Biolixiviación aplicada a sulfuros de cobre en mineral de Mexicana de cobre. Bondades de la generación de biomasa y operación de biorreactores.

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Gabriel Valdéz Soriano
hace 7 años
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1 Biolixiviación aplicada a sulfuros de cobre en mineral de Mexicana de cobre. Bondades de la generación de biomasa y operación de biorreactores. Gaspar Santiago Aispuro Montoya 08 de Octubre del 2015 Operadora de Minas de Nacozari S.A de C.V XXXI CONVENCION INTERNACIONAL DE MINERIA 1

2 Antecedentes CONTENIDO Objetivo Introducción Fabricación de biorreactores Experimentación Interpretación de resultados Conclusiones 2

3 Reseña de la Investigación de Biolixiviación en Mexicana de Cobre, En el año 2000, Se realiza la primera etapa de Investigación con el Consejo de recursos Minerales de Chihuahua , Se continua en esta etapa de investigación con la UNAM (Dra. Rosa Elba Rivera), logrando un incremento en la recuperación del 10%, Logrando ellos en sus experimentos un incremento en la Extracción de cobre de más del 5% Biolixiviación de terreros de sulfuros de cobre de baja ley. Incremento de la velocidad de oxidación y de la extracción de cobre, promoviendo la actividad bacteriana. 1ª ETAPA: Obtención de microorganismos biolixiviantes de los terreros de La Caridad en adelante, continuamos con la experimentación en la planta ESDE Se inicia con operación de un terrero Piloto de más de 1,100,000 TM de Mineral 2013 Se construye biorreactor de 8 m³ 2013 Se inicia también con la construcción del biorreactor de 300 m³ Construyendo el primer Biorreactor de 250 lts, confirmando con este la extracción de cobre en columnas de lixiviación obteniendo alrededor de 14% de incremento en extracción de Cobre. Alcanzando a extraer la totalidad del cobre soluble en 1.2 años (el modelo de lixiviación actual que tenemos nos dice que este cobre lo podemos obtener en 5.5 años), Con este se empieza a inocular bacterias a varios terreros de lixiviación con bajo índice de solubilidad. El cuál esta inicia operaciones en Abril

4 Adicional a esto, desde el 2010, se ha estado realizando investigación sobre biolixiviación con las siguientes Universidades y Centros de Investigación: Universidad de Sonora, (Dr. Abraham Mártin). Ø Producción de Biomasa para Lixiviación, Ø Maximización de la producción de biomasa en el bioreactor de 8 m 3 de Mexicana de Cobre, considerando las limitaciones de diseño y construcción actuales y proponer, en su caso, modificaciones al mismo. IPICyT.- Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica.- (Dr. Sergio Casas). Instituto de Metalurgia de la Universidad de San Luis Potosí.- (Dra. Viridiana García). Ø Análisis metagenómicos y metatrascriptómicos de muestras de Terreros de Lixiviación, Ø Mutagénesis de consorcios biolixiviantes y estudios de formación de biofilms para incrementar al menos un 10% la producción de cobre a partir de mineral de baja ley. Ø Cepario para preservar bacterias nativas de Mexicana de Cobre. 4

5 OBJETIVO Incrementar la recuperación de valores de cobre contenido en mineral lixiviable de sulfuros de Mexicana de Cobre, mediante la operación de reactores productores de biomasa e inoculación de terreros. 5

6 MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL La microbiología industrial es la disciplina que utiliza los microorganismos cultivados a gran escala para obtener productos con valor comercial o realizar importantes transformaciones químicas. La Biolixiviación es el proceso que favorece la disolución de elementos de interés mediante el empleo de microorganismos 6

7 Los microorganismos involucrados en la biolixiviación de sulfuros minerales se caracterizan por ser acidófilos, tolerantes a elevadas concentraciones de ciertos metales, comunes en ambientes minerales, por su amplio rango de temperatura óptima para su desarrollo (mesófilos, termófilos moderados y extremos) y por los diferentes metabolismos que presentan (Rawlings 1997) Acidithiobacillus ferrooxidans 7

8 La oxidación de sulfuros minerales es más rápida en cultivos mixtos que en cultivos puros (Zhang et al. 2008) 8

9 9 BACTERIAS EN MINERAL DE TERREROS DE LIXIVIACION MexCob

10 10 Microorganismos biolixiviantes nativos de La Caridad

11 Medio Mex-Cob Función Fuente de energía Fuente de carbono Fuente de Nitrógeno Fuente de fósforo Fuente de azufre K+1, Mg+2, Ca+2,Elementos traza Oxígeno Factores de crecimiento 11 COMPUESTO FeSO4 * 7H2O CO2 (NH2)4 SO4 K2HPO4 solución colas Aire T, Agitación

12 Biorreactor 8 m

13 13 EXPERIMENTACION

14 Inoculación de Bacterias Biolixiviantes en Terreros T1410G T1380F T1320S

15 Inoculación de Bacterias Biolixiviantes en Terreros 15 15

16 PRUEBAS DE LIXIVIACION EN COLUMNAS CON MINERAL DE T-1440G Muestreo Pesaje 16 Homogenización de mineral Carga de Columnas

17 17 PRUEBAS DE LIXIVIACION EN COLUMNAS CON MINERAL DE T-1440G (Gráfica de Comportamiento) Extracción de Cobre Total

18 18 PRUEBAS DE LIXIVIACION EN COLUMNAS CON MINERAL DE T-1440G (Gráfica de Comportamiento) Extracción de Cobre Soluble

19 19 T1320S TERRERO PILOTO BIOLIXIVIACION

20 T1320S TERRERO PILOTO BIOLIXIVIACION 20

21 T1320S TERRERO PILOTO BIOLIXIVIACION Ton Mineral Ley Ton Cu Total Ton Cu Sol Densidad de Riego lt/min ha 1,144,637 Ley Cu = 0.205% CuO = % I.S. = 12.02% 2, ,533 21

22 Sumidero de Colas INOCULACION DE BACTERIAS AL SISTEMA 10 a 15% más de Extracción de Cobre Bacterias = 1.0 x 10 7 Temp = 32 C ph = 1.60 Bacterias = 1.0 x 10 7 Bacterias = 1.0 x 10 9 Terreros de Lixiviación Bacterias = 1.0 x 10 9 Pila de Colas Bombas 22

23 DIAGRAMA GENERAL DE PROCESO BIORREACTOR 23

24 24 BIORREACTOR 300 m3

25 x 10 9

26 Biorreactor de 300 m³ Adición Nutrientes Principales Equipos: Tanque Biorreactor de Acero Inoxidable, Transformador de 1,500 KVA, Centro de Control de Motores, CCM, Caldera e Intercambiador de Calor, Sulfato Ferroso, Sulfato de Amonio y, Fosfato Monopotásico Soplador de 18.5 KW, Caldera Eléctrica Intercambiador Bombas de 15HP, Instrumentación. Temp. Amb. 17 a 25 C Soplador de Aire Temp = 32 C ph = 1.60 Bacterias > 1.0 x 107 Fuente de Oxígeno y de Agitación a 35 C

27 Experimento para promover el crecimiento de las Bacterias Termófilas (Resisten Temperaturas mayores a 50 C) 27

28 Concentración bacteriana, (cel/ml) 2.50E E E E E E E+07 Curva de crecimiento microbiano Biorreactor Termófilo 250 L 2.85E x E Tiempo, días

29 29 Experimento para promover el crecimiento de las Bacterias Termófilas (Gráfica de Comportamiento)

30 30 La Investigación, Experimentación y el trabajo que hemos realizado en mina La Caridad en materia de biolixiviacion ha rendido frutos obteniendo grandes beneficios, incrementando la recuperación de Cu y eficientando significativamente el proceso.

31 31 GRACIAS

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