODE FURNACE Cu anode ELECTRO- REFINING Cu Cathodes Dust Dust to treatment to recover Cu Acid wastewater Electrolytic sludges Acid effluent to treatment acid 5 Mt/y 110 kt/a m 3 /día m 3 /día = main wastes Source: analysis AL Prospecta using data from companies

7 1.4 Regulaciones ambientales

8 1.4 Regulaciones ambientales Emisiones de SO 2 y As desde fundiciones de cobre y el estándar actual y futuro a ser alcanzado en 2018 Inversión de US$ millones entre 1992 y 2002 (US$ por ton S recuperado) Captura de SO 2 aumentó desde 20 a 80% Emisiones de MP fue reducida desde +9 a 3 kton/año en el mismo período

9 AGENDA 1. Minería y Metalurgia en Chile 2. Recuperación de metales desde residuos mineros 3. Reflexiones finales

10 2.1 Mina cobre subterránea Recuperación de cobre desde drenaje ácido Primera operación comenzó en 1984 (US$ 20 millones) con una capacidad anual de producción de 6 kton de cátodos de cobre (hoy, fluctuando entre 3-4 kton) Desafíos: disminución concentración de Cu en el drenaje, tratamiento del refino El Teniente hydrometallurgical plant, Codelco

11 2.2 Planta concentradora Recuperación de hierro desde relave flotación de Cu Composición química típica de un relave generado en un proceso de flotación Cu: % Fe Fe P (%) S (%) SiO 2 (%) CaO (%) MgO (%) Al 2 O 3 (%) Solid Total (%) Mag (%) Planta Magnetita CMP (productor de hierro) Desde 2008 en operación con una inversión de US$ 70 millones para producir cerca de 3,5 Mton/año de concentrado de hierro (68% Fe) Proceso incluye: concentración magnética (Rougher), molienda, concentración magnética (Finisher), flotación (neumática inversa). Otras compañías estudiando otros proyectos Desafíos: acceso a puerto (exportar hierro), altos niveles S y variabilidad %Fe en relaves de Cu Por su parte, EcoMetales recupera Cu-Mo desde relaves de planta Chuquicamata, mientras Valle Central hace lo mismo con relaves El Teniente Source: Environmental Impact Report, Magnetita Plant, CMP, SEIA,

12 2.3 Fundición de cobre Recuperación de Cu desde polvos de fundición (1/2) Generación anual: +110 kton/año (50% desde fundición Chuquicamata) Concentración típica: 3-30% Cu; 1-17% As; 0,8-13% S%; 0,1-0.9% Bi; 0,2-20% Cd; 0,5-12% Pb; 0,1-1,5% Sb; más Ge, Mo, Ag, entre otros. El Teniente Arsenic treatment plant, Codelco (1982) Principales desafíos: Concentración Cu y As no estable, afectando el rendimiento del proceso Compuesto As como arseniato férrico amorfo (no estable para disposición a largo plazo) Residuo final no cumple test EPA para Cd en base a cumplimiento del D.S. 148 Recuperación Bi no realizada

13 2.3 Fundición de cobre Recuperación de Cu desde polvos de fundición (2/2) Desde 2007, Ecometales trata > 60 kt/año de polvos de fundición generados principalmente de la fundición Chuquicamata, Potrerillos, Ventanas Ecometales plant at Codelco norte`s facilities, Chile Principales logros: +300 kton de polvos para recuperar 54 kton Cu en solución PLS Planta también trata efluentes de refinería (1.000 m 3 /día) As es precipitado como escodorita (arseniato férrico cristalino), 10 kt/a de As abatido Precipitación también incluye al Sb y Cd, cumpliendo con D.S. 148 Nuevo foco: recuperación de Mo, Re, Ge, Pb, Ag, and otros metales desde solución PLS y residuo lixiviado. Fuente: Informe Sustentabilidad EcoMetales, 2012

14 2.3 Fundición de cobre Escorias de Cu: investigación para recuperar metales Análisis químico: 30-45% Fe, 35-40% Silica, 10% calcium oxide+alumina, 0.8-1% Cu, 0,2-0.3% Mo, así como Zn y metales preciosos, entre otros) Propuesta de investigación y procesos: Objetivo: recuperación de Cu, Mo, Fe, principalmente Vías hidro y piro han sido propuestas, incluyendo tostación-lixiviación, IX Mo y SX-EW. A la fecha, no más avances y por lo tanto mayor investigación es requerida para resolver algunos desafíos, como la óptima separación del Mo-Fe, y el alto consumo de ácido Adicionalmente, usos alternativos de las escorias podrías ser permitidos. Por ejemplo, como insumos para materiales de construcción o caminos, como ocurre en la UE, India, Brasil, China, etc. Source: Propuesta recuperación Mo desde escorias, Proyecto FONDEF D02 I 1159, Univ. De Concepción, Chile, 2006

15 2.4 Otras iniciativas a) Sulfato de cobre desde relaves de flotación o residuos lixiviados: Mejor calidad que este desde chatarra, principalmente para cumplir con exigencias desde la industria alimenticia Hoy Chile produce +15 kton/año de sulfato de cobre desde minerales oxidados de Cu. b) Recuperación de tierras raras, litio desde relaves flotación Principal tema: bajas concentraciones c) Varios metales desde barros anódicos > 1,000 ton/a son exportadas hoy (+US$ 120 millones) Proyecto Codelco-LS Nikko Copper para recuperar metales preciosos y del Grupo del Platino (Pt, Pt), Te, Se y sulfato de cobre d) Mo, Re y uranio desde solución PLS de SX Trióxido de Mo vía SX o IX

16 AGENDA 1. Minería y Metalurgia en Chile 2. Recuperación de metales desde residuos mineros 3. Reflexiones finales

17 3. Reflexiones finales a) Residuos Mineros: Nueva fuente de metales y materiales Inputs - Water - Energy - Chemicals - Oil - Tyres - Steel, etc. Copper Resources MINING AND METALLURGICAL OPERATIONS Copper Mining products Final user or Additional processing Main gas, liquid and solid wastes - Mining and processing Acid drainage OTR Tyres, Oil (mining trucks) Flotation tailings - Smelting and Refining SO 2, arsenic and PM emissions. Slags Flue dust Refinery effluent - Hydrometallurgical plants Waste rock Leached ore Raffinate effluent

18 3. Reflexiones finales b) Metales estratégicos Algunos metales de interés considerados estratégicos o de alto interés tecnológicos por la UE, EE.UU., Japón, China, Taiwán, entre otros, debido a que: Son usados en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas emergentes Su producción está concentrada en un o dos países (alto riesgo de controlar oferta). Reciente boom en la demanda de algunos de estos metales Origen: Sb: minería primaria (China), subproducto proceso Cu Bi: subproducto proceso Pb, Cu, Zn, minas tungsteno (China) Ge: minería primaria (China), subproducto Zn-Cu, reciclaje As: subproducto proceso Cu, Pb, Zn, y reciclaje Cd: subproducto proceso Zn, reciclaje Se y Te. Subproducto proceso Cu, Ni, y reciclaje Fuente: Análisis AL Prospecta en base a información de Umicore, Comisión Europea, British Geological Survey, United States Geological Survey Fuente: Umicore

19 LOS INVITAMOS A PARTICIPAR!! 3 WORKSHOP INTERNACIONAL M2R2 SOBRE RECUPERACIÓN DE METALES DESDE RESIDUOS MINEROS 24 de Abril 2014 Santiago - Chile Durante Expomin 2014 (Abril 21-25, 2014)

20 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 AVANCES Y DESAFÍOS EM MATERIA DE RECUPERACIÓN DE METALES DESDE RESIDUOS MINEROS ARMANDO VALENZUELA JARA DIRECTOR, AL PROSPECTA CONSULTORES SANTIAGO, CHILE