Identificar Elementos de Valor en Residuos Mineros (Relaves) y Evaluar su Recuperación como Productos Comerciales

Transcripción

1 Identificar Elementos de Valor en Residuos Mineros (Relaves) y Evaluar su Recuperación como Productos Comerciales Dr. Roberto Mallea Director Proyecto BGR - Camchal

2 Contenidos: Proyecto BGR-DERA-AHK Objetivos Resultados esperados Actividades realizadas Resultados Obtenidos (químicos, mineralógicos, lixiviaciones) Reflexiones Finales

3 Proyecto: Identificar elementos de valor en residuos mineros (relaves) y evaluar su recuperación como productos comerciales Concurso Bienes Públicos para la Competitividad 2013, InnovaChile CORFO Objetivo General: El presente proyecto tiene como objetivo principal identificar y documentar la presencia de elementos de valor en relaves mineros, mediante caracterización química, física y mineralógica, proponiendo además esquemas tecnológicos que permitan recuperar éstos elementos como productos comerciales.

4 Resultados Esperados: Se espera proveer, principalmente al sector minero pero también a inversionistas y autoridades locales y regionales, de información necesaria que permita respaldar la toma de decisiones con respecto de eventuales nuevos negocios: Identificando elementos de valor en residuos mineros (relaves), Caracterizándolos desde el aspecto físico-químico y mineralógico y Proponiendo esquemas tecnológicos que permitan la recuperación de estos elementos como productos comerciales.

5 Actividades Realizadas en el Proyecto: Recopilación de información Catastro Relaves, análisis existentes, legal, otras. Primera Selección de relaves : 11 relaves Toma de muestras (1 y 2 metros profundidad), Total 51 muestras enviadas a Análisis químico (57 determinaciones) Chile y Alemania. A la luz de los resultados Segunda Selección 4 relaves Toma de muestra, 25 kilos por relave análisis químico (57 determinaciones y análisis mineralógicos FRX DRX y microscopia y microsonda electrónica en Alemania BGR). Testeos metalúrgicos Separación magnética (tubo Davis y manual), separación gravitacional, lixiviaciones agitadas en medio acido sulfúrico clorhídrico a 20 y 70 C, en sistema abierto con adición ion férrico como agente oxidante, lixiviación bacteriana a 30 C durante 21 días.

6 Actividades Realizadas en el Proyecto: Primera Selección de relaves : 12 relaves de un total de 29 faenas contactadas. Visitas a terreno Toma de muestras, 1 a 2 metros de profundidad, 4 puntos en promedio Total se obtuvieron 51 muestras, 57 determinaciones para cada una Análisis solicitados por muestras ( Sernageomin BGR). Cu V Cr Co Ni Zn Rb Sr Y Zr Nb Ba Pb Sc (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Mayores: SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO MnO Na2O K2O P2O5 PPC SO3 SUMA (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Trazas Esp. Cs Hf Ta Th U (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) REE: La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Trazas 2 As Mo Sb Sn Ag Cd Bi W Se Ga Ge (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)

7 Actividades Realizadas en el Proyecto: Segunda Selección 4 relaves de un total de 12 seleccionados Elementos interesantes a estudiar en relaves: Minera Clarita, San Felipe (V Región) Cobre: fluctúa entre 3000 a ppm Galio: entre 600 a 2600 ppm Teluro: valor máx. detectado 800 ppm Planta ENAMI Taltal (II Región) Cobre: entre 2500 a 6000 ppm Magnetita: entre 30% a 54% Planta ENAMI El Salado (III Región) Cobre: 7000 a ppm Planta Carola (III Región) Cobre: 884 a 7350 ppm Magnetita: entre 20% a 34% Tierras Raras: Valor máx. detectado 843 ppm

8 Actividades Realizadas en el Proyecto: Toma de muestras a los 4 relaves seleccionados 25 kg por relave análisis químico (57 determinaciones por relave), análisis mineralógicos FRX (fluorescencia de rayos X), DRX (Difracción de rayos X), microscopía y microsonda electrónica (BGR Alemania). Testeos metalúrgicos: Separación magnética (Tubo Davis y manual), Separación gravitacional, lixiviaciones agitadas en medio acido sulfúrico clorhídrico, Lixiviación bacteriana.

9 Resultados Separación magnética Tuvo Davis: Alimentación: Susceptibilidad Magnética = 322x10-3 S.I (Max 366x10-3 S.I) ( % FET) Densidad aparente: 1.81 g/cm 3 Análisis DTT a 3 campos diferentes: Campo Magnético (Gauss) Davis Tube Test (DTT) Producto Masa (g) Masa Duplicado (g) Concentrado 21,5 21,2 Cola 26,9 27,33 Concentrado 22,4 21,76 Cola 26,2 26,90 Concentrado 22,5 22,79 Cola 26,2 25,75 Recuperación en Peso Campo Magnético (Gauss) Recuperación (%) 42% 44% 46%

10 Resultados Separación Magnética Manual: Muestra Fracción Magnética (%) en peso Fracción No Magnética (%) en peso Minera Carola 41,09 58,91 ENAMI Taltal 87,32 12,68 ENAMI El Salado 3,72 96,28 San Felipe 19,86 80,14

11 Resultados Separación Magnética Manual: Muestra Recuperación en Peso Concentrado Magnético (%) Fracción No Magnética (%) Minera Carola 41,09 58,91 ENAMI Taltal 87,32 12,68 ENAMI El Salado 3,72 96,28 San Felipe 19,86 80,14

12 Resultados Químicos por Elementos Relevantes Separación Magnética Manual: ENAMI - Taltal: Elemento Recuperación en Fracción Magnética (%) Recuperación en Fracción No Magnética (%) SiO2 87,6 12,4 Al2O3 86,5 13,5 TiO2 86,3 13,7 Fe2O3 91,2 8,8 Cu 84,9 15,1 V 91,5 8,5 Ni 89,4 10,6 Zn 80,0 20,0

13 Resultados Químicos por Elementos Relevantes Separación Magnética Manual: ENAMI - El Salado: Recuperación en Fracción Recuperación en Fracción Elemento Magnética (%) No Magnética (%) SiO2 2,46 97,54 Al2O3 2,77 97,23 TiO2 4,22 95,78 Fe2O3 14,21 85,79 Cu 3,04 96,96 V 8,17 91,83 Ni 9,82 90,18 Zn 22,33 77,67

14 Resultados Químicos por Elementos Relevantes Separación Magnética Manual: Minera Carola: Elemento Recuperación en Fracción Magnética (%) Recuperación en Fracción No Magnética (%) SiO2 29,80 70,20 Al2O3 35,38 64,62 TiO2 35,81 64,19 Fe2O3 69,84 30,16 Cu 29,52 70,48 La 39,99 60,01 Ce 39,59 60,41 Pr 38,71 61,29 Nd 39,36 60,64 Sm 38,82 61,18 Eu 41,09 58,91 Gd 36,15 63,85 Tb 44,15 55,85 Dy 40,39 59,61 Ho 36,42 63,58 Er 39,75 60,25

15 Resultados Químicos por Elementos Relevantes Separación Magnética Manual: San Felipe (Bellavista): Elemento Recuperación en Fracción Magnética (%) Recuperación en Fracción No Magnética (%) SiO2 8,08 91,92 Al2O3 17,63 82,37 TiO2 20,93 79,07 Fe2O3 42,57 57,43 Cu 13,30 86,70 Te 16,40 83,60 Ga 16,67 83,33

16 Resultados de los Análisis Mineralógicos Método Empleado: Difractometría de Rayos Muestra Componentes Principales y Secundarios Trazas Taltal fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2 Hematita, Fe2O3 Taltal fracción No magnética Cuarzo, SiO2 Pirita, FeS2 Hematita, Fe2O3 Hornblenda(Ca,Na) 2(Mg,Fe,Al) 5(Al,Si) 8O... Apatita, Ca5(PO4)3(F.Cl.OH)+2H20 Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2 Clorito, NaClO2 Anatasa, TiO2 Calcita, CaCO3 Salado fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2 Hematita, Fe2O3 Salado fracción No magnética Hematita, Fe2O3 Cuarzo, SiO2 Apatita, Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)+2H20 Rutilo, TiO2 Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2 Clorito, NaClO2

17 Resultados de los Análisis Mineralógicos Método Empleado: Difractometría de Rayos Muestra Componentes principales y segundarios Trazas Bellavista fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2 Rutilo, TiO2 Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2 Hematita, Fe2O3 Bellavista fracción No magnética Cuarzo, SiO2 Pirita, FeS2 Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2 Ankerita, (FeMgMn).Ca.(CO3)2 Clorito, NaClO2 Calcita, CaCO3 Muscovita, KAl2(OH.F)2[AlSiO10] Carola fracción magnética Magnetita, Fe3O4 Cuarzo, SiO2 Illita Pirita, FeS2 Carola fracción No magnética Pirita, FeS2 Hematita, Fe2O3 Calcopirita, CuFeS2

18 Resultados Análisis Químicos, Fracción No Magnética RNM [%] RNM [ppm] Elementos Taltal Salado Carola Bellavista Elementos Taltal Salado Carola Bellavista SiO2 43,39 61,14 50,03 57,41 Pb Al2O3 12,05 15,20 12,89 13,40 Sc Fe2O3 14,61 8,46 13,78 10,52 Cs 1,92 2,26 0,82 4,85 CaO 5,97 1,63 3,66 3,79 Hf 3,04 6,01 2,84 2,87 MgO 5,49 2,45 5,89 3,26 Ta 1,30 0,63 2,86 1,91 Na2O 5,81 1,06 0,73 1,23 Th 7,21 7,33 3,58 3,62 K2O 1,66 4,47 5,12 4,87 U 4,17 5,96 1,28 0,90 PPC 9,41 3,88 6,31 3,67 La 49,43 61,87 205,14 12,53 ppm Ce 82,41 97,98 331,58 29,72 Cu Pr 8,17 10,69 28,35 4,13 V Nd 29,47 32,11 73,60 17,06 Cr Sm 5,16 4,37 6,54 4,06 Co Gd 4,46 3,77 3,77 3,61 Ni Dy 3,63 2,62 1,40 2,55 Zn Yb 1,76 1,24 0,72 0,96 Rb As Sr Mo < 5 5 Y 17 < 10 < Sn Zr Te Ba Ga Ge

19 Condiciones de Lixiviación Medio lixiviante: H2SO4 > 0,25 M HCl > 0,25 M Medio oxidante: O2 Fe2(SO4)3 > 5g/l ión férrico FeCl3 > 5g/l ión férrico Relación Sol./liq.: 1 / 10 Temperaturas : 20, 70 C Duración prueba : 2 hr.

20 Resultados Lixiviación Taltal Mejores Resultados [%] Mejores Resultados [%] Elementos H2SO4 HCl Elementos H2SO4 HCl Cu Sc V Cs Cr Ta Co Th Ni La Zn Pr Rb Cd Sr Se Y Te Ba Ga Pb Ge 97 96

21 Resultados Lixiviación Salado Mejores Resultados [%] Mejores Resultados [%] Elementos H2SO4 HCl Elementos H2SO4 HCl Cu 98 98,0 As 45 34,0 V 19 15,0 Mo 43 26,0 Cr 51 37,0 Sb 30 24,0 Co 62 51,0 Sn 95 95,0 Ni 55 43,0 Cd 92 93,0 Zn 65 51,0 Bi 78 79,0 Pb 45 50,0 Se 64 26,0 Sc 65 58,0 Te 95 96,0 Th 56 45,0 Ga 35 41,0 Ge 93 92,0

22 Resultados Lixiviación Carola Mejores Resultados [%] Mejores Resultados [%] Elementos H2SO4 HCl Elementos H2SO4 HCl Cu 87,0 65,0 Ta 92,0 98,0 V 30,0 62,0 Th 31,0 94,0 Ni 23,0 93,0 La 95,0 Zn 94,0 65,0 Ce 70,0 Sr 93,0 Sn 94,0 94,0 Ba 58,0 81,0 Bi 84,0 Pb 57,0 89,0 Se 74,0 51,0 Sc 75,0 74,0 Te 98,0 98,0 Cs 96,0 Ga 47,0 85,0 Hf 94,0 Ge 92,0 92,0

23 Resultado Lixiviación Bellavista Mejores Resultados [%] Mejores Resultados [%] Elementos H2SO4 HCl Elementos H2SO4 HCl Cu 85,0 81,0 La 19,0 64,0 Cr 64,0 52,0 Ce 19,0 70,0 Co 47,0 45,0 Nd 17,0 68,0 Ni 62,0 55,0 Eu 11,0 67,0 Zn 75,0 72,0 Sb 72,0 Sr 49,0 68,0 Cd 90,0 76,0 Y 53,0 71,0 Se 88,0 99,0 Pb 53,0 80,0 Te 99,0 98,0 Sc 60,0 61,0 Ga 86,0 38,0 Ge 97,0 97,0

24 Conclusiones y Reflexiones Finales: Logramos evidenciar, cuantificar y caracterizar (química y mineralógicamente), elementos de valor. Mediante separación magnética logramos dos fracciones con diferentes contenidos de elementos de valor. Las pruebas de lixiviación demostraron la factibilidad de disolver, con altas tasa de recuperación metalúrgica, varios elementos de valor.

25 Tareas Futuras Definir mediante estudio de mercado, los productos comerciales que se desean obtener. Validar a escala mayor, resultados obtenidos. Definir y probar procesos que permitan recuperar elementos de valor disueltos. Caracterizar nuevos productos y residuos.

26 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION! Dr. Roberto Mallea Correa Fono: