PROYECTO INFORME FINAL

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1 r..osrt~\io or onu ~.,... ' PROYECTO INFORME FINAL. "DISEÑO, DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE UNA SERIE DE PROCESOS PARA PRODUCIR CEMENTO DE COBRE DE FORMA LIMPIA Y RENTABLE MEDIANTE APOYO BIOTECNOLÓGICO" SOCIEDAD TERRAL S.A INNOVA CHILE SUB-DIRECCIÓN DE INNOVACIÓN EMPRESARIAL Sannago, Abril 03 de 2007 TNNUVA CRiLt. Proyectó M4567 PlllOeso lx-pp-umpieza de SoiUdones Sociedad Terral SA ~'? ~ ~ ~

2 ('CNI:~ Dr OI!U CONTENIDO \, \ l \ \ CAPÍTULO : Introducción A- RESUMEN EJECUTIVO.- Antecedentes de la empresa 2.- Síntesis del proyecto de innovación 3.- Resultados y conclusiones 4.-lmpacto del proyecto B.- EXPOSICIÓN DEL PROBLEMA.- Justificación 2.- Objetivos técnicos del proyecto 3.- Tipo de innovación desarrollada C.- METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO \ ' ' D.- RESULTADOS OBTENIDOS CAPiTULO 2: Estudios De Adaptación Bacteria/ 2..-lntroducción Características de bacterias utilizadas Caracterización, desarrollo y aplicación de cepas bacterianas Obtención de Muestras de Terreno Obtención de bacterias Ferrooxidantes y Sulfooxidantes de tipo Mesófilo cunivo Intermedio para Microorganismos en medio líquido similar a las condiciones de proceso Pruebas de Biolixiviación en matraces agitados 27 CAPÍTULO 3: Estudios De Lixiviabilidad De Minerales Oxidados Y Ripios 3..-lntroducción Pruebas Físicas Caracterización Química y Mineralógica Caracterización Metalúrgica Básica Pruebas de Lixiviación Agitada en Botellas ISO-pH Pruebas End Point Prueba de Dosis de Ácido en Curado Detección de lnterterentes a la Lixiviación Pruebas de Control de lnterterentes Pruebas básicas de lixiviación en columnas ISO-pH INNOVA CHILE. Proyedo Prooeoo LX-PP-limpiOZB de Soluciones Sociedad T erra! S.A

3 Ulllfto.n Df Ollll CAPITULO 4: Modelación Y Simulación de Proceso Completo Lx-Pp-Umpieza de Soluciones para Minerales Oxidados Y Ripios Introducción 4.2. Modelación Matemática Generación de lnóculo a partir de Bacterias Bacteria ferrooxidante Bacteria sulfooxidante Desarrollo de Lixiviación en Columnas de Simulación Recuperación de Cobre en columnas de Simulación Oxidación de Azufre/Generación de Ácido Limpieza de Solución de descarte en Columna de Ripios CAPÍTULO 5: Validación Estadística de Resultados Obtenidos en Pruebas de simulación con Mineral Oxidado Y Ripios 5..- Introducción Desarrollo Análisis Estadístico Primera Etapa Primera Etapa CAPÍTULO 6: Estudios De Lixiviabilidad De Minerales Sulfurados 6..-lntroduccíón 6.2. Pruebas Físicas Caracterización Química Caracterización Metalúrgica Básica Pruebas de Lixiviación Agitada en Botellas ISO-pH Pruebas End Polnt Prueba de Detección de Jnterferentes Reductores Pruebas de detección de lnterferentes Arcillas lntercambiadoras Jónicas Pruebas básicas de lixiviación en columnas ISO-pH -CAPÍTULO 7: Modelación Y Simulación de Proceso Completo Lx-Pp-Umpieza de Soluciones para Minerales Sulfurados 7..- Introducción Modelación Matemática Pruebas Realizadas INNOVA CHILE~ Proyecto Proceso LX-PP.Umpieza de Soludones Sociedad Tonal SA

4 \ \ CAPITULO 8: Validación Estadística de Resultados Obtenidos en Pruebas de simulación con Mineral Sulfurado 8..-lntroducción Desarrollo Análisis Estadístico Primera Etapa Primera Etapa CAPÍTULO 9: Diseño y fabricación de equipos de cementación para aplicación en ensayos a nivel de laboratorio \! 9..- Antecedentes de la Cementación de Cobre Diseño y Fabricación de Equipo de Cementación Pruebas y Condiciones Experimentales Pruebas Preliminares con un reactor Pruebas con Reactores en Serie CAPITULO 0: Pruebas a nivel de laboratorio para determinar factibilidad técnica de cemento de cobre para obtención de productos derivados 0..-lntroducción Características de los subproductos de Cobre Metodología y Condiciones Experimentales Resultados Obtenidos CAPíTULO : EVALUACIÓN ECONÓMICA CAPiTULO 2: CONCLUSIONES ANEXOS INNOVA CHILE. Proyecto Pnx:eso LX-PP-Umpieza de Soluciones Socieded Tena/ SA

5 \ CAPITULO : INTRODUCCIÓN ' ' \ A. RESUMEN EJECUTIVO. Antecedentes de la Empresa.. Resella histórica de Sociedad Terral S.A. Fundada en 990, desde sus inicios se relaciona fuertemente con la industria del cobre especializándose en el campo de la hidrometalurgia e interviniendo en una amplia gama de proyectos en el diseño y construcción de Plantas Piloto, desarrollo de estudios conceptuales y de laboratorio, y como contratista principal del sistema EPC para proyectos de distinta envergadura tanto nacionales como internacionales. \ \ La organización cuenta con una gran infraestructura levantada en una superficie de 2000 m2, ubicada en la comuna de Quilicura, de la ciudad de Santiago de Chile. En sus instalaciones se encuentra el edificio de oficinas, laboratorio de Operaciones, Investigación y Desarrollo, el área de Lixiviación en Columnas, el área para la construcción de equipos y el área de operación de la Planta Propia Móvil, entre otros. En Septiembre de 2004, la organización obtiene la certificación bajo las normas ISO 900:2000 y, como resultado de la revisión de sus procesos, la empresa toma la decisión estratégica de incentivar la creación de la empresa relacionada lngenieria Terral S.A., la que cumple con el objetivo de perfeccionar la entrega de servicios de ingeniería conceptual, básica y de detalle, así como el suministro y montaje de plantas y equipos..2. Antecedentes Técnicos-Comerciales de la Empresa Accionistas y Socios: Directorio: Nombre R.U.T. % Partlci~ción Callos Avendaño Varas % Mónica Ribbeck Garschinsky % Callos Avendaño Ribbeck % Presidente del Directorio Director 2 Director3 Director4 Director 5 Ejecutivos: Gerente General Gerente de Administración y Finanzas Gerente Operaciones y Proyectos Especiales INNOVA CHILE. Pruyeclo 2!J5..l567 Proceso LX.f'P-lin' >ieza de Soludones Sododad Terral SA : Sr. Juan Pablo de la Fuente : Sr. Heinz Hanshien :Sr. Francisco Wuth : Sr. Mónica Avendaño Ribbeck : Sr. Carlos Javier Avendaño Ribbeck : Sr. Callos Avendaño Varas : Sr. Mónica Avendaño Ribbeck : Sr. Helios Corvalán 4

6 rr.rjn:'io :ll oi:u.3. Giro Productivo, Participación y Posicionamiento de Mercado. Terral SA, no tiene compromisos crediticios y mantiene como politica financiera de empresa, una fuerte liquidez. Las ventas de los tres últimos años han fluctuado entre MM$.000 y los MM$ 870. La disminución presentada desde el período al 2.003, obedece a una decisión de empresa de separar la empresa en áreas de negocios, de tal forma de poder preparar y orientar a la organización hacia una empresa productiva. Ello justifica las pérdidas operacionales generadas en el ejercicio del año (M$..840), las cuales aumentan notoriamente el año siguiente {M$ ). Como proyección futura Terral está trabajando para entrar en producción de cobre u otros minerales a través de plantas propias o asociadas, en la cual pueda aplicar su vasta experiencia en procesos y equipos innovadores y de avanzada tecnología..4. Plan Estratégico de la Empresa. El objetivo de la empresa es mantener un alto nivel de competitividad, mejorando continuamente la oferta de servicios y aplicaciones basados en el desarrollo de tecnologías enfocadas a la solución de problemas no resueltos y a la optimización de los ya existentes, a fin de generar valor agregado para nuestros accionistas, colaboradores, clientes, y todos aquellos relacionados con nuestro que hacer. Dentro de las proyecciones de la empresa en el mercado nacional, están las de seguir atendiendo a su actual cartera de clientes tanto en desarrollo de soluciones, como en asistencia técnica en Jos temas de hidrometalurgia que le son propios. Una de las decisiones importantes de la empresa es transformarse desde una empresa de servicios a una empresa productiva, mediante la adquisición de parte o de la totalidad de pequeñas faenas extractivas mineras, en una primera etapa a pequeña escala, para cual se debe desarrollar un proceso que sea rentable y minimice los riesgos y la demanda de capital, lo que se soluciona con la producción de cemento de cobre aplicando las tecnologías desarrolladas por Terral, lo que abre una oportunidad para la empresa de emprender un proyecto de explotación sobre bases sólidas y factibles. Este nuevo modelo de negocio, ya ha comenzado a operar, lo que significa aplicar todos los conocimientos adquiridos y relacionados con: Desarrollo de procesos, diseño y fabricación de equipos, diseño e instalación de plantas industriales para inertlzar elementos contaminantes y recuperación de elementos metalúrgicos presentes en un residuo industrial medio contaminante como una extensión de su dominio de las técnicas metalúrgicas. INNOVA CHILE. Proyeclo Procese LX-PP-I.impleza de Soluciones Sodedad Terral SA. 5

7 ~~!?l~czr-r-al Esta forma de operar, le permitirá a la empresa generar barreras de entrada en base a un alto desarrollo de conocimiento y dominio de técnicas tradicionales y nuevas que provean soluciones ambientales. 2. Síntesis del Proyecto de Innovación El proyecto consiste en desarrollar y validar a nivel de procesos industriales, una metodología para producir cemento de cobre de una manera eficiente y limpia, mediante la precipitación de chatarra de fierro. Este proceso permitirá reducir notoriamente los costos de explotación vía una disminución del costo ambiental, disminución del consumo de ácido en el proceso, la generación del mismo en la pila de lixiviación a partir de la siembra de azufre y con una inversión en equipos prácticamente despreciable. El beneficio directo es el aprovechamiento comercial de muchas faenas semi explotadas o con nula actividad. Este nuevo proceso le permitirá a la empresa aumentar su posicionamiento en el mercado y sus niveles de venta, mediante la explotación de faenas mineras que hoy tienen una muy baja o nula actividad, debido a que los costos de explotación son más altos que los ingresos que pueden generar. La evaluación económica señala un VAN (2%) de MM$36 y una TIR de 25%, para un horizonte de evaluación de 36 meses. 3. Resultados y Conclusiones Dei estudio se deduce que la producción limpia de cemento de cobre es factible mediante el apoyo bacteria! y con una inversión mínima en equipos de operación. Es posible obtener subproductos de cobre a partir del cemento producido haciendo más atractivo y rentable el proyecto en estudio. Se probó que los costos, tanto ambientales como de operación, serán beneficiados al disminuir el consumo de ácido en la lixiviación y producir la generación del mismo desde el mineral. Finalmente se evaluó la rentabilidad de instalar una planta de subproductos, teniendo como resultados un VAN (2"h,J de MM$ 43 y una TIR de 7,5% para un horizonte de 24 meses. 4. Impacto del Proyecto La implementación del proyecto a escala productiva producirá entre otros, los siguientes beneficios a cada una de las partes involucradas: Para la Empresa Ejecutora (Terral limitada): - Desarrollo e introducción al mercado de un nuevo producto servicio, que le permitirá generar productos de un valor comercial atractivo, desde faenas que tienen muy baja o nula actividad de operación. - Desarrollo de tecnologías específicas en las áreas de hidrometalurgia que le permitirán contribuir a generar productos con tecnología limpia. - Posibilidad de acceder a contratos de extemaiización de servicios para explotar faenas de terceros. - Acceso a mercados nacionales e internacionales, con un producto servicio equipos, altamente competitivo. - Incremento del grado de desarrollo tecnológico de la empresa. - Desarrollo de un producto servicios altamente especializada y con costos de instalación y explotación muy bajos. Para Jos Clientes (usuarios finales): - Las pequeñas empresas que posean una faena sin explotar, podrán obtener un valor económico no esperado, mediante la venta o asociación con Terrai. INNOVA CHILE. Proyecto Prooeso L.X.PP-Lin>ieza de Soluciones Sociedad Tena! SA 6

8 ~~ar~al "cor'fo' - Posibilidades de generar empleo y valor económico a través de la producción de cemento de cobre limpio y de valor atractivo para el mercado. - Solución tecnológica de bajo costo de implementación. - Reducción de los costos de producción y aumento del valor agregado de los productos. B.. Justificación EXPOSICIÓN DEL PROBLEMA La pequeña minería, que se presenta principalmente en la zona de la tercera región de nuestro país, presenta una posición que ha venido deteriorándose durante el transcurso de los últimos 30 años. Desde el punto de vista de los pocos productores que sobreviven al amparo del alto precio del cobre, enfrentan anticuados y poco productivos procesos de lixiviación, solamente de minerales oxidados, con bajas recuperaciones, altos consumos del cada vez más caro ácido sulfúrico. También enfrentan inversiones no despreciables en equipos precipitadotes anticuados, y sobre todo, enfrentan los costos de almacenamiento de soluciones del descarte que genera la precipitación con chatarra, que obliga a sucesivas y obligatorias inversiones en poco confiables pozos de almacenamiento que no aseguran posteriores efectos medioambientales negativos. Con respecto al tratamiento medio ambiental del descarte existe una sola aplicación, que se desarrolla en una planta bioquímica (ENAMI, Panulcillo) que opera a un costo prohibitivo. Como resultado, la producción de precipitados cae lentamente en el abandono por generar una mínima rentabilidad debido a: reducido mercado de tratamiento del cemento de cobre; altos costos de operación y pésima fama en términos medio-ambientales. Por su parte, y como producto, el cemento de cobre presenta un mal pronóstico de ventas, ya que es un insumo no deseable para las tecnologías actuales de fundición autógena; de hecho, la propia ENAMI prefiere derivar las producciones ya que se ve comprometida a comprar a fundiciones externas cuando le es posible, fundamentalmente a Alto Norte. Esto hace que la necesidad de implementar soluciones tecnológicas que permitan hacer rentables las pequeñas faenas mineras, de bajo costo de inversión, sean propicias para el momento económico que vive el país y de zonas que son más afectadas como la tercera región. 2.- Objetivos Técnicos del Proyecto El objetivo técnico general del proyecto es lograr conciliar cada uno de los objetivos específicos para su aplicación de manera conjunta, sin sacrificar uno por otro, ya que de esta manera se asegura el éxtto de una producción rentable de cemento de cobre a pequeña escala y medioambientalmente conrecta. Asociado a lo anterior, se detallan los objetivos técnicos específicos más importantes contemplados dentro de este desarrollo y que están asociados a los siguientes conceptos: Tratamiento de minerales de baja ley: Lograr beneficiar minerales oxidados y sulfurados de cobre de baja ley, los cuales en la actualidad no son tratables por las técnicas convencionales de lixiviación o no se comercializan ya que no cumplen con los requisitos mínimos de ley impuestos. Como criterio de éxito se considera lograr recuperaciones sobre el cobre total de a lo menos 80% para las especies oxidadas, 70% para ripios, y 60% para las especies sulfuradas. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluaones Sociedad T errar S.A. 7

9 {~llfoctl Métodos de lixiviación para lograr affas concentraciones de cobre en soluciones: Si se considera el tratamiento de minerales de baja ley (% de cobre total) mediante técnicas tradicionales de lixiviación no es posible obtener soluciones concentradas de cobre, lográndose valores máximos de concentración de 4 a 3 gn de cobre en solución. Tomando como referencia el tratamiento de minerales de baja ley se establece como objetivo lograr concentraciones de cobre en solución de a lo menos 5 g/ que permitan su uso para producir cemento de cobre. Generación de ácido en pilas a parlk de azufre: Mediante el desarrollo de técnicas de apoyo bacteria! generar a lo menos 0 kg. ácido!tm a partir de azufre elemental de manera controlada, optimizando el uso del ácido sulfúrico generado en disolución de cobre y minimizando su uso en disolución de impurezas, lo que puede significar un ahorro de costos por sustitución parcial de uso de ácido sulfúrico de 0 cusnb para el caso de un mineral de % de ley de cobre y 80% de recuperación, quedando este parámetro como objetivo técnico de éxito a alcanzar. Otras técnicas y equipos de precipitación: Desarrollar equipos de alta eficiencia metalúrgica y de bajo consumo energético, que permitan asegurar una alta recuperación del cobre contenido en las soluciones tratadas por cementación y obtener un precipitado de elevada pureza. Además los equipos a desarrollar deben ser de tipo modular, lo cual permitiría su simple y económica reubicación. Como objetivo se establece lograr una recuperación mínima de cobre del 90% y obtener un precipitado de pureza mlnima de 80% de cobre. Umpieza de soluciones de precipitación: Recuperar el 00% de las soluciones de descarte de precipitación de cemento de cobre para su reutilización en el proceso de lixiviación, quedando las impurezas asociadas de manera inerte, estable y permanente en los ripios de lixiviación, lo que permitiría un eventual uso como suelo agrícola de estos ripios. 3. Tipo de Innovación Desarrollada El tipo de innovación que se pretende desarrollar se enmarca dentro de la categoría de "Incorporación de nuevos procesos productivos, no existentes en el país, que incrementan sustancialmente la eficiencia y la productividad en la empresa~ ya que corresponde a la producción de Cemento de Cobre de una manera eficiente y limpia, mediante la precipitación de chatarra de fierro. Este proceso permitirá reducir notoriamente los costos de explotación vía una disminución del costo ambiental, disminución del consumo de ácido en el proceso, la generación del mismo en la pila de lixiviación a partir de la siembra de azufre y con una inversión en equipos prácticamente despreciable. Este desarrollo de proceso será apoyado por medio del desarrollo de bacterias que permitan generar efectos deseados en la generación de cemento de cobre ya que se hace más productiva, no se generan pasivos ambientales por lo que no se limitaría su producción. Además, se generarán nuevos mercados para el producto y se generan productos más nobles, con lo que aumentaría la rentabilidad de los negocios del rubro. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terrel SA. 8

10 ~-- C. METODOLOGIA Y PLAN DE TRABAJO Para llevar a cabo los objetivos del proyecto en las distintas etapas, se ha diseñado la siguiente metodología de trabajo:. Caracterización de Minerales a Tratar para detenninar su Lixiviabilidad Esta etapa se fundamenta en el reconocimiento de parámetros físicos, químicos y metalúrgicos básicos, propios de cada mineral, y que permhen definir una estrategia para su tratamiento. Se determinan las condiciones de borde impuestas por cada mineral que permiten determinar los grados de libertad con los que se cuenta para lograr una optimización del proceso. Esta caracterización se desarrolla en diferentes etapas que interactúan entre si proporcionando información necesaria para su desarrollo, estas etapas son: Caracterización qufmica, física y mineralógica: Entrega datos de entrada para su aplicación en pruebas posteriores, como son: a) Químicas: ley de cobre total, ley de cobre soluble, ley de impurezas y otras especies de interés; b) Físicas: entrega datos para el diseño de pruebas y aplicación industrial como humedad natural, humedad dinámica, densidad aparente, peso específico, ángulo de reposo; e) Mineralógica: da cuenta de las especies mineralógicas presentes en cada mineral. Caracterización metalúrgica: consistente en la realización de pruebas de a) Lixiviación agitada en botellas, que entregan datos referenciales de recuperación, consumos de ácido y disolución de impurezas; b) Estudio de dosis de ácido en curado, entrega una dosis de estudio, la cual solo se aplica como referencia en las pruebas de lixiviación en columnas iso-ph; e) Prueba de End-Poin~ determina el grado de disolución de las diferentes especies mineralógicas presentes en el mineral al ser atacado con diferentes agentes lixiviantes; d) Detección de agentes interferentes, permite reconocer y detectar arcillas intercambiadoras iónicas y material paramagnético reductor que afectan el proceso de lixiviación. Pruebas básicas de lixiviación en columnas lso-ph: Serie de pruebas en las cuales se aplican los resultados obtenidos anteriormente, estas pruebas se basan en generar condiciones no restrictivas al mineral, tanto en consumo de ácido como en disolución de impurezas, lográndose así valores máximos de estos parámetros, los cuales son optimizados en pruebas posteriores mediante modelos matemáticos desarrollados por Terrai S.A, la cinética de disolución de cobre será un resultado directo de esta serie de pruebas, siendo una condición impuesta por el mineral. Los resultados esperados de esta fase son minerales caracterizados y el alcance de la lixiviación en el mineral. Las muestras serán obtenidas desde una faena de extracción ubicada en la zona de Diego de Almagro y todas las pruebas, en esta fase y que corresponden a nivel de laboratorio, serán efectuadas en la Planta de Terral, ubicadas en Santiago. INNOVA CHilE. Proyecto Proceso LX-PP-Un;>ieza de Soluciooes Sociedad T enal SA 9 td

11 .q,. r~ofot:u ~l:..ar-r-al 2. Caracterización, desarrollo y aplicación de Cepas Bacterianas en proceso de lixiviación y recuperación de soluciones. Con el fin de obtener poblaciones bacterianas adecuadas a los objetivos planteados para cada etapa del proyecto, se llevarán a cabo diferentes procedimientos correspondientes a aislamiento, cultivo, y adaptación de bacterias útiles para el proceso indicado, esta metodología incluye las siguientes etapas. Obtención de muestras de terreno para estudiar la presencia de microorganismos autóctonos, que tuvieran capacidad oxidativa sobre minerales oxidados y sulfurados. Esto se debe a que en procesos biológicos de esta clase, es preferible trabajar con microorganismos nativos, los cuales poseen caracteristicas bioquímicas que les permite un mejor desarrollo en condiciones similares a las encontradas en su estado natural. Obtención de bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes del tipo mesófilo desde las muestras indicadas en el punto anterior, favoreciendo su proliferación y seleccionando aquellas poblaciones que muestren mayor velocidad de crecimiento a partir de ión ferroso y azufre elemental como única fuente de energía. Cultivo intermedio de microorganismos en medio líquido similar a las condiciones de proceso (adicionando los diferentes minerales en estudio) con el objetivo de minimizar el periodo de adaptación bacteriana en cada mineral, se determinará si las bacterias aisladas son resistentes a los componentes del proceso, y capaces de adaptar su maquinaria enzimática para obtener la energía necesaria para su metabolismo a partir de la degradación del mineral. Una vez determinada la adaptabilidad de las bacterias para cada mineral, se realizarán pruebas de biolixiviación en matraces agitados para cada tipo de material a degradar, utilizando como caldo de cultivo deferentes concentraciones de cobre en el PLS y diferentes cantidades de azufre elemental en exceso. Esta etapa permitirá establecer la biolixiviabilidad de cada mineral para la población bacteriana y concentración de cobre presente, estableciendo su comportamiento en el tiempo, en las condiciones cambiantes del proceso. Determinación de método óptimo de inoculación de microorganismos biolixiviantes en la etapa de pruebas de simulación, se probarán dos tipos de inoculación, una por impregnación en el aglomerado del mineral, y otra por incorporación en la solución afluente en los primeros días de riego. Para esto deben generarse caldos concentrados de los cultivos seleccionados en la etapa de matraces, según los requisitos de cada prueba. El resultado esperado de esta fase es el desarrollo de una cepa bacteriana, asociada directamente a la faena de extracción, y adaptada al mineral para generar resultados óptimos dado un nivel de concentración de cobre. Todos estos estudios asociados a las cepas bacterianas se realizarán en las instalaciones de Terral, en Santiago. INNOVA CHilE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad T eml S.A. 0 a:

12 '*' r~mocru: 3. Desarrollo de Pruebas en Columnas de Simulación Dinámica mediante Modelaci6n Computacional del Proceso Completo (LX, PP y recuperación de soluciones). Esta etapa consiste en la aplicación de modelos matemáticos, desarrollados y aplicados con éxito por Terral S.A. (como metodología propia), que mediante pruebas en columnas permiten determinar el comportamiento de una planta industrial completa y en régimen, e involucra todas las interacciones entre las distintas etapas del proceso (lixiviación, cementación y tratamiento de soluciones de descarte). Esta modelación toma como base toda la información generada en las pruebas de caracterización previas, tanto de caracterización metalúrgica como de caracterización bacteria!. Se desarrollarán una serie de pruebas en las cuales se estudiarán en forma combinada los mecanismos que interactúan en el proceso, estos son: En ta lixiviación: Generación de soluciones con alta concentración de cobre aptas para su tratamiento por cementación y generación de ácido a partir de azufre elemental. En el tratamiento de soluciones: Abatimiento de impurezas y técnicas de apoyo bacteria!. De está serie de pruebas se obtendrá la información de las condiciones finales optimas de proceso, como son el método de inoculación a aplicar, tipo de bacterias a utilizar en el proceso, ácido generado a partir de azufre elemental y cantidad de impurezas totales abatidas. El resultado esperado de esta fase es definir las condiciones de proceso que serán aplicados en la faena de extracción, y se desarrolla en forma integra en las dependencias de Terral, en Santiago. 4. Validación Estadistica de Resultados Obtenidos en Pruebas de Simulación. En esta etapa se realiza la repetición del mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica con el objetivo de dar validez estadística a la investigación desarrollada. Se aplicara el método óptimo de inoculación de bacterias en un se! de pruebas en columnas iguales. Estas pruebas se desarrollarán tanto para Jos estudios de lixiviabilidad de minerales oxidados y ripios, como para minerales sulfurados, en las instalaciones de Terral, en Santiago. INNOVA CHilE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Torra! SA '!

13 .,., """"""M 0<U 5. Diseno y fabricación de equipos de cementación para aplicación en ensayos a nivel de laboratorio y piloto. Se plantea diseñar y desarrollar un equipo simple, que consiste en reactores de tipo cilíndrico vertical que permite solamente el movimiento de soluciones, quedando los sólidos estáticos. Este equipo deberá estar configurado en serie para optimizar la recuperación de cobre en la cementación desde las soluciones provenientes de la lixiviación. Además se configurará para realizar una operación en forma continua, pudiendo mantenerse un equipo en stand-by permitiendo la descarga del cemento de cobre y la carga de la chatarra de fierro en cada reactor. Los equipos a desarrollar serán de tipo modular y de tamaño reducido, lo cual permite una simple y económica implementación para el traslado y realización de las pruebas desde las instalaciones de Terral en Santiago a la faena extractiva. Mediante estas pruebas se deben verificar, a nivel de laboratorio parámetros para su aplicación posterior en planta piloto, tales como: Parámetros de operación: Cinética de Cementación, tiempos de residencia, consumos de chatarra. Recuperaciones del proceso: Determinación de la recuperación del cobre contenido en las soluciones tratadas. Calidad de cemento producido: Se debe optimizar la producción de un precipitado de mayor ley posible. Uso de insumes: Se debe validar o corregir el uso del tipo de chatarra de fierro, como también el sistema de carga de esta, de manera de hacer lo mas simple el funcionamiento del equipo El desarrollo de los equipos y sus pruebas a nivel de laboratorio, se efectuarán en las instalaciones de Terral, en Santiago y la aplicación se realizará en la faena extractiva ubicada en la zona de Diego de Almagro. 6. Pruebas a nivel de Laboratorio para determinar Factibilidad Técnica de uso Alternativo de Cemento de Cobre. En esta fase se busca establecer una metodología que permita determinar la factibilidad técnica de procesamiento del cemento de cobre para la obtención de productos derivados de cobre que tengan mayor valor comercial. Estas pruebas se realizarán con un rectificador de laboratorio y se debe determinar la metodología que permita obtener a partir de cemento de cobre los siguiente productos: oxido cuproso, oxido cúprico, sulfato cúprico, oxicloruro cúprico, cloruro cúprico y láminas. El desarrollo de las pruebas será solo a nivel de laboratorio, las cuales se efectuarán en las instalaciones de Terral, en Santiago. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-timpieza de Soluciones Sodedad Torra! SA. 2

14 ~~,,...,.,.,,.. C~DI'OIU 7. Carta Gantt La carta gantt para la ejecución del proyecto en curso se presenta a continuación: -- "'~ ~~oop~ -~- ' ' - ' :~=----00~-~ ' :;,;.~~ -' ---~ MoGelaclón y 2 *:rn~~~-~~;;j=f, ~ ~,.- -~.. ' '~::- Picro "- Equipos deo c.mentaelón...,.,_,.,.,..,.,,,..,,.w.,.~~ ~ ~~--~~- '."-- -~"-"' docum~ :onne Y oe! _ ""' ::-_~ " """"""~ " ~- " -- INNOVA CHilE. Proyooto Proceso LX.PP.UIT!lieza de Soluciones Sociedad Tena! S.A.,.~ ' ' 3! '

15 ~ ""' CORfO D. RESULTADOS OBTENIDOS Para los desarrollos y validaciones de las metodologias de lixiviación, se identificarán las actividades desarrolladas en el contexto general del proyecto. Para el entendimiento de las actividades realizadas, Juego de la descripción se discutirán los resultados. En relación al estudio de adaptación bacteria!, se realizaron las pruebas con minerales mezcla de óxido/ripios y sulfuros, donde se logró seleccionar microorganismos ferrooxidantes de tipo bacillus que muestran una buena actividad oxidativa y un buen crecimiento. Sin embargo, las bacterias suffooxidantes seleccionadas no mostraron una actividad oxidativa significativa, ya que el mineral en estudio sólo contiene trazas de la fonna reducida de azufre, que sirve para el desarrollo y crecimiento de la bacteria. Sin embargo se inoculó la bacteria suffooxidante en perlas de azufre donde se apreció el crecimiento quedando demostrada la capacidad oxidativa de este tipo de microorganismos. Para Jos estudios de lixiviabilidad, se presentó un programa de pruebas, en base a la muestra suministrada, proponiendo una configuración de la lixiviación y estableciendo Jos criterios y parámetros metalúrgicos para diseñar el proceso de lixiviación en pilas del mineral. La secuencia de pruebas se realizó para conocer el comportamiento del mineral, entregando infonnación en diferentes situaciones de tratamiento. Toda la infonnación de los parámetros recopilados se ingresó a una planilla de modelación de balance de masas, donde se obtuvieron los parámetros de proceso, los cuales fueron verificados en nuevas columnas. Los cálculos del balance de masas se efectuaron según la configuración y las reacciones independientes de cada una de las etapas de Lixiviación-PP-Limpieza del proceso completo. En temas de la metalurgia fue capaz de evaluar que las concepciones aplicadas en la obtención de la data previa (Estudios de Lixlviabilidad) hayan sido las correctas, siendo capaz de diseñar una lixiviación optimizada. Finalmente, la modelación generó parámetros que fueron verificados en columnas, en donde se alcanzaron las recuperaciones de cobre previstas, con bajos consumos de ácido y baja disolución de impurezas en las soluciones. Las bacterias tuvieron un comportamiento aceptable. Conciliado el modelo de balance con la simulación en columna, se realizó una validación estadistica de los resultados obtenidos en pruebas de simulación con mineral en estudio. En ténninos prácticos, la validación estadística del proceso adoptó la estrategia de regar una misma columna de lixiviación con solución, ácida, intennedia (ILS) de características calculadas, o con solución rica (PLS) re-acidulada y refino de solución de limpieza, con reposiciones de agua al refino, a través del lavado del ripio agotado. Mayores resultados se presentan en el capítulo de conclusiones. INNOVA CHILE. Proyec!D Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. 4 /f

16 C"DII!k'.D c.- OIIU CORfO CAPiTULO 2: ESTUDIOS DE ADAPTACIÓN BACTERIAL 2.. Introducción En una primera etapa se detectarán los microorganismos nativos presentes en cada mineral en estudio, que presenten características oxidatlvas, los cuales deben ser aislados para su cultivo y crecimiento. Seguido de esta primera etapa se generarán condiciones de cultivo bacteria! que tengan como única fuente de energía el azufre elemental y los iones ferrosos a fin de seleccionar bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes del tipo mesófilo adecuadas para su adaptación a las condiciones de proceso. Luego se realiza un cultivo intermedio con las bacterias seleccionadas en la etapa anterior, en condiciones similares a las que serán sometidas en el proceso de lixiviación y limpieza de soluciones. Como última etapa de esta actividad se realizarán pruebas de lixiviación agitada en matraces aplicando las posibles condiciones finales de proceso (lixiviación y limpieza de soluciones de descarte), se realizarán pruebas con distintas concentración de cobre a fin de obtener una concentración máxima tolerable por los microorganismos maximizando la generación de ácido a partir de azufre elemental. Las bacterias ferrooxidantes y suffooxidantes se encuentran generalmente asociadas a minerales suffurados donde, en presencia de aire y agua, encuentran las condiciones más favorables a su desarrollo: un sustrato energético en forma de compuestos reducidos que pueden ser oxidados utilizando oxígeno como aceptor de electrones y liberando asi la energía necesaria para su crecimiento, una fuente de cartlono en forma de anhídrido cartlónico, CO:!, suministrado con el aire y condiciones ácidas, producto de la misma oxidación de los suffuros. En cambio, aislar estas mismas bacterias a partir de minerales oxidados ofrece mucho menos posibilidades de éxito al no existir en este tipo de minerales las condiciones requeridas para el buen desarrollo de las bacterias. Aunque se suele hablar de aislamiento de bacterias, no se trata de un aislamiento propiamente tal, en el sentido microbiológico, el cual consiste en aislar cepas específicas sino de un proceso de selección de microorganismos en base a alguna función metabólica de los microorganismos. Para seleccionar estos microorganismos, se generan condiciones que favorecen su metabolismo. En el caso de las bacterias hierro oxidantes, se agrega una solución con suffato ferroso y en el caso de bacterias sulfooxidantes, se agrega un compuesto reducido de azufre, como azufre elemental. En el marco del proyecto, se logró seleccionar a partir del mineral estudiado microorganismos ferrooxidantes de tipo bacillus que muestran una buena actividad oxidativa y un buen crecimiento. Sin embargo, las bacterias suffooxidantes seleccionadas no muestran una actividad oxidativa significativa y subsiste la duda en cuanto a su real capacidad de oxidar compuestos reducidos de azufre. Paralelamente al cultivo de las bacterias seleccionadas desde el mineral, se inició el cultivo de otras cepas sulfooxidantes que si presentan una actividad significativa y demostrada. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-I.impieza de Soluciones Sooedad Tonal SA 5 ~

17 '*' rtw~~or ocu 2.2. Caracterfsticas de Bacterias Utilizadas Acidithiobacillus ferrooxidans - Es una bacteria en forma de bastón alargado de dimensiones 0.5 )ll de ancho y de largo puede llegar a medir 2 )ll. - Posee flagelo polar. - Gram negativa con lipopolisacáridos (LPS) en la pared más externa. - Modo de división celular por fisión binaria. - Es mesófila se desarrollan entre 20'C y 45'C siendo su temperatura óptima 30'C. - Es acidófila, tolerando rangos de ph entre.4 y 6. - Es la única especie de este género que oxida el hierro ferroso. - Son aerobias y anaerobio facultativo. - Tienen capacidad para oxidar azufre elemental anaeróbicamente, con hierro férrico como aceptor de electrones, catalizando de esta forma su reducción Leptosplrillum ferrooxidans - Oxida solamente ferroso. - Autótrofa. - Acidófila. - Aeróbica utilizando como aceptor final de electrones el oxigeno. - Gram negativa con lipopolisacáridos (LPS) en la pared más externa. - Forma espirilar. - Posee flagelo Acidithiobacillus thiooxidans - Dimensiones 0.5 a 0.8)ll de ancho y de a 2 )ll de largo. - Posee un flagelo. - Autótrofa. - Acidófila. - Oxida azufre elemental, suwuros metálicos, además tiosuwato (S20J 2), sulfrto (SDJ- 2 ), tetrationato (S40e- 2 ). INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Tenal SA. 6

18 "" ~!0U Caracterización, Desarrollo y Aplicación de Cepas Bacterianas en Proceso de Lixiviación y Recuperación de Soluciones Obtención de Muestras de Terreno Se obtuvieron muestras de terreno para estudiar la presencia de microorganismos autóctonos de una Faena Minera, que tuvieran capacidad oxidativa sobre minerales oxidados y sulfurados. Esto se debe a que en procesos biológicos de esta clase, es preferible trabajar con microorganismos nativos, los cuales poseen características bioquímicas que les permite un mejor desarrollo en condiciones similares a las encontradas en su estado natural. Se obtuvieron muestras sólidas y líquidas provenientes de faena minera Diego de Almagro, las cuales se cultivaron en medio 9K y medio para azufre oxidante a JO ambiente, aproximadamente 200C, y ajustando el ph inicial al valor estipulado por el medio de cultivo correspondiente (ph.9 y 4.0, respectivamente). El medio 9K está conformado por los siguientes compuestos: Compuesto Concentración (grfl) ~HPO 0.5 KCI 0. (NHl2so 3.0 Mgso. H2o 0.5 Ca(NOJ)2 0.0 Feso. *lh ph.9 A partir de ello se aislaron microorganismos, probablemente del género Acidithiobacillus ferrooxidans y Acithiobacil/us thiooxidans Obtención de bacterias Ferrooxidantes y Sulfooxidantes de tipo Mesófilo Se obtuvieron bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes del tipo mesófilo desde las muestras indicadas en el punto anterior, favoreciendo su proliferación y seleccionando aquellas poblaciones que muestren mayor velocidad de crecimiento a partir de ión ferroso y azufre elemental como única fuente de energía. Para obtener y seleccionar microorganismos fenrooxidantes se dispuso trabajar con medio de cultivo MC a un ph inicial de.6 y en presencia de 3 g/ de ferroso y medio 9K modificado. Las bacterias sulfooxidantes se propagaron en medio MC apropiado para ellas a un ph inicial de 4 y en presencia de 0 gr. de azufre (S). INNOVA CHILE. Proyecto Proceso lx-pp-limpieza de Soluciones Sociedad Tonal SA 7 i /'6 '

19 r.-.~ Df CKU El medio MC, para bacterias ferro-oxidantes está conformado por los siguientes compuestos: Compuesto Concentración (grn ~HP (NH4)2S MgS04 *?H FeS04 *?H ph.6 El medio MC, para bacterias sulfooxidantes está conformado por los siguientes compuestos: Compuesto Concentración (grn) (NH4)2S MgS04X7H2Ü.0 ~HP04*3H20.0 Ca(N0J) KCI 0.2 S 0.0 ph 4.0 Al observarse bacterias tales como Acidithiobacíl/us ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans y Acidithiobacillus thiooxidans en las pruebas de aislamiento, se procede a realizar su propagación en matraces con medios de cultivo feffooxidantes y sulfooxidantes, seleccionando aquellos cultivos que presenten mayor velocidad de crecimiento, oxidación del ferroso y disminución de ph para el caso de las bacterias azufre reductoras. Para la incubación de los cultivos se utilizó agitador Orbital Shaker S0, Stuart. Para controlar el crecimiento celular y caracterizar los microorganismos aislados se utilizó un Microscopio Óptico Biológico XS-23. Con esto, se hizo un seguimiento al crecimiento celular mediante el conteo directo de células al microscopio óptico en una cámara de Neubahuer de O, mm de profundidad de campo y línea brillante, y los microorganismos se caracterizaron mediante tinciones de Gram. Con el objeto de disponer de los inóculos apropiados para los ensayos de biolixiviación, se operó de la siguiente manera: - Muestras sólidas. En matraces de 250 ml se introdujeron 00 ml de medio 9K, si se trata de bacterias feffooxidantes, y medio MC, para bacterias sulfooxidantes, y O grs. de mineral que se queria estudiar. - Muestras liquidas. En matraces de 250 ml se introdujeron 90 ml de medio 9 K, si se trata de bacterias ferrooxidantes, y medio MC, para bacterias sulfooxidantes, y 0 ml de muestra líquida que se quiere estudiar. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soludones Sociedad Tena! S.A. 8 t~

20 ~ r~!:iich:u JI:.ar-rcd Estos matraces inoculados se mantuvieron en un agitador orbital a 50 rpm y ro ambiente, hasta que por microscopía se observó una densidad de población microbiana elevada. A partir de ese momento se repetía nuevamente el proceso inoculando los cultivos obtenidos en medio ferrooxidante y sulfooxidante. Se realizan en forma periódica, controles de ph, Eh y recuento directo, para estimar el crecimiento de las bacterias presentes en las muestras analizadas. Los resultados obtenidos para esta etapa se detallan a continuación. a. Aislamiento de Bacterias ferrooxidantes Los frascos de aislamiento se muestrearon y se analizaron periódicamente por ph, Eh y recuento directo de microorganismos; en las figuras 2., 2.2, 2.3 y 2.4 se presentan los gráficos correspondientes a la evolución de las variables mencionadas en función del tiempo para las diferentes muestras sólidas y líquidas obtenidas en faena. De las figuras se observa un aumento de potencial y de la concentración de bacterias, por lo que se determina la existencia de bacterias ferrooxidantes del tipo Acidithiobacillus ferrooxidans en las muestras tomadas g 570 ói INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza do Soluciones Sociedad T enal SA Gráfico : Aislamiento Bacterias ferrooxidantes desde Mineral ''' ' ' -:.,- '_,_ -.. ' "' Bl - Días (bact/ rrl)*qa4/ Figura 2.. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde el mineral g r s i '

21 awm.r: DI Ctnl Gráfico 2: Aislamiento Bacterias ferrooxidantes desde Mineral 60, ,0 590,0 0 g 580, ,0 IÍi 6 560,0 550,0 4 t _, 540, ,0 r:l.), ,0 o g te Días Eh- (bact/ ml)*0"4j Figura 2.2. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde el mineral Gráfico 3: Aislamiento bacterias de soluciones de faena minera 620,0 ~.~.. ~.~--~--~~~--~ ,_,'. 600,0 ' ' ,0 560,0 540,0 520,0 500,0 480,0,;-... '.l.., ~~-+~~--~~~~-+-+ o ora J _ Eh mv cevit"i* A4 J g : 20 8 Figura 2.3. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde soluciones de faena INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Tonal SA g... I 8 20

22 b..q,. ~c.ocu g IÍi Gráfico 4: Aislamiento bacterias de soluciones de faena minera 620,0 600,0 580,0 560,0 540,0 520,0 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 0,00 500, ora Eh rrw - cevn-* A4 g r s Figura 2.4. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde soluciones de faena Aislamiento de bacterias del tipo Sulfato reductoras A continuación se presentan los resuttados del aislamiento de bacterias sulfooxidantes en las muestras tomadas en faena. u INNOVA CHILE Proyecto Prooeso LX-PP-LimpieZa de Soluciones Sociedad T erra/ SA Gráfico 5: AislatTiento de bacterias Sulfa oxidantes desde rrineral 5,00 "-~: -~.,~_ --.,;. 4,50 ' - 4,00..,'> '' 3,50 3,00 '" 2,50 2,00,50 -',00 0,50 0, Ola ph -o-- Bactlrrl * 0"4 / ~ :o i : e 2 o Figura 2.5. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde el mine 2 zz

23 ~ ~Dt(MU CORfO Gráfico 6: Aislaniento de bacterias sulfo oxidantes en rrineral 4,50 -r---, ,----r 40 4,00 35 ~ ~~ ~ I 2,50 ~~ 20 'ij Q, 2,00 5.l'!,50,00./. u 0 8 0,50. " / : '. 5 0,00 +'--+-' '-"f--+'--+-' '-+--<f--+-' '+--'-+ o Dfas -- ph --BacVrrl"0"4 Figura 2.6. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde el mineral Gráfico 7: Aislaci6n bacterias surta oxidantes en rtljestra IJquida 3,00.;. ~... ' - ' 2,SO 60,,_'.. ~- so 2,00...., 40,SO,00 r~: 70 ' -,_ ,50 0 0,00 o 3,_pH S Dfa ~ Bact/rrl * Ql\4 d Figura 2.7. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde soluciones de faena INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX.PP-Limpieza de Soluciones SociedadTerral SA 22 Z3

24 C~;)(OAJ CORfO u Gráfico a: Aislación de Bacterias en rruestra liquida 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00,50,00 0,50 0,00 ~ ~----, 80,0 70, Ola -+-- ph ---+E-- Bacvrn * 0""4 =~:~ f 40,0 l 3o.o e 20,0 él 0,0 0,0 Figura 2.8. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde soluciones de faena En las figuras 2.5 y 2.6 se observa que si bien hay población bacteriana presente, no se produce una disminución del ph con consecuencia del crecimiento bacteria! significativo. Sin embargo en las figuras 2. 7 y 2.8 se puede observar el crecimiento bacteria! de forma más significativa, cumpliendo con el esquema de crecimiento y este es acompañado por una disminución de ph. Cómo análisis general se llega a la selección del aislamiento de bacterias ferrooxidantes en muestras liquidas y sólidas y en el caso de las bacterias sulfooxidantes se eligen para el cultivo las bacterias tomadas de las muestras liquidas Cultivo Intermedio para Microorganismos en Medio Líquido Similar a las Condiciones de Proceso Cultivo intermedio para microorganismos en medio liquido similar a las condiciones de proceso (adicionando los diferentes minerales en estudio) con el objetivo de minimizar el periodo de adaptación bacteriana en cada mineral. Se determinó si las bacterias aisladas eran resistentes a los componentes del proceso. Cultivo íntennedío para Bacterias ferrooxidantes Las bacterias ferrooxidantes previamente aisladas desde minerales fueron adaptadas a concentraciones crecientes de ferroso hasta alcanzar una concentración total de hierro disuelto de 27 gil. Se ha logrado obtener una oxidación relativamente rápida del hierro. Sin embargo, bajo estas condiciones y a pesar de iniciar los cultivos con un bajo ph, se produce una fuerte precipitación de fénrico, probablemente como hidróxido fénrico (Fe(OH)3), lo cual dificuna bastante la recuperación de microorganismos para la posterior inoculación de nuevos cultivos y tiende a reducir la velocidad de oxidación. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-lirr!lieza de Soluciones Sociedad Terral SA 23

25 .q p. ~CilOCU Fue entonces indispensable controlar el ph durante la oxidación para evitar la precipitación del hierro y una disminución de la cantidad de bacterias recuperables. El balance de protones del sistema viene de las siguientes reacciones: Reacción de consumo de protones Hidrólisis del ión fénrico Considerando las siguientes condiciones iniciales: ph =,6 ~ (H+] = Q-.6 = 2,5Q-2 moles/l [F&] = 27 gil= 4,83 Q- moles/l Además, la solubilidad del hidróxido fénrico, por bibliografía fuente MENO 2.. (Atter Stumm and Morgan 98) se observa que a ph 2,0, la solubilidad del Fe 3 es de aproximadamente 3,6 Q-2 moles/l (equivalente a,77 gil) mientras que a ph 2,5a solubilidad es de sólo 3,6 Q- 3 moles/l (equivalente a O, 77 gil). Considerando que para cada ferroso oxidado, se consume protón y que para cada fénrico precipitado se liberan 3 protones, podemos establecer los siguientes balances: Donde R y R2 corresponde al avance de las reacciones y 2, respectivamente. El equilibrio está dado por la solubilidad de FeJ+ en función del ph que permite calcular los valores de R y ~. Esto nos indica que a medida que se oxida el ferroso, gran parte de este precipita. Además de la precipitación del hidróxido, se debe considerar la posible precipitación de jarosita. Bajo estas condiciones, el potencial de oxido reducción, que depende fundamentalmente de la relación entre [Fe3+] y [F&] deja de ser un buen indicador de la actividad bacteriana. En efecto, a pesar de la oxidación importante de ferroso que se puede producir, como gran parte del fénrico producido precipita no se observa un aumento sustancial del Eh (Potencial). Para evaluar la actividad de oxidación, es necesario entonces determinar la evolución de la concentración de ferroso. Se determinará en cultivos en matraces la velocidad de oxidación alcanzada por ripios de lixiviación colonizados con bacterias hierrooxidantes y puesto en contacto con solución de ferroso. Paralelamente se inició la oxidación continua de una solución de ferroso circulada en forma continua en una columna de ripios colonizados por bacterias. Para la adaptación de las bacterias a la solución de limpieza del proceso de lixiviación, se agregaron a la solución de cultivo volúmenes crecientes de solución de limpieza hasta llegar a un 00% de solución de limpieza, manteniéndose una velocidad de crecimiento levemente menor a aquella observada en el medio de cultivo solo. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso lx.pp.ljrr lieza de Solucioneo Sociedad Terral SA 24 () (2)

26 '~""'!?ll:..czr-r-cd De las figuras , se observa que un aumento en la concentración de la solución de limpieza o una disminución en la dilución de la misma, aumentada considerablemente la actividad en el crecimiento bacteria!. ~ Gráfico n 9 "Adaptación Solución Sintética 25%" /'. / ~. 4 6 ~. -.::. _ - ' ' o ~E ik )( -r- 't 2... o 2 3 oras -CeVrrL* 0"6 - ph CeVmL * 0"6 - ph ~ o INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sodedad Tem l S.A. Figura 2.9. Adaptación en solución sintética al25% Gráfico n 0 "Adaptación Solución Sintética 50%" ,--, , / -. "' 2 ~~--~~------~~~---+ o o 2 oras o 8 2 ~ 0? 8 ~ 6 i 4 8 -CeVmL * 0"6 - ph CeVmL * 0"6 - ph Figura 2.0. Adaptación en solución sintética al 50% 25 ' u.l

27 ~ r~:wocu Gráfico no "Adaptación Solución Sintética 75%" 2 ~--~ ~---r40 0 -CellmL *0"6 - ph CellmL * 0"6 - ph 35 Figura 2.. Adaptación en solución sintética al 75% Gráfico n 2 "Adaptación Solución Sintética 00%" 80 ~~--~------~--~~ ;.,_, : ~ =~.. - >'_.: y ~ :.:.~.:. ~, '' > \. ' ii. 40 '...' :'' INNOVA CHILE Proyeclo Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sodedad T anal SA 0 o +-~.,._~--,--=--;=-=-~~ =-+--=-~-~ :=--=--=: =-- =--~ ~-+ o 2 3 Olas ~ 80 f 60 i o -Cel!mL " 0"6 - ph Cel!mL " 0"6 - ph Figura Adaptación en solución sintética al00% 26

28 .q, ~nlcku Pruebas de Biolixiviación en Matraces Agitados Una vez detenninada la adaptabilidad de las bacterias para cada mineral, se realizaron pruebas de biolixiviación en matraces agitados para cada tipo de material a degradar, utilizando como caldo de cultivo diferentes concentraciones de cobre en el PLS (solución rica) y diferentes cantidades de azufre elemental en exceso. Esta etapa pennitirá establecer la biolixiviabilidad de cada mineral para la población bacteriana y concentración de cobre presente, estableciendo su comportamiento en el tiempo, en las condiciones cambiantes del proceso. En las experiencias de biolixiviación en matraces para la limpieza de soluciones, se utilizó una mezcla de óxidos/ripio de Diego de Almagro. Los cultivos fueron realizados en frascos de lt con 300 ml de solución de descarte sintética previamente inoculado al 0% v/v. El ph inicial fue de.9 y no fue controlado durante la experiencia. Los frascos fueron agitados a 50 rpm a temperatura ambiente con calefacción externa, con lo cual se obtuvo una temperatura en matraces de 25 a 28 c. En esta etapa, el estudio del efecto del ph es detenninante, aunque se realizó recuento de bacterias en suspensión, controles de Eh y Ferroso por titulación. Los resultados obtenidos se muestran a continuación. a. Oxidación de Fierro en matraces IÍi INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA Gráfico 3: Biolixiviación en rra.traces agitados ora -ph - Conc. [Bact.lrrL]* QA6 Figura 2.3. Biolixiviación en matraces agitados 27 ze/

29 ~ ~OI'OCU: ái Gráfico 4: Biolixiviación en matraces agitados 900, , ,0 ~ 600,0 40 ~ 500,0 400,0 30! 300,0 20 J3 200,0 '' 0 00,0 '., 0,0 o ora -ph - Conc.[bact/mL]* 0"6 Figura 2.4. Biolixiviación en matraces agitados Se observa en la figura 2.3, un aumento de población bacteria!; si bien al comienzo de la biolixiviación en matraces se observa un aumento de potencial no se observa una tendencia en el tiempo de ello. En experiencias posteriores que se muestran en la figura 2.4 se observa una estabilidad del aumento de potencial y de crecimiento bacteria!, que sin embargo no alcanza concentraciones elevadas, probablemente debido a que parte de la población se encuentra adherida al mineral. b. Oxidación de azufre en matraces En una primera etapa se determinó la velocidad de oxidación de azufre y de producción de ácido sulfúrico en matraces agitados. Se realizaron pruebas experimentales en las siguientes condiciones: Prueba S6: corresponde a 25 perlas de azufre previamente colonizadas por bacterias y traspasadas en un volumen de 400 mi de medio de cultivo a un ph inicial de 3,5. Prueba S7: corresponde a 00 g de pertas de azufre en contacto con bacterias azufres oxidantes recuperados desde las soluciones de cultivos previos. La figura 2.5 y 2.6, muestran la evolución del ph y de la concentración de protones respectivamente. INNOVA CHilE. Proyecto Proceso LX-PP-lirrllieza de Soluciones Sociedad Terral SA 28

30 ~.,OJU 3,5 3 2,5 2 i,5 0,5 r\ \ ~ ~ o o Tiempo (días),... S6-- S7J Figura 2.5. Evolución del ph en cultivos con peras de azufre en presencia de bacterias ~! 0, "" J I 0~~==~~--~----~----~----~ o Tiempo (dfas) --.-.ss --sl Figura 2.6: Evolución de la concentración de protones en cultivos con peras de azufre con bacterias De las gráficas se observa una velocidad de generación de protones prácticamente constante, que se repite de un traspaso a otro, en el caso del cultivo 6 proveniente de un cultivo anterior en condiciones similares y en el caso del cultivo 7, se observa un aumento progresivo de la velocidad de producción de protones, a medida que se colonizan las perlas de azufre. En resumen resultó mejor colonizar previamente las perlas de azufre para obtener una mayor cantidad de ácido. INNOVA CHilE. Proyecto Proceso LX.PP-Lirr!lieza de Soluciones Sociedad T0l SA 29

31 ~ (~!lf(iai Las velocidades medidas fueron las siguientes: -Experimento 6: 5,4~ moles Wl día-g.- -Experimento 7: 2,44 ~ moles Wl día-g.- Vistas las variables de generación de ácido y oxidación del ión ferroso se procedió a agregar dosis de ión cobre a Jos matraces para ver los efectos que este elemento produce en la actividad bacteriana, resultando lo siguiente: La concentración máxima tolerable por los microorganismos fue de 0.6 M, es decir, 38 g Cu!L solución. En esta concentración la actividad bacteriana empieza a decrecer fuertemente, debido a la inhibición que provoca el cobre en los microorganismos. Bajo esta concentración de cobre, 38 gil, hasta 3 gil de cobre se nota un crecimiento bacteriano, pero con ciertas irregularidades, ya que el crecimiento no fue similar en las muestras que se utilizaron. Se aprecia crecimiento pero es más lento de Jo observado en pruebas anteriores. Bajo Jos 3 gil de cobre se aprecia un crecimiento bacteriano uniforme en las muestras y similar a lo obtenido con anterioridad. Con todos Jos antecedentes disponibles y estudiados, se da por conformidad esta actividad, siendo estudiados otros desarrollos a medida que se requiera en las actividades subsiguientes. INNOVA CHILE. Proyecto Prooeso LX.PP~ieza de Soluciones Sodedad TOITIII S.A. 30

32 alllm-'0 :lll OftJ CAPITULO 3: ESTUDIOS DE UXJVIABILIDAD DE MINERALES OXJDADOS Y RIPIOS 3.. Introducción En esta etapa se realizará la caracterización básica de los minerales en estudio, esta caracterización básica incluye las siguientes actividades: Pruebas Flsicas: Se realizan pruebas para la determinación de las propiedades físicas de cada mineral en particular como son la densidad aparente, peso específico, ángulo de reposo, humedad natural, humedad de impregnación y tasa de inundación. Caracterización Qulmica y Mineralógica: Se realizan el análisis a una muestra representativa del mineral en estudio en donde se determinan leyes referenciales de: Cobre total, Cobre soluble y Fierro total, además se realiza un análisis de barrido JCP, que permite la detección de 52 elementos. Caracterización Metalúrgica Básica: Se realizan una serie de pruebas que entregan información referencial y necesaria para el diseño de las futuras pruebas en columnas. Las pruebas a realizar son las siguientes: -Pruebas de UxMación Agitada en Botellas lso-ph: Estas pruebas se realizan con mineral pulverizado 00% bajo 00#, y consiste en un set de 4 pruebas, realizadas a distintos ph de referencia. - Prueba de End Point Se realiza con mineral pulverizado y consiste en una lixiviación secuencial bajo ataque de distintos agentes lixiviantes. - Prueba de Dosis de Acido en Curado: Set de 5 pruebas en donde se aplican diferentes dosis de ácido a aplicar en el curado. - Detección de lnterterentes a la Uxiviación: Se realizan dos tipos de pruebas para la detección de inteñerentes a la lixiviación, la primera consiste en el aislamiento del material fino presente en el mineral, el cual puede estar constituido por arcillas con capacidad de intercambio iónico las cuales al ser contactadas con una solución de concentración conocida de cobre atrapa Jos iones de cobre disminuyendo la concentración de la solución contactada, la segunda consiste en la detección y aislamiento de material paramagnético presente en el mineral, el cual presenta propiedades reductoras, y al ser contactado con una solución que contenga cobre lo precipita en forma de cobre metálico. -Pruebas de Control de lnterterentes: Se! de pruebas de lixiviación agitada en botellas, las cuales se realizan de forma similar a las pruebas de lixiviación agitada Jso-pH, pero se aplican diferentes medidas según el agente inteñerente detectado en cada prueba. - Pruebas básicas de lixiviación en columnas lso-ph: Se! de pruebas en columnas, las cuales se basan en información referencial obtenida de pruebas anteriores, como son la dosis de ácido en curado y medidas contra inteñerentes. Se realizan 2 pruebas por cada mineral, las cuales se inician con un desfase temporal entre una y otra, de esta manera la columna es referencia de la columna 2, siendo esta ultima columna la referencia a utilizar en las futuras pruebas en columnas de simulación dinámica, la información generada por estas pruebas es la base. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terml SA 3

33 y ~-- El programa de pruebas, en base a la muestra suministrada, propone una configuración de la lixiviación y establece los criterios y parámetros metalúrgicos para diseñar el proceso de lixiviación en pilas del mineral. El objetivo de esta secuencia de pruebas es conocer el comportamiento del mineral (comportamiento fenomenológico), entregando información en diferentes situaciones de tratamiento. El mineral se toma como una caja negra, es decir, la termodinámica no es un factor relevante, sólo preocupa que las reacciones principales existan. Toda la información recopilada se ingresa a una planilla de simulación, donde se obtienen parámetros de proceso, los cuales son vertficados en nuevas columnas, siendo los resultados utilizados, cuando se desvían de la simulación base, para ajustar nuevamente la simulación del proceso. El alcance de esta actividad contempla la entrega de los resultados de todos los ensayos realizados a la muestra en estudio, en función de las etapas de la metodología de lixiviación de minerales de cobre, además del análisis y conclusiones de las mismas Pruebas Físicas Etapa consistente en la recepción, homogeneización, corte y preparación de los lotes de mineral según los requerimientos de cada ensayo. Las pruebas de caracterización flsica generan los rangos de valores referenciales de los parámetros flsicos que se adoptarán en las siguientes pruebas metalúrgicas. Incluyen las determinaciones de: - Dosificaciones de líquido aplicables a los minerales en el curado/aglomeración, - La tasa de riego recomendable, y - La geometría de apilamiento de taludes. Las muestras obtenidas de Diego de Almagro corresponden a una mezcla de óxidos y ripios, ya que estas fueron recibidas de una planta cuya actividad es el procesamiento de minerales de baja ley no existiendo diferenciación entre ambos tipos. La caracterización efectuada corresponde a este tipo de muestra arrojando los siguientes resultados: Humedad Natural del Mineral 0.54 % ÁnQulo de reposo Densidad Aparente 2.22 ton/m3 Peso EspecífiCO 3.44 tonlm3 Humedad de lmpreqnación 4.6 % Humedad Dinámica - 0 L!h*m 2 22 L/ton M - 2 L!h*m2 uton M - 5 L!h*m2 2 uton M -20 L!h*m 2 3 Llton M Con las diferentes tasas de riego estipuladas para la medición de la humedad dinámica en el mineral, no se apreció inundación. En el anexo A. se detallan las pruebas fisicas correspondientes. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX.PP-Lirnpleza de Soluciones Sodedad T erral SA 32 ]J

34 '*' ~:wocu 3.3. Caracterización Qufmica y Mineralógica Caracterización qufmica Con el objeto de caracterizar la muestra mineral en estudio y establecer una base de datos referencial de recuperaciones y otros parámetros metalúrgicos, se realizó la determinación analítica, por medio de digestión ácida de los sólidos y EAA (espectrofotometria de absorción atómica) de las soluciones para determinar las leyes de cobre y de fierro total, cobre oxidado soluble al ácido cítrico y cobre oxidado; los resultados se muestran en la tabla siguiente. Resultados de caractenzac "ó n qu f mca d el mmera Mineral CuT Cu Soluble en Cu Soluble en Ácido cítrico ácido Sulfúrico FeT o/o o/o o/o o/o Diego de Almagro El análisis ICP no se realizó a la muestra, debido a que la mayor impureza existente en el mineral es el Fe total y en la cual nos concentraremos en eliminar en el desarrollo del proyecto Caracterización mineralógica La caracterización mineralógica de las muestras, realizada por Microscopía óptica en corte pulido y sección transparente, se solicitó con el objetivo de reconocer y cuantificar las especies mineralógicas de mena y de ganga y también sus asociaciones. Los resultados son los siguientes: INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Lil!llieza de Soluciones Sociedad T erra/ SA 33

35 ~ - LABORATORIO MICROSCOPIA DE MINERALES Solicitado por: Sociedad Terral S.A.. COMPOSICION MINERALOGICA 00% BASE MINERA Especies %en Peso Cu S Calcopirita 0,03 0,0 0,02 Calcosina 0,07 0,06 0,03 Covelina tz 0,00 0,00 Bomita 0,04 0,03 0,02 Crisocola 0,7 0,06 Malaquita,28 0,73 Azurita tz Copper Pitch 0, 0,04 CopperWad 0,07 0,0 Rutilo 0,4 He m atila 0,26 Magnetita 0,09 Umonita 0,42 Ganga 97,33 TOTAL ,93 0,08 2. COMPOSICION 00% BASE ESPECIES DE CU Especies 0.4 en Peso Cu S Calcopirita 6,93,20 2,42 Calcosina 5,04 6,0 3,02 Bomlta 8,4 2,66 2,5 Crisocola 34,64 6,27 Copper Pitch 2,77 3,59 CopperWad 3,20,2 TOTAL ,88 7,60 3. COMPOSICION 00% BASE ESPECIES DE CU SOLUBL E Especies %en Peso cu Crisocola 00,00 36,20 TOTAL ,20 De acuerdo a las especies mineralógicas se observa que existen sólo trazas de sulfuros en la muestra de mineral a lixiviar, lo cual determina que las mayores especies mineralógicas son óxidos. La malaquita, que es la especie de mayor concentración, es un mineral oxidado: CuCO' Cu (OH)', con un contenido de cobre en la especie mineralógica de % Cu = 57,0%. En el cuadro de Composición 00"/o base especies de Cu, la crisocola es la que se presenta en mayor proporción, siendo un mineral tipo gel con composición variable debido a las numerosas impurezas que le acompañan, tales como alúmina, sílice y óxidos de cobre y hierro, cuya fórmula es (Cu 2,AI)2H2SbOs(OH) nh20, siendo el Fe la mayor impureza existente en el mineral. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Te.al SA 34

36 3.4. Caracterización Metalúrgica Básica Las pruebas de caracterización metalúrgica tienen como objetivo obtener resultados con valores referenciales de recuperación de cobre y fierro, y de los consumos esperables de ácido. Asi como determinar la dosis de ácido recomendable para el curado de las pruebas en columnas Pruebas de Lixiviación Agitada en Botellas lso-ph: Consiste en un set de pruebas de lixiviación agitada en botella con mineral00%-00#, a distintos niveles de acidez de referencia (a ph,5; 2,0 y 2,5) para generar valores referenciales de recuperación y consumo de ácido esperables a cada ph. La tabla siguiente y la figura 3., muestran los resultados obtenidos. Resultados pruebas de lixiviación agitada iso PH Botellas iso ph Unidades,5 Recuperación de Cobre total lrsegún soluciones) % 79.7 Recuperación de Cobre total (según cabeza calculada) % Recuperación de Fierro total según soluciones) % 0.74 Consumo ácido Total kg!tms Consumo de ácido Neto kg/tms 24.5 Consumo unitario de ácido kg ácido/kg Cu 4.84 INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral SA Pruebas de lixmación en botedas iso-ph con contarnedidaa mineral Ripio Principal ph 2, ':~-=-:=--==-~-r ~ i : : ~~ - ::- :---~ :::: ~~ ~ ':-=:-~-:-- : i ~ ~ : -=~------~--~=~:=~~---~ ;- --- =---~ --~-~. ) ~ --~ !-- ~- - - ] o - o o,5 2 2,5 3!SopH ---r- Rec. Cu según ce Rec. Fe según ce. -Consumo écldo Total kgfton seca -Consumo de ácido Neto kglton seca Figura 3.. Pruebas de lixiviación en botella lso-ph 2, }.

37 ,_y"'"!?ji:..ar-r-cd De las pruebas lso ph se puede señalar que existe una menor recuperación de cobre cuando el ph se ve aumentado, siendo la diferencia de 3 puntos porcentuales. Proporcionalmente cuando existe un menor consumo de ácido se obtiene una menor recuperación de cobre. Tal y como se quiere lograr en el proyecto existió una muy baja disolución del ión hierro en la etapa de lixiviación, evidenciando la buena actividad de crecimiento de las bacterias ferrooxidantes, las cuales se encargan de oxidar los iones ferroso a férrico. En el Anexo A.2 se muestran los datos de entrada y salida para cada una de las pruebas en botellas lso ph, así como los balances de masa para cobre, fierro y ácido correspondientes Pruebas End Point Se realizó un ensayo de lixiviación secuencial en duplicado por cada tipo de mineral con diferentes reactivos (ácido cítrico, ácido sulfúrico, mezcla sulfúrico-férrico, cianuro de sodio y agua regia), aplicados en forma secuencial sobre muestra pulverizada (00% <00#) con el objetivo de otorgar información de las especies mineralógicas presentes de la muestra, y proyectar porcentajes de recuperación de cobre bajo las condiciones del ensayo. En tabla se muestran los resultados del ensayo para el mineral en estudio. R esu lados prue b a de End p o.nt Extracción de cobre Unidades Recuperación Recuperación Parcial Acumulada Ácido acético % Ácido sulfúrico % Sulfúrico férrico % Cianuro % Agua regia % Máxima disolución de cobre % 00 Ley de cobre total calculada %.38 Ley de cobre total analizada % 0.92 De acuerdo a los resultados se aprecia una mayor disolución con el uso de ácido acético, lo cual evidencia presencia de una gran proporción de minerales fácilmente oxidables, es decir óxidos. La mayor cantidad de cobre se ve recuperada cuando se lixivia con ácido sulfúrico siendo del 95%, valor muy superior a lo esperado, BOOA>. Datos de entrada y salida para las pruebas End Point, se adjuntan en el Anexo A.3. INNOVA CHILE. P~ Proceso LX PP-Umpieza do Soluciones Sociedad Torra! SA. 36

38 .. Gt*~DI'OQL Prueba de Dosis de Ácido en Curado Se realizó un set de pruebas con mineral a la granulometria de interés ( 00%-/2") en la cual se ensayaron 3 dosificaciones distintas de ácido con ej objetivo de establecer un valor a usar en las primeras series de pruebas de lixiviación en 'columnas lso-ph". Las 3 dosis de ácido ensayadas por cada mineral fueron respectivamente definidas como porcentajes (20, 40 y 60%) del consumo total de ácido registrado en la prueba lso-ph en botella al valor de ph = 2,0, la cual arrojó un valor de 3.28 kg H+lton M. Por su parte, la dosis de agua se estableció en el 80% de la humedad de impregnación obtenida en la caracterización física. La tabla muestra los resultados obtenidos para el mineral. No se consideraron dosis de curado del 80 y 00% por tratarse de minerales oxidados, los cuales presentan poca resistividad a la lixiviación ácida de acuerdo a los antecedentes de las pruebas End Point. En la tabla adjunta y la figura 3.2, se muestran los resunados obtenidos. Unidades Dosis de curado 20% 40% 60% Dosis ácido kg/ton seca Dosi~agua kg/ton seca Rec. Cu (según cabeza calculada) % Rec. Fe (según cabeza calculada) % Consumo ácido Total kglton seca Consumo ácido Neto kg/ton seca INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-ü""ieza de Soluciones Sociedad Torra/ SA. Prueba de dosis de ácido en curado mineral Ripio Principal 50 ;------, ,- 5,0 45 ~-- -- ~---~------~ ~ ~ ~ ~- 4,0. ' ~ :-~ i '--; - ' ~ 3,0.t "' 2,0 j 5 -~ ~ ~---~ JI ~ ~---, o _L...,::;._~. _ 0,0 o Oos/s de ácido (kg ácido/ion) _...,_ Rec. Cu ---- Rec. Fe -Acidez llbm en efluentes Figura 3.2. Pruebas de dosis de ácido en curado 37

39 .q, UW!J.'oll'IOII C'lflU De las pruebas de curado se puede señalar que con una dosis del 40% del consumo total de ácido para el mineral, se logran recuperaciones del 34%, siendo aproximadamente 2.5 menor a lo requerido, 80%. La diferencia en ácido debe ser agregada en la etapa ele riego del mineral para completar recuperación prevista. Los datos ele entrada, salida y los balances ele masa para cada prueba, se pueden ver en Anexo A Detección de lnterferentes a la Lixiviación Se realizaron pruebas para verificar la captura ele cobre disuelto por arcillas intercambiadoras Jónicas tales como la Montmorillonita, lllita y Sericita. EFECTO DE LOS INTERFERENTES Conclución: Hay un fuerte efecto de arcillas que bajan la recuperación de cobre No hay efecto de Perdida de cobre a PH acidos, ya que la presencia de Fe+3 en un mineral de puros oxidos (Fe203, Por ejemplo Hematita), Captura electrones del posible cobre cementado, por Jo que Regresa a la solución y se recupera, por Jo que "NO HAY EFECTO DE REDUCTORES" Los interferentes como arcillas, sólo crean un efecto negativo en la recuperación cuando se trabajan a ph 4,0. Al trabajar con menor ph las arcillas ceden el cobre, lo que se aprecia en las pruebas Encl Point efectuadas donde se señala una buena recuperación de cobre con ácido débil (acético) y una alta recuperación de cobre con el uso de ácido sulfúrico. Lo que ocurre es que las arcillas intercambiacloras son más afines con los protones, Jo que produce un mayor gasto de ácido en la lixiviación, siendo constante una vez que todos Jos sitios activos de la arcilla están ocupados por iones de naturaleza catiónica. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. 38

40 ~-~ Pruebas de Control de lnterferentes La prueba de control de interferentes para este mineral no se efectúo por lo expresado anterionnente, donde se señala que no existen interferentes paramagnéticos y que el interferente de arcilla es controlado a un ph menor a 4,0, siendo en nuestro caso de investigación para la lixiviación un ph igual o menor a 2,0, logrando recuperaciones preliminares por sobre el 77 % Pruebas básicas de lixiviación en columnas lso-ph Las particulares pruebas de lixiviación en 'columnas lso-ph" se operan mediante un riego a acidez variable para obtener un efluente de acidez o de ph constante, en un escenario que ya adopta las medidas para controlar el efecto de los interferentes que estén presentes en los minerales. Estas pruebas generan las primeras curvas cinéticas de recuperación, consumo de ácido y disolución de impurezas, y penniten observar sus mutuas interacciones. Además, aportan los resultados metalúrgicos referenciales que conducen al diseño de la configuración del circuito de soluciones que pennitirá manipular el comportamiento del mineral en la lixiviación para obtener una solución rica ajustada a los requerimientos de la operación posterior y adoptar una estrategia de uso de ácido para evitar la disolución de impurezas. La metodología de las columnas ISO-pH, es correr 2 en paralelo con unos 2 o 3 días de desfase, usando la primera como traza de la segunda. La idea de que existan dos columnas de este tipo es simplemente que con la primera no se conoce cuanto ácido deberá agregarse a la segunda para tener el ph relativamente constante a la salida, ya que el consumo cambia en la medida que se lixivia el mineral. Entonces, si en la primera columna se agrega mucho o poco ácido, cuando parta la segunda, se conocerá la cantidad aproximada a agregar. La finalidad de hacer dos columnas simplemente asegura que la segunda columna tendrá un ph de 2 en el percolado. La prueba iso ph tiene por objeto asegurar que la cantidad de ácido al interior del mineral sea siempre la misma independiente del consumo. Al hacer esto se deja que la disolución de impurezas y recuperación de cobre del mineral sea un reflejo de la tennodinámica y no una función de la cantidad de ácido. Es decir, se descubre cuanto de las impurezas es lo que naturalmente se deberla disolver, pero como generalmente al lixiviar se tienen mayores cantidades de ácido, significa que ese exceso se puede bajar con solo agregar menos ácido y mantener la cantidad global de ácido aumentando el tiempo de riego. El concepto es que al tener la cantidad mínima de ácido, por tennodinámica preferirá disolver iones asimilables, pero si se agrega mas cantidad de ácido, el exceso hará que se lixivien más impurezas de las necesarias por sobre la tennodinámica. Resumiendo la idea es bajar el consumo de ácido al no gastar en impurezas, lo que conlleva a bajar la concentración de impurezas en el PLS, sacrificando el tiempo de riego. Estas columnas unitarias se prepararon, cargaron y operaron adoptando los resultados recopilados de las pruebas de caracterización química y metalúrgica de los minerales en estudio. En las siguientes figuras 3.3 y 3.4, se muestran los resultados obtenidos. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sodedad Ten! SA. 39

41 -~"'" CORfO "' ol! "' il l "' j,4.2 0,8 0,8 0,4 0,2 COMPORTAMIENTO DE METALES Y SULFATO VS. RAZON DE RIEGO ~ t ,5,0,5 Razón de Riego {m3tm) -- lb. -- Rile,'"" (KsJI'Thl ---l:laol, Fe+2 (KQilll.t Figura 3.3. Comportamiento de metales y sulfato versus Razón de riego RECUPERACIONES/CONSUMO ACUJO VS RA20N DE AIREACION 00r---~----~~--~--~----~--~----~--~----~--~2~ J'.. -: i ::.. ' ~ '...!.. : i : : : 200 ~-- ~ : r : : so : r L.! :.. _-----.'.: : i : : so ; i ' ' 70 ; j c...,. J.. o- J + - : 00.., ;T:.IJZ _.:-.:c...-r:~::::r... r: ::r.. ~ 50 -~-~ L~<~-~---i ') f ! ~ o l)(l. J' : : i. :.. ' ! ~ : ~ ! ---~ :,~ : ~ INNOVA CHILE. Proyedo Proceso LX.PP.Umpieza da Soluciones Sociedad Terral SA : r i ~ ~ ~ ! f i ~ ''7 ; i f ~- -~ : ~ ! ; ~ : ~----- o Razón de Aireación (m 3 TM) ---% Rec.O!(c.rec.) ---Rec.oAb.Fe~ --O:Jns. Ac. Lllre(KOIlwt.._ Oxt$. Ac. Tal ~ o- - Delta ej (nl) Figura 3.4. Recuperación/Consumo de ácido vs Razón de aireación.. 3,0 0,0 2,0 j 2,4 j,8 j,2 0,8 J 40 q

42 .qjp C'lW!J:t«) Df (HU La figura 3.3 muestra cuanta impureza se disuelve naturalmente del mineral, cualquier valor obtenido en pruebas posteriores será menor a estas cantidades. La figura 3.4 también muestra lo anteriormente expresado. El consumo de ácido libre es mayor al consumo de ácido total. El consumo de ácido libre es el ácido que ingresa al riego menos el ácido que sale en el percolado. El consumo de ácido total es lo mismo pero con el ácido asociado a los sulfatos de iones de Impurezas, es decir, Feso AI2(SO.)J. o sea asume que todos Jos iones que se disuelven están sulfatados y por ende es una cantidad de ácido que se la suma al ácido normal. Se observa de los gráficos resultantes de la prueba lso ph una recuperación de cobre por sobre el80%, valor considerado como criterio de éxito para minerales oxidados y ripios. Además de una muy baja disolución del ión hiemo lo que evidencia una buena actividad oxidante de las bacterias terrooxidantes. Mayores antecedentes de estas pruebas para ambas columnas iso ph, se adjuntan en Anexo A.5. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso lx-pp-umpieza de Soluciooes Sociedad T erral S.A. 4

43 ..,. ("~OI'OICU CAPíTULO 4: MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX PP-UMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES OXiDADOS Y RIPIOS. 4.. Introducción Esta etapa se inicia con la realización de una modelación matemática computacional basada en toda la información generada desde las actividades realizadas en los capitulas 2 y 3, en donde se consideran todas las interacciones de un proceso completo de lixiviación, cementación y limpieza de soluciones, y mediante esta moderación se diseñan las pruebas en columnas de simulación dinámica. Se realizarán un set de pruebas en columnas las cuales consideran como base la misma moderación matemática, pero se diferencian en el tipo de bacterias a utilizar y el método de inoculación aplicado. Con esto, se estudiarán columnas en las condiciones que se indican: - Columna blanco de referencia, sin considerar apoyo bacteria!. - Columnas con bacterias del tipo sulfooxidantes y/o ferrooxidantes inoculadas durante la aglomeración. - Columna con bacterias del tipo sulfooxidantes y/o ferrooxidantes inoculadas durante el riego de la columna. - Columna de limpieza de soluciones Modelación Matemática Módulo de Configuración y Balance de Masas - Los cálculos del balance de masas se efectúan según la configuración y las reacciones independientes de cada una de las etapas de lixiviación, PP-Limpleza del proceso completo. - Mediante neraciones parciales es posible intercambiar las condiciones y los parámetros como datos de entrada, para adaptar las entradas a los cálculos, ya que no siempre los grados de libertad y las restricciones del problema son los mismos. - De esta forma sólo dos modelos generales analizan las diversas opciones de configuración de plantas y de procesos, que difieren en el tipo de solución que se recircula en lixiviación (ILS o PLS) para ajustar las concentraciones objetivo del PLS. - Mediante iteraciones globales es posible ajustar los balances conjuntos de las secciones LX-PP-Limpieza de la planta completa, en cada uno de los varios escenarios que se estudien para compararos. - Los modelos se pueden correr en paralelo para comparar diversas opciones de configuración de planta y de ajustes de proceso para elegir la más conveniente. - Sus resultados son enviados posteriormente a todos los módulos por medio de enlaces de datos. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso l.x.pp-umpieza de Soluciones Sodedad T elllll SA 42

44 '*' C~;(Or.U Módulo de Configuración de Pilas de Lixiviación - Destinado a dimensionar las pilas, sus sistema de riego y de drenaje en forma conciliada con la opción conceptual de modulación establecida en el módulo de configuración y balance. - Sus datos de entrada provienen por enlaces desde el módulo de balances de masa y permiten seleccionar los aspersores y/o goteros y las tuberías y presiones de trabajo que satisfacen las condiciones establecidas en ese módulo. En temas de la metalurgia se tiene en consideración: - Debe ser capaz de evaluar que las concepciones aplicadas en la obtención de la data previa (Estudios de Lixiviabilidad) hayan sido las correctas, ya que un error en esa etapa -normalmente desarrollada por el inversionista- tiene la más alta incidencia económica y puede representar por si solo la diferencia entre el éxito o el fracaso del proyecto. - Debe ser capaz de diseñar una lixiviación optimizada, en los términos siguientes: () El proceso debe maximizar la recuperación metalúrgica y minimizar consumos de ácido, de agua y de energía, destruyendo "interferentes", acidulando adecuadamente las partículas con un curado inteligente sin adiciones Innecesarias de ácido y cuidando la forma de aplicación del riego. (2) La solución rica generada debe lograr consistentemente las concentraciones de cobre (en valores anos), ácido e impurezas (en valores bajos), que le impondrfa la planta de Precipitación PP, para mantenerse en su efrciencia máxima, conciliando la "razón de lixiviación' y la "razón de concentración' mediante recirculaciones adecuad as. (3) Mediante el diseño de ingeniería de riego y de las recolecciones de soluciones debe generar una solución rica limpia, sin sólidos suspendidos, coloides, fierro, cloruros, manganeso y sulfatos totales, para minimizar borras y contaminación del electrolito que causen descartes y consumos de agua tratada, de aditivos y de energía en calentamiento. (4) Debe anular los efectos de eventuales "interferentes' del mineral, y destruirtos o saturarlos con iones sin valor, durante el curado y el período inicial del riego. (5) Debe evitar la formación de capas treáticas e inundaciones localizadas, capaz de producir canalizaciones y deslizamientos o hasta derrumbes del apilamiento. (6) Idealmente el apilamiento debe permitir administrar el tratamiento conjunto de minerales de diversa mineralogía, incluidas las especies de óxidos, de sulfuros, de mixtos y de otras refractarias. (7) Mediante el control de la adición de ácido y un adecuado esquema de períodos de riego y de reposo debe permitir administrar el comportamiento del fierro para mantener en solución el necesario para las bacterias (en lixiviación de sulfuros), la cantidad y proporción "férrico-ferroso" para las interacciones que regeneran ácido, o que crean condiciones oxidantes o que ca-precipitan impurezas, INNOVA CHilE. Proyecto Proceso LX-PP-timpieza de Soluciones Sodedad Terral S.A. 43

45 (8) Mediante el control de la adición de ácido y un adecuado esquema de riegos y de reposos debe evitar la formación de precipitados férricos coloidales que afecten la permeabilidad del lecho y de las partículas y que fomenten la canalización de las soluciones; Alternativamente, cuando los precipitados inevitablemente se formen, debe permitir la remoción del agua de esos coloides. (9) Los precipitados a formar (por ej., jarosltas) para la limpieza de soluciones, deben ser formados una vez que la pila haya sido agotada, para no producir posibles efectos negativos en la recuperación del elemento deseado, en nuestro caso cobre. Los parámetros principales de entrada al Balance de masas modelado fueron: Ley de cobre del mineral Recuperación prevista Dosis de ácido en curado Tasa de riego instantánea Tipo de riego en pulso con inyección de aire Bacterias usadas 0,93 8,65 2,5 6 dia riego/ día reposo con aire bacterias Ferrooxídantes % % Kg!Ton M Uhm2 Con estos parámetros más otros que se pueden visualizar en los criterios de cálculo del Balance de masas, se obtienen los siguientes resultados. Concentración de cobre en solución rica Concentración de fierro en pencolado Concentración de ácido en solución de limpieza Concentración de ácido resultante en solución rica a riego Otros parámetros calculados se pueden apreciar en el balance de masas modelado, el cual se muestra en Anexo B, junto con el diagrama de flujos que esquematiza las pruebas a partir de la modelación matemática. Con la modelación realizada se procedió a realizar la comprobación real en columnas como se explicará posteriormente. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP~ieza de Soluoiones Sociedad Terral SA. 2,8,03 2,77 2,9 gil gil gil gil 44 t{.f

46 (~llf(m:u 4.3. Generación de lnóculo En esta etapa se determinará el método óp~mo de inoculación de microorganismos biolixiviantes para la etapa de pruebas de simulación, se probarán dos ~pos de inoculación, una por impregnación en el aglomerado del mineral, y otra por Incorporación en la solución afluente en los primeros días de riego. Para esto deben generarse caldos concentrados de los cul~vos seleccionados en la etapa de matraces, según los requisitos de cada prueba Bacterias Ferrooxidantes Para la preparación de los inóculos de bacterias ferrooxidantes, la única forma de lograr concentraciones elevadas de microorganismos fue mediante un aumento de la concentración de sustrato. Sin embargo, en presencia de altas concentraciones de hierro, a medida que avanza la oxidación de ferroso a férrico, se produce una precipitación de hidróxido de hierro que significa una pérdida importante de microorganismos. Se realizó como altema~va reducir el férrico para así regenerar el sustrato durante la oxidación. Una manera eficiente de reducir el férrico sin introducir iones ajenos en la solución es ~!izando hierro en polvo o granulado. La reacción es la siguiente: Esto significa que una misma concentración inicial de hierro puede ser utilizada hasta 3 veces y por lo tanto permite crecer 3 veces más bacterias. El procedimiento propuesto consiste en iniciar el cultivo con una concentración reducida de ferroso (del orden de 3 a 5 gil Fe2), con un ph inicial no superior a,6. Una vez que se alcanza una oxidación casi completa del hierro, se agrega a la solución hierro en polvo o en granalla en una concentración equivalente a la mitad de la concentración actual de férrico. Antes de agregar el hierro, se ajusta el ph de la solución a,6. El procedimiento se repite hasta alcanzar la concentración de bacterias requerida. En este procedimiento, es importante asegurar un buen control del ph para evitar toda formación de precipitados que siempre significa una pérdida importante de bacterias. En la generación de inóculos para las pruebas en columnas de limpieza de soluciones, posteriormente a la adaptación, se realiza una inoculación en serie mediante filtración (MFS), hasta lograr una concentración de bacterias de 0 7 bacterias/mi ya adaptadas Bacterias Sulfooxidantes Para preparar inóculos de bacterias sulfooxidantes, es necesario utilizar un procedimiento distinto, considerando que en este caso se trata de un sustrato sóndo. Para obtener cantidades elevadas de bacterias, es necesario disponer de una superficie importante. Sin embargo, al utilizar azufre en polvo, se produce un problema debido a la hidrofobicidad que presenta el azufre y que impide su rápida colonización por los microorganismos. Por lo tanto, se recomienda u~lizar azufre granulado (azufre para abono) que permite una rápida colonización por los microorganismos y que además ofrece una gran superficie. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP.Umpleza de Soluciones Soc:ieded Torra! SA 45

47 ...Y~ CORfO!?ll:.a.-r-cd Una vez alcanzada la colonización máxima, al no poder adherirse al azufre, las bacterias que resultan del crecimiento pasan a la solución. Se espera entonces un crecimiento lineal y un aumento continuo y lineal también de la concentración de bacterias en solución. Sin embargo, en ausencia de sustrato en la solución, estas bacterias no pueden seguir creciendo y se requiere contactarías con más azufre para pemnitir su desarrollo. Se genenó inóculo mediante colonización de las bacterias en azufre granular y bacterias suspendidas en la solución de cultivo Desarrollo de Lixiviación en Columnas de Simulación En el marco de las pruebas desarrolladas en columnas se analizaron por separado las siguientes variables: - Recuperaciones de cobre en columnas corridas. - Oxidación de azufre y generación de ácido en columnas de cuarzo con azufre elemental. - Oxidación de solución de descarte con alto contenido de hierro en columnas de óxidos/ripios. Estas pruebas preliminares pemniten establecer los primeros parámetros cinéticos y evaluar las potencialidades y las limitaciones del sistema propuesto Recuperación de Cobre en columnas de Simulación Para esta etapa se desarrollaron 2 series de pruebas en 3 columnas cada una. (a). Columnas con Mineral Oxidado de Ley 0,73% Cu (0,67 0,79%). Columna 5: mineral y azufre colonizado con bacterias suffooxidantes, con un riego de ellas. Columna 6: mineral y azufre granulado, con un riego de bacterias suffooxidantes Columna 7: mineral y riego nomnal. (b). Columnas con Mineral Oxidado de Ley % Cu (0,97 -,2%). Columna M: mineral y riego nomnal. Columna M2: mineral y azufre granulado, con un riego de bacterias sulfooxidantes. Columna M3: mineral y azufre colonizado con bacterias sulfooxidantes, con un riego de ellas. Tabla 4.. Datos para pruebas en columnas con Mineral Oxidado a. Columna Cantidad en Perias Inoculación Tiempo prueba, dias grs. previo en las penas M M2 M3 INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soludones Socieded T erral SA ~ ~~ d~-~- 48 Sin penas 48 sin penas en el riego grs. en el riego grs. previo en las penas 'H

48 C~tl'ot:LI A continuación, las figuras 4. y 4.2, muestra las recuperaciones obtenidas para estas pruebas. Innova-Chile 60 ~ 50 () & e 40 "' "' o! ~ 20 "' 0 o RECUPERACION VS. RAZON DE RIEGO Terrai-Estudlos. --~=.2..~=.:;.. ;.=~ ~ -!; : --.. : t ' ' :; J.::::::: :r:::::::_ :::::: t -:::::::.::::.:: :: -~ ' o Razón de Riego (m 3 TM) j--% Rec. Cu e-% Rec. Cu 6 % Rec. Cu 7 Figura 4..- Recuperación de Cobre columnas 5, 6, 7. Mineral Oxidado a Innova-Chile RECUPERACION VS. RAZON DE RIEGO Terrai-Estudios 60, , ~ ~ , 50 -:-:''''''''-:-:oo,,-: - ---:-:-: 40 -:oo i:"c,t -:-:.. -:-:,-:-:-:-:-:-:-:-:-: -:-:-:-:-:-:-:,-:-: -:-:-:-:-:-:-:-:-:-.-:-: ;;:;;;~"'_._.._... ~... ~~~:~.: -: U 30 -:-:-:T, -:-:-:-:-:-:-.-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-: -:-.-:-.-:-:-:-:o f J -:"-:-:-:-:-:-:.-:-:-:-:-:-:-:-:-:-: 0... / ; ; } ~ ~ ~ J ~ o Razón de Riego (m 3 ftm) -----% Rec. Cu M ---a-% Rec. Cu M2 % Rec. Cu M~ Figura Recuperación de Cobre columnas M, M2, M3. Mineral Oxidado b. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-lirr!>ieza de Soluciones Soaedad Tena! SA 47

49 '*' riwtjm) 0 oru <::! C) ':f' i5. Innova-Chile Generación de Ácido Terrai-Estudios 3,5 2,5,5 0,5-0,5 o tiempo, dias, Entrada H+, gil -+-Columna S...-columna S2 --columna sq Figura Generación de ácido a partir de bacterias sulfooxidantes En la figura 4.3 permtte observar una significativa producción de ácido en las columnas evaluadas. Si bien la generación de ácido es real, la columna S2 y S3 difieren en sus resultados. La columna S (columna blanco) no muestra actividad de generación de ácido al no ser regada con una solución de inóculo bacteria!. Para la columna S2, la generación de ácido aunque al principio del riego es nula, logra repuntar y llegar a obtener 3.34 gil, siendo esto en menor tiempo y con una tendencia ascendente en forma constante. Para la columna S3 en cambio, se logra generar ácido a corto plazo (2 días) llegando a obtener una concentración máxima de 2.6 gil, la cual al no es estable en el tiempo obteniéndose al final de la prueba una concentración de.6 gil. De lo anterior se puede deducir que la generación de ácido, con la ayuda de bacterias sulfooxidantes, es más efectiva cuando estas son previame;mte inoculadas sobre las perlas de azure antes de ingresar a la columna. Se puede decir que la adición de bacterias durante el riego produce grandes fluctuaciones en la curva debido a que estas necesitan adaptarse a la solución y al medio en el que se encuentran. Esto corrobora lo dicho en el punto anterior. INNOVA CHILE Proyeclo 2J Proceso l.x-pp-limpieza de Soluciones Sociedad Tena! S.A 49

50 '*' r~:..ocu Limpieza de solución de descarte en Columnas de Ripios Conforme a lo establecido, para evaluar la oxidación de la solución de descarte con alta concentración de ferroso (27 gil Fe +2), se realizó la limpieza de soluciones en columnas previamente cargadas con el ripio del mineral oxidado (a), que resu~ó de la segunda serie de experimentos de lixiviación en columnas (M, M2 y M3). Con el fin de obtener una rápida oxidación y una precipitación efectiva de hierro, se procedió a la reinoculación en las columnas de óxidos. Se evaluaron las siguientes condiciones: M - LC: Columna de limpieza de ripio obtenido de M. M2 - LC: Columna de limpieza de ripio obtenido de M2. M3 - LC: Columna de limpieza de ripio obtenido de M3. En las siguientes figuras, 4.4, , se muestran los resultados obtenidos. Innova-Chile INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X.PP~ieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. RECUPERACION VS RAZON DE RIEGO Terrai-Estudlos 00, ~ ~------~------, 50! -' i ,. : ~ ' 40 ::.:.; ;:.::j ~ :f;:q,., 'i: -~ S. lo: * ~ ~- ~~~ " j.. j j ( ~: ::z::::::r:::: : r::::::::: ::r: ::::r::::::::::::: 0~------~----~------~------~------~ o 0,5,5 2 2,5 Razón de Riego (m 3 /TM) --+--M LC ---- M2 LC Figura 4.4. Limpieza de Columnas. Mineral Oxidado (b). M3LC 50 4

51 ~ C~DrCHIU Innova-Chile Variacion Ferroso - Férrico Terrai-Estudios ~ 5 "' o -, o oras (--+-- Fe+2 entr ----Fe +2 sal._ Fe +3 sal Fe +3 entr Figura Ferroso/Férrico limpieza de solución- Columna M - LC. Innova-Chile Variacion Ferroso - Ferrico Terrai-Estudios ~ "' o o ~~~~--~ oras j-+- Fe+2 entr._.._fe +2 sal ---+-Fe +3 sal Fe +3 entr) ~ 5 t. 0 ~ Figura Ferroso/Férrico limpieza de solución -Columna M2 -LC Se logro obtener una oxidación muy efectiva, en particular en las columnas que contenían azufre elemental, el cual sirvió de soporte y sustrato para las bacterias, penmitiendo su óptimo desarrollo. La figura 4.5, muestra la evolución de la concentración de hierro total en la solución de salida de la columna cargada con ripios, sin adición de bacterias. Se observa que si bien Jos primeros días hay una baja concentración de hierro en la solución de salida, rápidamente aumenta la concentración para estabilizarse en valones cercanos a 20 gil en Fe+2. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP~ieza de Soluciones SodededTerral SA. 5 5

52 ~ ~:IIOCU En la figura 4.6, que corresponde a ripios previamente colonizados con bacterias ferrooxidantes adaptadas a altas concentraciones de hierro, el ferroso en la salida se mantiene prácticamente en cero. Esta diferencia demuestra la mayor actividad bacteriana en el caso de de la columna M2. Eso significa que si bien la adicción de azufre no afecta la recuperación de cobre en la fase inicial de lixiviación, si ayuda a obtener una limpieza efectiva de solución. El hecho de agregar sulfato de sodio a la solución de refino que ya presenta una alta concentración de esta especie, puede generar una inhibición de la actividad bacteriana y podría dificultar el proceso de oxidación. la perdida progresiva de la capacidad de retención de hierro en el ripio puede tener 2 orígenes distintos. Por un lado, puede resultar de una disminución progresiva de la capacidad oxidativa de las bacterias que se ve afectada por la formación de los precipitados de hierro que se acumulan en el ripio y por otro lado podría también resultar de una saturación de los sitios de retención de los precipitados en los ripios. Innova-Chile Precipitación de Hierro Terrai-Estudios e o ::.. 8 IL ~ 4 o o Olas I---M-LC -+-M2-LC M3 -LC Figura Precipitación de Hierro- solución de limpieza. De la figura 4.7, se puede señalar que si bien en estos experimentos no se logra un abatimiento de 00% del hierro presente en la solución de riego, la cantidad de hierro precipitado es significativa. En efecto, se alcanza con crece el valor de diseño del proceso que es entre 8 y 9 Kg. de híerro!ton mineral. El hecho de no alcanzar una precipitación total se debe por un lado a la corta dimensión de las columnas y por otro lado al bajo consumo de ácido. En efecto, no se observa un aumento suficiente del ph para permitir una precipitación efectiva del férrico. Sin embargo, en una escala industrial, se espera una precipitación mayor de hierro a lo largo de la pila. A medida que se acumula el precipitado de hierro en el mineral, se observa una disminución en la eficiencia de la oxidación, probablemente asociada a una pérdida de la actividad bacteriana. Sin embargo, se cumple con el objetivo en término de la cantidad de hierro removida por cantidad de ripio. INNOVA CHILE. Proyecto 2() Proceso LX-PP-Umpieza de Soludones Sociedad Tena/ SA 52

53 ~-""' Innova-Chile RECUPERACION VS. RAZON DE RIEGO Terrai-Estudios ~ ~,------~, ~ : :! :~~~~~~~~~~~: o Razón de Riego (m'itm) % Rec. Cu M % Rec. Cu M2 - % Rec. Cu M~ Figura 4.8. Recuperación Cu + Limpieza de solución. Mineral Oxidado (b). Gráficamente se nota una alta recuperación de cobre, no obstante, todo esto gracias a la suma del proceso de lixiviación más el de limpieza de columnas a partir de una alta población bacteriana, en donde si se ajusta en forma precisa, se podría lograr una disminución en los tiempos, produciendo un aumento en la eficiencia del proceso de recuperación de cobre. Cabe destacar que la primera etapa de lixiviación se realizó con bacterias Sulfooxidantes y la etapa de limpieza con bacteria ferrooxidantes, lo que indica que, frente a este último tipo de bacierias, el mineral en estudio presenta una mejor reacción. INNOVA CHILE. Proy Proceso lx.pp-lirr!liozb de Soluciones Sodedad Torra! SA 53

54 CAPITULO 5: VAUDACIÓN ESTADISTICA DE RESULTADOS OBTENIDOS EN PRUEBAS DE SIMULACIÓN CON MINERAL OXIDADO Y RIPIOS 5.. Introducción Con los resultados de las "columnas ISO-pH y a través de la modelación computacional de los balances de materia de un proceso completo de LX-PP-Limpieza se diseñaron las columnas de simulación dinámica, las que al representar el circuito industrial son las que conducen finalmente a determinar todos los parámetros y la metodología de operación de la lixiviación en forma conciliada entre si. En términos generales, una vez corridas las columnas de simulación finalmente se ajustan las dosificaciones de ácido, en curado y en riego, para que el conjunto genere una solución rica de una concentración de cobre pre-establecida, de moderada concentración de impurezas y de acidez acorde a los requerimientos de una planta PP. Ello normalmente implica el uso de recirculación de alguna solución en el circuito. En el caso de estos minerales y en términos prácticos, la validación estadística del proceso adopta la estrategia de regar una misma columna de lixiviación con solución, sea esta ácida, intermedia (ILS) de caracteristicas calculadas, o con solución rica (PLS) re-acidulada y refino de solución de limpieza, con reposiciones de agua al refino a través del lavado del ripio agotado, por razones metalúrgicas y también medio-ambientales. La tasa de riego a aplicar en estas pruebas, debe ser la misma adoptada en las pruebas de simulación dinámica. La dosis de ácido usada para el curado cambia desde la dosis estudiada en pruebas de la caracterización metalúrgica y usada en las "columnas ISOo-pH" a una nueva dosis permisible deducida por los balances de materia de la simulación, una vez conregido el consumo de ácido de las pruebas para conregir la disolución de Impurezas desde los valores observados a nuevos valores deseados por razones técnicas. Con el fin de dar validez estadística a la investigación desarrollada, en esta etapa se repetirá el mejor resultado obtenido en las pruebas en columnas de simulación dinámica, mediante un set de pruebas de lixiviación en columnas idénticas unas de otras, en donde se utilizará el mismo tipo de bacterias y el método óptimo de inoculación Desarrollo De acuerdo a los resultados obtenidos en las pruebas preliminares se determinó que la inoculación de las bacterias azufre-()xidantes es por medio de pe~itas de azufre previamente inoculadas, en cambio para bacterias ferrooxidantes será por intermedio del riego. La inoculación de perlitas de azufre fue desarrollada en matraces, donde posteriormente las perlitas de azufre se separaron de la solución y en el aglomerado del mineral fueron inoculadas, la recuperación de cobre alcanzó valores cercanos al80''o. La inoculación de bacterias ferrooxidantes para la limpieza de soluciones fue determinada por una baja en la recuperación de Cu, posteriormente se realiza la inoculación en el riego de las columnas donde se puede observar una recuperación de fierro en la solución de un 0.5%. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpleza de Soluciones Sociedad Terral S.A. 54

55 ~~- En los gráfrcos siguientes se presentan datos de las columnas corridas, denominadas C- y c-2., ,,-.,...,.=,.;;;;...,=o;;oii/cc=s;;;t;<"oo;;maro=inal=vs;;;-.----terral&tudlos RAZON DI! RlEOO 00 ~ t +- "'t f \ ; \ ~ ; : r ! i ~ Ra:~:6fl u Riego (m'itm) -'li'-':.o..(c..w.)..,...,.ric.o,(t&b) -"lec.oi('"'*.ie.) --Roc.!Abii.Fe(Kg/'4-0:.. Mar;il. (cabl Figura 5.. Recuperación y Costo Marginal vs Razón de Riego. Columna C 2 a ~!.. 4. RECUPERAaotrCOSTO MARGINAL VS. RAZCN CE RIEGO 00,---~--.---~--~--~~--~--~--~ ~ 90 :,"...:... ; ~--...: :...;.. 8 i : ~--- -{---- -L--- - i f t -- ~ ~ INNOVA CHilE. Proyecto Proceso LX.PP-I.impieza de Soluciones Sociedad T erra/ SA -i M j--- f 0 j -~ ~... ; ;... ; ~ --~ l...--"-'-'-'--'-~~-~-----"...--~-"-----'-----'---'- ~ o...,2,6,8 2 RaZ6n de Riego (~FTM) -'lll.lk.gl(e.reo;.j & 'lll.lk.gl(st.ldcs) -'4Aic:.ClJ(scU:.) -Aic:./Abcll.h(I<Q.'Ilrlf) -cos.urrgn.{c:.t~j Figura 5.2. Recuperación y Costo Marginal vs Razón de Riego. Columna C- 55

56 .q p. r.<*rnn DI CM:U CORfO Innova-chile Comportamiento de Metales y Sulfato vs Razón de Riego Terrai-Esludloa 0,7! 0,4 "' ~ i! 0,.. M -0.2 ~0, ,3 0,6 0,9,2,5 Razón de RJego {mtm) ---- DisoL Fe+3 (~M) --Rec. Fe-tDt. (K ITM) -+- Dlsol. Fe+2 (Kg!TM) -SU/f. Medido {KQfl"M) Figura 5.3. Comportamiento de metales y sulfato vs razón de riego. Columna C-2 tnnova-cttlle! "' ~..,3 Comportamiento de Metales y Sutfato vs Razón de Riego Terrai-Esludios 0,7 5 -; 2 ~ 0,4.5" u 0 M 0, ;: & 5 E.0,2.0,5 o 0,0 0,3 0,6 0,9,2,5 Razón de Riego (mtm) --0ísoJ. F&+J (Ko/TM) --- Rec. Fe-tot ~ -Disol. Fe+2 (Kg!TM) -Sulf. Medido{KQI7M)I Figura Comportamiento de metales y sulfato vs razón de riego. Columna C- INNOVA CHILE. Proyecto Prooeso LX-PNimpleza de Soluciones Sociedad T erra! S A n o 3 '8.. " ~;, 56

57 r.oqij"ol''l'lf OIU De estas figuras se puede señalar que la modelación realizada refleja a la realidad, ya que al observar los dos primeros gráficos, se aprecia un pick inicial en una razón de riego entre 0.2 y 0.4, luego se aprecia una curva suavemente pronunciada, para finalmente generar una curva de mayor pendiente llegando a una recuperación por sobre el 80%. En resumen se aprecia claramente una similttud en los dos primeros gráficos, en donde la d~erencia principal se observa en que la razón de riego, cuando se genera el quiebre en el aumento de la recuperación de cobre, es 0.6 y. m 3!TM, lo cual pudo deberse a una mayor concentración de mineral fino en la columna, que radica en un mayor consumo de líquido por tonelada de mineral, siendo el volumen y por ende, la cantidad de cobre en el percolado menor. La gráfica de comportamiento de metales y su~ato difiere a simple vista, sin embargo esto es atribuible a la actividad bacteriana en cada columna. Las caracteristicas físicas, químicas y biológicas ambientales, nunca son las mismas, por lo tanto el comportamiento bacteria! siempre tendrá diferencias. Tratándose de bacterias ferrooxidantes que abaten directamente al fierro, el cual arrastra, para la formación de sales, a otros iones como sodio, magnesio, aluminio, etc. Sin embargo para el caso de estos gráficos se aprecia una muy baja recuperación de impurezas llegando a ser menores al.5% para el fierro total Análisis Estadístico En una primera etapa se realiza la evaluación estadística a los datos de recuperación de cobre, para luego pasar a la segunda etapa de validación de impurezas con los datos de recuperación de fierro (Fe T, Fe... 3). Las siguientes reglas que se deben considerar al decidir cual medida se aplicara a las observaciones del trabajo de investigación. La media se ocupa para datos numéricos y distribuciones simétricas, es decir, con ningún tipo de sesgo, y es sensible a los valores absolutos. La mediana es el valor de la serie de datos que se sttúa en el centro de la muestra, y se emplea para datos ordinales o para datos numéricos con distribución sesgada, debido a que no es sensible a la variación de los extremos. Media= Mediana (distribución simétrica) Media > Mediana (sesgada a la derecha) Media < Mediana (sesgada a la izquierda) La desviación media (DM) nos indica la concentración o la dispersión de los valores de la variable. Si es muy alta, indica gran dispersión; si es muy baja refleja un buen agrupamiento y que los valores son parecidos entre si. La DM se puede utilizar como medida de dispersión en todas aquellas distribuciones en las que la medida de tendencia central mas significativas haya sido la media. Sin embargo, para las mismas distribuciones es mucho más significativa la desviación típica, y eso hace que el uso de la desviación media sea cada vez más restringido. La desviación típica (DS) es la medida de dispersión más importante, ya que además sirve como medida previa al cálculo de otros valores estadísticos, como por ejemplo el coeficiente de variación. Se analizaron estadísticamente 2 de las columnas corridas: C- y C-2 INNOVA CHILE. Proyecto Prcx::eso LX-PP-Urnpieza de Soluciones Sociedad T erral S.A. 57 i n

58 \'0.. (~~DI' 0<: Primera etapa En esta etapa se realizo el análisis estadístico a la recuperación de cobre en solución (%) correspondiente a las figuras 5. y 5.2 Tabla 5..- Datos estadísticos para columnas corridas Columna C Columna c-2 Promedio (Media) Rango Desviación Media (OM) Varianza Desviación Tipica (S) Posición Mediana Coeficiente de variación (CV) Una vez realizado el estudio estadístico de las columnas de validación de oxido, se compararon resultados, y a sabiendas que la desviación típica no es la mejor forma de calcular la dispersión de datos, se utiliza otro parámetro con mayor certeza conocido como coeficiente de variación. Un razonamiento falso sería decir que existe mayor homogeneidad porque la desviación típica es más pequeña, pero si calculamos el coeficiente de variación este nos entrega el grupo de datos más homogéneo, eso nos dice, que la columna con mayor homogeneidad de datos es la C-2, debido a que comparativamente con las otras columnas de validación de oxido presenta un coeficiente de variación mucho menor. El tipo de distribución para las columnas de oxido es sesgada hacia la derecha, de acuerdo a lo indicado anteriormente, con respecto a la relación media: mediana. Numéricamente no se observa mayor dfferencia entre las desviaciones típicas de ambas columnas, en cambio el coeficiente de variación nos presenta una dispersión apreciable desde un punto numérico, además del grafico entre columnas. Con esto se puede concluir que el mejor indicador es el coeficiente de variación presentado en la validación estadística, que nos muestra que los datos de la C-2 están menos dispersos que los datos de la C-. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones SociedadTerral SA. 58

59 S'{!.~Y~ ~l:..ar-r-cd A continuación se muestra gráficamente la desviación típica y el coeficiente de variación correspondientes a las columnas en estudio. Innova..Chile GRAFICA DE TENDENCIA(% rec Cu) Terrai-Estudios 30, ,8 o 3 a. 20 ~ = 0,6 ~ e o 5 a. :f., 0.. Q Segunda etapa 5 o 0,0 ~ DS Columna C-2 B DS Columna C- o CV Columna C- o CV Columna C-2 Figura 5.5. Análisis grafico de desviación típica y coeficiente de variación "' CD 0,4 ~ :l.!l. o 0,2 " En esta etapa se realizo el análisis estadístico a la recuperación de FeT y Fe+3 correspondientes a las figuras 5.3 y 5.4. Tabla 5.2. Datos estadísticos para columnas conridas Abatimiento o recuperación FeT Abatimiento o recuperación Fe 3 (Kg. FeiTM) (Kg. FeiTM) C- C-2 C C-2 Promedio {Media) Rango Desviación Media {DM) Varianza Desviación Típica {S) Posición Mediana Coeficiente de variación {CV) 0,7,5 0,5 0,35 0,59 22,00-0,08 3,47 0,5 0,45 0,5 0,03 0,7 9,00 O, 3,4 0,22,4 0,45 0,28 0,53 22,00-0,04 2,44 0,27 0,5 0,7 0,03 0,8 9,00 0,25 0,68 INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP.UmpieZa de Soluciones Sociedad T erral S A. 59 i i ' '! J

60 ,jt""'!?j l:..a.-.-al Numérica no se observa una diferencia considerable entre las desviaciones típicas de las columnas C- y C- 2, sin embargo, en este caso el coeficiente de variación también nos presenta diferencias entre las columnas, además de diferencias gráficas entre una y otra columna. Con esto se puede concluir que el resultado estadístico mas cercano entre si es el % promedio de recuperación de cobre, ya que el coeficiente de variación y la desviación típica nos muestran distintos datos de dispersión entre columnas correspondientes a las Fig. 5.3 y 5.4. Innova-Chile GRAFICA DE TENDENCIA (rec FeT) Tenai-Estudlos 4,0 0,9 3,5 (") 0, ,7 ~!l. i :: 0,6 2,5 g e lit 0,5 2,0 ir 0,4.5 ~.. 0,3 [ e 0.2,0 o " 0, 0,5 o 0,0!a DS Columna C-2 DS Columna C- D CVColumna C-2 O CVColumna C-j Figura AnáUsis grafico de desviación típica y coeficiente de variación. Innova-Chile 0,9 0,8! 0,7 0.6 e ~ 0,5 0,4 0,3 0,2 0, o GRAFICA DE TENDENCIA (rae Fe+3) T errai..estudlos! j0 OS Columna C-2i OS Columna C- O CVDS Columna C-2 O CVColumna C- Figura 5.7. Análisis grafico de desviación típica y coeficiente de variación. INNOVA CHILE. Proyeclo Prooeso LX.PP.UIT!>ieza de Soluciones SociedadTerral SA 60!

61 - "" ~~"'" CAPITULO 6: ESTUDIOS DE UXIVIABIUDAD DE MINERALES SULFURADOS 6.. Introducción Las actividades a realizar en esta etapa son similares a las descritas en el capítulo 3, pero se incluyen en una actividad independiente ya que los tiempos involucrados y las técnicas a desanrollar en el estudio de minerales sulfurados son diferentes a los minerales oxidados y ripios. La secuencia de pruebas se realiza para conocer el comportamiento del mineral, entregando información en diferentes situaciones de procesamiento. Toda la información recopilada se ingresa a una planilla de simulación, donde se obtienen parámetros de proceso, los cuales son verificados en nuevas columnas, siendo los resultados utilizados, cuando se desvían de la simulación base, para ajustar nuevamente la simulación del proceso Pruebas Físicas Las pruebas de caracterización física generan los rangos de valores referenciales de los parámetros fisicos que se adoptarán en las siguientes pruebas metalúrgicas. Los análisis anrojaron los siguientes resultados: Humedad Natural del Mineral 0.58 % Angula de reposo 47.6 o Densidad Aparente (para 00%-/2").66 ton/m' Densidad Absoluta 2.6 ton! m' Humedad de Impregnación 6.2 % Humedad Dinámica a tasa de riego de: - 0 L/h*m 2 2 UtonM - 5 Uh*m2 0 UtonM - 20 L!h*m 2 5 Llton M Tasa inundación (con agua y mineral aglomerado) 20* Lfh*m 2 (*) A la mayor taza aplicada no se regstro nundac6n Caracterización Química Con el objeto de caracterizar la muestra mineral en estudio y establecer una base de datos referencial de recuperaciones y otros parámetros metalúrgicos, se realizó la determinación analítica, por medio de digestión ácida de los sólidos y EAA (espectroscopia de absorción atómica) de las soluciones; los resultados se muestran en la tabla siguiente. '! Mineral Sulfurado %CuT 0.67 o/o Cu Soluble en Acido cítrico 0.04 o/o Cu Soluble en ácido Sulfúrico o/ofet INNOVA CHILE. Proyecto 205-\567 Proceso LX.PP.Umpieza de Soluciones Sociedad T anal S A. 6

62 .. ~-~ 6.4. Caracterización metalúrgica del mineral Las pruebas de caracterización metalúrgica tienen como objetivo obtener resultados con valores referenciales de recuperación de cobre y fierro, y de los consumos esperables de ácido. Así como determinar la dosis de ácido recomendable para el curado de las pruebas en columnas Pruebas de Lixiviación Agitada en Botellas lso ph: Se realizaron 3 tipos de pruebas de lixiviación en botellas lso-ph al mineral. Las características y resultados fueron: a.- Pruebas : se realizaron pruebas de Lixiviación en botella al mineral ocupando la cantidad estequiométrica de los reactivos. ph Variables Estudiadas Recuperación de Cu, o/o 52,6 55,4 50,0 Consumo total de ácido, kg/ton 34,73 28,42 25,07 Consumo neto de ácido, kg/ton 30,6 23,69 2, b' ;!'. "' U> <= ; O -~ ~... c. " g "' ::::- : Jr a: 20 : 20 6' o,5 2 2,5 3 ph J-+-RocCu,% _. Consum:> blal Acido _.,_ Consurro neb áddo Figura 6.. Lixiviación en botella iso ph con reactivos en cantidad estequimétrica b.- Pruebas : se realizaron pruebas de Lixiviación en botella al mineral ocupando.2 veces la cantidad estequiométrica de los reactivos. Variables Estudiadas Recuperación de Cu,%! Consumo total de ácido, kg/ton Consumo neto de ácido, kgtton,5 54,0 28,54 23,87 o ph 2,0 2,5 52,3 47, 24,04 9,67 9,96 5,2!l. c. _o "' INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T errar S A. 62

63 ""' UW~:li'OI:U o <fl <> o u D> e -. : 2i _o :::> '-' :.S Q) ~ 20 : 20 6' : :::> o,5 2 2,5 3 ph Rec Cu, % -----Consurro blal Acido --Conwrro neb áddo Figura 6.2. Lixiviación en botella iso ph con reactivos en exceso c.- Pruebas : se realizó una Lixiviación en botella al mineral, a ph 2 y ocupando 0.8 veces la cantidad estequiométrica de los reactivos. Variables Estudiadas ph 2.0 Recuperación de Cu, % 45,3 Consumo total de ácido, kg/ton 25,33 Consumo neto de ácido, kg/ton 2,47 Las figuras 6. y 6.2 muestran que con el aumento del ph disminuye significativamente el consumo de ácido, pero se ve sacrificada la recuperación de cobre. Al comparar ambas pruebas, se aprecia que al agregar la cantidad estequeométrica de reactivos es suficiente para una buena recuperación, ya que agregando una cantidad en exceso no mejora los resultados. También se ve que al trabajar con ph 2 se obtuvieron los mejores resultados en conjunto en cuanto a recuperación de cobre y consumo de ácido. Debido a esto se realizó la prueba, a ph 2 y probando una cantidad menor de reactivos. Los resultados para esta prueba fueron desfavorables en cuanto a recuperación. Se deduce entonces que la mejor condición de trabajo es a ph = 2 y con la cantidad estequiométrica de reactivos. En estas condiciones se llegan a recuperaciones preliminares del 55%, lo cual es bueno considerando que la muestra recibida es una mezcla de sulfuros primarios y secundarios. Con estos resultados de la lixiviación lso ph en botella se procedió a cargar y correr las columnas lso ph. En el Anexo A.2 se muestran los datos de entrada y salida para cada una de las pruebas en botellas lso ph, así como los balances de masa para cobre, fierro y ácido correspondientes. o :::> U> e: INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad T erral S A. 63

64 - t~l)(oi'u Pruebas de End Point Se realizó un ensayo de lixiviación secuencial con diferentes reactivos (ácido cítrico, ácido sulfúrico, mezcla sulfúrico-férrico, cianuro de sodio y agua regia), aplicados en forma secuencial sobre muestra pulverizada (00% <00#) con el objetivo de otorgar información de las especies mineralógicas presentes de la muestra, y proyectar porcentajes de recuperación de cobre bajo ias condiciones dei ensayo. En tabla se muestran los resultados del ensayo para ei mineral en estudio. % Recuperación Cu % Recuperación Cu Reactivos en Estudio Parcial Acumulada Acido acético Ácido sulfúrico Sulfúrico férrico Cianuro Agua regia 2 00,00 Se aprecia en la tabla que la recuperación de Cobre, solo supera el 35 % al ser atacado con Cianuro y Agua regia, lo que confirma la presencia mayoritaria de sulfuros primarios en el mineral Prueba de detección de lnterferentes Reductores Se realizaron ios ensayos cualitativos a granulometria fina para detectar la presencia de interferentes en la lixiviación. Este ensayo separó reductores desde los minerales y mostró una notoria precipitación de cobre desde la solución de contacto. El efecto mostrado por los interferentes reductores se muestra a continuación: Solución Madre Solución Caidaen ph ( Lt PH=4,2) Final [Cu+2) [Cu+2] grn [Cu+2] grn grn Solución de lnterferente Material Magnético,6 0,996 0,0 0,985 Solución de lnterferente Material Magnético 2, 0,996 0,437 0,559 Solución de lnterferente Material Magnético 3, 0,996 0,847 0,49 Solución de lnterferente Material Magnético 4,2 0,996 0,806 0, (*) El Cobre precipitado es un porcentaje que corresponde a la Solucon Madre. Cobre Precipitado % INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-LiJr!>ieza de Soluciones Sociedad Terral SA 64

65 ~ "'" Para obtener la composición que presenta la parte del mineral con cualidades reductoras, que disminuyen la recuperación de Cu, se realizó un análisis mineralógico a una muestra mineral con estas características, entregando los siguientes resultados: Composición Mineralógica de interferentes reductores en el mineral de sulfuros. COMPOSICIÓN MINERALóGICA 00% BASE MINERAL Especies % en peso Cu Fe S,~lcopirita ,2~-- 0,08 0,07-0,08 s;aloosina <lc_~ o,os ~~~- Covelina lz -::--; Bomna 0,4 0,09 0,02 0, Cupn~ z ---c Cu soluble 0,2 O, r RuWo lz Cp ; ;, y i,o:l,8-- f-':'' Hematita 3,65 2, Magnetita 22,6 6, Limonita lz ~ Ganga 7,03 TOTAL 00,4 0,34 20,04,3 2. COMPOSICIÓN MINERALÓGICA DE LA GANGA NO METAL\ CA GANGA NO METALICA FÓRMULAS ESPECIES % _lli()l!!_a ~~---~g,fe'+)~ai, Fe")~bO,o(OH)~--!:;~Iinna 3,55 AI,Sb<l_s!OH), _Clorita 3~02 _ (Mg,F~~~:_"')EAISiJO~io.\:!)a Cuarzo 6,57 SiOa f-::--:-: Feldespato Potásico 3,55 KAISbOa --~ Piroxen~ ~3~-----~"-s~~\:!)4 _ Plagiocasas 7, NaAISbOs-CaA\,Si,Oa ~ Selicita 4,74 KAI2(AISi00)(0H)2 TOTAL 7,03 i! ' ' ' INNOVA CHILE. Prcyocto Proceso l.x-pp-umpma de Soluciones Sociedad T enal SA 65! l ls

66 ..., r~llfcku Pruebas de detección de lnterferentes Arcillas lntercambiadoras 6nicas Se realizaron pruebas para verificar la captura de cobre disuelto por arcillas intercambiadoras iónicas. El efecto de atrapamiento ocurre, por lo que resulta importante, realizar pruebas con contramedidas para controlar y/o suprimir este efecto. A continuación se muestra el efecto de inteñerentes intercambiadores en el mineral de sulfuros mixto. Solución Madre Solución Caída en Cobre Atrapado ph de Solución de ( Lt PH=4,2) Final [Cu+2] en arcilla Arcillas lnteñerentes [Cu+2l grn [Cu+2l grn grn % 4,2 0,996 0,594 0, (*) El Cobre atrapado es un porcenta e que corresponde a la Solución Madre. Para obtener la composición que presenta la parte del mineral del tipo arcilloso, que disminuyen la recuperación de Cu, se realizó un análisis mineralógico a una muestra mineral con estas características, entregando los siguientes resultados: A continuación se muestra la composición mineralógica de inteñerentes intercambiadores en el mineral sulfurado, en donde se aprecia la presencia de materiales inteñerentes tanto del tipo reductor como del tipo intercambiador iónico, por lo que es recomendable tomar medidas que eviten sus efectos. En el estudio realizado, a la mineralogía de los inteñerentes de la lixiviación presentes en el mineral, se puede evidenciar que dentro de los inteñerentes reductores los más abundantes son Magnetita, Biotita y Clorita. INNOVA CHILE. Proyecto ~67 Proceso LX PP-li!TI>ieZa de Soluciones Sociedad Tonal SA 66 '!

67 ,~~ lk.a.-r-al Composición Mineralógica de inteñerentes intercambiadores en el mineral de sulfuros. COMPOSICIÓN MINERALóGICA 00% BASE MINERAL %en peso Cu Fe S Calcopirita 0,3 0, 0,09 O, Calcosina 0,3 0, 0, Bom~a 0,6 0,38 0,07 O, Cuprita 0,04 0, Cu soluble 0,05 0, Cu soluble Tz RutDo 0, Pirita 0,36 O, 7 O, 9 Hematina 0,49 0, Magnetita,23 0,89 --= Ganga 96,39 TOTAL 00 0,65,46 0,68 2. COMPOSICIÓN MINERALóGICA DE LA GANGA NO METAUCA GANGA NO METALICA ESPECIES % FÓRMULAS Biotita,68 K(Mg,Fe')3(AI,Fe3-)Sb00(0H) ~ Caolin~ 9,74 AI,S;,()s(OH) Clorita,95 (Mg,Fe'+, Fe"J<AISbQ,s(OH)s Cuarzo 33, O s;o, Feldespato Potásico 3,63 KAISbOs MontmorlllonM 4,87 (Mg,Ca)O.AI,Os5sio,nH,O i '! l Plagiocasas TOTAL 2,42 NaAISbOs.CaAI,Si,Ds 96,39!!' INNOVA CHILE. Prtll'edD Pmc:eso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Tena! SA 67

68 ~ r~:!iioi:ll Pruebas básicas de lixiviación en columnas ISO ph Las particulares pruebas de lixiviación en 'columnas lso-ph' se operan mediante un riego a acidez variable para obtener un efluente de acidez o de ph constante, en un escenario que ya adopta las medidas para controlar el efecto de los interferentes que estén presentes en los minerales. Ellas generan las primeras curvas cinéticas de recuperación, consumo de ácido y disolución de impurezas, y permiten observar sus mutuas interacciones. Esta prueba genera los resultados metalúrgicos referenciales que conducen al diseno de la conf guración del circuito de soluciones que permitirá manipular el comportamiento del mineral en la lixiviación para obtener una solución rica ajustada a los requerimientos de la operación posterior y adoptar una estrategia de uso de ácido para evitar la disolución de impurezas. 3. RECUPERACIONIRAZON DE RIEGO VS. Terra!-!:studlos TIEMPO RIEGO ~ w 2S J ~ ~ ~ ~ ~ i i ) ~ )...)... ze i ~ i ~ } j ; ~ L i _...af t--- s : f : i ~ : r ! ~ t :----- a : ! f- -- -! >- - ' _, " ! ! ~ :! -~ j... ~--- -i + - -f- + - i + 8 -~--- --~--- i L......;...:--- + t t i ----~--- L... L... 8 B i-- + i i ~ i i t i ~ ª 4 - -~ t i + j :'-! + i + i -+- j ~--- ~ ~ 2...; r - ;.....:....:... L...:----- : : : :-.....:...:.....:...--i -..:... 4 "e : j : : \ : : : : \ : : i : : j ~ - -~ + ~ - -- ~ - ~ - l -} Y Q : :. : : : ' ' '. '. '... 3 ~ ? r r r r f - --\ i -----j ~ r r-- a! t~ - l lj -~ --~---lt ~ - ~---~;---~- ~--~~----~ -~ -t~ - ; --i +~----~-- ; -~----~-- f+-~----~---t~ ; -~--~ ~~--; --~--~; -;---J ;~----~---~~--- ~-- l l-~----~--t~~--- 2 : : : : ---) '..., ' t o ~ ~---. -~ i - -~- - -l f -i t-- l t" ~ o ~- 8 ~ ~ ~ ~ " $ ~ ~ ~ ~ Tiempo de Riego (dias) ----% ~- OJ (c. rec.) -. - % Rec. QJ {aóko8) % Ree. OJ (aoklc.) ~JAbat.Fe(KQITM) ---M-- Razón UcW.(m.YlM) ~ Figura 6.3. Comportamiento del mineral en columna lso ph De la figura 6.3 se observa un comportamiento desacelerado en la recuperación de cobre. Sin embargo esta columna, es sólo una referencia para operar la columna de ISO ph 2, la cual entró en operación tres días después. En la figura 6.4, se adjunta gráfico de la columna lso ph 2, en la cual se observa un aumento de casi el doble en la recuperación de cobre, en un mayor tiempo de lixiviación. En el día 40 mantiene la recuperación obtenida en la primera columna, lo cual hace manifiesto que el riego en el uso de la inoculación genera un efecto que depende del tiempo de lixiviación. INNOVA CHILE. ProyeciD LX.PP.Ump""' de Soluciones Sodedad Terral S.A. 68

69 -,,.Y~ ll:.ar-r-al Sin embargo la prueba de lso ph de todas formas entrega datos suficientes para modelar nuevas columnas las cuales serán simuladas dinámicamente de dos formas, una considere la inoculación de bacterias con riego y la otra forma considera la inoculación en la aglomeración/curado del mineral., " e :g!!. ~.. 3. RECUPERAciON!RAZON DE RIEGO VS. Terrai-Estudlos TIEMPO RIEGO ,-~--,-~--~--~~--~~--~~--~--~~--~ ;... -~ ~ ~ l t... j. - t f ~ j ) j L-.... : i : i : f t. t ~ : ~ L... J... l... i... L !,: :. j! ~ ' r i ; ----~ ~ ; ~ i : r :----- w......:.. ~ j. ;...)...,.:...!...: ~ ,f : : j r ;..,... j : f..., ;... J...)...)... --~ ;...; ~----- ;......; ~ ;... 8 :. ' : : ' : : '.' : : i! ~ ,:... --~ l f ' :! : : : : ' : :.' ' : :.' :,'---- :.'...)... j... j... i ! : l... 0 : : : ) ~ : f ~ S ~ j -i ---t ! -- i ! f o ~ ~ 30 ~ ~ ~ ro oo oo ~ ~ w ~ ~ ~ Tiempo de Riego (dfas) ----% Rec. OJ (o. rec.) --A. - % R'!o. QJ (&Olidos) --% Reo. OJ (sokjc.) Rec.fAbalFe(~ ~Razón l.bcw.(rrbitj4 Figura Recuperación de Cu vs Tiempo de riego,f sl.s ~ ~ ~i.t:: E o.. ~ e.., N "' Los parámetros medidos en esta actividad se utilizan para la actividad siguiente de modelación y simulación dinámica del mineral, dando por desarrollada esta actividad, ya que todos los parámetros medidos son suficientes. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-U>íeza de Soluciones Sociedad T erral S A 69

70 ~ ("~OJOt<U CAPfTULO 7: MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX-PP-LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES SULFURADOS 7.. Introducción Las actividades en esta etapa son similares a las descritas en el capitulo 4, pero tal como se mencionó, se debe tomar como una actividad independiente de la modelación de los minerales oxidados y ripios por los tiempos involucrados en las pruebas. A través de una modelación computacional de los balances de materia de un proceso completo de LX-PP Limpieza, Terral diseñó una columna de simulación dinámica, con el objetivo de obtener los primeros datos propios del comportamiento del mineral bajo lixiviación, la que al representar el circuito industrial son las que conducen finalmente a determinar todos los parámetros y la metodología de operación de la lixiviación en forma conciliada entre sí. Los resultados de esta permitirán desarrollar los ajustes necesarios a la modelación para realizar una segunda columna que optimice los resultados obtenidos. En términos generales, en estas columnas se ajustan las dosificaciones de ácido, en curado y en riego, para que el conjunto genere una solución rica de una concentración de cobre pre-establecida, de moderada concentración de impurezas y de acidez acorde a los requerimientos de una planta de Precipitado. Tal como se expuso en el capítulo 4, tomando en consideración los resultados obtenidos de la caracterización previa del mineral a tratar y de las respectivas pruebas físicas y metalúrgicas, se realizó la modelación matemática para esta etapa. Con ella se realizan las respectivas pruebas de simulación que nos permitirán conocer el comportamiento del mineral en la lixiviación así como información de las condiciones finales optimas de proceso, como son el método de inoculación a aplicar, tipo de bacterias a utilizar en el proceso, ácido generado a partir de azufre elemental y cantidad de impurezas totales abatidas Modelaci6n Matemática Tomando como base toda la información generada en las pruebas de caracterización previas, se procedió a realizar la modelación matemática para realizar las pruebas, la cual se muestra en anexo E. Los parámetros principales de entrada al Balance de masas modelado fueron: ley de cobre del mineral Recuperación prevista Dosis de ácido en curado Tasa de riego instantánea Tipo de riego en pulso con inyección de aire Bacterias usadas 0,67 % 65 % 3,93 Kg!Ton M 9,7 llhm2 dla riego/ dia reposo con aire bacterias Suffooxidntes y Ferrooxidantes Con estos y otros parámetros, más criterios de cálculo del Balance de masas, se obtuvo lo siguiente. Concentración de cobre en solución rica 5,2 gil Concentración de fierro en percolado,9 gil Concentración de ácido en solución de limpieza 2,77 gil Concentración de ácido resultante en solución rica a riego 2,733 gil INNOVA CHILE Proyecto Proceso LX.PP~ieza de Soludones Sociedad T erra! SA 70

71 '*' n-7.'«) 0 (>Q.I 7.3. Pruebas Realizadas En ténninos prácticos, la simulación del proceso adopta la estrategia de regar una misma columna de lixiviación con refino y con reposiciones de agua al refino a través del lavado del ripio agotado, por razones metalúrgicas y también medio-ambientales. La dosis de ácido usada para el curado es una dosis pennisibie deducida por los balances de materia de la simulación. Las columnas fueron lixiviadas sin y con inóculos de bacterias, dándole tiempo a estas para su adaptación en el mineral antes de comenzar el ciclo de lixiviación. Las columnas desarrolladas se denominaron: Mini A, Mini B, C-06 y C-04). En el cuadro que se presenta en Anexo E, se muestran los resultados comparativos de estas columnas. La recuperación de cobre desde el mineral sulfurado logró ser superiores al 60% cuando son inoculadas en la etapa de aglomeración/curado, dándoles tiempo para adaptarse al mineral obteniendo una actividad de crecimiento muy aceptable. Sin embargo cuando el mineral no es inoculado y sólo se agrega bacterias en el riego, este desfavorece la recuperación de cobre haciendo la cinética mucho más lenta, en la misma condición de proceso. En la recuperación de fierro se observan valores negativos cuando las bacterias son inoculadas en el mineral, evidenciando la oxidación de ferroso a férrico para disminuir la disolución de este metal. En las figuras 7. y 7.2, se muestran los gráficos de las columnas Mini A y Mini B, las cuales fueron inoculadas en el aglomerado/curado y presentaron los mejores resu~ados de recuperaciones de cobre, por sobre el 60%. Innova-Chile RECUPERACION/RAZON DE RIEGO VS. TIEMPO RIEGO Terrai..Estudlos ea G... ".g 50 ~ 40 B ! 20 0 INNOVA CHILE. ProyeciD Proceso LX.PP..IJmpieza de Soludones Sodeded T erral S A. o o TlelfiJO de Riego (dlas) J-% Rec. Cu (soluc.) -Razón l.oov.(m3tm) RecJAbat.Fe(K(j{TM)j Figura 7.. Recuperación de Cu vs tiempo de Riego para columna Mini A 40 :0 30 ~ ~ ~gril ~ 20 ;~ ~'< ;: 0 o. 7 =ti

72 - ("~Of(ll:U ~ o tnnova.chlle ~ ~ ~ o o 3. RECUPERACIONIRAZON DE RIEGO VS TIEMPO RIEGO Terrai-Estudlos Tiempo de Riego (dias) -% Rec. Cu (soluc.) - Rec./AbatFe(KgfTM) ---Razón Líxiv.(m3T~ Figura 7.2. Recuperación de Cu v/s tiempo de Riego para columna Mini B ~ "'!er ) ;g- 25 u lfo. 3 5 ""~ :: Como se puede apreciar en las figura 7. y 7.2, existe un aumento considerable, tanto de la cinética de recuperación como en el porcentaje de recuperación de cobre manteniendo prácticamente constante el consumo de ácido. Con los resultados hasta aqui obtenidos en las columnas de simulación se puede inferir que la diferencia entre los resultados obtenidos entre las columnas con y sin inoculación, se debe a que la población bacteriana presente en el mineral y en los líquidos con los que se riegan las columnas infiuyen en la recuperación de cobre obtenido, manteniendo casi sin variaciones el consumo de ácido. Se puede señalar que si bien las pruebas desarrolladas por Terral apuntan a encontrar las mejores condiciones operacionales para el ciclo LX-PP-Limpieza. Esto será bajo las condiciones de una mezcla de minerales y bacterias desarrolladas in-situ, y si bien los resultados son validos, en el sentido que podrán ser comparados entre ellos, para encontrar la fomna más efectiva de lixiviar el mineral, los resultados esperables en temeno al aplicar las condiciones finales sugeridas, tendrían que ser aún mejores que las obtenidas en las pruebas. Con los datos de simulación se procederá a ajustar la planilla de Modelación del Balance Masas del proceso completo cumpliendo lo obtenido hasta ahora en el desarrollo de esta investigación y entregando el modelo afimne en el infomne final del presente proyecto. Debido al aumento de la cinética con el uso de bacterias sulfa y ferro oxidantes esta actividad pudo ser adelantada, y se logró cumplir con los objetivos impuestos. INNOVA CHILE. Proyeclo 20!>-4567 Proceso LX.PP~iaza de Soluciones Sociedad Terral SA 5!a-= ""' "' 72

73 ~OI'Otlll CAPíTULO 8: VAUDACIÓN ESTADISTICA DE RESULTADOS OBTENIDOS EN PRUEBAS DE SIMULACIÓN CON MINERAL SULFURADO. 8.. Introducción Al igual como se dijo en el capítulo 5, con los resultados de las "columnas lso-ph y a través de la modelación computacional de los balances de materia de un proceso completo de LX-PP-Limpieza se diseñaron las columnas de simulación dinámica, las que al representar el circuito industrial son las que conducen finalmente a detenminar todos los parámetros y la metodología de operación de la lixiviación en fonma conciliada entre sí. En ténminos generales, una vez corridas las columnas de simulación finalmente se ajustan las dosificaciones de ácido, en curado y en riego, para que el conjunto genere una solución rica de una concentración de cobre pre-establecida, de moderada concentración de impurezas y de acidez acorde a los requerimientos de una planta PP. Ello nonmalmente implica el uso de recirculación de alguna solución en el circuito. En el caso de estos minerales y en ténminos prácticos, la validación estadística del proceso adopta la estrategia de regar una misma columna de lixiviación con solución, sea esta ácida, intenmedia (ILS) de características calculadas, o con solución rica (PLS) re-acidulada y refino de solución de limpieza, con reposiciones de agua al refino a través del lavado del ripio agotado, por razones metalúrgicas y también medio-ambientales. La tasa de riego a aplicar en estas pruebas, debe ser la misma adoptada en las pruebas de simulación dinámica. La dosis de ácido usada para el curado cambia desde la dosis estudiada en pruebas de la caracterlzaclón metalúrgica y usada en las "columnas lso-ph" a una nueva dosis penmisible deducida por los balances de materia de la simulación, una vez corregido el consumo de ácido de las pruebas para corregir la disolución de impurezas desde los valores observados a nuevos valores deseados por razones técnicas. Se realizará un set de pruebas, idénticas unas de otras, en donde se repetirá el mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica, en cuanto a tipo de bacterias a utilizar y método de inoculación. Estas pruebas se realizaran en fonma independiente de las pruebas de validación con minerales oxidados y ripios, ya que los tiempos de duración de las pruebas son distintos, como también el tipo de bacterias a utilizar y el método optimo de inoculación Desarrollo De acuerdo a los resultados obtenidos en las pruebas preliminares se detenminó que la inoculación de las bacterias sulfooxidantes es por medio de perlitas de azufre previamente inoculadas, y mediante el riego según corresponda. La inoculación de perlitas de azufre fue desarrollada en matraces, donde posterionmente las perlitas de azufre se separaron de la solución y en el aglomerado del mineral fueron inoculadas, la recuperación de cobre llegó por sobre el 60% Se utilizaron bacterias del tipo sulfooxidantes, su inoculación se realizo durante la aglomeración en fonma de azufre colonizado, y el riego de las columnas se efectuó con una solución sintética a la cual se le adiciono bacterias en solución, mediante la filtración de estas. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso l.x.pp-umpieza de Soluciones SociedadTerral SA 73 ' {

74 - it ~OfOCI! CORfO El siguiente grafico presenta los datos de las columnas corridas. Innova-Chile RECUPERACION VS. Terrai Estudios RAZON DE RIEGO o " i t ~ f 'ti e ! f -- i -.i f j '() ~ '. '.. r ! 50 c. 40 u.. ~=~-~l~=t~-ff=~ " 30 a: 20 '$. 0 o o Razón de Riego (m 3 /TM) _._ % Rec. CU 8 --% Rec. Cu 9.. %Rec.Cul0 _. %Rec. Cu C-07 Figura 8.. Porcentaje de recuperación de cobre en mineral sulfurado. De esta figura se puede señalar que la modelación realizada refleja a la realidad, ya que al observar la gráfica, se aprecia una curva pronunciada entre una razón de riego de 2 y 4. La curva correspondiente a la columna C-07 presenta una mayor pendiente llegando a una recuperación por sobre el 75%., esto debido a que tuvo un mayor período de riego y con ello una mayor razón de riego. En resumen se aprecia claramente una similitud en todas las gráficas, en donde no se aprecian grandes diferencias a excepción de la continuidad de la columna C-07. Comparativamente entre las razones de riego 2 y 4 se observa una mayor pendiente de las columnas 8, 9, 0, lo que nos indica que la recuperación debiera superar sin problema el 70% Análisis Estadístico La validación estadística en una primera etapa se realizo con la totalidad de los datos por columna, en su segunda etapa se analizan igual cantidad de datos por columna. Para realizar correctamente la validación y decidir cual medida se aplicará a las observaciones del trabajo de investigación, se deben considerar las siguientes reglas: - La media se ocupa para datos numéricos y distribuciones simétricas, es decir, sin ningún tipo de sesgo, y es sensible a los valores absolutos. INNOVA CHILE Proyecto Proceso LX.PP~ieza de Soluciooes Sociedad T erral SA 74 =l'ti

75 -.q, ~~- - La mediana es el valor de la serie de datos que se sitúa en el centro de la muestra, y se emplea para datos ordinales o para datos numéricos con distribución sesgada, debido a que no es sensible a la variación de los extremos. Media = Mediana {distribución simétrica) Media > Mediana {sesgada a la derecha) Media < Mediana {sesgada a la izquierda) La desviación media {DM) nos indica la concentración o la dispersión de los valores de la variable. Si es muy alta, indica gran dispersión; si es muy baja refleja un buen agrupamiento y que los valores son parecidos entre si. La DM se puede utilizar como medida de dispersión en todas aquellas distribuciones en las que la medida de tendencia central mas significativas haya sido la media. Sin embargo, para las mismas distribuciones es mucho más significativa la desviación típica, y eso hace que el uso de la desviación media sea cada vez más restringido. La desviación típica {DS) es la medida de dispersión más importante, ya que además sirve como medida previa al cálculo de otros valores estadísticos, como por ejemplo el coeficiente de variación Primera etapa En esta etapa utilizo la totalidad de datos por columna, debido a que la duración de algunas fue mayor que otras, esto se ve reflejado en la posición de los datos. Tabla 8..- Datos estadísticos para las columnas corridas C-07 Promedio (Media) 36,49 35,65 32,62 5,37 Rango 64,66 60,94 60,47 74,67 Desviación Media {DM) 7,66 6,98 6,68 7,39 Varianza 45,6 382,53 368,98 428,55 Desviación Tlpica (S) 20,39 9,56 9,2 20,70 Posición 2,00 2,00 22,00 59,50 Mediana 40,49 39,32 34,73 58,4 Coeficiente de variación (CV) 0,56 0,55 0,59 0,40 Realizado el estudio estadístico de diferentes columnas de biolixiviación de mineral sulfurado, si se quiere comparar resultados no podemos acudir a la desviación típica para ver la mayor o menor homogeneidad de los datos, sino a otro parámetro nuevo, llamado coeficiente de variación. Un razonamiento falso sería decir que existe mayor homogeneidad porque la desviación típica es más pequeña, pero si calculamos el coeficiente de variación este nos entrega el grupo de datos más homogéneo, eso nos dice, que la columna con mayor homogeneidad de datos es la C-07, debido a que comparativamente con las otras columnas de sulfuros presenta un coeficiente de variación mucho menor que las demás, pero se puede explicar debido a la gran cantidad de datos que se manejaron con esta columna en comparación con las demás. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso lx.pp-!.impie!2! de Soluciones Sociedad Tena! SA. 75 :PI

76 - iip' ~OICKU Gráficamente se observan las diferencias existentes entre la desviación típica y el coeficiente de variación, en donde la desviación ti pica presenta una mayor homogeneidad de sus datos en la columna 0 y la con una mayor dispersión de datos para la columna C-07, cuando el coeficiente de variación nos muestra en realidad que la columna C-07 presenta una mayor homogeneidad de datos, y que la mayor dispersión de datos la presenta la columna O. Innova-Chile Innova-Chile.. e '() o 0,8 'C.. > 0, ,4 -e.. o 'i 8 0,2 o INNOVA CHilE. Proyecto ?receso LX-PP-Utr~>iezB de Soluciones Sociedad T em~l S A GRAFICA DE TENDENCIA Terrai Estudios o 8 os 9 os o 0 os o C.07 os Figura 8.2. Representación grafica de la desviación típica GRAFICA DE TENDENCIA ola cv Ell9 cv o 0 cv o C.07 cv Figura 8.3. Representación grafica del coeficiente de variación. Terrai Estudios 76 l ~

77 - "" (,.~: ocu Segunda etapa. En esta etapa se utilizo la misma cantidad de datos por columna, para así realizar una comparación mas real entre las columnas, esto se ve reflejado en la posición de los datos y se traduce en el mismo numero de datos C-07 Promedio (Media) 36,49 35,65 3, 26,5 Rango 64,66 60,94 60,47 44,4 Desviación Media (DM) 7,66 6,98 6,02,75 V alianza 45,6 382,53 337,43 79,39 Desviación Tlpica (S) 20,39 9,56 8,37 3,39 Posición 2,00 2,00 2,00 2,00 Mediana 40,49 39,32 33,35 26,9 Coeficiente de valiación (CV) 0,56 0,55 0,59 0,5 Realizado el estudio estadístico de diferentes columnas de biolixiviación de mineral sulfurado, se advierten diferencias debido a la igualdad en el numero de datos, pero de igual forma se mantienen las observaciones pasadas, en donde, el coeficiente de variación nos muestra en realidad que la columna C-07 presenta una mayor homogeneidad de datos, y que la mayor dispersión de datos la presenta la columna O. Sin embargo se demuestra que la columna C-07 con un menor número de datos presenta una mayor dispersión. Gráficamente se vuelven a observar las diferencias existentes entre la desviación típica y el coefrciente de variación, donde la desviación típica presenta una mayor homogeneidad de sus datos en columna 0 y la con una mayor dispersión de datos para la C-07, cuando el coeficiente de variación nos muestra en realidad que la columna C-07 presenta una mayor homogeneidad de datos, y que la mayor dispersión de datos la presenta la columna 0. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x-pp-umpieza de Soluciones Sociedad T erral SA 77 ' {\- '

78 ~:lf0:u Innova-Chile :J 'ii ;= 5 e o ;.. ;: 0...!!! 5 o GRAFICA DE TENDENCIA o lb OS O 0 OS O C-07 OS Figura 8.4. Representación grafica de la desviación típica. Terrai-Esllld íos Innova-Chile GRAFICA DE TENDENCIA Terrai Esllldios.., e ; 0,8.. e ~ 0,6...., S e 0,4 e; " "' 0,2 " o o INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-U~ieza de Soluciones Sociedad T SITl!l SA EJIBCV!!9CV O 0 CV D C-07CV Figura 8.5. Representación grafica del coeficiente de variación. 78!! ~

79 "# a.~llf or.u CAPÍTULO 9: DISEÑO Y FABRICACIÓN DE EQUIPOS DE CEMENTACIÓN PARA APUCACIÓN EN ENSAYOS A NIVEL DE LABORA TORIO Y PILOTO 9.. Antecedentes de la Cementación de Cobre La cementación del cobre con chatarra de fierro es una técnica muy utilizada en la minería de pequeña y mediana escala, para recuperar el cobre desde las soluciones acuosas ricas provenientes de la lixiviación. El proceso de cementación consiste en la precipitación de un metal desde una solución acuosa, producto de la presencia de otro metal. En este proceso el metal precipitado usualmente se deposita o 'cementa' sobre el metal añadido. Este proceso se basa en el potencial de electrodo que tengan los metales involucrados, en donde el metal con mayor potencial tiene mayor tendencia a oxidarse, y pasará a la solución desplazando al metal que tenga un menor potencial positivo. Esto ocurrirá siempre y cuando las soluciones sean diluidas y el ión del met~l no esté formando complejo. Una vez obtenida las soluciones de lixiviación ricas en cobre, éstas son sometidas al proceso de cementación con fierro como se muestra a continuación. Solucion Acrda cuso 4 5H 2 o Hierro Evolucion de Hidrogeno e IniCIO de c.ementacion,.. '._...;.-" - Solucion mas clara y superficie cubrerfa de cobra oopositado. Figura 9.. Cementación de cobre desde una solución ácida Cuso, -5H,o mediante chatarra de fierro. Las reacciones de oxidación y reduoción generalizadas son las siguientes: Semirreacción de Oxidación: Semirreacción de Reducción: INNOVA CHILE. ProyeciD Proceso LX.PP.Umpiaza de Soluáones Sociedad T errar SA fe -+ Fe' + 2e Cu2 + 2e- -+ cu 79 ' i '

80 ....o., r~otoiiu La reacción global, puede ser escrita de la forma que se indica: Cu 2 + Fe -. Fe2 + cu En el equilibrio, la ecuación de Nemst, adopta la siguiente forma: ~ (L'" E",. {... L:.,,.-... ' ''-N-'''-.-::-:::-"' ~ -"'- In ~ = - -' '-'' a~. - RT De la ecuación, con M,: Cu 2 y M2: Fe2, se obtiene una relación de actividades é!cu2.lllfe2 = ()26, lo cual significa que en el equilibrio casi no existe cobre en solución, con lo cual la precipitación de este es prácticamente espontánea. La cementación en fase líquida presenta las siguientes ventajas: Alta cinética de reacción Fácil separación del precipitado. Se puede reciclar la solución gastada final y proceder a devolverla a su estado reducido anterior con algún otro proceso sencillo. Ahorro de espacio y de costos de operación. Para tratar las soluciones de lixiviación, se propuso diseñar un equipo de tamaño reducido y simple construcción, que consiste en reactores de tipo cilindrico vertical que permiten solamente el movimiento de la solución quedando los sólidos estáticos, lo que significa una a~a eficiencia metalúrgica y un bajo consumo energético. Para definir parámetros óptimos de operación, en una primera etapa se realizaron pruebas con un solo equipo y posteriormente se configuraron en serie para optimizar la recuperación de cobre desde las soluciones tratadas. La configuración de los equipos en serie permite tratar soluciones con concentraciones de cobre más diluidas y trabajar en forma continua, pudiendo mantener un equipo en stand-by, descargar el cemento obtenido y cargar la chatarra de fierro en cada reactor. Manteniendo una baja acidez en las soluciones tratadas se optimizó el consumo de chatarra, evitando la disolución de fierro por reacción con los iones W, además de evitar el consumo de ácido en la oxidación del ión ferroso (Fe 2 ) a ión férrico (Fe 3 ) y con ello evitar la redisolución del cobre precipitado. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T anal SA 80 IQ~

81 - :loo mm 20mm C~:lf~ 9.2. Diseño y Fabricación de Equipo de Cementación Los reactores de cementación existentes actualmente presentan ciertos problemas que hacen ineficiente y poco rentable el proceso, como por ejemplo, tienen un alto consumo energético para poder operar, problemas mecánicos y de corrosión debido al movimiento en conjunto de la solución y los sólidos (chatarra) que existe en su interior, lo cual se deduce en un alto costo de operación. En una primera etapa se propuso un reactor el cual se esquematiza en la figura 9.2 a continuación. 70mm 200mm 20mm l---- J<mm n.smm 20mm t;==:::i._---t-_..ll 40mm OOmm INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Tem~l SA ~mm Figura 9.2. Diseño propuesto de precipitador Agitado 8 ZlOmm '0

82 - r~:.cku El equipo está provisto de dos compartimientos, uno en donde se ubica una turbina que pone en movimiento la solución y otro separado en donde se dispone la chatarra de fierro, de tal manera que esta permanece estática mientras la solución fluye a través de ella. Esta configuración evita grandes problemas mecánicos y de desgaste del reactor, así como además mejora los consumos de energía ya que sólo se necesitaría energía para el movimiento de la turbina. Todo esto en conjunto hace disminuir los costos de operación. Se realizaron pruebas en este reactor y se aprecio que presentaba algunos problemas de diseño, por ejemplo: El flujo de recirculación se repartía entre el rebalse y la recírculación lo que provocó pérdida de energía en lograr rebalsar el reactor. Los diámetros de las cañerías de recirculación eran muy pequeños disminuyendo el flujo de solución. La turbina de agitación se encontraba muy cerca de la superficie, lo cual produce una mayor cantidad de burbujas en el flujo de recirculación. La alimentación al reactor estaba muy cerca de la superficie, lo cual provocaba que la solución de alimentación, con mayor concentración de cobre, se fuera directamente al rebaise evitando su circulación por el circuito. Para mejorar estos puntos se hicieron las siguientes modificaciones: El rebalse se cambió a la celda principal para evitar pérdida de energía por agitación en el rebalse del reactor. Se agrandaron los diámetros de recirculación a cañerías de32 mm. Se agregó un mecanismo de medición de flujo de recirculación y un mecanismo de control de si mismo. La turbina de agitación se movió más al interior de la solución con el fin de disminuir la cantidad de burbujas en la solución. La alimentación se colocó bajo el flujo de recirculación con el fin de que éste guíe a la solución de alimentación hacia la zona donde está la chatarra. El nuevo reactor está constituido por: (i) Celda Principal Construida de tubería de PVC con diámetro de 200 mm. En la parte superior debe salir una cañería de rebalse de 20mm de diámetro que estará sobre el nivel de operación del reactor. En la base del reactor debe salir una cañería de 20 mm de diámetro para la descarga del precipitado. Debe estar comunicada al dispositivo de agitación por medio de cañerías de 32 mm de diámetro. (ii) Celda de Agitación Construida de cañería de PVC con diámetro de 75 mm dentro de la cual va ubicada la turbina de agitación. La turbina se ubica a una distancia de 40 mm de la base del sistema Se conecta a la celda principal mediante 2 cañerías de XX mm diámetro ubicadas, una en la parte superior y otra el la parte inferior con el fin de alimentar a la celda principal y descargar la solución que viene de ella. Posee una alimentación en su base que está conectada al sistema de medición del flujo de recirculación. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Tem~l SA 82 ~z..!

83 .q p. r.o~m--.n!: or.u (iii) Sistema de Medición de Flujo de Recirculación Para su medición, se diseñó un circuno que va en paralelo a la alimentación de la celda de agitación. Esta parte del circuito se utiliza al principio de la operación para calibrar el rotámetro y luego se mide el flujo de recirculación con que se va a operar el reactor, después de esto se cierra el circuito. Este circuito sale desde la tuberia de alimentación de la celda de agnación por cañerias de 32 mm de diámetro. Se esquematiza en la figura 9.3 las modificaciones efectuadas. ~-~ l - ( / "'.~... :=.. --~-~~_... ::::::::::::::::: --+~' \-r'\-~ -----J'n Figura 9.3. Diseño Modificado Conceptual de Equipos de Cementación Mediante las pruebas de cementación que se realizarán se verificará: Parámetros de operación como cinética de cementación, tiempos de residencia, consumos de chatarra. Recuperaciones del cobre contenido en las soluciones tratadas. Calidad de cemento producido. Uso de insumes, como el tipo de chatarra de fierro, y también el sistema de carga de esta, de manera de hacer lo mas simple el funcionamiento del equipo Como objetivo en esta etapa se establece lograr una alta recuperación del cobre contenido en las soluciones tratadas (mínimo 90%), y un precipitado de pureza mínima del 80% de cobre. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral SA 83 ~~

84 ..,. ~:XOI:U 9.3. Pruebas y Condiciones Experimentales Pruebas preliminares con un Reactor Para evaluar los parámetros óptimos de proceso se realizó un set de pruebas experimentales, en distintas condiciones. Se usaron soluciones de lixiviación a distintas concentraciones de cobre, la cual fue ajustada según se requeria. Se usaron distintos tiempos de residencia, para lo cual se hicieron mediciones cada ciertos intervalos con el fin de caracterizar el proceso y encontrar el tiempo medio de operación. Se utilizó chatanra libre de pintura u otros materiales ajenos a esta, de dimensiones pequeñas con el fin de tener mayor área especifica de contacto y poder cargar el reactor con más cantidad. Debido a esto se prefirieron perfiles ya que al ser huecos la solución puede fluir a través de ellos y obtener más puntos en donde pueda precipitar el cobre. Dicho esto se realizó un set de pruebas en distintas condiciones la cuales se muestran a continuación: Tabla 9..- Condiciones experimentales usadas en la cementación [Cu] inicial Volumen solución Masa Chatarra Tiempo Cementación gil L Kg. Min. Prueba N' 20, Prueba N'2 20, Prueba N'3 2, Prueba N'4 7, Prueba N'5 9, Prueba N'6 9, Prueba N' Prueba N' Prueba N' Prueba N' Prueba N' ,. Las pruebas no están en orden de realización INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Sotuaones Sociedad T erral SA ~ ~ ~~

85 ... ~~~ En las figuras 9.4 y 9.5 se pueden ver los resultados de estas pruebas en cuanto a recuperación de cobre, consumo de chatarra y tiempo de residencia. Innova-Otile CIN~TICA DE CEMENTACIÓN DE COBRE Terrai-Estudios " ~.., ~ e :S! l 40.. ~ 20 o o TierqJO de Cementación, min -+--PruebaNO<f -PruebaN"2.,_PruebaN"3 -PruebaNOol -PruebaNCS -PruebaN'6 -Prueba NO? -PruebaN"8 -PruebaN" PruebaN""'O --G-PruebaN" Figura 9.4. Recuperación en el tiempo para pruebas en un reactor De la figura 9.4 se aprecia que la cinética de cementación es relativamente rápida, pudiendo maximizarse por sobre los 20 minutos de operación. La prueba N"2 es la que presenta un mayor velocidad de cementación, siendo esta máxima en un corto tiempo. En general, para todas las pruebas se obtuvo una alta recuperación del cobre en solución. Tomando en cuenta que se quiere obtener una recuperación mínima del90%, podemos decir que las pruebas más eficientes fueron las 5 primeras, en donde se logró recuperar hasta un 99% de Cu. Si bien las mejores recuperaciones se obtuvieron a los 50 minutos de operación, tomando en cuenta la recuperación requerida podemos acotar el tiempo de cementación óptimo en un rango entre 20 y 40 minutos. Para analizar el tiempo de cementación con mayor detalle, es necesario estudiar las variables en conjunto, y así obtener una mayor precisión en el análisis. INNOVA CHILE. Proyeclll Proceso LX.PP-Ufl'!liOZB de Soluciones Sociedad Terral SA 85 ' fjf'

86 A continuación se presenta la tabla 9.2, con las recuperaciones de cada prueba, sus respectivos tiempos de residencia y los tiempos óptimos en los cuales, según conresponda, la recuperación alcanzó el90%. Tabla Recu~eraciones y_ tiempos ~ara ~ruebas con un reactor. Recuperación de Cu Tiempo Cementación Tipo Óptimo - """ - % M in. Min. Prueba Nt Prueba N Prueba N 3 99.t Prueba N Prueba N Prueba N" ,_ Prueba N " Prueba N" Prueba N Prueba N" Prueba N De la tabla se ve que las pruebas Ns y NOS no lograron la recuperación requerida por lo tanto quedan fuera del análisis. También dejaremos fuera a la N" ya que, a pesar de que presenta una buena recuperación, su tiempo de residencia es mayor que el resto. Para la mayoría de las pruebas, a excepción de la N 5, el tiempo de residencia sobrepasa los 40 minutos, pero se ve que ya a los 35 minutos se logran a~as recuperaciones, llegando a optimizarse a los 27.5 y hasta 0 minutos. En resumen se puede apreciar que las mejor pruebas, en cuanto a recuperaciones y tiempo de residencia fueron la la N"3 y la N 5, pero para poder acotar mejor este rango se debe analizar también el consumo de chatarra y la calidad del cemento producido en cuanto a ley{%) de cobre. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpiaza de Soluciones Sociedad T erral S A. 86 i! i:l~

87 ""' r~:. OJ:U lnn~lle CONSUMO DE CHATARRA Terrai-Esudlos a 30 i ~ , o Tie!)0 de Cenentación. nin ----PruebaN... -PruebaN'2 ----a---prueban"3 -PruebaN 4 ---PruebaN"S -PruebaN-e -Prueba N"7 -Prueba N'8 -- Prueba N" Prueba N* Prueba N* Figura 9.5. Consumo de Chatarra en el tiempo para pruebas en un reactor De la figura se aprecia que el consumo de chatarra estuvo por debajo de loa 40 Kg./Kg. Cu para todas las pruebas en estudio, siendo este ascendente en el tiempo lo cual es lógico ya que a medida que se va depositando el cobre esta se tiene que ir consumiendo para seguir el proceso. Cabe destacar que para la prueba N 5, en la cual se obtuvo una mayor recuperación de cobre, el consumo de chatarra llega a un valor máximo y luego empieza a decaer ya que a un determinado tiempo de residencia se había depositado la mayor cantidad del cobre presente en solución. Estos datos se analizarán más a fondo y para ello se presenta la tabla 9.3, donde podemos ver y analizar con mayor detalle las variables en estudio, en donde el consumo óptimo de chatarra es el valor para el cual la recuperación de cobre supera el 90%. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X..PP-Urnpieza de Soluciones Sociedad Tenal S.A. 87 'a\

88 ~:xocu CORfO Tabla Consumo Chatarra y ley de cemento para pruebas con un reactor. Ley Cemento Consumo Máximo Chatarra Consumo Óptimo Chatarra Prueba N Prueba N 2 Prueba N3 Prueba N4 Prueba N 5 Prueba N"6 Prueba N 7 Prueba N8 Prueba N 9 Prueba No Prueba N % Cu Kg./Kg.Cu. Kg./Kg.Cu p Tomando como base que se requiere un producto con una ley de cobre lo más alta posible, por sobre el80%, dejamos fuera inmediatamente las pruebas cuyo valor está por debajo de este. Estas son la N" 6, 7, 8, 9, 0, y. Como vimos anteriormente la prueba N"3 presenta una buena recuperación y un aceptable tiempo de residencia, pero la calidad del producto es menor que la requerida, además se observa un alto consumo de chatarra, quedando fuera de este análisis. Lo mismo ocurre con la prueba N. Así, podemos acotar nuestro análisis a las pruebas N"2, 4 y 5, de las cuales se ve que el máximo consumo para alcanzar la recuperación requerida fue de 26.2 Kg. de chatarra Kg. de cobre precipitado, lo cual es mucho menor que el consumo máximo que se obtuvo de Kg./Kg. Cu. Claramente, se ve que la prueba más eficiente fue la N"5, recuperando casi el 00% del cobre en solución en un tiempo de 22.5 minutos, con un consumo máximo de chatarra de 7.98 Kg./Kg. Cuy una ley de cemento de 85.8%. Llegando a optimizarse a los O minutos de residencia, en donde alcanza una recuperación de 94% Cuy un consumo de chatarra de 0 Kg./Kg. Cu. A continuación se muestra la gráfica para las pruebas con mejores resultados y una tabla con sus respectivas variables en estudio. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP.Umpieza ele Soludones Sociedad Terral SA i 9~

89 - ~DI'Ot:U Innova-Chile CINÉTICA DE CEMENTACIÓN DE COBRE Terrai-Estudlos CJ " " -~ 'C e :2.. " e! o " "..---/ ;P o! /..._ ~--... \ / '._,_ o r~empo de Cementación, m in -%Rect-r % Rec t-' % Rec NOS. Cons.Chatarra J'll Cons. Chatarra N" Cons.Chatarra N"5 Figura 9.6. Recuperaciones-Consumo de Chatarra para pruebas N"2, N 4 y Ns Recuperación total Cu (%) Tiempo total Cementación (min) Tabla Pruebas con mejores resu~ados totales y_ óqtimos. Prueba N'2 Prueba N'4 Consumo total Chatarra (Kg./Kg.Cu) Tiempo óptimo Cementación (min) Recuperación Cu en tiempo óptimo (%) -- - Consumo Chatarra en tiempo óptimo (Kg./Kg.Cu) Ley Cemento Producido (% Cu) INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX..PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral SA o Prueba N' o.. " e 3 o ::r.. lit ~ _iil ::0: "" ;;: 'f' o e 89

90 r~0:ocu Pruebas con Reactores en Serie Se realizó una prueba de cementación con dos reactores en serie, llegando a recuperar el 00% del cobre contenido en la solución. En esta prueba se mantuvo un tiempo fijo de residencia en cada reactor y se fue recirculando la solución hasta agotarla completamente. De los resuijados obtenidos podemos decir que se necesttarían 8 reactores en serie para agotar completamente la solucón y hacer el proceso eficiente en menor tiempo, pero considerando que se quiere obtener una recuperación mínima de 90% Cu sólo bastarían con 2 reactores, tres como máximo, lo cual hace que el proceso se haga mas rentable. De esta prueba se obtuvo un cemento de cobre con una ley de 89.27% de cobre y 0.32% de Fe. La cinética de cementación de cobre se muestar a continuación. lnnov&qdlo u = " "' 60 e "' -~ ~ ;;;< 20 CINÉTICA DE CEMENTACIÓN DE COBRE Terral.fstudios ~ ~ ~ ~ o INNOVA CHILE Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza do Soluciones Sociedad Torra! SA Tiempo de Cementación, hrs. Figura 9. O. Recuperación de Cobre en Prueba con reactores es serie. 90 '. ' i i i i ~

91 ~ ~~:WOfiU CAPITULO 0: PRUEBAS DE FACTIBIUDAD TÉCNICA DE USO DE CEMENTO DE COBRE PARA OBTENCIÓN DE PRODUCTOS DERIVADOS Introducción Para las numerosas aplicaciones de la metalurgia se requieren compuestos de cobre de elevada pureza, debiendo fabrtcarse en forma artificial ya que en compuestos de procedencia natural esta suele ser baja. De los cientos de compuestos de cobre, sólo unos cuantos son fabrtcados de manera industrtal en gran escala, siendo el más importante el sulfato de cobre () pentahidratado o azul de vitrtolo (Cuso. -5Hz0), que muchas veces sirve como materta prtma para la obtención de los restantes compuestos. Otros incluyen la mezcla de Burdeos; 3Cu(OH)2Cuso verde de Paris, un complejo de metaarsenito y acetato de cobre; cianuro cuproso, CuCN; óxido cuproso, CuzO; cloruro cúprtco, CuCb; óxido cúprtco, CuO; carbonato básico cúprtco; naflenato de cobre, el agente más ampliamente utilizado en la prevención de la putrefacción de la madera, telas, cuerdas y redes de pesca; Los compuestos de óxido de cobre (), en los que el metal es divalente, son más estables que los compuestos oxidulo o cuprosos (), y constituyen las sales comunes de cobre. Las prtncipales aplicaciones de los compuestos de cobre las encontramos en la agrtcuttura, en especial como fungicidas e insecticidas; como pigmentos; en soluciones galvanoplástlcas; en celdas prtmartas; como mordentes en teñido, y como catalizadores. Para estas actividades, se realizarán pruebas con un rectificador de laboratorto, definiendo la metodología a seguir para obtener productos dertvados de cobre a partir de cemento de cobre. Los subproductos que se van a obtener son: Óxido Cuproso, Óxido Cúprtco, Sulfato Cúprtco, Oxicloruro Cúprtco, Cloruro Cúprtco Características de los Subproductos de Cobre A continuación se presenta una breve descrtpción de cada subproducto, sus características físicas y químicas y las respectivas aplicaciones Óxido Cuproso Se encuentra en la naturaleza como cuprtta, mena de cobre rojo, chalcotrtquita, etc. Es insoluble en agua y solventes orgánicos y se disuelve en soluciones concentradas de amonio, para formar un complejo coloreado de [Cu(NHJ)2], el cual es fácilmente oxidado en aire para dar el complejo [Cu(NHJ).(Hz0)2J2, de color azul. Al disolverse en ácido clorhídrtco produce el complejo cloruro cuproso de HCuCiz, mientras que diluido en ácido sulfúrtco o nítlico, produce sulfato de cobre y nitrato de cobre, respectivamente. En general reacciona con ácidos para formar sales cúprtcas. El óxido cuproso fue la prtmera sustancia conocida con un comportamiento de semiconductor. Rectificadores de diodo basado en este matertal fueron usados industrtalmente a partir de 924. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP.J..impieza de Soludones Sociedad T erra! S A. 9 ~~

92 (,.''.0 :X O«U CORfO Se usa en la industria petrolera, en baños de galvanoplastia, como pigmento colorante en cerámica, como aditivo en la preparación de pintura anti-incrustante, del tipo matriz soluble, la cual contiene óxido cuproso y diversos biocidas y se utiliza para pintar embarcaciones especialmente de madera que navegan por aguas frías o templadas con velocidades medias a bajas, con periodos de servicio de hasta 6 meses. También es utilizado como funguicida para cultivos que en algún momento de su ciclo vegetativo lo requieren, para mejorar el estado sanitario general de las plantas. Las principales propiedades físicas y químicas se detallan en la tabla 0.. Tabla Propiedades Óxido Cuproso la.specto, Estado físico [polvo cristalino amarillo, rojo o pardo!fórmula Química f::u20 Peso Molecular gr/mol blor no Ciase ompuestos inorgánicos del cobre Ingredientes Activos 58% óxido cuproso!punto de fusión 232 e Punto de ebullición ~e descompone a 8ooc bensidad relativa (agua = gr/cm 3 ) gr/cmj!densidad aparente (2oq 0,90 gr/cm Polvo de Cobre Conocido también como granza de cobre, tiene su mayor uso como aditivo en industria de la pulvimetalurgia, donde por medio de ciertas etapas (mezcla, compactado y sinterízación), se obtienen diferentes piezas metálicas. Cada una de estas etapas contribuye en las características finales de la pieza. Existe gran variedad de procesos para producir polvos metálicos, los tres más importantes que manejan la mayor cantidad de producción son: Reducción a Estado Sólido: en este proceso la materia prima seleccionada es aplastada, mezclada con carbón y pasada por un horno continuo en donde reacciona, dejando una especie de torta esponjada la cual es aplastada nuevamente, se separan los materiales no metálicos y se tamiza para producir el polvo. Debido a que no se hace ninguna refinación, la pureza del polvo es totalmente dependiente de la pureza de la materia prima. Electrólisis: forma polvo de cobre a partir de la reducción de óxido de cobre. Para ello, variando ciertas condiciones en la operación (posición y fuerza del electrolito, corriente, densidad, temperatura, etc.), y con la ayuda de procesos posteriores (secado, aleado, lavado, etc.), se puede lograr un producto final con las propiedades deseadas. Las mayores cualidades de este proceso son la alta pureza y la alta densidad alcanzada en los polvos. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x-pp.urf!lieza de Soluciones Sociedad Terral SA 92 ' ' i ~

93 ~ C~DI! 0.. Atomización: En este proceso, el metal fundido es separado en pequeñas goteras que luego son congeladas rápidamente antes de que entren en contacto entre ellas o con una superficie sólida. El principal método para desintegrar la delgada corriente de metal fundido es someterla al impacto de fuertes golpes de gas (se usan comúnmente Aire, Nitrógeno y Argón) o de líquido (generalmente agua). Variando diferentes parámetros del proceso se puede controlar el tamaño de las partículas. En principio la técnica es aplicable para todos los metales que se puedan fundir pero es comercialmente utilizada para la producción de polvos de Hierro, Cobre, Aceros, Bronce, Aluminio, Plomo y Zinc. Los futuros procesos y el resultado final alcanzado después del sinterizado están altamente ligados con las características de los polvos producidos tales como: tamaño de las particulas, forma de las partículas, estructura y condición de la superficie. Una de las propiedades más importantes de los polvos es la Densidad Aparente, ya que de ella depende la duréza alcanzada en el compactado final. A su vez esta característica depende de la forma y de la porosidad promedio de las partículas. En la tabla siguiente, se detallan las principales propiedades del polvo de cobre. T a bl a P ropiedades P ovo d e e ore b Estado Físico Sólido granulado y/o filamentoso Olor Inodoro Color Rojizo y/o plateado con brillo metálico. Punto Fusión os3c Punto Ebullición 2567"C Densidad 9 gr/cm3 Solubilidad en Agua Insoluble Solubilidad en Disolventes Soluble en HN03 y H2S04 en caliente Principal componente Cobre Otros elementos Cu, Pb, Ni, Al, Fe, Mn max. 2% Toxicidad Peligro al inhalar Óxido Cúprico Se encuentra en la naturaleza como tenorita y melaconita, y junto con el protóxido entra en la composición de las batidoras de cobre. El producto artificial de óxido cúprico es un sólido débilmente higroscópico, con una estructura iónica la cual funde a.200 e con pérdida de oxígeno. Se puede formar por calentamiento del cobre al aire, pero en este caso es formado junto con el óxido cuproso. El óxido de cobre () es un óxido básico, se disuelve en ácidos minerales, tales como, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o ácido nítrico para dar la correspondiente sal de cobre. Puede ser reducido a cobre metálico usando hidrógeno a 250 e o monóxido de carbono a c. Sus principales usos son: como semiconductor en aparatos electrónicos, como reactivo en química analítica, como catalizador. En la purificación de hidrógeno, medicina y desulfuración de combustible, como componente de las pinturas para los fondos de las embarcaciones y como pigmento para vidrio, cerámica, esmaltes, vitrificado de porcelanas y gemas artificiales. En la fabricación de rayón y otros compuestos de cobre, como agente para el pulido de cristales ópticos y como disolvente para los minerales de cromo y hierro. Como componente del fundente en la metalurgia del cobre, en los compuestos pirotécnicos, en los fundentes para la soldadura del bronce y en productos agrícolas, como insecticidas y fungicidas. Su uso se extiende también como fertilizante, preservante de madera y como aditivo en alimentos de animales; Además, como catalizador de reacciones orgánicas, procesos de electrólisis y en la industria del papel. INNOVA CHILE. Proyecto Prooeso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral S A. 93

94 Las principales propiedades se muestran a continuación Tabla O. 3-. Propiedades Óxido Cúprico Estado físico, Aspecto Polvo café oscuro - negro fórmula empírica f-uü Peso Molecular gr/mol ~fase química óxidos metálicos blor No Punto de Fusión 025c Gravedad Específica Densidad ~.3 g/ml Solubilidad en agua nsoluble!propiedades explosivas No explosivo ~oncentración ~8.5% CuO ~ranulometría ~9.5% mínimo -325# Sulfato Cúprico El sulfato de cobre () o sulfato cúprico (CuSO,), es una sal común de cobre de importancia industrial. Existe en una serie de compuestos con diferentes grados de hidratación. Se encuentra mayormente como sulfato cúprico pentahidratado CuS04*5H20. A 00 e cede 4 moles de agua de cristalización, la restante molécula sólo la cede a 200 c. En 00 partes de agua se disuelven: Temp. ('C) o e uso, cuso, sh,o Se cristaliza como compuesto penta hidratado conteniendo cinco moléculas de agua (Cuso, -!ih20), es preparado mediante el tratamiento de los óxidos de cobre con ácido sulfúrico y se conoce generalmente en el comercio como azul de vttriolo. Comercialmente el sulfato cúprico es producido por la acción del ácido sulfúrico sobre una variedad de compuestos de cobre, por ejemplo, óxido. cúprico, carbonato de cobre, donde las reacciones son reacciones ácido-base. Se utiliza principalmente para propósitos agrícolas como fertilizante en aquellos suelos deficientes en cobre, especialmente en suelos usados en explotaciones forestales, como un pesticida, germicida, añadido de la alimentación y añadido del suelo. En las plantas, el elemento cobre juega un rol muy importante en los procesos de fotosíntesis, respiración y síntesis enzimática, entre otros. También se utiliza como una materia prima en la preparación de otros compuestos de cobre, electroltto para las baterías y baños de galvanoplastia, y en medicina como un fungicida, un bactericida, y astringente localmente aplicados. También encuentra uso amplio en la preparación de pigmentos. El cobre es un alimento esencial del rastro que realiza un número de funciones diversas en bioquímica de la proteína. Algunos compuestos de cobre tales como sulfato de cobre se utilizan como suplemento para el ganado. Otros usos son como conductor en electrotecnia, para tuberías de calefacción y refrigeración, como material para fabricar recipientes, como metal de aleación y en combinación con Cu20 se lo aplica como pintura antioxidante para pintar el fondo de los buques. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T ell! S.A. 94 <Ni!

95 """ r~:. Ot:U Las propiedades físicas y químicas se detallan en la tabla siguiente. Tabla Propiedades Sulfato Cúprico ~stado físico, Aspecto k;ristales de sólido azul en diversas formas (-2mm)!Fórmula empírica ruso45h20 Peso Molecular ~49.54 gr/mol tlase química Sal común de cobre blor No Punto de Fusión e descompone a 0 e Punto de Ebullición e descompone a CuO a 650 e Gravedad Específica [284 IDensidad b.30 gr/cm 3!solubilidad en agua tl.7 g/00ml a oc Presión de vapor tj Pa Propiedades explosivas No explosivo xicforuro cúprico Corresponde a un compuesto insoluble de cobre, que se presenta en forma de polvo de color verde. Es fabricado por la acción del aire sobre chatarra de cobre en una solución de cloruro de sodio, cloruro cúprico. La composición del producto varía con las condiciones de fabricación pero generalmente está entre un 50 y 58 % de cobre. Es corrosivo para el hierro galvanizado. Soluble en soluciones de hidróxido de amonio y con descomposición en ácidos diluidos. Su mayor aplicación es en la industria agricola como fungicida bactericida clásico, de acción preventiva, con un amplio campo de actividad y buena persistencia. Su actividad incluye hongos y bacterias. Los usos más comunes son en cultivos de frutas, acenunas, papas, tomates, vegetales, plantas ornamentales, cítricos, vid, remolacha azucarera, etc.). También puede utilizarse en jardineria exterior doméstica. Por su capacidad para enlazarse fuertemente con los grupos amino y canboxilo reacciona con las proteínas y actúa como inhibidor enzimático. Las propiedades físicas y químicas se detallan a continuación. Tabla Propiedades Oxicloruro de Cobre IFstado físico, Aspecto IPolvo fino de color verde claro!fórmula empírica tj Cu(OH)2 CuCI2 Peso Molecular ~27.62 gr/mol!clase química ~,;ompuesto cúpricos Plor No Punto de Fusión 3ooc!Punto de Ebullición!Se descompone a 30oc!Gravedad Específica tl.7 bensidad ~20 a 520 gil!solubilidad en agua nsoluble Ingredientes Activos 50-58% cobre INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x.pp-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. 95

96 "" - ~ Cloruro Cúprico Es el cloruro más alto de cobre. Es un sólido amarillo - marrón que absorbe lentamente la humedad para fonnar un hidrato verde-azulado. Es iónico y altamente soluble en agua, alcohol metílico y etílico, piridina, fonniato de etilo y acetona. Químicamente se comporta como ácido débil y bajo ciertas condiciones puede actuar como agente oxidante suave. Tiene una estructura cristalina de cadenas. Se descompone a CuCI y Cl2 a oooc. El CuCI2 + 2H20 fonna cristales verdes, prismáticos, que funden a 00 e en su agua de cristalización. En 00 partes de solución saturada se encuentran disueltos: La solución en poco agua es de color pardo oscuro; por dilución se vuelve primero verde y luego azul pálida. El ácido clorhídrico concentrado a 0-5c, la tiñe de amarillo al extraerte el agua. Para la obtención se disuelve parte de óxido de cobre () ó,4 partes de carbonato en 4 partes de ácido clorhídrico al 25% y se concentra hasta cristalización. Para muchos usos industriales basta una solución que se obtiene por doble descomposición de las cantidades calculadas de sulfato cúprico y cloruro de bario, ambos disuettos en agua. Un uso industrial importante para el cloruro cúprico es como ca-catalizador Ounto con el cloruro de Paladio ()) en el proceso de Wacker. En este proceso, el etileno es convertido a acetaldehido por acción del agua y el aire. En el proceso el PdCI2 se reduce a Pd, y el CuCI2 lo oxida nuevamente a PdCI2. El ciclo tennina con la oxidación del CuCI resultante a CuCI2 por acción del aire. El cloruro de cobre () tiene una variedad de usos en la síntesis orgánica. Puede efectuar la desinfección con cloro de hidrocarburos aromáticos, y también se utiliza en pirotecnia como agente verde colorante. Las propiedades fisicas y químicas en la siguiente tabla: Tabla Propiedades Cloruro de Cobre ~stado fisico, Aspectos Fónnula empírica Peso Molecular Punto de fusión Punto de ebullición ~ravedad Específica Pensidad Solubilidad en agua Propiedades explosivas INNOVA CHILE. Proyec!D Proceso L.X-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. l'olvo amarillo café (CuCI2) y cristales finos azules-verdes si esta hidratado (CuCI2 2H20) CuCI gr/mol ~ oc CuCb -2H20 pierde sus 2 aguas y a ~980C pasa a CuCI2 993c Q/cm3, sólido 0.6 g/00 mi a 25c No explosivo 96

97 .q,. (~tlfocll 0.3. Metodología y Condiciones Experimentales A continuación se detalla la metodología seguida para realizar la obtención de los subproductos del cemento de cobre, las condiciones experimentales y los resultados obtenidos Oxido Cuproso El Cu20 se obtiene electroquímicamente en medio reductor, mediante la oxidación anódica del cemento de cobre. Como electromo se usa una solución de NaCI. Dependiendo de la temperatura del medio se puede obtener distintos precipitados: a temperatura ambiente se obtienen cristales pequeños de color amarillo. A altas temperaturas (80 C), se obtienen cristales más grandes de color rojo. Al aplicar corriente al sistema se produce primero la electrólisis del cobre para formar cloruro cuproso (CuCI), el cual en medio básico, precipita a la forma de óxido cuproso (Cu20), siendo la reacción estequeométrica, como se ilustra a continuación: NaCI + Cu 0 ~ CuCI + Na 0 NaD + H20 ~ Na OH + Y. H2 gu 2 Na OH + 2 Cu Cl ~ Cu Na Cl + H20 El desprendimiento de hidrógeno en el cátodo puede ocasionar la reducción con el óxido cuproso, el cual reduce al cobre para formar cobre metálico. Para la prueba experimental se usó como electrolito NaCI, 00 gr/l. El ánodo es de cemento de cobre, el cual estará contenido en un canastillo de tela filtrante el cual se contactará con un alambre de cobre para permitir el paso de la corriente. El cátodo será una lámina de cobre, la cual no será consumida. Para el paso de la corriente es necesario contactar el cemento de cobre con una lámina del mismo material. Debido a que el óxido cuproso es insoluble, este precipitará al fondo del recipiente, se extraerá y luego será lavado para eliminar el Cl- presente y secado al vacío, para evitar la oxidación natural. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso lx-pp-liir!>ieza de Soluciones Sociedad T em~l SA Condiciones Experimentales Masa de Cu20 a preparar Masa Cemento Ley Cemento [NaCij MasaNaCI Volumen H20 Tiempo reacción Temperatura Secado 500 gr 50 gr 87 %Cu 00 ~r/l 500 Lgr. 5 mi. 0 hrs. 75 oc Al vacío 97

98 ÓXido Cúprico Al igual que el óxido cuproso, este se puede obtener electroquimicamente mediante la oxidación anódica del cemento de cobre pero esta vez en medio oxidante. Para ello se usa como electrolito una solución de Cloruro de Sodio (NaCI) y ácido su~úrico o ácido fosfórico como oxidante, lo cual da origen a un precipitado de color negro. La reacción que se produce pasa por el cloruro cuproso que luego se oxida a cloruro cúprico, el cual en medio básico, se transforma a óxido cúprico (CuO), siendo la reacción estequeométrica, como se ilustra a continuación: 2NaCI + Cuo ~ Cu Cl + 2Na 0 Nao + H20 ~ Na OH + Y. H2 ~gas 2Na0H + CuCI2 ~ CuO + 2NaCI + H20 El desprendimiento de hidrógeno puede ocasionar una reacción de reducción al contacto con el óxido cúprico, el cual reduce al cobre para formar cobre metálico. Para la prueba experimental se puede usar un electrolito de NaCI, 00 gr/l, utilizando ácido su~úrico como oxidante. El ánodo es de cemento de cobre, el cual estará contenido en un canastillo de tela filtrante, el cual se contactará con un alambre de cobre para permitir el paso de la corriente. El cátodo será de una lámina de cobre, la cual no se consumida y para el paso de la corriente se contacta el cemento de cobre con una lámina del mismo material. Debido a que el óxido cúprico es insoluble, este precipita al fondo del recipiente, se extrae y se seca en forma natural, ya que este oxido se encuentra en su mayor estado de oxidación. Por vía húmeda también se puede obtener óxido cúprico, agregando a una solución caliente de sulfato de cobre hidróxido de sodio diluido hasta reacción alcalina. Posteriormente se hierve el liquido con el precipitado de hidróxido de cobre, hasta que este se vuelve negro. Para finalizar se hace un lavado a fondo con agua caliente. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-liiT'!'ieza de Soludoneo Sodedad Terral SA. Condiciones Experimentales Masa de CuO requerida Masa CuS0/5H,O MasaNaOH Volumen H20 Tiempo reacción Temperatura Secado 500 gr 560 gr 503 % 000 mi. 2 Hrs. 80 e Al aire 98

99 '* ~~ Sulfato Cúprico Se puede obtener mediante los siguientes procesos: a.- Lixiviando el CuO en una solución amoniacal, según la reacción estequiométrica que se muestra a continuación: Seguido de una separación SIL para separar los cristales de la solución madre y obtenerlos con la menor impregnación posible, cristalización del su~ato de cobre pnoducido por enfriamiento de la solución filtrada pnoveniente de lixiviación y finalmente lavado y secado de cristales. Los cálculos experimentales se hicienon a partir de la reacción. b.- Disolviendo cobre metálico (cemento de cobre) en caliente, en ácido su~úrico concentrado o al 50% según la reacción: Por una parte de cobre se utiliza X parte de ácido sulfúrico al 50%. Este método no es económico ya que no utiliza el S02 desprendido en la disolución del cobre. c.- Lixiviando en caliente del cemento de cobre con ácido sulfúrico, seguido de separación sólido-líquido, cristalización y secado de la sal, según la siguiente reacción: Las etapas a seguir para este procedimiento son las siguientes: Acondicionamiento del cemento de cobre mediante su~atación con ácido sulfúrico. Lixiviación a 75"C del cemento su~atado para obtener una solución saturada. Separación sólidoníquido en caliente, con el fin de eliminar todos los insolubles que contiene el cemento y obtener una solución de su~ato de cobre limpia, libre de sólidos. Cristalización del sulfato de cobre pentahidratado, por enfriamiento de la solución filtrada desde los 75 a ac. esto se puede hacer con agitación para obtener cristales tipo nieve y sin agitación en donde se obtienen cristales más grandes. De esta etapa se obtiene una pulpa de cristales. Separación de los cristales de la solución madre con el fin de obtenerlos con la menor impregnación posible de líquido. Lavado de los cristales con una solución saturada de su~ato de cobre que contiene 2% p/p de H2so. Esta etapa se realiza con el fin de eliminar impurezas presentes. Finalmente se hace un secado a con aire a 25 C para eliminar el agua absoribida. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX.PP-lirr lieza de Soluciones Sociedad Terral SA 99

100 C~!liiOCU Oxicloruro cúprico Condiciones Experimentales Masa de CuS04*5HzO a preparar 500 gr Masa Cemento 50 gr Ley Cemento 87 %Cu Volumen HzS04, 98% 250 mi Volumen HzO 350 mi Tiempo reacción 2 hrs. Temperatura 75 e Secado Al aire Se obtiene a partir del sulfato de cobre disuelto en medio salino y ajustando el ph de la solución mediante la adición de hidróxido de sodio, según la reacción: 4 CuS04*5HzO + 2 NaCI + 6 NaOH 7 CuCiz 3Cu(OH)z + 4 NazS HzO Después de disolver el sulfato de cobre y el NaCI se ajusto el ph con soda entre , rango en el cual se forma el oxicloruro de cobre. Luego de la separación SIL (con el fin de separar el oxicloruro de la solución de sulfato de sodio), se lavó el sólido obtenido y se filtró nuevamente, se secó en horno a temperatura baja y se analizó una muestra para obtener la concentración final del precipitado. Las condiciones experimentales usadas y los resultados obtenidos son los siguientes: Cloruro Cúprico Condiciones Experimentales Masa de CuCiz 3Cu(OH}z requerida 500 gr Masa CuS04*5HzO 200 gr MasaNaCI 4 gr MasaNaOH 289 gr Volumen HzO 6 u. Tiempo reacción 2 hrs. Temperatura ambiente Secado a40"c El cloruro de cobre () se obtiene por la acción del ácido clorhídrico sobre el óxido de cobre (), el hidróxido del cobre () o el carbonato del cobre (), por ejemplo: INNOVA CHILE. Proy Proceso lx.pp-tirr!>ieza de Soluciones Sociedad T enal SA CuO(s) + 2 HCI(aq) 7 CuCiz(aq) + HzO(I) 00

101 Qr.q,. Ulll,.,..._lll' OCI.J El cloruro de cobre puede ser purificado por cristalización desde ácido clorhidrico diluido y caliente, por enfriamiento en un baño helado de cloruro de calcio. Se obtiene a partir del oxicloruro cúprico lixiviado en caliente con HCI según la reacción: 0.4. Resultados Obtenidos Condiciones Experimentales Masa de CuCI2 2H20 requerida 500 Masa CuCb 3Cu(OH)2 400 igr Volumen HCI, 37% 465 mi Volumen H mi Tiempo reacción 2 hrs. Temperatura 80 e Secado a T" ambiente A continuación se presentan en imágenes de la celda de electro refinación construida, de los subproductos y del cemento de cobre producido INNOVA CHILE. Proyecfo Proceso LX.PP-l.impieza de Solu<:iones Sociedad T em!l S.A. 0!DI

102 r~~omt Figura 0.. Vistas frontal y superior de Celda de Electro refinación y de los Electrodos. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Tonal SA 02 tor...

103 ~ C~:IJ(ltlll INNOVA CHILE. Proyecto Proceso lx.pp-t.i>r!lieza de Soludones Sociedad T erral S.A. f,..,; t?: :.. 7 _.,~- - ~ ', ' Figura 0.2. Sulfato de Cobre pentahidratado, (Cuso.SH20)..J. o. ~ '._. - j " '; /o

104 ~ ('~::lfoa.j a INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Lirr >ieza de Soluciones Sociedad Terral SA Figura 0.3. Cloruro Cúprico (CuCI. 2H2Ü) 04 ' ' IOtf i

105 .q,. (.cwrr«) :w otll Figura Cemento de Cobre (89.27% Cu, 0.32%Fe) INNOVA CHILE. Proyecto 2~67 Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Te!Tlll S.A. Figura 0.5. Óxido Cuproso (Cu20) 05 { ()i'"

106 .q,. C~OI'OC:U -' ' Figura 0.6. Oxicloruro de Cobre (3 <:u(oh)2 <:uci2 Ley 52.9% Cu) INNOVA CHILE Proyeolo Proceso LX-PP-Li!Tilieza de Soluciones Sociedad Terral SA r - : ' -' Figura 0.7. Óxido Cúpico (CuO) 06

107 -- ~ r-~:.oar CAPíTULO : EVALUACIÓN ECONÓMICA.. Estudio de Mercado El presente estudio de mercado se hace analizando los distintos parámetros. Lo primero es definir el producto o servicio, para ello nos hacemos las siguientes preguntas: Qué es? R: El producto ofrecido son subproductos derivados del cobre, lo cuales se producen a partir del cemento de cobre. Para que sirve? R: Los usos y principales caracteristicas de los productos se presentan en el capitulo O. Cuál es su unidad"? R: Los productos se venderán por kilos. Cuál es la demanda de este producto, quien lo compra y cuanto se compra? Los principales compradores de subproductos de cobre y la cantidad comprada se muestran a continuación: Tabla.. Países hacia donde se realizaron exportaciones el año 2006 (Monto Dólares FOB) SuWato Cloruro Oxlcloruro Polvo do Cobre do Cobre do Cobro do Cobro Total ÓXidos o hidróxido& do Cobre España Usa ~- - ~- Argentina Colombia Austria Canadá Honduras Costa Rica Brasil México Bolivia Corea Sur Alemania Inglaterra Turquia Vietnam Perú Total INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x.pp-umpieza de Soluciones 6ociodad T arra! SA

108 .q, ocu t<:jii!it~:lf 027% o Oxidos e hidróxidos de Cu o Cloruro de CU apolwde CU Mercado de Productos os% El Sulfato de Cu o Oxicloruro de Cue Figura.. Cantidad exportada de subproductos hacia los distintos países. De donde obtiene el mercado ese producto ahora?, Quiénes son los principales competidores? Las empresas que actualmente exportan estos productos se muestran a continuación: Tabla.2.- Principales Empresas Exportadoras de subproductos Quimetallndustrial S,A Agrospec S.A. Compañía Minera San Gerónimo Tecnologia Y Sales S.A. Kries Lagos Y Sociedad Ltda. Kur!A. Becher Sudamerica S.A. Comercializadora T rade Company Ud a. Laboratorio Veterinario Quimagro S.A. Compañía Minera Cerro Negro S.A. Agroquimíca Ltda María De La Luz Muñoz!barra Productos Qulmíoos Y Minerales Ltda. - sin lnformacion Del Carpo Análisis y Asesorias Ltda Total INNOVA CHILE. Proyeclo Prooeso LX-PP..Umpieza de Soluciones Sociedad T enal S.A. ÓXIdos e hidróxido& de Cobre Su Hato de Cobre Cloruro de Cobre Oxlcloruro de Cobre Polvo de Cobre Total

109 <CiiiP' UWI'It:..o!IIOW o Quimetal Industrial S,A.o Compañia Minera San Gerónimo o Kries Lagos Y Sociedad Ltda. Empresas Exponadoras o3b%! Agrospec S.A. o Tecnología Y Sales S.A. Figura.2. Principales empresas exportadoras de productos quimicos Con todo esto se decide producir y exportar un 5% del total que se exporta por parte de todas las empresas competidoras. Se tomaron como precios de venta los que están actualmente en el mercado, estos son:.2. Estudio Técnico Tabla.3. Precios de Mercado Actual de Subproductos Subproductos de Cobre {US$/Kg.) {$/Kg.) Úxido de Cobre 6, Sulfato Cúprico 2,6.404 Cloruro Cúprico 5, Oxicloruro Cúprico 4, Polvo de Cobre El objetivo de este estudio es diseñar como se producirá lo ofertado, lo cual está descrito en el capitulo O. También se deben definir los siguientes puntos: Dónde ubicar la empresa, o /as instalaciones del proyecto? R: las instalaciones pueden ubicarse, a conveniencia, en una planta ya instalada a modo de aprovechar el espacio y las instalaciones de equipos que puedan existir. Por ejemplo, en una planta de lixiviación o mejor aún donde se produzca cemento de cobre. INNOVA CHilE. Proyecto Proceso l.x.pp-umpieza de Soluciones Sociedad T erra! S.A 09

110 r.-..r... V> DI' ocu Dónde obtener los materiales o materia prima? R: la principal materia prima para la producción de subproductos es el cemento de cobre, por lo que una opción sería producirlo lo cual, como se vio en el capitulo 9, es posible. O la otra opción sería comprarlo a los pequeños mineros que lo producen. Además del cemento de cobre, se necesitarían otros insumes como reactivos químicos los cuales se encuentran fácilmente en el mercado. Qué maquinas y procesos usar?, Qué personal es necesario para llevar a cabo este proyecto? R: los equipos necesarios en el caso que se comprara el cemento de cobre serían, por ejemplo, equipo rectificador, bombas centrífugas, equipo de absorción atómica, estanque agitador, entre otros. Los procesos a usar se describen en el capítulo O. El personal necesario se define en la tabla de costos del proyecto a continuación. Tabla.4. Estructura de Costos del Proyecto HH/mes o unidades o... llllms meses de uso.- PERSONAL DIRECCION Jefe Planta 80 E INV'ESTJGAc;,óN ngeniero de procesos 80 APOYO Y MANO DE OBRA Operador de Planta N- Operador de Planta N"'2 :: COSTOS FIJOS Operador Planta N'3 80 Analista Qulmlco 80 s.cn TOTAL COSTOS FiJOS M$ 3.- SERVICIOS, W!.TERIALES JNSUMOS Mlilterial=!i laboratorio 50 Tambores 2Ws. 0 Agua destilada 20Q Reacthtos qulmicos COSTOS VARIABLES Botellas plilslicas para muestras eoo AnáfiS!s laboratorio (cu, Fe, H+, ph, Eh) 200 """'..., Mantanción Espectrofotómetro 3 Mantención general TOTAL COSTOS VARIABLES M$ 4.- USO BIENES DE CAPITAl OfiCinas Equipadas 4 NUEVOS Galpón de Producción Equipo cementación Equipo rectificador Equipo de M lámparas de cobre 2 COSTOS lé.mpara:s de fierro 2 INSTALACIONES lámparas do sodio 2 Y EQUIPOS Estanque agltaclor 2 Electrodo ph laboratorio Electrodo Eh laboratorio Bomba centrlfuaa 3 TOTAL COSTOS INSTALACIONES Y EQLQPOS M$ Con todo esto se construye el flujo de caja del proyecto, para el cual se estima lo siguiente: - Tasa de descuento: 2% - Sin financiamiento extemo. - Ventas esperadas: 5% del total de exportación anual. - Horizonte de inversión: 24 meses. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad T erral SA Costo Unitario/mes $ SOOO 45SOOO = ~ fio

111 - 8. U S g ~~! g g.g g g g g g g g ".. lol.,... ~... ;; ~~ 8! ~~~~~~ : ~~~~~i& m2~;2; " hu s~e2 ;r!'j~~ MH o ~ IP" a, D - lll

112 --N H ~ ~ n.. ili! ~ ~ g~ H ~ 8 ~ g ~~ " ~i ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~.o.o.o 888 '. ~~ -~ " - MH w N Olpljo> - ~!Jii~!HU = i Wl '", 9 -

113 ~ ~0 t>fiu CAPfTULO 2: CONCLUSIONES Estudios de Adaptación Bacteria! - Se detenninó la existencia de bacterias ferrooxidantes del tipo Acídithíabaci/lus ferroaxídans en las muestras sólidas y líquidas tomadas de la faena de Diego de Almagro. - En el caso de las bacterias sulfooxidantes, se detenninó escasez de población bacteriana presente en las muestras sólidas, no se produce una disminución del ph con consecuencia del crecimiento bacteria! significativo. Lo contrario ocurre en las muestras líquidas, donde se pudo observar el crecimiento bacteria! de fonna significativa, cumpliendo con el esquema de crecimiento y acompañado por una disminución de ph. - Cómo análisis general se llega a la selección del aislamiento de bacterias ferrooxidantes en muestras líquidas y sólidas, y para el caso de las bacterias sulfooxidantes se eligen para el cultivo las bacterias tomadas de las muestras liquidas, siendo todas las muestras tomadas de la faena de Diego de Almagro. - Ambos tipos de bacterias, ferrooxidantes y sulfooxidantes fueron sometidas a estudios que consideraron características similares a las de terreno o procesamiento industrial. - Para las bacterias ferrooxidantes se tuvo que al aumentar la concentración de la solución de limpieza (aumento de Fe 2 ) o disminuir la dilución de la misma, la actividad en el crecimiento bacteria! se ve aumentada considerablemente. En las experiencias de biolixiviación en matraces para la limpieza de soluciones, se observó una estabilidad del aumento de potencial y de crecimiento bacteria!, que sin embargo no alcanza concentraciones elevadas, probablemente debido a que parte de la población se encontró adherida al mineral. - Para las bacterias sulfooxidantes se observó una velocidad de generación de protones prácticamente constante. Además se observó un aumento progresivo de la velocidad de producción de protones, a medida que se colonizan las perlas de azufre. En resumen resultó mejor colonizar previamente perlas de azufre para obtener una mayor cantidad de ácido. - Ambas cepas bacterianas resultaron cumplir con lo esperado. En el caso de las bacterias ferrooxidantes lograron oxidar el ión ferroso a férrico con posterior precipitación de este. Además, con el fin de asegurar la posibilidad de integrar los diferentes procesos estudiados en forma separada, se decidió proceder a la adaptación de las bacterias a la solución efluente del proceso de cementación. - En efecto, por las características generalmente poco homogénea de la chatarra de hierro utilizada en el proceso de cementación, se espera la presencia de impureza que podrían afectar la viabilidad y la actividad oxidativa de las bacterias. Se procedió entonces a adaptar un cultivo de bacterias ferrooxidantes a una solución industrial de cementación procedente de la planta de Diego de Almagro, mediante traspaso sucesivo de bacterias hacia una solución de cementación en proporción creciente de (25%, 50%, 75% y 00%). Se logró obtener una oxidación efectiva de la solución de cementación, demostrando así la posibilidad de adaptar las bacterias para llevar a cabo el proceso de limpieza de solución. - En el caso de las bacterias sulfooxidantes lograron generar ácido en condiciones de riego nonnal y siendo la producción aumentada cuando se colonizaron previamente la bacterias en perlas de azufre. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral SA 3

114 - V l'"l'w!j.-.n!l( OI:U Estudios de Lixiviabilidad de Minerales Oxidados y Ripios - La caracterización química del mineral arrojó una ley de Cu de 0.92"/o y una ley de Fe de 27.52"/o, por lo cual se puede considerar como mineral de baja ley (CuT< %), siendo el hierro la principal impureza que se desea abatir para obtener una lixiviación con bajos costos, debido a la recirculación de las soluciones de proceso. - De acuerdo a las especies mineralógicas se señala que existen sólo trazas de sulfuros en la muestra de mineral de Diego de Almagro a lixiviar, lo cual determina que las mayores especies mineralógicas son óxidos. - De las caracterizaciones de las pruebas metalúrgicas y corrida de las columnas ISQ..pH se señala que el mineral tuvo un buen comportamiento a la lixiviación, lo que evidencia la segunda columna desde donde se recogen los datos para la simulación del proceso. Se logró una recuperación de cobre cercana al 80%, valor considerado como criterio de éxito para minerales oxidados y ripios. - Además se observó una muy baja disolución del ión hierro lo que evidencia una buena actividad oxidante de las bacterias ferrooxidantes. Modelación y Simulación de Proceso Completo LX PP Limpieza de Soluciones para Minerales Oxidados y Ripios. - El Balance de Masas modelado entregó información relativa a un proceso simulado, el cual fue probado en columnas para conocer de las interacciones reales que inciden en la bioixiviación en continuo con la finalidad de poder acercarse en la modelación a la realidad y con esto minimizar los riesgos asociados al escalamiento de un proceso industrial. - Se procedió, en primer lugar, a generar cantidades de inóculo bacteria! para microorganismos ferrooxidantes y sulfooxidantes, los cuales fueron inoculados al mineral de dos formas: en la etapa de aglomeración y en el riego de la columna. - En las columnas de simulación dinámica se obtuvieron resultados a corto plazo de generación de ácido de hasta 2.6 gil, siendo esto no continuo en el tiempo. Sin embargo, en otra de las columnas se pudo observar la generación de ácido en forma creciente en el tiempo, alcanzando un máximo de 3.34 gil. No se observa una curva de agotamiento tipo campana. - Cuando no se adiciona bacterias al mineral se observa en los primeros dias una baja concentración de hierro en la solución de salida que rápidamente aumenta a valores cercanos a 20 gil en Fe. - Cuando se coloniza el mineral con bacterias hierro-oxidantes adaptadas a altas concentraciones de hierro disuelto y con adición previa de una solución de sulfato de sodio se observa una mayor diferencia entre las concentraciones de hierro de entrada y de salida, la concentración de salida se mantiene inferior a 5 gil, siendo el objetivo de Terral una disminución del 50% de las concentraciones de hierro en la solución. - La limpieza de solución, se realizó como segunda etapa de las columnas M, M2, M3, es decir, a los ripios que salen de estas ellas. De aqui se observó un efecto significativo de las bacterias permitiendo por un lado la oxidación y precipnación de hierro y por otro lado, generando condiciones que resultaron en una recuperación adicional de cobre muy significativa. INNOVA CHILE. Proyeclo Prnceso LX-PP.Urnpieza de Soluciones SociedadTerral S A. 4

115 - r~orottl.l Validación Estadística de Resultados Obtenidos en Pruebas de Simulación con Mineral Oxidado y Ripio - Las columnas desarrolladas para determinar estadísticamente el proceso, presentaron ser similares, cumplen con las recuperaciones previstas de cobre y consumos de ácido. La actividad bacteriana presentó un buen comportamiento, se podría decir, constante. - Sin embargo para el caso de la remoción de impurezas las columnas en riego tuvieron una mayor desviación unas de otras, pero se puede afirmar que las recuperaciones en solución siguieron siendo bajas, menores al.5% en fierro. - El análisis estadístico arroja que no existen mayores diferencias entre las desviaciones típicas de las columnas comparadas (C- y C-2). Mientras que el coeficiente de variación presenta una apreciable dispersión de puntos. De esto se deduce que el mejor indicador es el coeficiente de variación, al cual nos indica que la columna C-2 tiene un comportamiento más homogéneo en su funcionamiento. Estudios de Lixiviabilidad de Minerales Sulfurados - En el mineral existe efecto de materiales interferentes tanto del tipo reductor como del tipo intercambiador iónico. - La población bacteriana en el mineral, es determinante para poder obtener recuperaciones de cobre significativas, sin aumentar los consumos de ácido. - La prueba End Point deja en evidencia la existencia de minerales sulfurados, ya que al ser atacada la muestra (lixiviada) con ácido débil, fuerte y ácido fuerte en medio oxidante químico, se aprecia que la recuperación de cobre alcanza el 35 %, valor que es sólo superado al ser lixiviado con cianuro y agua regia. - En las pruebas de ISO ph se determinó que la condición más favorables es con un consumo de ácido equivalente a la cantidad estequeométríca de reactivos y un ph de 2. En estas condiciones se llegan a recuperaciones preliminares del 55%, siendo el objetivo final conseguir recuperaciones sobre el 60%. - Las pruebas en columnas ISO ph determinaron que el uso de bacterias inoculadas en el riego del mineral genera una respuesta lenta, obteniendo baja recuperación de cobre en el momento que fue detenido el riego. Sin embargo esta prueba genera dos nuevos caminos de procesamiento, uno con inoculación en el aglomerado y otro en el riego. Modelación y simulación de Proceso Completo LX-PP Limpieza de soluciones para minerales Sulfurados. - Las columnas fueron lixiviadas sin y con inóculos de bacterias, dándole tiempo a estas para su adaptación en el mineral antes de comenzar el ciclo de lixiviación. - Al ser inoculadas las bacterias en el mineral se genera una mayor actividad bacteriana, aumentando las recuperaciones de cobre sin incurrir en gastos adicionales de ácido, debido a la buena actividad oxidativa de la bacteria sulfooxidante. Lo mismo se puede señalar de la bacteria ferrooxidante la cual presenta una muy buena actividad, debido a la no recuperación del ión hierro en solución. INNOVA CHilE. Proyeclo Proceso LX-PP~ieza de Soluciones Sooedad T erra! S.A. 5

116 ("0~..0 IJ( OiU - Queda evidenciado que ambas bacterias tienen actividad oxidativa en el mineral y generan efectos positivos en la lixiviabilidad de los mismos, disminuyendo Jos consumos de ácido externos, ya que generan su propio ácido de Jos azufres reducidos como los sulfuros, y mantienen en el mineral los iones de hierro al ser estos oxidados de ferroso a férrico, siendo este efecto aún más positivo si se genera cuando el mineral se encuentra agotado y disponible para botadero, ya que ahí la generación de ión férrico y posterior precipitación, sea como jarosita o hidróxido, no inhibe la recuperación de cobre, simplemente porque este ya no existe. Validación Estadística de Resultados Obtenidos en Pruebas de Simulación con Mineral Sulfurado. - Las columnas desarrolladas para determinar estadísticamente el proceso, presentaron resultados muy similares, cumpliendo con las recuperaciones de cobre previstas de cobre y se confirma que con un mayor tiempo de riego se puede obtener un valor de recuperación aun mayor. - El análisis estadístico, comparando las columnas con la misma cantidad de datos, presenta las diferencias entre la desviación típica y el coeficiente de variación, donde la desviación típica presenta una mayor homogeneidad de sus datos en columna O y la con una mayor dispersión de datos para la C-07, cuando el coeficiente de variación nos muestra en realidad que la columna C-07 presenta una mayor homogeneidad de datos, y que la mayor dispersión de datos la presenta la columna 0. - De esta etapa se puede corroborar Jo anteriormente expuesto, y comprobar que es posible llegar a recuperar un % de cobre mayor a 69% al tratar minerales sulfurados, según técnicas y procesos en estudio. Diseno Y Fabricación de Equipos de Cementación para Aplicación a Nivel de Laboratorio. - Se diseñó, construyó y probó un equipo de cementación en distintas condiciones de operación, con el fin de estudiar las variables pedidas. - De las pruebas experimentales realizadas, se concluye que es posible producir cemento de cobre en forma económica y rentable, cumpliendo con los requerimientos impuestos como se Indica: - Se logró obtener recuperaciones de cobre por sobre el 80% previstas, llegando a recuperar prácticamente el 00% de estas. - Se analizaron distintos tiempos de residencia, siendo este menor a 35 minutos para obtener la recuperación prevista. Se comprobó que controlando la acidez en la solución se puede mejorar el proceso, con esto se obtwo una recuperación del 94.03% Cu, para un tiempo de residencia de 0 minutos y un consumo de chatarra de 2.8 Kg./Kg, Cu.. - El consumo de chatarra para todas las pruebas realizadas resuho se menor de 40 Kg. Chatarra Kg. Cobre. - Se lograron obtener leyes de cemento por sobre lo esperado, alcanzando un máximo de 88% Cu. - Se realizaron pruebas de cementación con equipos en serie recuperándose prácticamente el00% de cobre INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 6

117 .. (I"JM~ Df ont Pruebas de Factibilidad Técnica de Uso de Cemento de Cobre Para Obtención de Productos Derivados - Se diseñó un rectificador de laboratorio para la fabricación de subproductos de cobre a partir del cemento producido. Con el cual se comprobó que la obtención de estos es real. - Se adjuntan fotos de los productos obtenidos. - Cabe destacar que la celda de electrorefinación construida, presentó problemas después de un cierto tiempo de operación, esto nos lleva a elegir otro material para su construcción y mejorar el diseño. Evaluación Económica - Se hizo un estudio de mercado y técnico para la producción de subproductos de cobre a partir del cemento obtenido. Esto arrojó que el proyecto era económicamente rentable obteniendo un VAN (2%) MM$ 43, una TIR de 7.5% y un horizonte de inversión de 24 meses INNOVA CHILE. Proyecto Proceso lx.pp-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 7

118 r.oiitj;t.n DI" OIIU INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Umpieza de Soluaones Sociedad Terral S.A. ANEXOS

119 - c.tlii!j'.\t) Of OI:I.L ANEXO A: ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS INNOVA CHILE. Proy Proceso L.X.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA.

120 ~~::II:Otll A.. Mineral Pruebas Físicas Humedad Natural HOJA REGISTRO CARACTERIZACION FISICA DE SOLIDOS Peso Humado (g) 5,0 Peso Seco (g) 4,99 Humedad (%, base seca) o... Peso especifico Ripio Principal dato dato2 peso picnometro vacío (g} 24, ,0930 peso picnometro +muestra sólida (g) 34, ,8628 Picnometro+ muestra sófida +parafina (g) 5,8289 5,6673 Volumen del oicnomelro (o) 25, ,0977 Den~dadparnfinarn/ml) 0,803 0,803 peso especfflco (g/ml) 3,39 3,36 Angula de reposo dato dato2 L(m) 0,37 0,32 H(m) 0,25 0,25 Angulo do reposo (") Densidad aparente dato Altura total columna (m) 0,85 dato2 Altura li:>re (m) 0,43 0,40 Diametro columna (m) 0,65 Peso mineral cargado (kg) 9,7 Densidad eparente (<g/m3) -0 Altul'll Cllrg8... m peso cargado seco MINERAL Ripio Principal 7 peso c.rg~~do curado Area riego 0,0038 "" m2 densid.ap AltuTa final... m peso especifico porosidad; Fe: Flujo Entrada. Fs: Flujo Salida Nota: Se eonsiden. tiempo cero o inidlll. almommtu de c:ommmr el rie2o de b. c:ojumna. Tu 0 Ubm' Tu ll llhm' r- Fluio rie20... mllmm ~7 Flo'o rie-go Pc:so rq;ado,..,. P=pe:wado ~- Hdintmic.a 528 g kghoo m3!\on INNOVA CHILE. Proyecto Prooeao LX.PP-!.impieza de Soluciones Sociedad T emol SA,. ri~ """"" _ 94,0 8 ''"""'""' 766,0 8 ""'"""'!'='"""""... 58,0 g..., """'"' ""'"""'"""... Hdinmllc.a kghoo Hdinámica 0.0 m3lton... dato3 dato4 promedio 24,63 24,63 24,09 34,207 34,692 34,07 52,092 5,940 5,88 25, , ,0 0,803 0,803 0,80 3,59 3,4 3,44 dato3 dato4 promedio 0,29 0,35 0,33 0,25 36,66 dato3 dato4 promedio 0,4 0, ,22 6,477 Dosis acido curado 0,0 kgllon - kg Dosis agua cdo 2,90 lon/m3 3,44 tonlm3 5% -. 5 Ubm' r-,. Ubm' Flajlt riego.., mllmin 62,0 8 '="""" "' 495,0 g 0 ao perwlado ,0 g 72g ~:=~ -33& g Só!i±'>!!eCO.:ugg e 2kghoo Hdir:J.ámica l3kghoo O,OI2mMm 0,03 m3i\on 4,6% ~-'"'" lto

121 - V UllfrJ:"ii :Y OIU A.2. Botellas lso-ph Terral S.A. MINERAL: datos a ingresar Identiflcoci6n de lo prueba Tipo de botella Nivel de ocldez-ph de control Mineral Granulometrio Cabezo Peso seco Ley de Cu Ley de Fe Solucion.lixlvionte,. ' Volumen Tiempo UX Acldo agregado control %sólidos Soluc.i6n Rii:o '.. Volumen Cu Fe H+ ph Solución de Lavado Volumen Cu Fe H+ ph Ripios Peso Humedo Peso seco LeyCu Ley Fe Humedad ripio Relación ripio/cabeza INNOVA CHILE Proyecto Proceso LX-PP-UmpieZa de Soluciones Sociedad Terral SA Ripio Principal... 96% '. CALCULO DE PRUEBAS EN BOTELLA isoph con isoph con isoph con Contamedidas Contamedidas Contamedidas,5 2,0 2,5 00%- 00# 00# 00# kg 0,967 0,943 0,877 % 0,92 0,92 0,92 % 27,52 27,52 27,52 '.. ;,.;.... L,952 2,68,882 h g 50,88 35,47 28,7 33% 30% 32%.,"u L,70,75,69 gil 3,65 3,53 3,43 gil,00 0,56 0,38 g/l 7,50 2,60,2,5,62 2,05 '.,... ',.' '.. L,87,89,72 g/l 0,4 0,4 0,37 g/l 0,07 0,02 0,0 g/l 0,86 0,00 0,00,99 2,54 2, ' kg,2,06,00 kg 0,80 0,89 0,80 0,23 0,24 0,25 %' 30,76 29,75 30,46 39,6 9, 25,4 ' 0,83 0,94 0,9

122 ... CCl8IT'oO :JI o~u * Tipo de botella Balance de Cobre ". Cu cabeza Cu Aporte Curado Cu Aporte Sol LX Cu solucion rica Cu solucion de lavado Cu ripio analizado Cu ripio impregnado Cu Rec. Solución Cu Rec. Sólidos Cu cabeza calculada Rec Cu según solución Rec Cu según sólidos Rec Cu según cabeza cale. Cont. Metalúrgica Cu Ley de Cu Calculada Balance de Fierr!~ : ; -. ',.,;: '' Fe cabeza Fe Aporte Curado Fe Aporte So LX Fe solucion rica Fe solucion de lavado Fe ripio analizado Fe ripio impregnado Fe Rec. Solución Fe Rec. Sólidos Fe cabeza calculada Rec. Fe según solución Rec. Fe según sólidos Ree. Fe según cabeza cale. Ree. Fe según cabeza cale. Cont. Metalúrgica Fe Ley de Fe calculada Balcu!ee de áeldó : Aeido ingresa Acido SR Acido SL Acido impregnado Consumo de ácido Consumo total de ácido Consumo neto Consumo unitario INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP.Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA % % "' "' % "..,._- '." % % kg/tm " "' % " g kg/tan kg/tan kg áeido/kg Cu isoph con isoph con isoph con Contamedidas Contamedidas Contamedidas : ;_( -' _, ".. 8,885 8,664 8,058 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0, ,90 5,793 0,767 0,770 0,639,80 2,,979 0,30 0,069 0,075 7,077 7,029 6,507 7,205 6,623 6,54 8,757 9, , , ,4 80,8 77,5 77, ,9 0,96 0, ';l -.' J/, '-<:._, :"... '_,., -- ~ ~ - 266, ,307 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000,698 0,975 0,648 0,3 0,044 0,02 247, ,84 243,046 0,022 0,004 0,00,85,024 0,66 8,75-4,370 -, ,7 264,86 243,706 0, ,3 7,0 -,7-0,7 2., 0,9 0,7 0,4 0,3. '.:.. 9~r.t;,, ',~-- 25,77 28,09 27,79 _- ' 48,849 34,052 27,046 2,73 4,558,889,664 o o 0,2735 0,0000 0, , ,56 35,42 3,28 28,68 24, ,26 4,84 4,20 3,87 '

123 .y. (~TL-.n O( oru A.3. Pruebas End Point INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x.pp-lirf!lieza de Soluaones Saaedad T erra! S A. CALCULO DE PRUEBAS END POINT * datos a ingresar Identffic:aci6n de la prueba Mineral Composito Composito S.O.Uiometrla 00% # 00# Ensayo A B Cabeza Peso seco 9 50,00 50,00 LeydeCu % 0,92 0,92 ATAQUE: ACIDO ACETICO Volumen de reactivo ml Volumen de agua de lavado ml Soluci6n rica Volumen filtrado ml Cu gil 0,89,42 Solucion de lavado Volu..., filtrado ml Cu gil 0,03 0,09 2 ATAQUE: ACIDO SULFUIUCO Volumen de reactivo ml Volumen de agua de lawdo ml Soluci6n rica Volumen filtrado ml Cu g/l ,69 Solucion de lawu:lo Volumen filtrado ml Cu gil 0,0 0,06 3 ATAQUE: MEZCLA ACIDO SULRJIUCO FERRICO Volumen de reactivo ml Volumen de agua de lavado ml Solución rica Volumen filtrado ml Cu gil Solucion de layado Volumen filtrado ml Cu gil 4 ATAQUE: CIANURO DE SODIO Volumen de reactivo Volumen de agua de lavado Solución rica Volumen filtrado Cu Solucion de ICMida Volumen filtrado Cu 5 ATAQUE: A9JA REGIA Peso Humodo Peso seco LeyCu Humedad ripio ~loción ripio/cabeza ml ml ml gil ml gil 9 9 % % ,0 0, ,00 0, ,0 0,9 ~ 5!>0 0,00 0,0 36,6 32,5 26,8 26,7 o o 36,7 2,6 0,54 0,53

124 '*' UJII!DO Of OI'U ~~,~~!t~~l:~~~t:i~~r~~-l~:,_~; ::J,r: :,_~::~_,:: ;~~'t-~':;::~~~f-<;~~~~~~~ :::;:s.r:: :~;,-;::::<-,~.:~-:.:; _:::~-~>~::.': ---':':c.:,:-~,~:. ;'t.':? _.>:- _: -. Solubilización 0 ataque con acido acetico Cu solubilizado mg 354,64 593,43 Solubilización 2 ataque con acido sulfurico Cu solubilizado mg 6,35 307,78 Solubilización 3 ataque con acido sulfurico-ferrico Cu solubilizado mg 6,05 6,35 Solubilización 4 ataque con cianuro Cu solubilizado Solubles totales Cu mg mg 4,27 38,3 82,39 999,95 Contenido de insolubles: ataque con agua regia Cu insoluble Cabezas calculadas Cu Ley de Cu mg 0,00 38,3 0,76 0,00 999,95 2,00 * Ley de Cu analizada 0,92 0,92 % extracción Cu acido acetico Cu acido sulfurico Cu sulfurico ferrico Cu cianuro Cu soluble Cu insoluble 93,0 4,3,6, 00,0 0,00 59,3 30,8,6 8,2 00,0 0,00 INNOVA CHILE. Proyecto Prooeso l.x-pp-umpiezb de Soluciones Sociedad Terral SA. mg "' "' 'l'. 'l'. 'Y. 'Y. " "'

125 c.t:jn~ :x or.u A.4. Pruebas de Curado "" dato:s a ing"2sc' Dia d<r la,...ba Millenll...,lomatl"!o * HN *HI Consumo ócldo diseffo * Dosis ociclo l>osls de.,.. (diseño base cons. ácido) (cale. base soluc. a curado) (diseño base cons. ácido) (cale. base soluc. a curado).. Poso IIUOS'tra G eurctr' Peso seco.. Raposo Soluciona a cunado Acido 96%.. Agua * Refino a curado.. Electl"olito a curado INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erra! SA Ripio Princlpol PRUEBAS DE CURADO Con:lctarizacl6n químicct soluciones a a.~rad:o 2".. (g/l) Cu (gil) Fe(g!L) (%, b.s.) 0,54% Raflno 0,0 0,0 2,P (%, b.s.) 4,60% Elecfrolltv 0,0 0,0 0,0 (kglton) a,28 (%) 20''. 40''. 60''. 80''. 00''. (kg/ton) 6,26 2,5 8,77 25,02 3,28 (kg!ton) 6, #idiv/0 #idiv/0 (kglton) 2,49 2, ,49 (kg/ton) 64,58 64,58 64,58 #idiv/0 #IDIV/0! (kg) 8,673 3, ,000 0,000 (kg) 3,653 3,27 3,270 0,000 0,000 (h) (g) o o (g) o o o o o (ml) o o (ml) o o o o o

126 a'lll!...n DI' Ot:lL !>atoo opct'ciflo,. C. bazo P~so muest'ra a curar Peso seco " Peso mineral curado " Ley de cobre " ley de Fierro " Reposo Soluciona a curodo " Acido 96% Agua Refino a curado Electro lito a curado Soluciones ofiuen'hos lavado Volumen agua de lavado tiempo de lavado tiempo fittración " Volumen filtrado Cu " Fe... ph 2 lavodo Volumen agua de lavado tiempo de lavado tiempo filtración V o fumen fi ttrado Cu Fe..... " ph Ripios " Peso ripio humedo " Peso ripio seco " Ley Cu " Ley Fe Humedad ripio Relación ripio/cabeza INNOVA CHILE. P!Oyeclo Proceso LX-PP-lirnpieza de Soluciones Sociedad T erral SA - - (kg) (kg) (kg) ('.) ('.) (h) (g) (ml) (ml) (ml) L m in h L gil gil g/l L m in h L gil gil gil kg kg '. '. ' a. 67 8,289 3,653 3,27 8,909 8,508 O!l2 O!l2 27 /'>2 27, ,0 0, o. o o. o 7,88 7, S 7,808 6,674 0,96,26 0,02 0,29 0,00 o. 00 8,68 2,42 7,88 7, ,808 6,979 0,5 0,29 0,00 0,02 0,00 0,00 4,87 3,9 4,79 3,705 3,484 8,58 o,n 0,66 29,04 29,8 2,7 7,3 0,94 0,97 8,288 0,000 3,270 0,000 8,58 0,000 O!l :;2 27:; o. o 0,0 0,0 76 0,0 o. o o. o 7,086 0, o 2 o 6,744 0,000,62 0,00 0,65 0,00 0,9 0,00 2,0 0,00 7,086 0, o 2 o 6,048 0,000 0,24 0, ,00 0,00 0,00 8,28 0,00 3,659 0,000 3,25 0,000 0,57 0,000 29,98 0,000 7, #ID IV/O! 0,96 #idiy/0 0,000 0,000 0,92 27:;2 48 0,0 0,0 o. o o. o 0,000 o o 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000 o o 0,000 0,00 0, ,00 0,000 0,000 O,DO O,DO #IDIY/0! #IDIY/0 ' l-"!

127 ('OII!J', O ~ Of'U A. S. Pruebas Columnas lso ph Para la Columna de prueba lso ph, se tiene: a ~ S ~ t Diego de Almagro RECUPERACIONIRAZON DE RIEGO VS. TIEMPO RIEGO ~------~------~------~----~------~------~ DO...; ~ j ~ ~--- -.: ~ i--- j i ~ ~ l - - : : j j "" o 0 '" : 5 i ~ l~ '... ;.. ;..... i ; ! ~ -----: ~ i : ,5 E ::r:+ =r=" =Ei=r=J ( ~ i ,..... o 5.g t.!...,:,,,,.,....' f ,5 L------L----~------~----~-----L----~------~----~4 o Tiempo de Rfego (dlas) -%Rac.OI(c.tlle.).f. -%Riioc:.OJ(~) -+-%Rac.OJ(oU::.) ~====~~~ APORTE/CONSUMO ACUlO VS. ~Novafec RAZON DE RIEGO ~--~~~---,---, ,5.. r., ~ ~ i..;,... l.... 7, ~ l.... 2,5 ---~ : j ' '... ~...:...]...: f ~ i ,5 INNOVA CHILE. Proyecto Prooeso LX.-PP-umpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A..... : : --:r ~ ;...: ~ :--- ~. 2,5 -~ - ~'4t~~~-\i ~ --i. ; 'j: ~ '-t--t--l-b::+-!-.:+;.. :.:IT ! + lo:<--o-o-o o-o~.oo-'2-ot\<.... ~---- ol<~ ~ ~ --~ ----~ ~ ~ ----~ --~ ~~ ~----~------L-----~------~ o o 0,25 0,5 0,75,25,5,75 2 Razón de Riego (m 3 TM) ;; 70 ~.[ 60 il K " "" 6 e! "" "' \~

128 ... tt'lllrj...o Clf CHl 4. RECUPERAaONICOSTO MARGINAL VS RAZDN DE RIEGO ~- 00..,---~----~--~--~~--~--~----~---, ~ : r : ~ ! ,0 80 :. L ~ i l... f... _ ~ TO......_ t , ;.. - f e.... ~ -----~--- --~ : T ,6 e ll JI ~ ~ , : t o i i ---~... L... l L L ~~--~----_L L ~----~--~~ o o,u 0,0 0,76,25,6,76 2 Razón de Riego (m 3 TM) -'~~~ Rec.Cu{c.rec.) & -,, Rec. OJ(56ilos) ----'~~~ ~.Cu(soUc.) -RecJAbat.Fe(l<gfT't.4 -eos.margin.(clta) Para la columna de referencia para la simulación del proceso lso ph 2, se tiene: Diego de Almagro RECUPERA.QONI'RA2DN DE RIEGO VS TIEMPO RIEGO 00,-----~----~------~----~----~------~----~-----, ' -... i-;;; ---"' ~ , t TO, " j.. ~..i :- :... L... l ~ ~--- -:- f e ll -! + i ~ /_.. 20 ::-- :..: - _ : INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA o_ _.,:~-~-~~ : =-<~-I : _- 0.!. : ~--- - ~ : ; _: r:= -: _::-.:.!i!navatao 4,5 ' ::.... )... ;... _ 2 >o :.j_: - -- ; f :... ~ : i 4,6 -~-----~----~----_L L ~----~------~--~~ o , Tiempo de Riego (dias)., Ra::.OJ (c. rec.) & "'Rae. Cu(sóilos) -"'Reo:. OJ (so;u;;.) -RecJAbat.Fe{~ -~Licit.(~ " ~

129 ...,. ClOIII'u:o.a 0 or:u:!l p 2, , ,5 5 2,5 o -.~-.. -~ -- _,, -_..._~..... Diego de Abntlgro il.. ~ e -o..,.. ~ APORTEICONSllt'IO ACIDO VS. RA2DN DE RSEGO : ~ : l j r so --;-- [.,.....; r ~ ).. [._ ~ l.l... j! : - : : -...L...l... j~~:~ ~ ;; ~=~;:~=Iz:=~~Jk~:::_ :: r :-:::::;:::: ::: :::: :: :: ~::::::: : : ~:: :::::: =~= ="""'"-i---'-- ---'-----'-----' '- o o 0,25 0,5 0,75,25,0,75 2 Raz6n de Riego (m 3 /TM) 4. RECUPERACIONICOSTO MARGINAL VS RAZON DE RIEGO ~ -:- -...: , ~ ,6 ~ ll l... l ~--- -L---.. t + -:- [ ~ 30 -~ - - -~ - + ~ 7,6 ~ 20 -; -~ -: ; INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x-pp-umpieza de Soluciones Sociedad Temol SA 0 t ~ 2,6 o 0. -~ --~ o 0,25 O, S 0,76,2!5,5,75 2 Razón de Riego (m /TM) -% Ree. OJ {c. r&e.) & % Rec. OJ (só!dosj --+-% Reo. O! {sotlc.) Fe:.JAtat~Ko'TJo.4) -o:.s. lkrgil. (cjb) so so 6 2,5 0 o I a J ~.. ~ ~ ~ "' ~ ~!!! u...:i " i ll

130 mllr.j.~ ot 0: ANEXO B: MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX-PP LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A.

131 "" ajiitr.n or oru 8.. Modelación matemática para el proceso completo LX PP Limpieza de soluciones. B e o E F G H TABLA DE AJUSTE DB. BALANCE DE MATERIALES 5:: AJUSTAR LA MODULACION DE LA PILA PARA LA CONCENTRACJON DESEADA EN LA SOLUCION RICA. TASA DE RIEGO INSTANTANEA EFECTlVA l'lncluve mua e eva!xjfciónl. MODULO$ EN RIEGO INSTANTANEO CON REFINO 6taa meclalrnódulo. CANTIDAD DE MODULOS INSTALADOS!:las de carga/modulo CANTIDAD DE MOOULOS GENERANDO SOLUCION RICA CANTIDAD DE MOOULOS RECIRCULANDO SOLUCION RICA CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCJON RICA!caudal solución rica ls-3: EN ESTA SERIE: ~SE ANULAN SIMUL TANEA.MENTE LOS VALORES EN CELDAS DE REFERENCIA PARA BALANCE SIMULTANEO. CONCENTRACION DE CLORUROS EN PLS DE UXMACIÓN IRe~.CI-. CONCENTRACION DE FIERRO EN PLS DE UXMACION IRe~.F RIPIO Y DE LA LIMPIEZA DE SOLUCIONES. TOTAL DE DESCARTE DE SOLUCION DE PRECIPITACION DE PlANTA COMPLETA. RAZON DE RIEGO PARA ABATIMIENTO DE FIERRO dlaslcitb TASA DE RIEGO INSTANTAHEA Módubs mnables a tasa rieno. CONCENTRACION MAXJMA DE e. EN SO LUCIO N RECUPERADA IR,.. e. CONCENTRACION MAXIMA DE H+ EN SOLUCION RECUPERADA... H+. DOSIS EFECTIVA IAcldo e curado: ahlstar v anular excaso ícido de ststemal EXCESO DE ACIDO DE SISTEMA((-)=:> reposición a 8flnc; (+)-> excaso a restar curado) ~c. Tot. curado fi8: INCORPORAR DATOS DE PRUEBAS PARA BALANCES DE COBRE Y DE ACIDO Y SUS VALORES DE EQUIUBRIO NOTA: Los datos a continuación son estimados e falta da Druabas metalú~. a amt~r de las razones dt Jbdvlación indicadas RAZON DE RIEGO (SOLO CON REFINO) PARA AJUSTAR LA CONCENTRACION DE COBRE EN SOLUCJON RICA RAZON DE RIEGO CON PLS PARA AJUSTAR LA CONCENTRACION DE COBRE EN SOlUCION RICA. RECUPERACJON DEL MINERAL REGADO CON PLS PARA PLS IDa referencia, sealin ácido disnonlbtel ACIDO NECESARIO PARA EL CONSUMO DEL MINERAL REGADO CON PI..S PARA PI..S - roi!di'ueba de abatimiento r CONSUMO DEL MINERAL REGADO CON REFINO ACIDO AGREGADO A LA SOLUCION RICA PARA EL RIEGO DE MODULO$ CONCENTRACION DE ACJDO RESULTANTE EN SOL.UCION RICA A RIEGO CONCENTRACION DE ACIDO RESULTANTE EN SOLUCION ACIDAA RIEGO A RIEGO INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-UITjlieza de Soluaones Sociedad T erra! S.A. lru..t PlS res.ultanta irh+i PLS "'~"'" llm2"u n n n " """" lne lofon m3díe m3/tm llm2'u 'ae.n oh+n KaAc/TM IAc/d j,(;:,m.,- m3tm De lso-oh-2 " - KgAoiTM Kok/TM taclcfia J ~IIQ,(6 z 85,23...,000 6,000 57,986 2,825 0, o.ooool,(300 0,00 38,793,773 5, ,000 0,600 0,000 2,700 2,500 2,23' -0, ,368 0,456 0,442 7,7"' 7,886 8, ,500 0,86 0,500 2,90 9,593 K >'

132 EMPRESA : SOOEDAD TERRAI.. $A.. PROYECTO :INNOVA, PRODUCCION LJMPtA Y RENTABLE DE CElllENTO DE COBRE AL.TERNA'nVA : PI..MTADE LXVtAC0N, PREOPITACION, EXTRACCION POR SOLVENTES,CRISTAI..IZACON Y ELECTRO OBTENCION. CONFIGURACION :ETAPAS 8X: 2E+L+CR; USA P'RECIPfTACION Y CATC)COS INIOALE8,... : l«tdelacion DE Co"FII'aDADES IEMQR&ADE CALCULO DEL BAI...AHCE DE MAT~ EN ETAPAS GRANULOiilllETlUA 00%AU MINERAL MODELA Ripio Prlnc:lpd HECHO POR :C. AVENDAÑO DIAS CONSIDERADOS POR Aio (COMO COBRE FINO TOT.._ PR.ODUCCJON NOMINAL VENDIBLE flnc:luicia.-c:mzocr. ""*'- ~~ LEY DE COBRE DEL MINERAL LEY DE CI..ORUROS SOLUBLES DEL MINERA. (Valclr.u puesto] LEY DE FIERRO 80LU8L.E Da. MINERAL (Valw de prwt..) Hl.IMEDM) NATURAL DEL MINERAL (VaiDt SllpUHtO) RECUPERACION PREVISTA RELAOON DE PE80a RlJ>IOIMINERAL DOSIS ESTIJOtADA DE N:IDD EN CURADO AZUFRE AGREGADO PARA GENERAR DENSIDAD APARENTE ALTURA DE APit.AMIBfTO TASA DE EVAPORAQON (Ritfedchla MIMral &.jo RJ.go) DOSIS DE UQlRDO PARA AGLOMERACION DE MINERAL HUMEDAD DE CMPREGNACIOH DE MINERAL (Vator~J FACTOR DE LAVADO DE RIF'tOS(Irnpns nación a 80tuta. "'ftnallnfcld"') CONSUMO TOTAL DE ACIDO DEL MINEtAL TOTAL DE DESCARTE DE SOLUCION DE PRECIPITACJON DE PLANTA COMPLETA DEHSIDAD DE SOLUCIONES DE RIEGO DE PILAS (REFINO A RIEGO) DENSIDAD DE SOLUCIONES EFUJENTES DE PILAS CONCaiTR.AOON DE ACIDO UBRE EN 80LUCION RICA CONSUMO ESTIMADO DE CHATARRA. DE FIERRO HUMEDAD RETENIDA PRECIPITADO ESTRUJADO LEY DEL PRECIPITADO INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x.pp-umpieza de Soluciones Sociedad Tonal S.A.

133 ..... ~IXOI!U B e D E F G H r EMPRESA : SOCIEDAD TERRAL S.A. PROYECTO : IMNOVA, PRODUCCION UMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO DE COBRE PI.AHTA :PLANTA DE UXJIIIACK)N, PRECIPfTACION, EXTRACCIOJI POR SOLVENTES, CRJSTAL.IZACION Y ELECTRO OBTENaON. CONFJOURACION :ETAPAS SX:2E+l+CR; USA PRECIPfTAaON YCATOD0$NJCIALES. MATERIA : MODELACION DE CAPACIDADES MEMORIA DE CALCULO DEL BAUHC! De MATERIALES EN ETAPAS. UNIDAD CA~..CULOS DE LOS BALANCES DE IIIAiiAlt (V~,.,_rwnc._) CALCULO$ D! LA UXMACION MINERAL REQUERIOOPARA PROCt..COON TWdl TASA DE RIEGO, PROMEDIO PO~ Dl.RACION DEL CICLO DE LIXIVIACION ~u ""'"' OlAS DE o.rga DE Mlr-ERAL POR MODULO ~u MINERAL UXIVWIIDOSE EN PILAS (Antes de termw!ar ciclo$ da riego) TM AREA MEDIA Da APILAMIENTO m2 RIPIO ABANDONADO (BaH seca) TMidla MINERAL CARGAOO POR MODULO TM/m6d. CANTIDAD DE MODUI..OS CARGADOS POR AÑO AREA MEDIA POR MOCU.O ""'"" m2 CANTIDAD DE MOOU.OS GENERANOO SOLUCION RICA. (JNSTANTANEOS) CANTIDAD DE MODU.OS EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCION ACitl' CANTIDAD DE MODU.OS EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCION RICA REORCUL.ANTE MINERAL EFECTIVAMENTE EN RIEGO INSTANTANEO OONSOLUOONACIQI\ (EquMI.Ie apro~ al que genera ~:olución!ica) TM " MINERAL EFECTIVAMENTE EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLOOON RICA. TM GENERAL De RIEGOS Y DRENAJES DE MODULO& BALANCE DE MODULO$ AGUA IN.::ORPORAI)tl.. A LIXIVIAOON EN HUMEDAD 08.. MINEAAL m3/dfa DOSIS CE UQUOO EN MlfiERAL YA "NJ.LOMERADOICURADO" VTM UQUIOO A NJ.LOMERACIONICURADO m3~ LIOUIOO TOTAl IMPREGNADO EN MINERAL OJRADO m3/0o AGUA FAL TANTE PARA IMPREGNAR DE HUMEDAD AL MINERAL CONSUMO DE UQUDO EN COMPLETAR IMPREGNACION DE MINERAL m3/~ "" LIQUIOO TOTAL IMPREGNADO EN MINERAL EN RIEGO (NO INCtUYE HUMEMD PASANTE) m3/0o AGUA PEROD'EN IMPREG~OON DE RIPIOSA UMPIEZADESOLUOÓN m3/0o DEVOLLCION DE SOLOOON DURANTE El ESTRUJE ANAL CE RIPIOS mtes DE LIMPIEZA TASA DE RIEGO INSTANTANEA EFECTIVA (al mine.al, después de péráda$ por evaporación) Um2'h< """"' CAlJDAL INSTAA'TANEO DE RIEGO POR MODULO mjicfalmód. EVAPORACION DE SOLUOON POR MOOU.O m3cfa/m6d. ESQUEMA PRELlMlNAR DE TIEMPOS DE TRATAMIENTO Da UN MODULO -PERIODO DE RIEGO CON SOLUCION ACIOA (cfas ealenclarb; incluye riegos y r&posos) da - PERIOOO DE RIEGO CON SOlUCION RICA RECIRa.JlANTE (dlu calenclaro) Ou - PERIOOO DE GENERACION DE SOLOOON RICA (dlas calendario) O u CAUOo\. TOTALI:E SOLUCION ACIDA NECESARIO PARA RIEGO DE MCO.JLOS m3/dla EVAPORACION DE AGUA. EN UXMACION (De sector en riego con sowclón 6cicla) m3/0o CA.IJIYoJ. DE SOLUOON PARA REGAR MOOULOS QUE GEI'ERAN PLS m3/do CAUDAL DE SOLUQON RICA NECESARIA A REORCULAR AL RIEGO DE MODULOS m3/<fo EVAPORACION DE SOLUQON RIEGO DE MODULO$ EN RIEGO CON SOLUCION RICA PERDIDAS TOTALES DE AGUA. POR EVAPORACION EN TOOl. LA PILA ""'"' ""'"' CAUOo\. DE SOLUaON DRENADA DEL SECTOR REGADO CON SOLLCION AODA. m3/0o CAUDAL TOTAL CE SOLUCION RICA OBTEMOA POR RIEGO DE la PILA m30 CAUOIU. DE DRENAJE DE PLS A POZO DE PLS DESDE RIEGO CON PLS RECIRQJLAOO m3/do CAUOIU. DE PLS A PLANTA DE PREOPITACIÓN m3/do BALANCE DE LA SOLUCION ACIDA: CAlll:W. DE SOLUOON ACIDA NECESARIO PARA MOCULOS EN RIEGO CONTJMJO NECESIDADES TOTALES DIRECTAS DE AGUA PARA LA LOOVIACION (CURADO Y RIEGO) CAUOIU. DE SOLUCION ACIDA NECESARIO PAAA USOS EN UXMACION (Riego y Curado) CAlJO'o.l DE SOLUOON RICA A RIEGO DE PILAS (Instilada) CALCULO$ DEL BALANCE DE ct.oruros Y DE FIERRO APORTE DE CLORUROS DE AGUAS DE REPOSICION QUE INTEGRAN CLORUROS A LIXMACION APORTE DE CLORUROS DE AGUAS RECLf>ERAOAS DE PURIACACION APORTE DE CLORUROS DEL MINERAL TOTAL DE APORTES CE Q.ORUROSALAUXMACION CLORUROS CONTENIDOS EN RIPIOS~ (S. consideran llrlalmenl8 abalidcs) ClORUROS EN EL DESCARTE EVENTUA.L DE SOLUOON DE PRECIPITAOON CLORUROS EN PlS A PREO PIT AOÓN TOTAL DE SALIDAS DE Q.ORUROS REPOSIOON DE CLORUROS A LA LIXIVIAOON CONCENTRAOON ce RERRO DE la SOLUCION AOCA A RIEGO APORTE DE A ERRO DEl. MINERAL APORTE DE A ERRO DE LA SOLUOON RECUPERADA A laelapa DE UXMACION AERRO IMPREGNADO EN RIPIOS DE LA ETAPA DE LIXI\IIACION AERRO EN PlS A PREOPITACION REPOSIOON DE FIERRO A LA ltxmacion CALCULOS OEL BALANCE O! CO!RE RECUPERACION DE COBRE POR TONELADA DE MINERAL COBRE CONTENIOO EN MINERAL ALIMENTAOO COBRE CONTENIOO EN RIPIOS ABANOONAOOS LEY DE OOBRE DE RIPIOS COBRE RECUPERADO DIARIAMENTE DB. MINERAL DE LA PILA INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-!.impieza de Soluciones Sociedad T eoal SA Prod m3/0o m30 S.ACI[lii.RIEGC m3dla ""'"'' tclldla "" tcvdla """'' """'' tal~ """' """' gfoji tfeldla "'"""'!Faldla tfelcfa tfeldla K CWioo!Cufd!a... " """"'' """"".. ~... J m: lmp.jplsiref. pl20,0 gil K '";; 3, 23, ' "" 875,000 63,333 n ,402 85,227,000 5,000 6,000...,.. 063, , ,897 3,620 wo 9,67 8,783 0,383 2,273 ' "' 0,36 SOI..UC. ACIDA 0,636 2,764 2>"Xl SOI.UC. ACIDA 6,364 0,678 35,000 44,88 73,636 0,83,49 SOI.UC. AaDA 8,069 3, !PREOPITACION 57,986 ~OLUC. ACIOA. 6,364 n."' 368, ,909 0,002 0,009 0,005 0, DESC PREOP. 0,000 0,02 0,06 0,000 0,332 0,030 o. m 0,006 0, ' "'.550 0,,.. 0,7A "" ' "' lp

134 .. '*' ~:li!oi:lt PROYECTO PLANTA CONFICURACION : INNOVA. PRODucaoN LIMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO D! COBRE :PLANTA DE UXMACION, PRECIPrTACION, EXTRACCION POR SOLVEHTES, CRISTAI..IZACION Y ELECTRO OBTENCION. :ETAPAS SX: 2E+L+CR; USA PRECIPITACION YCATODOS INICIAL.ES. CONSUMO TOTAL DE ACIOO POR EL MINERAl ACUlO SULFURICO A CURADO POR IMPREGNACIÓN (SEGUN OOSIS OPTIMA) ACIDO SUI...FURICO FRESCO AAGLOMERA.OON.CURAOO (SEGUN DOSIS EFECiiVA) AaDO COMERCIAL FRESCO AL QJRAOO # EXCESO DE AOOO DE SISTEMA (( }'<> reposicion refilo; (+)a:> exceso a ~re auaó:l) NOTA: Una wz ~~justado el valor de UMa antatlor a una cifra negativa o lgnfa cem, dabe usame asa dósb ch cunldl;) y fto la indk:acla en los par;tm.tnts, CONSUMO NETO TOTAL DEACIOO POR EL MINERAl RECOMPOSICION DEL CURADO CON SOLUCION RECUPERADA AGUA RECUPERAJlo\. DESDE LA SOLLCION DE PREOF'ITAOON, LUEGO DE LIMPIEZA DE SOLUOONES AGUA RECUPERAD~'. REQUERID~'<. PARA QJRAOO APORTE DE ACIOO DE LA SOWCION REOJPERADA Al CURADO TOTAL GENERAl DE ACICOAPORTPtx>ALCURADO DOSIS EQUIVALENTE DE CURADO NOTA: Se debe comparar tsta dósb aqulvatente con la "d6sls óptima de prutbiis mttaldrglc.. ", si la clfnl,.. sub superfot a aija, antonc.. puede traducirse en pnsenela de ic:ldo an solud6n rtc.lnlclal, CONSUMO DE ACIDO POR IMPREGNA.CION DEL RIPIO (Base: TM mr.el f~esi»} CONSUMO DE ACIDO POR IMPREGNACION DEL RIPIO (Base: TM mnn:l fmsco) CONSUMO BRLJTO TOTAL OE ACIOO SOLO OO. MINERAL ALIMENTADO (VER NOTA:) NOTA: Dab continuación urfan d pruebas rn.talllrgicas. partir de las rwonn de lb:lvlatl6n lndlclldas YERIFJCAaON DEl. BALANCE DE ACIDO EN EL RIEGO ACIDO TOTAL A CURADO DE MINERAL ACIOO AGREGADO AL RIEGO CON PLS ACIOO AGREGADO AL POZO DE SOLUOON ACIDA FRESCA CONSUMOS NETOS INFORMADOS Y CALCULADOS DE ACtDO SULFURICO MODULOS EN RIEGO CON SOLUCION ACIDA PERIODO CALENDARIO DE RIEGO DE UN MODULO CON SOLUCION AaQo\ COBRE RECUPERADO DEL MINERAl POR EL RIEGO CON SOLUCION ACIDA TOTAL DE COBRE EN SOLUCION RICA A PREOPITAOON CX>NCENTRAOON DE COBRE DE LA SOLLCION RICA RAZON DE RIEGO WN SOLUCION ACIDA Y AGUA PARA AJUSTAR CONCENTRACION EN SOLUCION RICA COBRE APORTADO POR REO.JPERACION DESDE EL MINERAL REGAOO CON PLS RECIRCULANTE APORTE DE COBRE A LA PILA POR RIEGO CON SOLOOON RICA ACIOO CONTENIDO EN LA SOLLICION ACIDA PARA RIEGO DE PILAS ACIDO REMANENTE EN LASOLUCION RICA DE PILAS APREOPITAOON ACIOO CONTEt>IOO EN LA SOLUCION RICA REORCUI..A!lA AL RIEGO DE MODULOS ACIOO ADOPTADO DE AGREGAR A LA SOLUCION RICA PARA B. RIEGO DE MOOUlOS ACIOOCONTENIOO EN LASOLUCION RICA AL RIEGO DE MOOU..OS CONCENTRAOON DE AOOO DE LASOLUCION RICA RECIRCULADA. AL RIEGO DE MODULOS TOTAl OEACIOO DISPONIBLE PARA EL Sé'CTOR DE RIEGO CON PLS {Cutado, Riego y Aporte Extamo) EQUIVALENCIA UNfTAALA DE LA DISPONIBILIDAD DE AOOO ACIDO CONSUMIBLE POR B.. MINERAL EN El. RIEGO CON SOLUCION RICA ACIOO REMANENTE EN LA SOLUOON RICA GENERAO'\ POR El RIEGO CON SOLUCION RICA CONCENTRAOON Of AOOO EN SOLUCION RICA DRENADA O: SECTOR REGAOO CON REOROJLACION DE SOL. RICA AODO CONSUMIDO POR B. MINERAl EN El RIEGO CON SOLUCION AOOA (lndjye ínpregnación ripio) AZUFRE A AGREGAR EN CUAAOO PARA LA GENERACIÓN INDICADA ACIDO TOTAL GEN::RAOO POR El AZUFRE AOCO REMANENTE EN LA SOLUOON RICA GEN~ POR El RIEGO CC»J SOLUCION ACIDA CONCEN'TRAOON DE AOCO EN PLS I:F:ENAOO DE SECTOR REGADO CON SOLUCIONA ACIDA CONCENTRAOON DE AOOO CAJ..Cl.LAOA EN TOTAL CE SOLUCION RICA DRENADA INGRESO CE Ac./00 EN la SOLUCION RICA A PLANTA DE PRECIPITACION AOOO REQUERIOO DE AGREGAR EN POZO PAAA FORMAR SOLLOON ACIDA AOOO COMERCIAL REOUERIOO DE AGREGAR EN POZO DE SOLUOÓN AaDA NECESIDAD ADICIONAl. DE AGUA INDUSTRIAL PARA LA UXMACION {al pozo da solución éeida) TRASPASO OE AGUA REOJPERADA Al POZO DE SOLLJaON ÁOOt\ APORTE OEACIOO DE LA SOLUCION REOJPERADAA la SOI.OOON ACIDA FRESCA TOTAl OEACIOOEN POZO DE SOLUCION ACIOAA USO EN RIEGO DE PILAS CONCENTRAOON FINAl DE AOOO. EN SOI..UOON ACIDA A RIEGO INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA,, ,856 24,073 3,.(59 2,083 2,039 2,.(6,66.0,476 0,368,2,&7 0,589 0,029 O.Ol7 0,86 "' "" 40,685 0,3 0,589 9,593

135 .y. U-.!!'An l'lr OlfU PROYECTO PlANTA :INNOVA, PRODUCCION LIMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO DI! COBRE! :PLANTA DE UXIVIACION, PRECIPfTACION, EXTRACCION POR SOLVENTES, CRISTAIJZACION Y ELECTRO- OBTENCJON. CONFIGURACION : ETAPIU SX: 2E!+L..-tCR: USA PRECJPITACION Y CA TODOS INICIALES CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION RICA COBRE CONTENIDO ETAPA Etapa Eli!lpa2 Etapa3 Etapa_. Etapa 5 Ell!lpa 6 Etapa 7 PROOUCCION DIARIA DE COSRE COMO PRECIP!TAOO CONSUMO DIARIO DE CHATARRA CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION PRECIPITADA CONCENTRACION DE FIERRO DE LA SOLUCION PRECIPITADA MASA DE PRECIPITAOOSECO AGUA EN PRECIPITADO HUMEOO AGUA A LAVAOO DE PRECIPITAOO CLORUROS EN PRECIPITADO FIERRO IMPREGNADO EN HUMEDAD DEL PRECIPITADO LAVADO F'IERRO EN EL DESCARTE DE SOLUCION DE PRECIPITACIÓN SOLUOON A POZO DE SOLUCION DE PRECIPITACIÓN CONCENTRACION DE FIERRO DE la SOLUC0N DE PREOPITACION EN POZO FIERRO CONTENIDO EN LA SOlOOON DE PRECIPITACION A LIMPIEZA CONCENTRACION DE Cl- DEl DESCARTE DILUIDO CONCEf'lrRACION DE ACIDO DEL DESCARTE DILUIDO EN POZO -- ' EGte prooedlmiento de "'luto-neutrall%ación" ahorr.j: simultanea mente cal e ~stalaclonas, dado que 05 reskluo5 "''dan inpragnando a los ripios abandonados y colabora con las economras de No obstante lo mencionado, este efe<:to dependen! de la dlsponlblldad da areas de riego en los ripios abandonados (en otras palalns. dependeré de los ripios deposlbldos), y da la capacidad d8 OURACION DEL CICLO DE LIMPIEZA DE SOLUCIONES RIPIO EN RIEGO PARA limpiar SOLUCIONES EN Pll.Jl.S (Antes de terminar ciclo5 de limpieza) AREA MEDIA POR MODULO DE RIPIO CANTIDAD DE MODUt.OS LIMPIANOO SOLUCIONES ONSTA'IIT ANEOS) CANTIDAD DE MODULO$ EN RIEGO INSTANTANEO CON sot.ucion TRATADA RECIRCULANTE RAZON DE RIEGO DE RECIRCUlACION DE SOLUCION TRATADA BALANCE DE MODULOS AGUA PERDIDA EN IMPREGNACION DE RIPIOS ABANOONADOS CAUDAL INSTANTANEO DE RIEGO POR MODULO MOOULOS REGABLES CON El DESCARTE DISPONIBLE DE PRECIPITACIÓN RAZON DE RIEGO CON SOLUCION DE PRECIPITACION ESQUEMA PRELIMINAR Da TIEMPOS DE TRATAMIENTO DE UN MODULO -PERIODO DE RIEGO CON DESCARTE DE PRECIPITAOON (dlas calencario; incltl}'e nego5 y Alpl&O$) PERIODO DE RIEGO CON SOLUCION RECUPERADA RECIRCt.II..ANTE (di as ealendario) PERIODO TOTAL DE GENERACION DE SOI..UCION REa.JPERAOA (das ealendario) EVAPORACION DE AGUA EN LIMPIEZA DE SOLUCIONES (De ecjr.n riego c:on 50iueion de ptecipitación) CAUDAL DE SOLUCION NECESARIA PARA REGAR MODl.LOS OUE U M PIAN SOLUCIONES CAUDAL DE SOLUCION RECUPERADA NECESARIA A RECIRCUlAR AL RIEGO DE MODULOS EVAPORACION DE SOI..UCION RIEGO DE MODULOS EN RIEGO CON SOLUCION RECUPERADA CAUDAL TOTAL DE SOLUCION DRENADA DEL RIEGO DE LA PILA DE RIPIOS AGUA RECUPERADA QUE RETORNA Al PROCESO DE LIXMACION DE MINERAL INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral S A. 340,26, ,8,576 0,89 0, , ,5< 85,227,000 6,0 o... 8,783 7,634 2, ,678 27,980 69,805 0,83 l tp

136 r.c'.intf:',jo :X om B e o e F o H ' EMPRESA PROYECTO PLANTA : SOCIEDAD TERRAL &.A. : INNOVA, PRODUCCION LIMPIA Y RENTABLE Pe CEMENTO DE COBRE : PLANTA DE LIXIVIACJON, PRECIPR'ACJON, EXTRACCION POR SOLVENTES, CRJSTAUZACION Y ELECTRO- OBTENCION. CONFIOURACJON :ETAPAS SX: 2E+l+CR; USA PRECIPJTACION YCATODOS INICIALES. MATEIUA : MODEL.ACION DE CAPACIDADES MEMORIA DE CALCULO DEL BAlANCE DE MATERIALES EN ETAPAS. CALCULOS DE LOS BALANCES DE MASAS CAl.CULOS DE. BALANCE DE CLORUROS Y DE FIERRO EN LIMPIEZA APORTE DE O..ORUROS DE AGUAS A TRATAMIENTO DE RECUPERAOON CLORUROS IMPREtJN.AOOS EN RIPIOS DESDE LIXIVIACION TOTAL DE APORTES DE Q.ORUROS Al PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS NUEVOS CLORUROS IMPREGNAOOS EN RIPIOS FINALES ABANDONADOS CLORUROS TOTALES IMPREGNADOS EN LOS RIPIOS ANALES ABANDONADOS CLORUROS EN El AGUA RECUPERADA. QUE RETORNA A UXIVIAOON TOTAL DE SALIDAS DE ClORUROS DE LA RECUPERACION DE SOLUCIONES REPOSICION DE ClORUROS A LA U M PIEZA OE SOLUCION A ERRO EN EL AGUA RECUPERADA A CURADO Y SOLUCION ACIOA FIERRO CONTENIDO EN LA SOLUCION DE PRECIPITACION A LIMPIEZA FIERRO CONTENIDO EN LA SOLUCION RECUPERADA. RECIRCIJl.AOo6. Al RIEGO OE LIMPIEZA FIERRO IMPREGNA.OO EN RIPIOS ABANDONADOS, DE LA ETN"A CE LIMPIEZA DE SOLUCIONES A ERRO REMANENTE EN LA SOLUCION RECUPERADA EN POZO FIERRO REQUERIOO DE ABATIR EN LOS RIPIOS ABATIMIENTO UNITARIO NECESARIO FIERRO NECESARIO DE ABATIR POR SULFATO DE SODIO SUlF.&.TO 0E SODIO A AGREGAR PARA PREOPITAR LA OIFERENCI.&. DE FIERRO FALTAN TE CONSUMO DIARIO OE SULFATO OE SODIO HEPTAHIDRATAOO ACIOO CONTENIDOS EN RIPIOS FINALES ABANOONAOOS.&.PORTE DE ACIOO 0E SOLUCION DE PRECIPITAOON A TRATAMIENTO DE RECUPERAOON APORTE DEACIOO DEL RIPIO USADO EN TRATAMIENTO TOTAL DE,~,PORTES DE ACIOO AL TRA T.&.MtENTO DE AGUAS ACIOO EN B. AGUA RECUPERADA REPOStCION DE ACIOO A LA LIMPIEZA. DE SOL. licio N CONSUMOS VARIOS DE SERVICIOS, PLANTA COMPl.ETA AGUA INDUSTRIAL PARA LAVADOS VARIOS EN PlANTA COMPLETA TOTAl DE CONSUMOS DE AGUA INDUSTRIAL IN DICE DE CONSUMO OE AGUA INDUSTRIAL CONSUMO TOTAL DE ACIOO SULFURICO COMERCIAL EN PLANTA INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sodedad T Bl S A tval raferencialesl UNIDAD.,., ""'"' ""'"'.. ""'"'...,., ""'"' ""'"' tfe/cfa ""'"' tfelcfa tfwdla tfelcfa tfelcfa!fe/efe "''- KQFelfTM KQ SavrM ton SaVdla th+idla IH+/dla...,.,. IH+/dla...,.,. th+idla msidl.a. - msicfa mytm m3c:h J potjgav. od.rn: m JPl.Siref. ~-0..,. K 0,02 0,004 0,06 0,003 0,007 0,000 0,0! 0,000 0,028,57 0,035 0,06 0,003 \,533...,26,067 0,74 0,052 0,029 0,80.,., 0,57 0,000,392 22,449 0,35 3,509 2,336

137 -... ~-- r ;n nr!?l l::..ar-r-al n~u B.2. Diagrama de Flujo Pruebas de Simulación Dinámica. EMPRESA : SOCIEDAD TERRAL S.A. PROYECTO : INNOV PRODUCCION LIM"'A Y RENTABLE De CEMeNTO DB COBRI! UMHAN": PRUEBAN": IDENTlFICACION DEl MINERAL ORANULONETRIA MINERAL: lnocjsd.rk/sold.. clutlt ' gil h Pulao 50% y ~poso fdl2m so~~~ - RECUPeRADA ""' Flooro!Ghl lf-' ' : -,.., '.W~~~ont.a,.,v,...H ~!llogoi!iyi'm.., Tot.r-do.., P"'oll ; " ~: TCIIIII dfat -.lirio IJI"'SIM.p<>'Rli{IO. ra Real Nominal Column;, Mineral Ca ado n Columna Interior da rt~o: na de luego lnstanttnea: asa da Riego Prorn.dlo: aud::llde leacl6n dal Rle DESCARTSDE PRECIPITACION.' ' r~.. - l IMOCUUCION SULFATO - m.._rfodo da re Duradón del Ciclo Unbrlo...,.~ - m2 "'-rlodo di riego_ EMITIDO POR: '"""' '"""' ""' r- r-r~ OBADOPOR: FI!CHA: RIPIO A PRUEBA J DE SIMULACION \- CARGA COLUIIHA. ~ :~:",... _ Od _j --~~-E~-~~IOLU~-'! RECUI'QADAI'MAOBTDIIft IOLUCI6N IU!CUPEIWMr. ~~- RIEGO~.aow_~";"~! lit-- I'II,!CII'IT ACIOtl I'AIIA foiiiiaii IOLUCION IUicunRAO.\,_ raaóndor9 dhcll...,... ""' '"~ ~~-,_. """]~> (..., INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A.

138 ""' CnNl'JVI tlf OW 8.3. Recuperación Cu/Razón de riego para columnas de mineral oxido/ripio. Razon Rlegl) (ltjkq llln) Mf M2 M ~ INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X-PP-Urnpieza de Soluciones Sociedad T eml S.A < Uf ~ Recuperación Cu (%} M2 M JUO \i ~

139 ... r~:wotu ANEXO C: VALIDACIÓN ESTADÍSTICA DE RESULTADOS OBTENIDOS EN PRUEBAS DE SIMULACIÓN CON MINERAL OXIDADO Y RIPIOS INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral SA p~

140 r.nlttj:'.j('l:u:om C.. Tabla de Recuperaciones para columnas de validación C y C 2 % Rec. Cu en solución Agura INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluaones Soaedad T arral SA Figura Rec. FeT (kg FeTITM) Figura 5.3 Figura () () < () Rec. Fe+3 (kg Fe+3TM) Figura 5.3 Figura SA () jliq

141 - "' (~!II'Ol:U C.2. Gráfica Recuperación/Consumo de ácido/costo del Consumo para columnas de validación C y C 2 Innova-Chile ~ ~u 8:ii ""'.sg ~ uf! o " '3 u o - 40!~.. j 20 o o INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad T erra! S.A. Rec Cu/Consumo de Ácido/Costo Consumo de Ácido vs tiempo lixiviación Ttempo de Riego, dlas -+-% RecCuC- ----Consumo ácido C- -Consumo ácido C-2 ---'% Rec CU C-2 +--Costo cons. ácido C- -costo cons. ácido C-2 Terral Estudios o f ~ " ~ t : _o s ::: 3: ~r'

142 ClNr'«::. OI!U ANEXO D: ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES SULFURADOS INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones SociedadTerral SA lf

143 0.. Pruebas físicas Humedad Natural Peso humedo Peso seco kg kg Humedad natural % Peso Especifico Peso picnometro vacío Peso pícnometro +sólido Picnometro +sólido+ parafina Volumen picnometro Densidad parafina Peso especifico Altura promedio talud Radio promedio talud Angulo de reposo (") Peso mineral cargado Altura carga Diametro columna Densidad Aparente INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Teoal SA % g g g ml g/ml tonlm3 m m kg m m ton/m 3 dato dato2 dato3 dato4 Promedio

144 rnr.~t~ or oeu ANEXO E: MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX-PP LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES SULFURADOS INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-t.iJr!>ieza de Soluciones Sociedad T erra/ S A.

145 ~' c.c:.ttr.n 0' ow E.. Modelación Matemática para el proceso T ABU DE AJUSTE DEL BALANCE DE MATERIALES AJUSTAR LA MOOULACION DE LA PILA PARA LA CONCENTRACION DESEADA EN LA SOLUCION RICA TASA DE RIEGO INSTANTANEA EFECTIVA nndliw aaua evapo;.~ción) CANTIDAD DE: MODULOS INSTALADOS MOOUlOS EN RIEGO INSTANTANEO CON REFINO CANTIDAD DE MOOULOS GENERANDO SOLUCION RICA CANTIDAD DE MODULOS RECIROJLANOO SOLUCION RICA CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION RICA!:las de carga área medlalm6d.!caudal solución rica!s-3: EN ESTA SERIE: SE ANULAN SIMUL TANEAMENTE LOS VALORES EN CELOAS De REFERENCIA PARA BALANCE SIMULTANEO CONCEHTRACK>N DE CLORUROS EN SOLUCION RICA Y REFINO..,..C- CONCENTRACION DE FIERRO EN PLS fy refino cuando adlicablej IR.,...Fo RIPIO Y DE LA LIMPIEZA DE SOLUCIONES TOTAl DE DESCARTE DE SOLUC0N DE PRECIPITACION DE PLANTA COMPLETA RAZON DE RIEGO PARA ABATIMIENTO DE FIERRO ld!aslcicb TASA DE RIEGO INSTANTANEA!Módulos repaºles a tasa riego CONCENTRACION MAXIMA DE Cl- EN SO LUCIO N RECUPERADA IRooos.c. CONCENTRACION MAXIMA DE H+ EN SOLUCION RECUPERADA IRepos. H+ DOSIS EFECTIVA {Acido a curado: ajustar y anular exceso ácido de sistema) EXCESO DE ACIDO DE SISTEMA{( )=> repowón a refr0; (+)=>exceso a restar a curacio) lác. T ot. curado IS-8: INCORPORAR DATOS DE PRUEBAS PARA BALANCES DE COBRE Y DE ACIDO Y SUS VALORES DE EQUIUBRIO, NOTA: L Los datos a continuación son estimados a falta de pruebas mll:alúrgicas, a partir de las razone& de llxwaci6n indicadas RA.ZON DE RIEGO (SOLO CON REFINO) PARA AJUST AA LA CONCENTRACION DE COBRE EN SOLUCION RICA RAZON DE RIEGO CON PLS PARA AJUSTAR LA CONCBfTRACION DE COBRE EN OOLUCION RICA RECUPfRACION Da MINERAL REGADO CON PLS PARA PLS ro. raferencia, seaún licldo disdoniblej ACIOO NECESARIO PARA 8. CONSUMO DEL MINERAL REGADO CON PLS PARA PLS CONSUMO DEL MINERAL REGAOO CON REFINO ACIDO AGREGADO A LA SOLUCION RICA PARA El. RIEGO DE MOOULOS CONCENTRACION DE ACIOO RESULTANTE el SOLUCION RICA A RIEGO CONCENTRACION DE ACIOO RESULTANTE EN REFINO A RIEGO INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soludones Sociedad T eml S.A. lo.oruoo. lconc. Cale. Acido en PLS Jeonc. Obi_ Ácido en PLS llm2"h 9.7~ ' ' ' ' '"""' 3,34 ~ 626 3,000 22,000 9,000 47,747 5,202 loe -0,000 0,2960,,., o m3dia 000 m3/tm 88,9" llm2"h 3,00 0,69 C/ ,>60 ""' 0,000 5,9200 KoAo/TM 3,930 3)62 """"' KaAciTM 3,930 -,3 rn3/tm 0,260 DeC ,650 7,T4l K Ac/TM 8,439 B,.3tl KgAciTM 6,29 tacldo """ """ ,733 30,05

146 r0!j:.' ' or.u... : SOCIEDAD TERRAL SA. PROYECTO : INNOVA, PROOUCCION UM~ Y RENTABLE DE CEMENTO DE COBRE..,... : AlTERHAnYA OJNFIGURA.CION GRANUL.OMETRIA : 00'4 4 MINERAL MODELA : SULFURADOS HECHO""' ; PLAHT A OE LIXMACION, PRECIPIT AaON, EXTRACCION POR SOL'YBfTES, CRISTAl.JZACJON Y ElECTRO - OBTENCION. : ETAPAS SX: 2EtL+CR; USA PRECIPITACIOI\I Y CATOOOS INICIALES. MODELACION DE CAPAClDADES MEYOfUA DE CALCLA.O DEL. BALANCE CE MATBUALES EN ETAPAS. :C. PINILLA FECHA : OCTUBR~ 200C: RevtSION O. ARAMETROS Y CRITERIOS DEL CM. CULO U~DAD 5000 TMhna. SULFURO - " UXIV. Predp. Urnpleza PROOOCCIONES COMERCV.LES PROOUCCION NOMINAl. Y CE DISEf.O (COMO COBRE FINO TOTAL.} ""- =ooi """"" OlAS CONSIDERADOS POR AÑO PROOUCCION NOMINAL VENDIBlE (tnclulcla rwcllazo dellillllnn, si procede) ANTECEDEKTES DEL MINERAL LEY DE COBRE DEl. MINERAL LEY DE CLORUROS SOLUBLES DB. MINERAL. (Valor a~punto) LEY OE FIERRO SOLUBLE DEL MINERAl. (Valor dt pruebas). HUMEDt.D HA TURAL OEl MINERAL (Valor supusto) RECUPERACDN PREVISTA REI...ACION DE PESOS RIPIOIMINERAL AHTECEOEN'TES DE LA UXMACION DOSIS ESTUDIADA DE ACIDO EH CURAOO AZUFRE AGREGADO PARA 09ERAR RAZON DE RIEOO PARA" DE RECUPERAQON DE COBRE TASA DE RIEGO INSTAHTANEA. PORCENT~ DE TIEMPO CE RIEGO DURANTE CICLOS PUL.SAHT'ES DeiSibii.O APARENTE ALTURA DE APILAMIENTO. TASA DE EVAPORACION (Referida o Mineral B;t4o Riego) DOSIS DE LIQUIDO PARA AGLOMERACION OE MINERAL HUMEDAD DE IMPREGNACION DE MINERAL (Valorsupuesm. FACTOR 0E LAVADO DE RIPIOS {lmpngn~clón cm solutos -rtnalllnldal"') CONSUMO TOTAL DE ACIOO De. MINeRAL {Valor total para ' I'KIIpenldón). RIEGO CON SOLUCION RICA CDISSIO PRACTICO INSTALADOJ CAHTDAD DE MOOULOS INSTAI...ADOS MOOULOS A REGAR CON REFINO RECUPERACION DEL MINERAL REGADO CON PLS PARA PLS. CONSUMO DE ACIOO PARA ESA RWJPERACION CONCENTRACION MAXIMA (DISEÑO} DE Cl- EN SOLUC:ION RICA CONcamtACION DE Fe EN SOLUCIOH RICA ACtOO AGREGAOO A LA SOLUCION RICA PARA EL RIEGO DE MOOULOS CONCENTRACION DE CLORUROS, EN EL AGUA INDUSTRIAL DE REPOSICION TOTAL DE DESCARTE DE REFINO DE PLANTA COMPlETA DEHSIOAD DE SOLUCIONES DE RIEGO DE PILAS (REFINO A RIEGO) DENSIDAD DE SOLUOONES EFLUENTES DE PILAS CONCEN'TRACION DE ACIOO LIBRE EN SOLUCION RICA ANTECEDENTES DE LA PRECIPIT ACION EFICIEHCIA DE PRECIP!TACIONIETAPA CONSLR.IJO ESTIMAOO OE~TARRA DE FIERRO HUMEMO RETENIDA PRECIPn' ADO ESTRWAOO LEY DEL PRECIPITADO ANTECEDENTES DEL RIPIO Y DE LA UMPIEZA DE SOLUCIONES PUREZA 0&. SULFATO DE SODIO Ha>TAHIORATADO COMERCIAL ABATIMIENTO DE FIERRO CON COIIIPONENTES DEL OESCARTE CONCENTR.ACION CE Fe EN SOLUCION RECUPERADA RAZON DE R!EOC PARA ASA. TIMIENTO DE FieRRO TASA DE RIEGO INSTAHTANEA CONCENTRACION Mo\XIMA DE Cl- EN SOlUCION RECUPERAD.A --- CONCan"RACION MA.XIMA DE ACIOO EN LA SOLLJaON RECUPERADA. CONSUMOS VARIOS. AGUA INDUSTRIAL USOS VARIOS Y LAVADOS DE PISO {mojareamlnos, jardines, c:amlones) PUREZA OB. ACIOO COMeRCIAL. PESO ESPECIFICO ACIDO SULFURICO INNOVA CHILE Proy Proceso LX.PP Umpieza de Soluciones Sociedad Tonal SA R_ delíx ""- o.oo/ di:lslatio TONCufAÑO Sulfuro o S30 fe. Aeldo Pru.t~a KgAciTM "-"" [dl&$lcil;lo m!itm 47.C90 ~.. llm2"hr """'' m,,... _,.M """" " 'lfrr.r """"" """"""'""'' " Repes, Cl- loe" """"" 0(00 Repes, Fe+n,..,.. ooool " ''"'"' oc... isot.. PRECIPITACK - """ """ 079 ~ """""" l. ~ referencia ~,... '""" dlnlciclo m3tm 8S.ED...,.,, o=! IRepos, Cl- loe" 0000 '"",....,., m3t.oipós. """ ' "'... ~.rn "" "' 0,6700..,.... o.=;......,,0<,... O,CXI.9... ' "'...,83....,.,...,00 " "' 774 Hl.~ ' "'.~ o~ ".,...,0.,.,..,.20>,...,.,..,. ~,,.,,..,... " 0,6:9 '"",... "

147 ~ C'Z"INtk>.nllt' Ot!U... ; PROYECTO ALTERNATIVA CONFIGURACION MATERIA CALCULO$ DE LO$ BALANCES DE MASAS SOCIEDAD TERRAL S.A. :INNOVA, PRODUCCION LDIIPIA Y RENTAB..E OE CEMEMTO DE COBRE : Pt.AHTA OE UXMACION, PRECIPITACION, EXTRACCION POR SOL.VEHTES, CRI&TAUZACJCIN Y ELECTRO OBTEHCION. : &TAPAS sx; 2&+L+CR; USA PRECIPITACION Y CATOOOS IHICIALES. : MODEI.ACION DE CAPACIDADES MEMORIA DE CAI..CULO DEL BAL.AHCE DE IIUlTERIALES EN ETAPAS. '\: rtf,.nclal.. CALCULO& DE LA UXMAClON MINERAL REQUERIDO PARA PROOUCOON TASA DE RIEGO, PROMEDIO PONDERADO OUAACION OEl. CICLO DE UXIVIACION OlAS DE CARGA DE MINERAL POR MCX>UlO MINERAL UlUVIANOOSE EN PILAS (Anl8l Clflnnnrclclos dio n.(io) AREA MEDIA DEl. APILAMIENTO RIPIO ABANDONADO (Bne..a) MINERAL CARGADO POR MODULO CANTIDAD OE MOOULOS CARGADOS POR AfilO AREA MEDIA POR lolooulo CAHTlo.-J> OE MOOULOSGENERANDO SOLUCION RICA (INSTANTANEOS) CANTIDAD DE MOOUlOSEN RJEGOINSTANTANEO CON REFINO YAGUA DE LAVADO CANTIDAD DE MOOUlOS EN RIEGO INSTANTANEO COH SOLUCION RICA RECIRCIJI.ANTE MINERAL EFECTIVAMENTE EN RIEGO INSTANTANEO CON RERNO(Equtvale pr= al que Q8Mnl tot..odon rica) MINERAl EFECTIVAMENTE EN RIEGO JN5TANTANEO CON sot.ucion RICA GEHERAJ.. DE RIEGOS Y OREN"-! ES DE MODULOS BALANCEDEMODLILOS AGUA INCORPORADA A LIXIVIACION EN HUMEDAD OEL MINERAL DOSIS DE LIQUIDO EN MINERAL YA "AGLOMER.ADOo'::URAOO" LIQUIDO A AGLOMERACIONICUFtAOO LIQUIDOTOfAt IMPREGNADO EN MINERAL CURADO AGUA FAt TANTE PARA IMPREGNAR DE HUMEDAD AL MINERAL COHSIJMO DE LIQUIDO EN COMPLETAR IMPREGNACION DE MINERAL LIQUIDO TOTAL IMPREGNADO EN MINERAL EN RIEGO (NO INCUIYE HUMEDAD PASANTE) AGUA PERDIDA EN IMMEGNACION DE RIPIOS ABANDONADOS OEVOlUCION DE sot.ucion OURANTE a ESTRUJE ANAL OE RtPIOSAELANOONAOOS TASA DE RIEGO INSTANTANEA EFECTIVA (al minen.!, dapu6 M ptrl!ioiiii por -pcncion) CAUDAL lnstantaneo DE RIEGO POR MODULO EVAPORACION DE sot.ucion POR MODULO ESQUEMA PRQJMINAR DE TIEMPOS DE TRATAMIENTO DE UN MODULO PERIODO DE RIEGO CON REANO Y AGUA DE LA'IAOO(cflas e.jen:liioo; Incluye regoll y 9PCIIIOII) -PERIODO DE RIEGO CON SO!.UCION RICA RECIRCULANTE {dlu caltnd;too) - PeRIODOOEGENERACION DE SOLIJCION RICA (dla$ea'-ncb00) CAUDAL TOTAL DE REFINO YOEAGUA DE LAVADO NECESARIO PARA RIEGO DE MOOULOS EVAPORACION DE AGUA EN UXMACJON (o. Hdóor en rego con..tino) CAUDAL DE sot.ucion PARA REGAR MODULOS QUE GENERAN P\.S CAUDAL DE SOLUCJON RICA NECESARIA A RECIRCULAR Al RIEGO DE MODULOS EVAF'ORACJON DE SOLUCJON RIEGO DE MODULOS EN RIEGO CON SOLUCJON RICA PERDIDAS TOTALES DE AGUA POR EVAPORACION EN TOOA LA Plt.A CALIOAL DE SOLUCION ORENA.OA. DEL SEcroR REGADO CON REFINO Y AGUA DE lavado CAUDAl TOTAL DE SOLUCION RICA OBTENIDA POR RIEGO DE LA PILA CAUDAL DE DRENAJE CE PUl A POZO DE PLS OESOE RIEGO CON PLS CAUDAL DE PLS A PlANTA DE MECJPJTACIÓN O DE SX CAJ..CUt.OS DEL BAL.AHCE DE CLORUROS Y DE FIERRO APORTE DE ClORUROS DE AGUAS DE REPOSICION QUE INTEGRAN CLORUROS A LIXMAOON APORTE DE ClORUROS DE AGUAS REctJF'ERAOA.S DE PURJFICACION APORTE DE CLORUROS DEL MINERAL TOTAL DE APORTES DE CLORUROS A LA UXNIACION ClORUROS CONTENIDOS EN RIPIOS ABANDONADOS (Se consideran nnelmente billldd:s) CLORUROS EN EL DESCARTE DE REFINO CLORUROS EN SOLUCJON A MECIPITACIÓN TOTAL OESAUOA.SOE CLORUROS REPOSICION DE CLORUROS A LA UXMACION CONCENTRACIOH DE FIERRO DE la SOLUCION ACJDA A RIEGO APORTE DE FIERRO DEL MINERAL APORTE DE AERRO DE LA SOLUCION R.EOJPERADA A LA ETAPA DE UXIVIACION FIERRO IMPREGNADO EN RIPIOS DE la ETAPA DE LIXMACION FIERRO EN PLS A MECJPITACION REPOSICION DE FIERRO A lauxi\ilacjon CAL.CULOS DEL BALANCE DE C08RE REa.JPERACION DE COBRE POR TONEL.ADA DE MINERAL COBRE COf(TENIOO EN MINERAL ALIMENTADO COaRE CONTEHIOO EN RIPIOS ABANIXlNADOS LEY DE COBRE DE RIPIOS COBRE RECUPERADO DIARIAMENTE DEL MINEIVJ.. DE LA PILA INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral S.A. """' UNIDAD "'""" - "' m2 """"' """"' m2 o o o ~- ~- m3dla "" mwo m""" m3dla "" mw m3cta mwo L'm2"hr m3dalm0d. m""""""..... m"" mwo m"" mwo mydo m"" m,., m"" myd mwo """" ~- fe- """" """" = = IFeldla -""""',:eldll = ""'"""" % "'""' ~. TMimH. SULFURO ~.-.dplt8c:l6n lu,.,,. Pr.cl Un za 66,ti ,0DD 3,343 2"~., , ,$$ 07,689..,, ' '"" """ 67,< ,000 0,967 0,800 &.000 6,967-39,800 ~-"" 0,333 0,27 0,207 9,62<4 4,<470 0,4 lsotuc. ACJDA 27,032 "' "" 47,090 SOLUC.ACIDA " "" 0,34 38,333 27<4,924 2,! '-"" fsa.uc_acjoo\ -43, ,67 279,396 RECIPITAClON <47,747 jsot. MEClP. 0,00 Op ' ""' 0,07 ' "" 0,04 ' ""' 0,07 o.ooo ' "" ' "" ' "" 0,057 ' "" ' ""' ' "',7 0,39 0,239 0,72t> 0,726

148 '*' r~orotu... ~ EMPRESA : SOCIEDAD TERRAL. $.A. PROYECTO : INNOVA 205-4$7 ALTERN4TlVA : PLANTA DE UXMACION. PRECI'PIT.tCION, EXTRACCION POR SOL~ CRI$TAUZAQON Y B.ECTRO OBTENaON. CONROURACION :ETAPAS S.X: 2E+tl+CR; USI. PRECIPITACION Y CATOOOS INIC~. : MODB..ACION CE CAPACIJACES MEMORlA DE CAlCULO Da.. 8UANCe DE MATERIALES EN ETAPAS. falculos DE LOS BA!.ANCES CE MASt.S NOTA: BALANCE GEHERAI. Df: ACIDO DE LA LIXIVIACIOH CONSLMO TOTAl.. OE ACIOO POR S. MINERAL AOOO SULFURICO ANJLOMERACIONIO.JRAOO (REFERENCIAL, SEGUN OOSISOPTlMAj AOCO SULFURICO FRESCO A AGLOMERACIONICURAOO (SEGIM DOSS EFECTIVA) ACIOO COMERCIAL FRESCO AL Cl..RAOO EXCESO DE AaOOOE SSTeM ((-)=> re~ a refmo; {+)E> eo:c.o ar..tar a OJnocb) Una vv ~o el Yillor de la Rn antarlor una ettra Mglll:l\lll o Igual a c.ra, ~ UAI"M esa dós!s da eumlo y no la lncllcada en los parámatroa. CONSI.A«) NETO TOTAL DE AODO,COR EL Nlt-ERAL RECOMPOSICION Da. CURAOO CON DESCARTE Y REFINO EX SX, O SOLUCION RECUPERADA SOWCION (O AGUA) DE OJRAOO REQUERIDA APORTE DE ACIOO DE LA SOWCION REClJPERAD.I\ AL CURAOO TOTAL GENERAL oeacioo APORTADO AL ajraoo DOSIS EQUIVALENTE DE CURADO NOTA: S. ~ comparw nbl clósla equlwlenta con la Nd6als 6pttma de pruebas matalúr;lc:as"', slla ettra,. wica.uperlor a el, entonces pu.s. traducirw. en presencia a 6cido en la solud6n tca lnldal CONSUMO OEACIOO POR IMF'REGNA.CION RIPIO (8ae: TM rrin!nlfresoo) CONSI..MO DE ACIOO POR IMPREGNACION DEL RIPIO (Base: TM rrineralfrneo) CONSUMO BRllrO TOTAL ce ACIDO SOLO DEL t.«teral AUMENTADO (VER NOTA:) NOTA: Dato. conunu.cl6n rian tte ~ m.zalürglcas, partir de las razones dt UxYiad6n Indicadas _fvil~alnl VERIFICACION OB.. BAl.ANCS DE ACIOO EN El RIEGO AODO FRESCO A QJRADO te MINERAL AOCO AGREGADO AL RIEGO CON PlS AOCO AGREGADO AL POZO DE REFINO CONSUMO$ NETOS INFORMADOS Y CALCULADOS DE ACIOO SULFURICO Verific. e h::ido neto: M CALCUlOSESPECIFlCOS. UXMACION SOLA. ISOLUCIONES Y PRECimACIOM SOLUaON ACIOA REQUERIDA PARA RIEGO ORECTO MOIXJLOS EN RIEGO CON SOlUCION AOOA PERIOOO CAL.ENDAAIO DE RIEGO DE UN MOOULO CON SOLUCION N:lDA COBRE RECl.IF'ERAOO DEL MltERAL POR 8... RIEGO CON SOLUOON ACI[Y.. TOTAL DE COBRE~ sot.ucion RICA A PRECIPITACION CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION RICA RAZON DE RIEGO CON SOlUCION ACIOA. Y AGUA PARA. AJUSTAR CONCENTFUOON ~ SOlUCION RICA COBRE APORT AOO POR R.ECUPStf.CION DESDE: a MINERAL REGADO CON PLS RECIRO.Jt.AN'E APORTE DE COBRE A LA PILA POR RIEGO CON SOLUaON RICA AOOO CONTENIDO EN V.SOLUOON AC0A PARA RIEGO DE PILAS AODO Ra.w.IENTE EN LA SOLUCION RICA DE PILAS A PREOPITACION AOCO CONTENIDO EN LA SOLOOON RICA RECIRCUI..AOJ. Al.. RIEGO DE M0DU..0S AOCO ADOPTADO DE AGREGAR A la SOWCION RICA PARA El.. RIEGO DE MOOU..OS AOOO CONTENIDO EN LASOLOOON RICA AL RIEGO DE MODULOS CONC8(rRAOON DE ACICO CE LA SOLUCION RICA RECIRCll.AOA. N.. RIEGO DE r.«:>>ulls TOTAL OEAOOO DISPONIBLE PAAA EL SECTOR OE RIEGO CON Pt.S(Oirado, Riego y Ap;rte E'xlemo) EQUV~ Uf'\ITAAIA DE LA DISPONtBIUDADDE AOOO AOCO CONSUMIBLE POR El.. J.otNBt.6.L EN El.. RIEGO CON SOLUCION RICA AODO REMANENTE EN LA SOLUOON RICA GENERADA POR a RIEGO CON SOLUOON RICA CONceiTRACION ce ACICO EN SOLUOON RICA DRENADA DE SECTOR REGMXJ a::ln RECIRCt.LAOON DE SOL RICA AOOO CON:SUMIOO POR a MINERAL EN 8... RIEGO CON SOLI..CION AOCA (lnciu)'e irnpregn: oo;ió ripio) AZUFRE A AGREGAR EN CURADO PARA LA GENERACION INDICADA AOOOTOTALGENERAOO POR B. AZUFRE AOOO REMANENTE EN LA SOWOON RICA GENERADA POR a RIEGO CON SOUJOON AOOA CONCalrRACION OE AOOO EN PLS DRENADO DE sa=tor REGADO CON SOLUCIONA AOOo\ CONCENTRACION DE ACIOO CALClJI...AOjl. EN TOTAL DE SOLUCION RICA DRENADA INGRESO DEAOOO EN LA SOLUOON RICA A PLANTA DE PREOPITAOON AOOO RECLERIOO DE AGREGAR EN POZO PARA FORMAR SOUJODN ACIDA AOOO COMERCIAL REQUERIDO 0:: AGREGAR EN POZO OE SOLlCIÓN AC.IDA NECESID"-0 ADIOQN.6.L DE AGUA INC:XJSTRIAL PARA LA UXIVIACION (al paro de IOlJeiór ok:ida) TRASPASO DE AGUA RECUPERADA AL POZO DE SOLUCION AaDA APORTE DE AOOO DE LA SOlUCION RECUPERADA A LA SOLLIC:ION AO~ FRES:;A TOTAL DE AOOO EN POZO DE SOLLCION ACIDA A USO EN RIEGO DEPILAS CONCENTRACION FINAL DE AODO, EN SOLOOON AOCA A RIEGO INNOVA CHILE. Proyecto Proceso lx-pp-!.impieza de Soluciones Sociedad Terral SA UNIDAD!Addlo ~...,,.. taddlo """" ""''" """M """" "'""" """'*'" KQAo'TM """"" """" "'"""" ""''" ~ - '"""''" dlu """"' "'"'"' m:litm """' """"'' fm"' """" taddia """'" taddlo """" =... - KQAo'TM,.., ""'"" tadd~ """""' -= == Kg Azulreldla taddlo """" """'" """"!Addlo ''""" '""' SDD0 Twn-. SULFURO ~-- IY, Plwel Um SOL RECUPERADA OT"- SOLAODA '"" ~.22 "",,.. =,77-4 -,3 ""' ,720 3,930,.,, 0,.,. """ 322,3 "~' ' '"'... 3,000 """ -0,075 """ ""' """' o."" -4,79 ' "" """ 0,37.,. 733 ""' ' " 'i: ~: 0,000 ' "' QOOO ~~ o,,. 0,024,3,f0 0,547 4,05CI "'"' 0,7-4 30,05 ' "" ~q~

149 rn~~~r.'«'' DI' oeu EM"'""..,.,... : PROYECTO Al.TERNATlVA COHFJGURACION : SOCIEDAD TERRAL U CAI..CULOS DE LOa BALANCES DE MASAS : INNOVA, PRODUCCI'OH UMPIA Y RENTABLE: OE CEMENTO DE COBRE : PL.AHTA OC I.JXMACION, PRECIPITACION, EXTRACCION POR 80LVENTE8, ~ISTALIZACIONY ELECTRO OBTENeiOH. : ETAPAS ajt: 2S+l.+CR; USA PRECIPITACION Y CA TODOS INICW.E& MODELACIOH DE CAPACDADES MEMORIA DE CALCULO DE\. BALANCE DE MATERIALES EH ETAPAS. CALCULOS DEL SISTEMA DE PRECIPITACION CAI..I!:W. DE PlANTA DE PRECIF'ITACION ~ONDECOBREOELASOLUCIONRICA CXJSRE CONTENIDO...,,-APA - - _,...,.'..., (..,., "" ' PROOUCCION DIARIA DE COBRE COMO PRECIPITADO CWSUMO DIARIO DE CHAT AARA CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLI.JCION PRECIPITADA CONCEN'TRACION DE FIERRO CELA SOLLICIOO PRECIPIT~ W.SA DE PRECIPITADO SECO AGUA EN PRECIPITAOO HUMEDO AOlJA A LAVADO DE Pl'ti!:CIPITI\00 CLORUROS EN PRECIPITADO FIERRO IMPREGNAOO EN HIJMEOAO DEL PRECIPITAOO LAVADO FIERRO EN El DESCARTE DE SOLUCION DE PRECIPITACION SOLliCION A POZO DE SOLUCION DE PRECIPITACION CONCENTRAClON DE FIERRO 0E la SOLLICION 0E PRECIPITACION EN POZO Fl~RO CONTENIOO EN LA SOLUCION DE PRs::IPITACIONA UMPIEZA CONCENTRACION DE Cl- DE LA SOlOCION DE PRECIRTACION CONCEm"RACION DE ACIDO DE LA SCX.UCION DE PRECIPITACION CALCULOS DE LAUMPIEZA DE SOLUCIONES TASA DE RIEGO EN UUPIEZA, PROMEDIO PONDERADO OURACION DEl CIClO DE LIMPIEZA OE SOLUCIONES RIPIO EN RIEGO PARA LIMPIAR SOLUCIONES EN PILAS (Anln di: tlflnlnar~ dijijtiplezll) AREA MEDIA POR MOOUlO DE RIPIO CANTIDAD DE MOOULOS UMPIANDO SOUJCIONES (lnstantaneos) CANTIDAD DE MOOUlOS EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCIONTRATADA RECIRCULANTE RAZON DE RIEGO DE RECIRctlt.ACION DE SOLUCION TRATADA BAL.ANCé' DE MODULOS AGUA PERDIDA EN IMPREGNACION DE RIPIOS ABANDONADOS CAUOAt.INSTANTANEO DE RIEGO POR ldooulo MOOULOS REGABL.ES CON El DE~ O~BLE DE PRECIPfTACION. RAZOH DE RIEGO CON SCX.UCION DE PRECIPITACION ESQUEM-.PREl.JMINAA DE TIEMPOS DE TAATAMIEHTO DE UN MODU.0 - PERICXXl 0E RIEGO CON DESCARTE DE PRECIRTACION (clasealerdlrlo; ncluye navo. y repo-) -PERIODO DE RIEGO CON SOLUCION RECUPERADA RECIRa..LANTE (cl.. c:wndllrlo) - PERIOCIO TOTAL DE GENEAACION DE SOLUCION RECUPERADA (el.. e.lerdaro) EVAPORACJON DE AGUA EN UW'lEZA DE SOLUCIONES (0. Mdcre!'l tlegd consolucioncle predpltaeion) CAUDAl.. DE SOI..Ucta>l NECESARIA PARA REGAR UOOUlOS QUE UMPIAN SOLUCIONES CAUOAL. DE SOLUCION RECUPERADA NECESMIA A RECIRCULAR AL RIEGO DE MODA OS EVAF'ORACION DE SOLUCION RIEGO DE \ICXXJLOS EN RIEGO CON SOLUCION RECUI'ERA[», CAl)[li,L TOTAL DE SQ.UCION DRENADA Da RIEGO OE LA PILA DE RIPIOS AGUA RECUPERAOA. QUE RETORNA. AL PROCESO DE UXMA.CION DE MINERAL INNOVA CHilE. Proyecto Proceso lx-pp-umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. N -- Clcb I!>:Pincl6n!hS UNIDAD -... """"" OC<" """"" '"- """"' -""" ~ "''"" """" """" "''"'" '"' """'' gch "" ou """' m2 "" " "'""' "'"" """""""- " """"... ou "''"",.,. """" """'" """" """'" pooo TMimH. SULFURO f--"'" xiy. Pnel Um m,... 33,57,._ """ - 30,2-43._,"' "" CLI.,;:I.Kll..,.dl ~ ~ " "" " "" " "" 2,&Xl " "" ' "" """ " '~ 3,25 96,87,.,a ' "" 0,78..,, "" " "" '" = ' "' 9,36 ' ""... 0,08 0,27 ' "" 0,00 ' "" 4.~ 9,303 0,924 ' "' ' "' ' "' 4028,476 '"""., "' 22,000 '""' ' "" 0,27 5,t47 3,00 0,74 2,33 76,87 88.~ 0,34,... ~0,844 2,8 348,342 45,~ lttf

150 .. Call:l-'00 :X Dr.U E.2.- Condiciones y resuttados Pruebas de simulación de su~uros e/ Agua Lavado INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Teoal SA. m Kgll l/h/m2 /h/ m2 l/m2/dla dlas di dlas m3/tm m3/tm m3/tm /h/tm m3tm " Kg/TM KgfTM Kg/TM Kg/TM " grtrt gr/ grflt gr/ m V e gr/ gr/lt gr/ " gr/ lt gr/ mv KgfTM KgfTM m3/tm dl dla m3/tm m3/tm dla 9r/lt mv m3/tm dlaa Hb"os r/ gr/ gr/ m V dlas litros o.e.. 0,8< 2,73 2, ,52,60,50 9,70 9,9 4,50 4,90,83 2,54 00,00 00,00 9,00 8,00 9,00 9,00 3,48 3,45 0,<5 0,.45 3,0 3,0 3532,3 3532, ,5<: 75877,54 68,28 62,77 54,42 52,88 7,24 7,8-26,( 3,68 0,47,39 -,57-5,0-0,43 -, ,42 0,42 2,43 2,-49,57,66 '" '" 0,0 o.o 2,85 2,72 87,:35!;...,04 0,77 0,75 0,34 0, ,48,84,95... '" 0,00 0,00 4,88 2,5 2,5 o 0,52 2,00 9, 70 5,30,9 37,86 4,47 0,43 3, ,98 (,02 0,86 0,88 2,45 2,60,53,52,63,64 0,00 e,oo 5,00 8,00,4 -,0.( 22,00 39,00 2,00 2,00 20,00 37,00 4,84 9,00 0,0 0,5 4,74 8,90 058,88 0,00 30Sl4,54 0,00 37,65 4e,34 8,72 38,89 9,32 8,96 5,49,4 0,35... o.o '" 0,0 80,37 0,43 0,22 3,37 2,58 2,05,62 2,0 2,58!!),07 IHI,2 0,97 0,58 0,53 0,38 3,55 2,84,92,85 '" '"

151 .. UIIITJ:'.'D IX CH:U ANEXO F: VALIDACIÓN ESTADÍSTICA DE RESULTADOS OBTENIDOS EN PRUEBAS DE SIMULACIÓN CON MINERAL SULFURADO INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erral S A

152 """ ~rji'o~ F.. Tabla de Recuperaciones para columnas de validación INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad T erra/ SA C

153 COIIlJ;',n DI' Ot:U ANEXO G: DISEÑO Y FABRICACIÓN DE EQUIPOS DE CEMENTACIÓN INNOVA CHILE Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soludones Sociedad T erral SA \\

154 ~ t"l'jif!"'«tdi" ll:..a.-.-cd OIU G.. Recuperación de Cobre en pruebas de cementación en un reactor Tiempo % Recuperación de Cobre Residencia N Prueba m in INNOVA Proceso Sociedad CHILE. Proyecto LX.PP-l.iJr4>ieza de Soluciones Tenal SA \f{

155 O'li!IT~:ll OQf G.2. Consumo de Chatarra en pruebas de cementación en un reactor ll:.ar-r-cd Tiempo Consumo de Chatarra (Kg. chatarra/kg. Cu precipitado) Residencia N' Prueba min Sociedad INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Urr ieza de Soluciones Ternl S.A. \J.

156 ('... 00~'o ot onu PROYECTO INFORME DE AVANCE TÉCNICO DISEÑO, DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE UNA SERIE DE PROCESOS PARA PRODUCIR CEMENTO DE COBRE DE FORMA LIMPIA Y RENTABLE MEDIANTE APOYO BIOTECNOLÓGICO SOCIEDAD TERRAL S.A. INNOVA CHILE SUB-DIRECCIÓN DE INNOVACIÓN EMPRESARIAL Santiago, Septiembre 5 de 2006

157 ,. ('*flio Ol OIU ~,,' CONTENIDO t ANTECEDENTES GENERALES 2 2, DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES DESARROLLADAS 4 2, t ACTIVIDAD. ESTUDIOS DE ADAPTACIÓN BACTERIAL 4 2,2, ACTIVIDAD 2. ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS 20 n a ACTIVIDAD 3. MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX-PP-LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS, 30 ACTIVIDAD 4, VALIDACIÓN ESTADÍSTICA DE RESULTADOS OBTENIDOS EN PRUEBAS DE SIMULACIÓN CON MINERAL OXIDADO Y RIPIOS 45 2,5. ACTIVIDAD 5, ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES SULFURADOS 49 2,6. ACTIVIDAD 6, MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX-PP-LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES SULFURADOS 57 3, CONCLUSIONES ANEXO A. ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS INNOVA CHILE, Proyecto Proceso LX-PP.-Limpieza de Soluciones Sociedad T erral SA 6 64

158 f.o.!il"') IJl UIIU i... ANTECEDENTES GENERALES El presente proyecto tiene como objetivo el desarrollo y validación de una metodología para producir cemento de cobre de una manera eficiente y limpia, mediante la precipitación con chatarra de fierro, permitiendo reducir los costos operacionales, por la disminución del tratamiento de efluentes, que no existirían, y por la disminución de los consumos de ácido, siendo este producido en la misma pila con la utilización de bacterias. Con la investigación a desarrollar se espera lograr el procesamiento de minerales de baja ley, en cobre del tipo óxidos/ripios y sulfuros, teniendo como criterio de éxito una recuperación de cobre de a lo menos el 80%, en minerales oxidados, 70% para ripios y 60% para sulfuros. Para los desarrollos y validaciones de las metodologías de lixiviación, se identificarán las actividades desarrolladas en el contexto general del proyecto, identificando el período en que se desarrolló cada actividad. Para el entendimiento de las actividades realizadas, luego de la descripción se discutirán los resultados. En relación a la actividad (Estudios de adaptación bacteria!), se realizaron las pruebas con un mineral, mezcla de óxido/ripios, el cual fue obtenido de Diego de Almagro. En el proyecto actualmente en desarrollo, se logró seleccionar microorganismos hierrooxidantes de tipo bacillus que muestran una buena actividad oxidativa y un buen crecimiento. Sin embargo, las bacterias sulfooxidantes seleccionadas no mostraron una actividad oxidativa significativa, ya que el mineral en estudio sólo contiene trazas de la forma reducida de azufre, que sirve para el desarrollo y crecimiento de la bacteria. Sin embargo se inoculó la bacteria sulfooxidante en perlas de azufre donde se apreció el crecimiento quedando demostrada la capacidad oxidativa de este tipo de microorganismos. La actividad 2 (Estudios de lixiviabilidad de minerales oxidados y ripios), presentó un programa de pruebas, en base a la muestra suministrada, proponiendo una configuración de la lixiviación y estableciendo los criterios y parámetros metalúrgicos para diseñar el proceso de lixiviación en pilas del mineral. La secuencia de pruebas se realizó para conocer el comportamiento del mineral, entregando información en diferentes situaciones de tratamiento. Toda la información de los parámetros recopilados se ingresó a una planilla de modelación de balance de masas, donde se obtuvieron los parámetros de proceso, los cuales fueron verificados en nuevas columnas. La actividad 3, que enmarca este desarrollo, se denomina "Modelación y simulación de proceso completo LX-PP-Limpieza de soluciones para minerales oxidados y ripios". Los cálculos del balance de masas se efectuaron según la configuración y las reacciones independientes de cada una de las etapas de Lixiviación-PP-Limpieza del proceso completo. En temas de la metalurgia fue capaz de evaluar que las concepciones aplicadas en la obtención de la data previa (Estudios de Lixiviabilidad) hayan sido las correctas, siendo capaz de diseñar una lixiviación optimizada. Finalmente, la modelación generó parámetros que fueron verificados en columnas, en donde se alcanzaron las recuperaciones de cobre prevista (sobre el80%), con bajos consumos de ácido y baja disolución de iones impurezas en las soluciones. Las bacterias tuvieron un comportamiento aceptable. Conciliado el modelo de balance con la simulación en columna, se realizó una "Validación estadística" de los resultados obtenidos en pruebas de simulación con mineral en estudio, que es la actividad 4. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sodedad Terral SA 2

159 ccan-..n DJ owu: ' En términos prácticos, la validación estadística del proceso adoptó la estrategia de regar una misma columna de lixiviación con solución, ácida, intermedia (ILS) de características calculadas, o con solución rica (PLS) re-acidulada y refino de solución de limpieza, con reposiciones de agua al refino, a través del lavado del ripio agotado. De la misma forma en que se llevaron las actividades desarrolladas para los óxidos/ripios, se desarrollaron actividades similares para minerales sulfurados. Se desarrollaron estudios de lixiviabilidad de minerales sulfurados, para, con estos resultados, ingresar a la modelación del balance de masas y así llevar a cabo la simulación en columnas dinámicas. Con los datos de simulación se procederá a ajustar la planilla de Modelación del Balance Masas del proceso completo cumpliendo lo obtenido hasta ahora en el desarrollo de esta investigación y entregando un modelo actualizado con los últimos resultados obtenidos, resultados que serán entregados en el informe final del presente proyecto. Debido al aumento de la cinética con el uso de bacterias sulfa y ferro oxidantes esta actividad fue algo adelantada, logrando cumplir con un 80% de la actividad total. Como se mencionó anteriormente queda inconclusa la actividad faltando la modelación del balance de masas con los nuevos datos obtenidos del proceso de simulación del mineral. Los tiempos involucrados en cada actividad se muestran en Carta Gantt siguiente: e Act.. Estudios de Bacteria! Act 2. Estudios de Lixiviabilidad Minerales i Act. 3. Modelación y Simulación para Minerales i Act. 4. Validación Estadistica de Resultados Minerales Oxidados Act. 5. Estudios de Lixiviabilidad Minerales Sulfurados Act. 6. y Simulación para Minerales Sulfurados INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sooedad T errar SA Fecha inicio Feclia rrempo Total Días i Q/\Atn&: 47 20/04/06 49 L IUIUUIUU 4 9/06/ /02/06 L~ N N i % 3

160 <+ Uliiii:IIH) Ot om.. :. / 2. DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES DESARROLLADAS A continuación se identificarán y describirán, las actividades desarrolladas en el proyecto, de acuerdo a los términos contractuales, el que señala debe contener las actividades desde el inicio del proyecto hasta aproximadamente un 90% de la etapa 4 y aproximadamente un 50% de la etapa 6. Para los fines de este proyecto se entenderá por etapa a una actividad. 2.. ACTIVIDAD. ESTUDIOS DE ADAPTACIÓN BACTERIAL Descripción de la actividad: En una primera etapa se detectarán los microorganismos nativos presentes en cada mineral en estudio, que presenten caracteristicas oxidativas, los cuales deben ser aislados para su cultivo y crecimiento. Seguido de esta primera etapa se generarán condiciones de cultivo bacteria! que tengan como única fuente de energia el azufre elemental y los iones ferrosos a fin de seleccionar bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes del tipo mesófilo adecuadas para su adaptación a las condiciones de proceso. Luego se realiza un cultivo intermedio con las bacterias seleccionadas en la etapa anterior, en condiciones similares a las que serán sometidas en el proceso de lixiviación y limpieza de soluciones. Como última etapa de esta actividad se realizarán pruebas de lixiviación agitada en matraces aplicando las posibles condiciones finales de proceso (lixiviación y limpieza de soluciones de descarte), se realizarán pruebas con distintas concentración de cobre a fin de obtener un concentración máxima tolerable por los microorganismos maximizando la generación de ácido a partir de azufre elemental. Se obtienen muestras directamente de la planta en donde se realizarán las pruebas, esto es en Diego de Almagro. 2.. INTRODUCCIÓN Las bacterias hierro y sulfo oxidantes se encuentran generalmente asociadas a minerales sulfurados donde, en presencia de aire y agua, encuentran las condiciones más favorables a su desarrollo: un sustrato energético en forma de compuestos reducidos que pueden ser oxidados utilizando oxigeno como aceptor de electrones y liberando asi la energia necesaria para su crecimiento, una fuente de carbono en forma de anhidrido carbónico, C02, suministrado con el aire y condiciones ácidas, producto de la misma oxidación de los sulfuros. En cambio, aislar estas mismas bacterias a partir de minerales oxidados ofrece mucho menos posibilidades de éxito al no existir en este tipo de minerales las condiciones requeridas para el buen desarrollo de las bacterias. Aunque se suele hablar de aislamiento de bacterias, no se trata de un aislamiento propiamente tal, en el sentido microbiológico, el cual consiste en aislar cepas especificas sino de un proceso de selección de microorganismos en base a alguna función metabólica de los microorganismos. Para seleccionar estos microorganismos, se generan condiciones que favorecen su metabolismo. En el caso de las bacterias hierro oxidantes, se agrega una solución con sulfato ferroso y en el caso de bacterias sulfooxidantes, se agrega un compuesto reducido de azufre, como azufre elemental. En el marco del proyecto actualmente en desarrollo, se logró seleccionar a partir del mineral estudiado microorganismos hierrooxidantes de tipo baci/lus que muestran una buena actividad oxidativa y un buen crecimiento. Sin embargo, las bacterias sulfooxidantes seleccionadas no muestran una actividad oxidativa significativa y subsiste la duda en cuanto a su real capacidad de oxidar compuestos reducidos de azufre. Paralelamente al cultivo de las bacterias seleccionadas desde el mineral, se inició el cultivo de otras cepas sulfooxidantes que si presentan una actividad significativa y demostrada. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. 4

161 Características de Bacterias Utilizadas Acidithiobacillus ferrooxidans - Es una bacteria en forma de bastón alargado de dimensiones 0.5.tm de ancho y de largo puede llegar a medir 2.tm. - Posee flagelo polar. - Gram negativa con lipopolisacáridos (LPS) en la pared más extema. - Modo de división celular por fisión binaria. - Es mesófila se desarrollan entre 2 C y 40 C siendo su temperatura óptima 30 C. - Es acidófila, tolerando rangos de ph entre.4 y 6. - Es la única especie de este género que oxida el hierro ferroso. - Son aerobias y anaerobio facultativo. - Tienen capacidad para oxidar azufre elemental anaeróbicamente, con hierro férrico como aceptar de electrones, catalizando de esta forma su reducción. Leptospirillum ferrooxidans - Oxida solamente ferroso. - Autótrofa. - Acidófila. - Aeróbica utilizando como aceptar final de electrones el oxígeno. - Gram negativa con lipopolisacáridos (LPS) en la pared más extema. - Forma espirilar. - Posee flagelo. Acidithiobacil/us thiooxidans - Dimensiones 0.5 a 0.8.tm de ancho y de a 2.tm de largo. - Posee un flagelo. - Autótrofa. - Acidófila. - Oxida azufre elemental, sulfuros metálicos, además tíosulfato (S203 2), sulfito (S0r2), tetrationato (S.Os 2) CARACTERIZACIÓN, DESARROLLO Y APLICACIÓN DE CEPAS BACTERIANAS EN PROCESO DE LIXIVIACIÓN Y RECUPERACIÓN DE SOLUCIONES a) Obtención de Muestras de Terreno Obtención de muestras de terreno para estudiar la presencia de microorganismos autóctonos de una Faena Minera, que tuvieran capacidad oxidativa sobre minerales oxidados y sulfurados. Esto se debe a que en procesos biológicos de esta clase, es preferible trabajar con microorganismos nativos, los cuales poseen características bioquímicas que les permite un mejor desarrollo en condiciones similares a las encontradas en su estado natural. INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. 5

162 ~ ' GONIIIM) M O.U ' ' Desarrollo Se obtienen muestras sólidas y líquidas provenientes de faena minera Diego de Almagro. Se cultivaron estas muestras en medio 9K y medio para azufre oxidante a ro ambiente, aproximadamente 20'C, y ajustando el ph inicial al valor estipulado por el medio de cultivo correspondiente (ph.9 y 4.0, respectivamente). El medio 9K está conformado por los siguientes compuestos: Compuesto Conc (gr/) I<;>HP KCI 0. INH );so4 3.0 MCS04 *?H Ca(N03)2 0.0 FeS04 *?H oh.9 A partir de ello se aislaron microorganismos, probablemente del género Acidithiobacil/us ferrooxidans y Acithiobacillus thiooxidans. b) Obtención de Bacterias Ferrooxidantes y Sulfooxidantes del Tipo Mesófilo Obtención de bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes del tipo mesófilo desde las muestras indicadas en el punto anterior, favoreciendo su proliferación y seleccionando aquellas poblaciones que muestren mayor velocidad de crecimiento a partir de ión ferroso y azufre elemental como única fuente de energia. Para obtener y seleccionar microorganismos hierrooxidantes se dispuso trabajar con medio de cultivo MC a un ph inicial de.6 y en presencia de 3 g/ de ferroso y medio 9K modificado. Las bacterias sulfooxidantes se propagaron en medio MC apropiado para ellas a un ph inicial de 4 y en presencia de 0 gr. de azufre (S). El medio MC, para bacterias ferro-oxidantes está conformado por los siguientes compuestos: Compuesto Conc (gr/) K2HP INH;l2S MCS04'?H FeS04'?H oh.6 El medio MC, para bacterias sulfooxidantes está conformado por los siguientes compuestos: INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. Comouesto INH4hS04 MaS04X7H20 K2HP04'3H20 Ca(NOJh KCI S oh Conc (gr/)

163 Desarrollo Al observarse bacterias tales como Acidithiobacillus ferrooxidans, Leptospiriflum ferrooxidans y Acidithiobaciflus thiooxidans en las pruebas de aislamiento, se procede a realizar su propagación en matraces con medios de cultivo ferrooxidantes y sulfooxidantes, seleccionando aquellos cultivos que presenten mayor velocidad de crecimiento, oxidación del ferroso y disminución de ph para el caso de las bacterias azufre reductoras. Para la incubación de los cultivos se utilizó agitador Orbital Shaker S0, Stuart. Microscopia óptica Se utilizó un Microscopio Biológico XS-23. Control de crecimiento celular. El seguimiento del crecimiento celular se realizó mediante el conteo directo de células al microscopio óptico en una cámara de Neubahuer de 0. mm de profundidad de campo y linea brillante. Tinciones. Se realizaron tinciones de Gram para la caracterización de los microorganismos aislados. Ensavos de Biolixiviación Con el objeto de disponer de los inóculos apropiados para los ensayos de biolixiviación, se operó de la siguiente manera: Muestras sólidas. En matraces de 250 ml se introdujeron 00 ml de medio 9K, si se trata de bacterias ferrooxidantes, y medio MC, para bacterias azufreoxidantes, y 0 grs. de mineral que se quería estudiar. Muestras liquidas. En matraces de 250 ml se introdujeron 90 ml de medio 9 K, si se trata de bacterias ferrooxidantes, y medio MC, para bacterias azufreoxidantes, y O ml de muestra liquida que se quiere estudiar. Estos matraces inoculados se mantuvieron en un agitador orbital a 50 rpm y r ambiente, hasta que por microscopía se observó una densidad de población microbiana elevada. A partir de ese momento se repetía nuevamente el proceso inoculando los cultivos obtenidos en medio ferrooxidante y azufreoxidante. Se realizan en forma periódica, controles de ph, Eh y recuento directo, para estimar el crecimiento de las bacterias presentes en las muestras analizadas. Resultados Aislamiento de Bacterias ferrooxidantes Los frascos de aislamiento se muestrearon y se analizaron periódicamente por ph, Eh y recuento directo de microorganismos; en las figuras 2., 2.2, 2.3 y 2.4 se presentan los gráficos correspondientes a la evolución de las variables mencionadas en función del tiempo para las diferentes muestras sólidas y liquidas obtenidas en faena. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX PP limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. 7

164 C~IIIIOGU INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP~ieza de Soluciooes Sociedad T ena S.A. Gráfico : Aislamiento Bacterias ferrooxidantes desde Mineral ~o 530 o Días ---.'J-- Bl - (bacv rrl)* 0"4 Figura 2.. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde el mineral Gráfico 2: Aislamiento Bacterias ferrooxidantes desde Mineral 60,0 -, , , ,0 580, , ,0 550,0 4 ~o.o 2 530,0 520,0 +-~-+-+~--r-+-,_-r-+_,--+ o Días --o-- Bl - (bact/ ml..)* 0"4 Figura 2.2. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde el mineral í ó e 8 8

165 c~r:.oc.~ :S Gráfico 3: Aislamiento bacterias de soluciones de faena minera 620, , ,0 60 ~ 50 ;:. 560,0 o 40 al 540,0 30 o e 520, ái :!!. 500, ,0 o Ola ---Lr-Bl rrw -cevml*"4 Figura 2.3. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde soluciones de faena :S Gráfico 4: Aislamiento bacterias de soluciones de faena minera 620,0 90,00 80,00 600,0 70,00 580,0 60,00 ~ ;:. 50,00 o al 560,0 o 540,0 30,00 e 20, ,0 0,00 ái 40,00 :!!. 500, Ola ---Lr-Eh rrw -cevm*"4 Figura 2.4. Aislamiento de bacterias ferrooxidantes desde soluciones de faena Se observan en las figuras 2., 2.2, 2.3 y 2.4 un aumento de potencial y aumento de la concentración de bacterias, por lo que se determina la existencia de bacterias fenooxidantes del tipo Acidithiobacillus fenooxidans en las muestras tomadas. INNOVA CHILE. ProyeciD Proceso LX.PP~ieza de Soluciones Sociedad Tonal S.A. 9

166 .._, c~c.-ot:u Aislamiento de bacterias del tipo Sulfato reductoras. A continuación se presentan los resuhados del aislamiento de bacterias azufreoxidantes en las muestras tomadas en faena. Gráfico 5: Aislarriento de bacterias Sulfa oxidantes desde rrineral 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 t. 2,50 2,00,50,00 0,50 0, ~-+-+~~+-~~-+-r~~ Ola -ph -BacVrri*0A ~ 0 -o lll 8.o ~ 6 o : o Figura 2.5. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde el mineral Gráfico 6: Aistamiento de bacterias sulfo oxidantes en mineral 4,50 r , ,50 3,00 30 "2' C> 25 ~ --' E 20 'il I 2,50 Q. 2,00 5 ~,50 g,00 0 o 0,50 5 o.oo INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP~iazs de Soluciones Sociedad Terral S.A Olas _._ph -+-Bact/miQA4 Figura 2.6. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde el mineral o.. 0 Al

167 c~r.otll.l... o. Gráfico 7: Aislación bacterias sulfa oxidantes en rruestra liquida 3, , ,00,50, ,50 0 0,00 o Ola -ph - BacVrnl *QA4 Figura 2.7. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde soluciones de faena Gráfico 8: Aislación de Bacterias en n-uestra liquida 4,50 4,00 3,50 3,00.L 2,50 o. 2,00,50,00 0,50 0,00 INNOVA CHILE. J>rorecD Proceso LX.PP-ün"!>ieza de Soluciones Sociedad Tenal SA ,0 ~--~~~~~~~~'-~.i~~~ 70,0 J- 60,0! 50,0 l 40,0! 30,0 g 20,0 8 0,0 -l-t r--t t-l- O, O Ola -ph - BacVrnl * QA4 Figura 2.8. Aislamiento de bacterias sulfooxidantes desde soluciones de faena i' :;:. o "' B ó e 8 JZ-

168 En las figuras 2.5 y 2.6 se observa que si bien hay población bacteriana presente, no se produce una disminución del ph con consecuencia del crecimiento bacteria! significativo. Sin embargo en las figuras 2.7 y 2.8 se puede observar el crecimiento bacteria! de forma más significativa, cumpliendo con el esquema de crecimiento y este es acompañado por una disminución de ph. Cómo análisis general se llega a la selección del aislamiento de bacterias ferrooxidantes en muestras líquidas y sólidas y en el caso de las bacterias azufreoxidantes se eligen para el cultivo las bacterias tomadas de las muestras liquidas. e) Cultivo Intermedio para Microorganismos en medio líquido similar a las Condiciones de Proceso Cultivo intermedio para microorganismos en medio líquido similar a las condiciones de proceso (adicionando los diferentes minerales en estudio) con el objetivo de minimizar el periodo de adaptación bacteriana en cada mineral. Se determinó si las bacterias aisladas eran resistentes a los componentes del proceso. Cultivo intermedio para Bacterias ferrooxidantes Las bacterias hierrooxidantes previamente aisladas desde minerales fueron adaptadas a concentraciones crecientes de ferroso hasta alcanzar una concentración total de hierro disuelto de 27 gil. Se ha logrado obtener una oxidación relativamente rápida del hierro. Sin embargo, bajo estas condiciones y a pesar de iniciar los cultivos con un bajo ph, se produce una fuerte precipitación de férrico, probablemente como hidróxido férrico (Fe(OH)3), lo cual dificulta bastante la recuperación de microorganismos para la posterior inoculación de nuevos cultivos y tiende a reducir la velocidad de oxidación. Fue entonces indispensable controlar el ph durante la oxidación para evitar la precipitación del hierro y una disminución de la cantidad de bacterias recuperables. El balance de protones del sistema viene de las siguientes reacciones: Reacción de consumo de protones Hidrólisis del ión férrico Considerando las siguientes condiciones iniciales: ph =,6 ~ [W] = 0.6 = 2,50 2 moles/l [fe2] = 27 gil= 4,83 0 moles/l INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. () (2) 2

169 Además, la solubilidad del hidróxido fénico, por bibliografía fuente MENO 2.. (Alter Stumm and Morgan 98) se observa que a ph 2,0, la solubilidad del FeJ es de aproximadamente 3,6 0 2 moles/l (equivalente a,77 g/l) mientras que a ph 2,5a solubilidad es de sólo 3,60 3 moles/l (equivalente a 0,77 g/l). Considerando que para cada ferroso oxidado, se consume protón y que para cada fénico precipitado se liberan 3 protones, podemos establecer los siguientes balances: Donde R, y R2 corresponde al avance de las reacciones y 2, respectivamente. El equilibrio está dado por la solubilidad de Fe 3 en función del ph que permite calcular los valores de R, y R2. Esto nos indica que a medida que se oxida el ferroso, gran parte de este precipita. Además de la precipitación del hidróxido, se debe considerar la posible precipitación de jarosita. Bajo estas condiciones, el potencial de oxido reducción, que depende fundamentalmente de la relación entre [FeJ+] y [Fe 2 ] deja de ser un buen indicador de la actividad bacteriana. En efecto, a pesar de la oxidación importante de ferroso que se puede producir, como gran parte del fénico producido precipita no se observa un aumento sustancial del Eh (Potencial). Para evaluar la actividad de oxidación, es necesario entonces determinar la evolución de la concentración de ferroso. Se determinará en cultivos en matraces la velocidad de oxidación alcanzada por ripios de lixiviación colonizados con bacterias hierrooxidantes y puesto en contacto con solución de ferroso. Paralelamente se inició la oxidación continua de una solución de ferroso circulada en forma continua en una columna de ripios colonizados por bacterias. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Tenal S.A. 3

170 r~ron 0 CNU Desarrollo Para la adaptación de las bacterias a la solución de limpieza del proceso de lixiviación, se agregaron a la solución de cultivo volúmenes crecientes de solución de limpieza hasta llegar a un 00% de solución de limpieza, manteniéndose una velocidad de crecimiento levemente menor a (lluella observada en el medio de cultivo solo. Gráfico n 9 "Adaptación Solución Sintética 25o/o" /' / +7 o 4+ 6 E.L ;.' c. 5 o m 3+ 4 al 2 o INNOVA CHILE. Proyeclo Proceso LX-''-l.irrl>ieza do Soluciooes Sociedad Tem!l SA. 8 "E - 3 e: '( 8 u )( u 2 o 2 3 Olas -CeVmL * 0"6 - ph CeVmL * 0"6 - ph Figura 2.9. Adaptación en solución sintética al25% Gráfico n 0 ''Adaptación Solución Sintética 50o/o" ~ 4 0 ' o 2 E.L ;.' c. 0 8 o m 8 al 6 6 / : o o 2 Olas -CeVrrL 0"6 - ph --o-- CeVmL 0"6 - ph Figura 2.0. Adaptación en solución sintética al 50% o o 4

171 y ('.,.,_, ~ ocu.l c. Gráfico n "Adaptación Solución Sintética 75%" ~---- / 30 ~ 8 / 25 - : o _/ 5 ~ 4 - e: 0 8 2,. - 5 o )E iie u u i~iie K o 2 3 oras -CeVmL "0A6 - ph CeVmL" OA6 - ph Figura 2.. Adaptación en solución sintética al 75% Gráfico n 2 "Adaptación Solución Sintética 00%"" / / 00 ~ o 50 80,.,. :.L c. 40 o m o ~ o o 2 3 oras -CeVmL " OA6 - ph CeVmL " OA6 - ph Figura 2.2. Adaptación en solución sintética al 00% Se observa en las figuras que al aumentar la concentra::ión de la solución de limpieza o disminuir la dilución de la misma, la actividad en el crecimiento bacteria! se ve aumentada considerablemente. INNOVA CHILE. f'rol'ecid Prooooo l.x.pp~ieza de Soluciones Sociedad T erra! S A. o 5 {,b

172 C~C.OIIU d) Pruebas de biolixiviación en matraces agitados Una vez detenninada la adaptabilidad de las bacterias para cada mineral, se realizaron pruebas de biolixiviación en matraces agitados para cada tipo de material a degradar, utilizando como caldo de cultivo diferentes concentraciones de cobre en el PLS (solución rica) y diferentes cantidades de azufre elemental en exceso. Esta etapa permitirá establecer la biolixiviabilidad de cada mineral para la población bacteriana y concentración de cobre presente, estableciendo su comportamiento en el tiempo, en las condiciones cambiantes del proceso. Desarrollo En las experiencias de biolixiviación en matraces para la limpieza de soluciones, se utilizó una mezcla de óxidos/ripio de Diego de Almagro. Los cultivos fueron realizados en frascos de lt con 300 ml de solución de descarte sintética previamente inoculado al0% v/v. El ph inicial fue de.9 y no fue controlado durante la experiencia. Los frascos fueron agitados a 50 rpm a temperatura ambiente con calefacción externa, con lo cual se obtuvo una temperatura en matraces de 25 a 28 "C. En esta etapa, el estudio del efecto del ph es detenninante, aunque se realizó recuento de bacterias en suspensión, controles de Eh y Fenoso por titulación. Resultados Oxidación de Fierro en matraces ID INNOVA CHILE. Proyecto Proceso L.X.PP.J..in'!lioza de Soluciones Sociedad T enal S A. Gráfico 3: Biolixiviación en rratraces agitados ora -ph -Conc. [Bact./rrt..]*0"6 Figura 2.3. Biolixiviación en matraces agitados o? ' o < B ó e 8 6 /7-

173 C'~OIOtlll Gráfico 4: Biolixiviación en matraces agitados 900, ,0 ~ ,0 ~ - 600, ~ 500,0 o il:j 30 ~ 400,0 300,0 20 g 200, ,0 0,0 o ora -ph -Conc.(bact/mL]*0A6 Figura 2.4. Biolixiviación en matraces agitados Se observa en la figura 2.3, un aumento de población bacteria!; si bien al comienzo de la biolixiviación en matraces se observa un aumento de potencial no se observa una tendencia en el tiempo de ello. En experiencias posteriores que se muestran en la figura 2.4 se observa una estabilidad del aumento de potencial y de crecimiento bacteria!, que sin embargo no alcanza concentraciones elevadas, probablemente debido a que parte. de la población se encuentra adherida al mineral. Oxidación de azufre en matraces En una primera etapa se detenninó la velocidad de oxidación de azufre y de producción de ácido sulfúrico en matraces agitados. En la figura 2.5, se muestra la evolución del ph en 2 experimentos (S6 y S7). El primero (S 6) conesponde a 25 pe~as de azufre previamente colonizadas por bacterias y traspasadas en un volumen de 400 mi de medio de cultivo a un ph inicial de 3,5. El segundo (S7) conesponde a 00 g de pem5 de azufre en contacto con bacterias azufre oxidantes recuperadas desde las soluciones de cultivos previos. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-lirr!lieza de Soluciones Sociedad Tem!l SA 7

174 r~c.ocu Tiempo (dfas) j S7j Figura 2.5. Evolución del ph en cultivos con perlas de azufre en presencia de bacterias En la figura 2.6, se muestran estos mismos datos expresados en concentración de protones. ~ o!. 0, "" =. o Tiempo (dfas) Figura 2.6: Evolución de la concentración de protones en cultivos con perlas de azufre con bacterias Se observa una velocidad de generación de protones prácticamente constante, que se repite de un traspaso a otro (en el caso del cultivo 6, proveniente de un cultivo anterior en condiciones similares). En el caso del cultivo 7, se observa un aumento progresivo de la velocidad de producción de protones, a medida que se colonizan las perlas de azufre. En resumen resultó mejor colonizar previamente las perlas de azufre para obtener una mayor cantidad de ácido. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-I'P-Lirr!>ioza de Soluciones Sociedad Terral SA 8

175 Las velocidades medidas fueron las siguientes: Experimento 6: 5,4 0-5 moles H+/ dia gaz.me Experimento 7: 2,440-5 moles H+/ día gazurre Vistas las variables de generación de ácido y oxidación del ión ferroso se procedió a agregar dosis de ión cobre a los matraces para ver los efectos que este elemento produce en la actividad bacteriana, resultando lo siguiente: La concentración máxima tolerable por los microorganismos fue de 0.6 M, es decir, 38 g Cu/L solución. En esta concentración la actividad bacteriana empieza a decrecer fuertemente, debido a la inhibición que provoca el cobre en los microorganismos. Bajo esta concentración de cobre, 38 g/l, hasta 3 g/l de cobre se nota un crecimiento bacteriano, pero con ciertas irregularidades, ya que el crecimiento no fue similar en las muestras que se utilizaron. Se aprecia crecimiento pero es más lento de lo observado en pruebas anteriores. Bajo los 3 gil de cobre se aprecia un crecimiento bacteriano uniforme en las muestras y similar a lo obtenido con anterioridad. Con todos los antecedentes disponibles y estudiados, se da por conformidad esta actividad, siendo estudiados otros desarrollos a medida que se requiera en las actividades subsiguientes. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX..PP-Umpíeza de Soludones Sociedad Terral S A. 9

176 2.2. ACTIVIDAD 2. ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS Descripción de la actividad En esta etapa se realizará la caracterización básica de los minerales en estudio, esta caracterización básica incluye pruebas físicas, químicas y metalúrgicas, el detalle de estas actividades es el siguiente: ~ Pruebas Físicas: Se realizan pruebas para la determinación de las propiedades físicas de cada mineral en particular como son la densidad aparente, peso especifico, ángulo de reposo, humedad natural, humedad de impregnación y tasa de inundación. ~ Caracterización Química y Mineralógica: Se realizan el análisis a una muestra representativa del mineral en estudio en donde se determinan leyes referenciales de: Cobre total, Cobre soluble y Fierro total, además se realiza un análisis de barrido ICP, que permite la detección de 52 elementos. ~ Caracterización Metalúrgica Básica: Se realizan una serie de pruebas que entregan información referencial y necesaria para el diseño de las futuras pruebas en columnas. Las pruebas a realizar son las siguientes: ~ Pruebas de Lixiviación Agitada en Botellas lso-ph: Estas pruebas se realizan con mineral pulverizado 00% bajo 00#, y consiste en un set de 4 pruebas, realizadas a distintos ph de referencia. ~ Prueba de End Poínt: Se realiza con mineral pulverizado y consiste en una lixiviación secuencial bajo ataque de distintos agentes lixiviantes. ~ Prueba de Dosis de Acido en Curado: Set de 5 pruebas en donde se aplican diferentes dosis de ácido a aplicar en el curado. ~ Detección de lnterferentes a la Lixiviación: Se realizan dos tipos de pruebas para la detección de interferentes a la lixiviación, la primera consiste en el aislamiento del material fino presente en el mineral, el cual puede estar constituido por arcillas con capacidad de intercambio iónico las cuales al ser contactadas con una solución de concentración conocida de cobre atrapa los iones de cobre disminuyendo la concentración de la solución contactada, la segunda consiste en la detección y aislamiento de material paramagnético presente en el mineral, el cual presenta propiedades reductoras, y al ser contactado con una solución que contenga cobre lo precipita en forma de cobre metálico. ~ Pruebas de Control de lnterferentes: Set de pruebas de lixiviación agttada en botellas, las cuales se realizan de forma similar a las pruebas de lixiviación agitada lso-ph, pero se aplican diferentes medidas según el agente interferente detectado en cada prueba, se realiza un set de 4 pruebas de lixiviación agitada. ~ Pruebas básicas de lixiviación en columnas lso-ph: Set de pruebas en columnas, las cuales se basan en información referencial obtenida de pruebas anteriores, como son la dosis de ácido en curado y medidas contra interferentes. Se realizan 2 pruebas por cada mineral, las cuales se inician con un desfase temporal entre una y otra, de esta manera la columna columna es referencia de la columna 2, siendo esta ultima columna la referencia a utilizar en las futuras pruebas en columnas de simulación dinámica, la información generada por estas pruebas es la base. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. 20

177 C~otCMU'. CORF() ' INTRODUCCIÓN El programa de pruebas, en base a la muestra suministrada, propone una configuración de la lixiviación y establece los criterios y parámetros metalúrgicos para diseñar el proceso de lixiviación en pilas del mineral. El objetivo de esta secuencia de pruebas es conocer el comportamiento del mineral (comportamiento fenomenológico), entregando información en diferentes situaciones de tratamiento. El mineral se toma como una caja negra, es decir, la termodinámica no es un factor relevante, sólo preocupa que las reacciones principales existan. Toda la información recopilada se ingresa a una planilla de simulación, donde se obtienen parámetros de proceso, Jos cuales son verificados en nuevas columnas, siendo los resultados utilizados, cuando se desvían de la simulación base, para ajustar nuevamente la simulación del proceso. El alcance de esta actividad contempla la entrega de Jos resultados de todos los ensayos realizados a la muestra en estudio, en función de las etapas de la metodología de Jíxívíacíón de minerales de cobre, además del análisis y conclusiones de las mismas PRUEBAS FíSICAS Etapa consistente en la recepción, homogeneización, corte y preparación de Jos Jotes de mineral según los requerimientos de cada ensayo. Las pruebas de caracterización física generan Jos rangos de valores referenciales de los parámetros físicos que se adoptarán en las siguientes pruebas metalúrgicas. Incluyen las determinaciones de: Dosificaciones de líquido aplicables a Jos minerales en el curado/aglomeración, La tasa de riego recomendable, y La geometría de apilamiento de taludes. Las muestras obtenidas de Diego de Almagro corresponden a una mezcla de óxidos y ripios, ya que estas fueron recibidas de una planta cuya actividad es el procesamiento de minerales de baja ley no existiendo diferenciación entre ambos tipos. La caracterización efectuada corresponde a este tipo de muestra arrojando Jos siguientes resultados: Humedad Natural del Mineral Ángulo de reposo Densidad Aparente Peso Específico Humedad de Impregnación Humedad Dinámica 0 Uh*m 2 2 Uh*m 2 5 Uh*m 2 20 Uh*m 2 : 0.54% : o : 2.22 tonfm3 : 3.44 tonfm3 : 4.6% : 22 Uton M Uton M 2 Uton M 3 Uton M Con las diferentes tasas de riego estipuladas para la medición de la humedad dinámica en el mineral, no se apreció inundación. Mayores antecedentes ver en Anexo A. Pruebas Físicas y A.2 Pruebas de Humedades. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 2

178 C~aNt'l Ol OIIU Í ' CARACTERIZACIÓN QUÍMICA Y MINERALÓGICA Caracterización química Con el objeto de caracterizar la muestra mineral en estudio y establecer una base de datos referencial de recuperaciones y otros parámetros metalúrgicos, se realizó la determinación analítica, por medio de digestión ácida de los sólidos y EAA (espectroscopia de absorción atómica) de las soluciones para determinar las leyes de cobre y de fierro total, cobre oxidado soluble al ácido cítrico y cobre oxidado; los resultados se muestran en la tabla. Resultados de caracterización química del mineral Cu Soluble en Cu Soluble en Mineral CuT FeT Ácido cítrico ácido Sulfúrico Diego % El análisis ICP no se realizó a la muestra, debido a que la mayor impureza existente en el mineral es el Fe total y en la cual nos concentraremos en eliminar en el desarrollo del proyecto. Caracterización mineralógica La caracterización mineralógica de las muestras, realizada por Microscopía Optíca en corte pulido y sección transparente, se solicitó con el objetivo de reconocer y cuantificar las especies mineralógicas de mena y de ganga y también sus asociaciones. Los resultados son los siguientes: INNOVA CHILE. Prorecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 22

179 ,.,... CoC*Ill'fO 0 CHIU-; ' LABORATORIO MICROSCOPIA DE MINERALES Solicitado por: Sociedad Terral SA. COMPOSICION MINERALOGICA 00% BASE MINERA Especies %en Peso Cu S Calcopirita 0,03 0,0 0,02 Calcosina 0,07 0,06 0,03 Covelina tz 0,00 0,00 Bornita 0,04 0,03 0,02 Crisocola 0,7 0,06 Malaquita,28 0,73 Azurita tz Copper Pitch 0, 0,04 CopperWad 0,07 0,0 Rutilo 0,4 Hematita 0,26 Magnetita 0,09 Limonita 0,42 Ganga 97,33 TOTAL 00,00 0,93 0,08 2. COMPOSICION 00% BASE ESPECIES DE CU Especies %en Peso Cu S Calcopirita 6,93,20 2,42 Calcosina 5,04 6,0 3,02 Bornita 8,4 2,66 2,5 Crisocola 34,64 6,27 Copper Pitch 2,77 3,59 CopperWad 3,20,2 TOTAL 00,00 20,86 7,60 3. COMPOSICION 00% BASE ESPECIES DE CU SOLUB LE Especies %en Peso Cu Crisocola 00,00 36,20 TOTAL 00,00 36,20 De acuerdo a las especies mineralógicas se observa que existen sólo trazas de sulfuros en la muestra de mineral a lixiviar, lo cual determina que las mayores especies mineralógicas son óxidos. La malaquita, que es la especie de mayor concentración, es un mineral oxidado: CuCO' Cu (OH)', con un contenido de cobre en la especie mineralógica de % Cu = 57,0%. En el cuadro de Composición 00% base especies de Cu, la crisocola es la que se presenta en mayor proporción, siendo un mineral tipo gel con composición variable debido a las numerosas impurezas que le acompañan, tales como alúmina, silice y óxidos de cobre y hierro, cuya fórmula es (Cu 2,AI)2H,Si,Os(OH) nh,o, siendo el Fe la mayor impureza existente en el mineral. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. 23

180 C.r.ltDIO DI CNU CARACTERIZACION METALORGICA BÁSICA Las pruebas de caracterización metalúrgica tienen como objetivo obtener resultados con valores referenciales de recuperación de cobre y fierro, y de los consumos esperables de il:ido. Así como determinar la dosis de il:ido recomendable para el curado de las pruebas en columnas Pruebas de lixiviación agitada en botella lso-ph Consiste en un set de pruebas de lixiviación agitada en botella con mineral00%-00#, a distintos niveles de acidez de referencia (a ph,5; 2,0 y 2,5) para generar valores referenciales de recuperación y consumo de ácido esperables a cada ph. La tabla siguiente y la figura 2.7, muestran los resultados obtenidos. Botellas iso ph Recuperación de Cobre total (según soluciones) Recuperación de Cobre total (según cabeza calculada) Recuperación de Fierro total (según soluciones) Consumo ácido Total Consumo de ácido Neto Consumo unitario de il:ído INNOVA CHILE. ProyedD Proceso L.X.PP-Ilnl>ieza de Soluciones Sociedad T 08 SA Resultados pruebas de lixiviación agitada isoph Unidades % % % kqftms kqftms kg ácídolkg Cu Pruebas de DxMaci6n en botellas lso..ph con contamedldas mberal Ripio Prfnclpal ' l L_ e :!! - t-=:::::::::j j u 60.. ', 50 -=t= u ----~-- 30 ""' ' ', ph 2, , : "' ~ " 30,; 'll ~ o 20E ~--- " 20 0 i 0 l o isoph...,.._rec. CU según ce. -.-Rec. Fe según ce....consumo ácido Total kgtton seca...-consumo de ácido Neto kgfton seca Figura 2.7. Pruebas de lixiviación en botella lso ph o, e o 2,

181 'Q.J... I."C.UJH.l 0 OliO ', CORF_Q e De las pruebas lso ph se puede señalar que existe una menor recuperacion de cobre cuando el ph se ve aumentado, siendo la diferencia de 3 puntos porcentuales. Proporcionalmente cuando existe un menor consumo de ácido se obtiene una menor recuperacion de cobre, Tal y como se quiere lograr en el proyecto existió una muy baja disolución del ión hierro en la etapa de lixiviación, evidenciando la buena actividad de crecimiento de las bacterias ferrooxidantes, las cuales se encargan de oxidar los iones ferroso a férrico, Mayores antecedentes de Balance de cobre, fierro y ácido se encuentran en Anexo A,3 Botellas lso-ph Pruebas de End Point Se realizó un ensayo de lixiviación secuencial en duplicado por cada tipo de mineral con diferentes reactivos (ácido cítrico, ácido sulfúrico, mezcla sulfúrico-férrico, cianuro de sodio y agua regia), aplicados en forma secuencial sobre muestra pulverizada ( 00% < 00#) con el objetivo de otorgar información de las especies mineralógicas presentes de la muestra, y proyectar porcentajes de recuperación de cobre bajo las condiciones del ensayo. En tabla se muestran los resultados del ensayo para el mineral en estudio. Resultados prueba de End Point Extracción de cobre Unidades Recuperación Recuperación Parcial Acumulada Acido acético % 76,2 762 Acido sulfúrico % 7, Sulfúrico férrico % t6 95,3 Cianuro % 4] 00 Agua regia % 0,00 00 Máxima disolución de cobre % 00 Ley de cobre total calculada % U8 Ley de cobre total analizada % 0,92 De acuerdo a los resultados se aprecia una mayor disolución con el uso de ácido acético, lo cual evidencia presencia de una gran proporción de minerales fácilmente oxidables, es decir óxidos, La mayor cantidad de cobre se ve recuperada cuando se lixivia con ácido sulfúrico siendo del 95%, valor muy superior a lo esperado, 80%. Mayores antecedentes se encuentran en Anexo AA Pruebas End Point Prueba de dosis de ácido en curado Se realizó un set de pruebas con mineral a la granulometria de interés (00%-/2") en la cual se ensayaron 3 dosificaciones distintas de ácido con el objetivo de establecer un valor a usar en las primeras series de pruebas de lixiviación en "columnas lso-ph", Las 3 dosis de ácido ensayadas por cada mineral fueron respectivamente definidas como porcentajes (20, 40 y 60%) del consumo total de ácido registrado en la prueba lso-ph en botella al valor de ph = 2,0, la cual arrojó un valor de 328 kg H+/ton M_ Por su parte, la dosis de agua se estableció en el 80% de la humedad de impregnación obtenida en la caracterización fisica_ La tabla muestra los resultados obtenidos para el mineral INNOVA CHILE, Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sodedad Terral SA 25 Zb

182 """""'.. ~ No se consideraron dosis de curado del 80 y 00% por tratarse de minerales oxidados, los cuales presentan poca resistividad a la lixiviación ácida de acuerdo a los antecedentes de las pruebas End Point. Unidades Dosis de curado 20% 40% 60% Dosis ácido kg/ton seca Dosis agua kglton seca Rec. Cu (según cabeza calculada) % Rec. Fe (según cabeza calculada) % Consumo ácido Total Consumo ácido Neto kg/ton seca kg/ton seca ~ 35 e 30 "' u! 25 t 20 o.. " 5 "' 0 5 o Prueba de dosis de ácido en curado mineral Ripio Principal.---t~L.-~~ ' / / -----~- -- 0,0 o Dosis de ácido (kg ácidollonl ---A-- Rec. Cu -.-- Rec. Fe ---Acidez libre en efluentes Figura 2.8. Pruebas de dosis de ácido en curado 5,0 4,0 0:: 3,0 e "' ª N.. 2,0 :!! De las pruebas de curado se puede señalar que con una dosis del 40% del consumo total de ácido para el mineral, se logran recuperaciones del 34%, siendo aproximadamente 2.5 menor a lo requerido, 80%. La diferencia en ácido debe ser agregada en la etapa de riego del mineral para completar recuperación prevista. Mayores antecedentes de datos y resultados de las pruebas ver Anexo A.5 Pruebas de Curado. INNOVA CHILE. ProyeciD Proceso LX.PP-Urr!>ieza de Soluciones Sociedad T erral S.A.,0 :l 26

183 Detección de interferentes a la lixiviación Se realizaron pruebas para verificar la captura de cobre disuelto por arcillas intercambiadoras iónicas tales como la Montmorillonita, lllita y Sericita. Conclución : Hay un fuerte efecto de arcillas que bajan la recuperación de cobre No hay efecto de Perdida de cobre a PH acldos, ya que la presencia de Fe+3 en un mineral de puros oxidos (Fe203, Por ejemplo Hematita), Captura electrones del posible cobre cementado, por lo que Regresa a la solución y se recupera, por lo que ''NO HAY EFECTO DE REDUCTORES" Los interferentes como arcillas, sólo crean un efecto negativo en la recuperación cuando se trabajan a ph 4,0. A phs menores las arcillas ceden el cobre, lo que se aprecia en las pruebas End Point efectuadas donde se señala una buena recuperación de cobre con ácido débil (acético) y una alta recuperación de cobre con el uso de ácido sulfúrico. Lo que ocurre es que las arcillas intercambiadoras son más afines con los protones, lo que produce un mayor gasto de ácido en la lixiviación, siendo constante una vez que todos los sitios activos de la arcilla están ocupados por iones de naturaleza catiónica Pruebas de control de interferentes La prueba de control de interferentes para este mineral no se efectúo por lo expresado anteriormente, donde se señala que no existen interferentes paramagnéticos y que el interferente de arcilla es controlado a un ph menor a 4,0, siendo en nuestro caso de investigación para la lixiviación un ph igual o menor a 2,0, logrando recuperaciones preliminares por sobre el 77 % Pruebas básicas de lixiviación en columnas iso-ph Las particulares pruebas de lixiviación en "columnas lso-ph" se operan mediante un riego a acidez variable para obtener un efluente de acidez o de ph constante, en un escenario que ya adopta las medidas para controlar el efecto de los interferentes que estén presentes en los minerales. Ellas generan las primeras curvas cinéticas de recuperación, consumo de ácido y disolución de impurezas, y permiten observar sus mutuas interacciones. Esta prueba genera los resultados metalúrgicos referenciales que conducen al diseño de la configuración del circuito de soluciones que permitirá manipular el comportamiento del mineral en la lixiviación para obtener una solución rica ajustada a los requerimientos de la operación posterior y adoptar una estrategia de uso de ácido para evitar la disolución de impurezas. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 27

184 C.c-.0.'\D Clf CMIU Estas columnas unitarias se prepararon, cargaron y operaron adoptando los resuijados recopilados de las pruebas de caracterización química y metalúrgica de los minerales en estudio. En las siguientes tablas se muestran sus condiciones de operación y los resultados de las mismas. COMPORTAMIENTO DE METALES Y SULFATO VS. RAZON DE RIEGO,6, , , , ,8... : : ~ : ~ ,6 'U : ; : : ~, ~ :-- 4,2 ~, ,8 0, ,4 0,2,.._Roo. Al (Kgi"Tlvtl --o-- Oso!. Fe+3 (l(g{t'tv 0, ,o S ji! t ,4 -; e,8 ~.;,2 &. E ,8 8,0,6 2,0 Razón de Riego (ms!tm) Roo. t.tj (I<QflM) --Roo. Fe-tot. (Kif(M Oisol. Fe+2 (Kgi"Tl. _SUf_ Medklo (Kof'Th Figura Comportamiento de metales y sulfato versus Razón de riego Las columnas ISO-pH, mantienen generalmente un ph de 2 en el percolado, la idea de que existan dos columnas de este tipo es simplemente que con la primera no se conoce cuanto ácido se irá agregando para tener el ph relativamente constante a la salida, ya que el consumo cambia en la medida que se lixivia el mineral, entonces se utiliza la primera como traza de la segunda, con unos 2 o 3 días de diferencia comienza a operar la segunda columna, así si en la primera columna se agrega mucho o poco ácido, cuando se agregue dos días después, ácido a la segunda, se conocerá la cantidad aproximada a agregar, la finalidad de hacer dos columnas simplemente asegura que la segunda columna tendrá un ph de 2 en el percolado. La prueba iso ph tiene por objeto asegurar que la cantidad de ácido al interior del mineral sea siempre la misma independiente del consumo. Al hacer esto se deja que la disolución de impurezas y recuperación de cobre del mineral sea un reflejo de la tennodinámica y no una función de la cantidad de ácido. Es decir, se descubre cuanto de las impurezas es lo que naturalmente se debería disolver, pero como generalmente al líxívíar tienes mayores cantidades de ácido, significa que ese exceso se puede bajar con solo agregar menos ácido y mantener la cantidad global de ácido aumentando el tiempo de riego. El concepto es que al tener la cantidad minima de ácido, por tennodinámica preferirá disolver iones asimilables, pero si se agrega mas cantidad de ácido, el exceso hará que se lixivien más impurezas de las necesarias por sobre la tennodinámica. INNOVA CHILE. Pro~' Proceso LX.PP-Umpiaza de Soluciooes Sociedad Tenal SA... 28

185 C~Dfot:U Resumiendo la idea es bajar el consumo de ácido al no gastar en impurezas, lo que conlleva a bajar la concentración de impurezas en el PLS, sacrificando el tiempo de riego. La figura 2.9 muestra cuanta impureza se disuelve naturalmente del mineral, cualquier valor obtenido en pruebas posteriores será menor a estas cantidades. RECUPERACIONES/CONSUMO ACIOO VS RAZON DE AIREACIDN 00~ ~ ~2~ 90.:::::::::. :--::-: { ' f.l, _--_--- :.;,\L.L_:a_-:ce--"'--"'--...-_ =--=--=---=--~- ~:--""'--:-:-.,.,-~ , : - : : : ,- ' ' ' ' :_ Ll --+r;r -~:: ~~- -0-~... <---.:.J_... ::::_:::::::::::::::: 00 l\. : -----~y r r- : : t:~-o---i>- -{ o ~ t o ~~~ ~-- J : : : ~ C ,, -- ' ' ' ' -~--~ ~ _ '..', ' 0 t'_- ;_ ' ~ ' ' ' ~ : : : oll~~~==:t~~~~~~~~ ====~'====~----l _j l~~ o ~ Razón de Aireación (m 3 /TM) ---% Rec. OJ(c. rec.} --M--Rec. o Ab. Fe (t<{ji'th) _...,_eons. Ac. Lbre ( ---eons. Ac. Tot. (Kg/TM) -o-- 0ea Eh (fl'w) Figura Recuperación/Consumo de ácido vs Razón de aireación La figura 2.20 también muestra lo anteriormente expresado. El consumo de ácido libre es mayor al consumo de ácido total. El consumo de ácido libre es el ácido que ingresa al riego menos el ácido que sale en el percolado. El consumo de ácido total es lo mismo pero con el ácido asociado a los sulfatos de iones de impurezas, es decir, FeS04, Ab(S04)3, o sea asume que todos los iones que se disuelven están sulfatados y por ende es una cantidad de ácido que se la suma al ácido normal. Se observa de los gráficos resultantes de la prueba lso ph una recuperación de cobre por sobre el 80%, valor considerado como criterio de éxito para minerales oxidados y ripios. Además se observa una muy baja disolución del ión hierro lo que evidencia una buena actividad oxidante de las bacterias ferrooxidantes. Mayores antecedentes remetirse a Anexo A.6 Pruebas lso-ph. INNOVA CHILE. ProyeciD Proceso LX.PP-I..inq>ieza de Solu:iones Sociedad T enal S.A. -~ -200 > E.S g 29

186 / (allfaaj) (Jl <KtL i, 2.3. ACTIVIDAD 3. MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX PP LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS. Descripción de la actividad: Esta etapa se inicia con la realización de una modelación matemática basada en toda la información generada desde las actividades y 2, en donde se consideran todas las interacciones de un proceso completo de lixiviación, cementación y limpieza de soluciones, mediante esta modelación matemática computacional se diseñan las pruebas en columnas de simulación dinámica, se realizarán un set de 6 pruebas en columnas por cada tipo de mineral, las pruebas a realizar consideran como base la misma modelación matemática, pero se diferencian en el tipo de bacterias a utilizar y el método de inoculación aplicado, el detalle de las pruebas es el siguiente: :» Columna : Columna blanco de referencia, solo se basa en los parámetros que entrega la modelacíón :» matemática, no se considera el apoyo bacteria!. Columna 2: Se ublizarán bacterias del tipo sulfooxidantes, las cuales serán inoculadas durante la :» aglomeración. Columna 3: El tipo de bacterias a utilizar es similar a la columna 2, pero se diferencia en el método de inoculación a aplicar, el cual se realizara durante el riego de la columna. :» Columna 4: Se utilizarán bacterias del tipo ferrooxidantes, y serán inoculadas durante la aglomeración. :» Columna 5: Se utilizan el mismo tipo de bacterias que la columna 4, pero la inoculación bacteria! se realiza :» durante el riego de la columna. Columna 6: En esta columna se realizará la prueba de limpieza de soluciones de cementación MODELACIÓN MATEMÁTICA Módulo de Configuración y Balance de Masas Los cálculos del balance de masas se efectúan según la configuración y las reacciones independientes de cada una de las etapas de lixiviación, PP-Limpieza del proceso completo. Mediante iteraciones parciales es posible intercambiar las condiciones y los parámetros como datos de entrada, para adaptar las entradas a los cálculos, ya que no siempre los grados de libertad y las restricciones del problema son los mismos. De esta forma sólo dos modelos generales analizan las diversas opciones de configuración de plantas y de procesos, que difieren en el tipo de solución que se recircula en lixiviación (ILS o PLS) para ajustar las concentraciones objetivo del PLS. Mediante iteraciones globales es posible ajustar los balances conjuntos de las secciones LX-PP-Limpieza de la planta completa, en cada uno de los varios escenarios que se estudien para compararlos. Los modelos se pueden correr en paralelo para comparar diversas opciones de configuración de planta y de ajustes de proceso para elegir la más conveniente. Sus resultados son enviados posteriormente a todos los módulos por medio de enlaces de datos. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX..PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 30

187 -.q p. cocjjuu.o lll ow:j CORF() Módulo de Configuración de Pilas de Lixiviación Destinado a dimensionar las pilas, sus sistema de riego y de drenaje en fonma conciliada con la opción conceptual de modulación establecida en el módulo de configuración y balance, Sus datos de entrada provienn por enlaces desde el módulo de balances de masa y penmiten seleccionar los aspersores y/o goteros y las tuberías y presiones de trabajo que satisfacen las condiciones establecidas en ese módulo. En temas de la metalurgia se tiene en consideración: Debe ser capaz de evaluar que las concepciones aplicadas en la obtención de la data previa (Estudios de Lixiviabilidad) hayan sido las correctas, ya que un error en esa etapa -nonmalmente desarrollada por el inversionista- tiene la más alta incidencia económica y puede representar por si solo la diferencia entre el éxito y el fracaso del proyecto. Debe ser capaz de diseñar una lixiviación optimizada, en los ténminos siguientes: i. El proceso debe maximizar la recuperación metalúrgica y minimizar consumos de ácido, de agua y de energía, destruyendo "interferentes", acidulando adecuadamente las partículas con un curado inteligente sin adiciones innecesarias de ácido y cuidando la fonma de aplicación del riego. ii. La solución rica generada debe lograr consistentemente las concentraciones de cobre (en valores altos), ácido e impurezas (en valores bajos), que le impondría la planta de Precipitación PP, para mantenerse en su eficiencia máxima, conciliando la "razón de lixiviación" y la "razón de concentración" mediante recirculaciones adecuadas. iii. Mediante el diseño de ingeniería de riego y de las recolecciones de soluciones debe generar una solución rica limpia, sin sólidos suspendidos, coloides, fierro, cloruros, manganeso y sulfatos totales, para minimizar borras y contaminación del electrolito que causen descartes y consumos de agua tratada, de aditivos y de energía en calentamiento. iv. Debe anular los efectos de eventuales "interferentes" del mineral, y destruirlos o saturarlos con iones sin valor, durante el curado y el periodo inicial del riego. v. Debe evitar la fonmación de capas freáticas e inundaciones localizadas, capaz de producir canalizaciones y deslizamientos o hasta derrumbes del apilamiento. vi. Idealmente el apilamiento debe penmitir administrar el tratamiento conjunto de minerales de diversa mineralogía, incluidas las especies de óxidos, de sulfuros, de mixtos y de otras refractarias. vii. Mediante el control de la adición de ácido y un adecuado esquema de periodos de riego y de reposo debe penmitir administrar el comportamiento del fierro para mantener en solución el necesario para las bacterias (en lixiviación de sulfuros), la cantidad y proporción "férrico-ferroso" para las interacciones que regeneran ácido, o que crean condiciones oxidantes o que co-precipitan impurezas, viii. Mediante el control de la adición de ácido y un adecuado esquema de riegos y de reposos debe evitar la fonmación de precipitados férricos coloidales que afecten la penmeabilidad del lecho y de las partículas y que fomenten la canalización de las soluciones; Alternativamente, cuando los precipitados inevitablemente se fonmen, debe penmitir la remoción del agua de esos coloides. ix. Los precipitados a fonmar (por ej., jarositas) para la limpieza de soluciones, deben ser fonmados una vez que la pila haya sido agotada, para no producir posibles efectos negativos en la recuperación del elemento deseado, en nuestro caso cobre. El Balance de masas modelado, bajo las consideraciones descritas anterionmente, se muestra a continuación: INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sodedad Terral S.A. 3

188 B e o E F G H TABLA DE AJUSTE DEL BALANCE DE MATERIALES -: AJUSTAR LA MOOULACION DE LA PILA PARA LA CONCENTRACION DESEADA EN LA SOLUCION RICA TASA DE RIEGO INSTANTANEA EFECTIVA (Incluye agua a evaporación) CANTIDAD DE MODULOS INSTAlADOS MODULO$ EN RIEGO INSTANTANEO CON REFINO CANTIDAD DE MODULO$ GENERANDO SOLUCION RICA CANTIDAD DE MOOULOS RECIRCULANDO SOLUCION RICA CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION RICA l:ias de carga/módulo área media/módulo [caudal solución rica S-3: EN ESTA SERIE: SE ANULAN SIMULTANEAMENTE LOS VALORES EN CELDAS DE REFERENCIA PARA BALANCE SIMULTANEO CONCENTRACION DE CLORUROS EN PLS DE LIXJVIACION [Repos.CI-. CONCENTRACION DE FIERRO EN PLS DE UXMACION [Repos Fe f-8' RIPIO Y DE LA LIMPIEZA DE SOLUCIONES TOTAL DE DESCARTE DE SDLUCION DE PRECIPITACIDN DE PLANTA COMPLETA. RAZON DE RIEGO PARA ABATIMIENTO DE FIERRO ldíaslcido TASA DE RIEGO INSTANTANEA!Módulos regables a tasa riego. CONCENTRACION MAXIMA DE Cl EN SOLUCION RECUPERADA j~epos. Cl. CONCENTRACION MAXIMA DE H+ EN SOLUCION RECUPERADA [Rapos. H+. DOSIS EFECTIVA (Acldo a cudo: ajustar y anular "exceso 6cldo de sistema") EXCESO DE ACIDO DE SISTEMA({-)=> reposición a refino;(+)=> exceso a restar a cumdo) ác. Tol. curado INCORPORAR DATOS DE PRUEBAS PARA BALANCES DE COBRE Y DE ACIDO Y SUS VALORES DE EQUIUBRIO. NOTA: Los datos a continuación son estimados a falta de pruebas metaiurgrcas, a partir da las razones de lixiviación lndlndas RAZON DE RIEGO (SOLO CON REFINO) PARA AJUSTAR LA CONCENTRACION DE COBRE EN SOLUCION RICA RAZON DE RIEGO CON PLS PARA AJUSTAR LA CONCENTRACION DE COBRE EN SOLUCION RICA RECUPERACION DEL MINERAL REGADO CON PLS PARA PLS (De referenda, según 6ddo disponible) ACIOO NECESARIO PARA El CONSUMO DEL MINERAL REGADO CON PLS PARA PLS CONSUMO DEL MINERAL REGADO CON REFINO ACIDO AGREGADO A LA SOLUCION RICA PARA EL RIEGO DE MODULOS CONCENTRACION OE ACIDO RESULTANTE EN SOLUCION RICA A RIEGO CONCENTRACION DE ACIDO RESULTANTE EN SOLUCION ACIDA A RIEGO A RIEGO INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones SOOedad Terral SA loeprueba de atla\imiento [H+] PLS resultante I[H+] PLS objetivo J Um2"hr 6,000 n n 55,23 5,000 n,000 n 6,000 e"' 57,986 2,825 lgc 0,0000 0,2060 lgfoji n ,0300 m lidia 0,00 m3tm 38_793,273 lfm2"hr ,688 gci- 0,000 0,600 gh+n 0,000 2,7700 KgAt/TM ,234 tac/dla -0,476 KQAc/TM m3ftm 0,368 De lso-ptl-2 0, KgAcJTM ,52 K KoAdTM 2,87 tacldla ,86 gadl 0,500 2,90 gadl 9,593 32

189 B C D E F G H J K EMPRESA ; SOCIEDAD TERRAL S.A. PROVECTO ALTERNATIVA CONFIGURACION MATERIA GRANULOMETRlA 00% 4 MINERAL MODElA Ripio Principal HECHO POR FECHA :INNOVA, PROOUCCION UMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO DE COBRE :PLANTA DE UXIVIACION, PREC!PITACION, EXTRACCION POR SOLVENTES, CRISTAUZACION Y ELECTRO OBTENCION. : ETAPAS SX: 2E+l +CR; USA PRECIPITACION Y CA TODOS INICIALES. : MODEL.ACION DE CAPACIDADES MEMORIA DE CALCULO DEL BALANCE DE MATERIALES EN ETAPAS. :C. AVENDAÑO. Y CRITERIOS DEL CALCULO UNIDAD 3 IF< ITM (Vol. coijgo.. C-02 imod... p20,0 gn IP"I~ 50%' mooo d/2m PRODUCCION NOMINAL Y DE DISEÑO (COMO COBRE FINO TOTAL) ITM/mu ICwdio OlAS CONSIDERADOS POR AÑO :~::: PRODUCCION NOMINAL VENDIBLE (Incluida reehazo da lémina5, si procede) TON Cu/AÑO. LEY DE COBRE DEl MINERAL.. A ' LEY DE CLORUROS SOLUBLES DEL MINERAL (Valor aupuesto). LEY DE FIERRO SOLUBLE DEL MINERAL (Valor de pruebaa) 0,53< HUMEDAD NATURAL DEL. MINERAL (Valor supuesto),: RECUPERACION PREVISTA RELACION DE PESOS RIPIO/MINERAL. % ola. DOSIS ESTUDIADA DE ACIDO EN CURADO AZUFRE AGREGADO PARA GENERAR ::::~: RAZON DE RIEGO PARA% DE lm3ftm <0,<00' " TASAI Um2'h' DENSIDAD APARENTE TIEMPO DE RIEGO DURANTE CICLOS PUL.SANTES AL. TURA DE APILAMIENTO m TASA DE EVAPORACION (Referida a Mineral Bajo Riego) DOSIS DE LIQUIDO PARA AGL.OMERACION DE MINERAL.. HUMEDAD DE IMPREGNACION DE MINERAL. (Valor supuesto) ~~g/tm 23. FACTOR DE LAVADO DE RIPIOS (Impregnación de solutos "final/inicial"),6 CONSUMO TOTAL. DE ACIDO DEL MINERAL (Valor total para% recuperación) ~~gaoitm RIEGOCON<n"'c'nNRICA N«< ~' (% IR,.o.S. Ad,,, ' ' ~ L REGADO CON ~)DEC~ ACIDO~UCIO~ CLORUROS, EN EL AGUA INDUSTRIAL DE REPOSICION TOTAL DE DESCARTE DE SOLUCION DE PRECIPITACION DE PLANTA COMPLETA DENSIDAD DE SOLUCIONES DE RIEGO DE PILAS (REFINO A RIEGO) DENSIDAD DE SOLUCIONES EFLUENTES DE PILAS CONCENTRACION DE ACIOO UBRE EN SOLUCION RICA loe LA EFICIENCIA CONSUMO ESTIMADO DE CHATARRA DE RERRO HUMEDAD RETENIDA PRECIPITADO ESTRUJADO ~ LEY DEL PRECIPITADO DEL RIPIO Y DE' A 'M PIEZA DF <rn nmnf< ~ ~~M/m3 ~~~~,. ~:: gaoil ~g/kgcu PUREZA DEL SULFATO DE SODIO HEPTAHIDRATADO COMERCIAL ABATIMIENTO DE FIERRO CON COMPONENTES DEL DESCARTE. ' O.Je2( <DE.f~ ~DE RIEGO.. C/- (gci DE~EN ~ : AGUAI USOS VARIOS Y i (mojar c:;amlnos, jardines, camlooe.) <UI FUR/CO ~., ~-- ;;: "" ::::: 0,~:: 8,65 "" 2',~ 2,50 0,00 0,8 6,0C< 50,00 2,08,00 9~:!:,50,00 ':,;,:!,' 22 "-'" ' o~; 0.0 O,DO,08,0 0,50 50,000,200 5,000 80,000 8 ::::.27 0,60 2~.~

190 EMPRESA PROYECTO PLANTA CONFIGURACION ~é t ~. c<:llll!a.-.o rn omn. : SOCIEDAD TERRAL S.A. :INNOVA, PRODUCCION UMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO DE COBRE :PLANTA DE UXMACION, PRECIPITACION, EXTRACCION POR SOLVENTES, CRISTAUZACION Y ELECTRO- OBTENCION. :ETAPAS SX: 2E+L+CR; USA PRECIPITACION Y CA TODOS INICIALES. TASA DE RIEGO, PROMEDIO PONDERADO OURACION DEL CICLO DE LIXIVIACION OlAS DE CARGA DE MINERAL POR MODULO MINERAL LIXIVIANDOSE EN PILAS (Antes de terminar Ciclos de riego) AREA MEDIA DEL APILAMIENTO RIPIO ABANDONADO (Base seca} MINERAL CARGADO POR MODULO CANTIDAD DE MODULOS CARGADOS POR AÑO AREA MEDIA POR MODULO CANTIDAD DE MODULOS GENERANDO SOLUCION RICA (INSTANTANEOS) CANTIDAD DE MODULOS EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCION ACIOA CANTIDAD DE MODULOS EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCION RICA RECIRCUtANTE MINERAL EFECTIVAMENTE EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCION ACIDA (Equ~ale aprox. al que genera solución rica) MINERAL EFECTIVAMENTE EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCION RICA BALANCE DE MODULOS AGUA INCORPORADA A LIXIVIACION EN HUMEDAD DEL MINERAL DOSIS DE LIQUIDO EN MINERAL YA "AGLOMERADO/CURADOM LIQUIDO A AGLOMERACION/CURADO LIQUIDO TOTAl IMPREGNADO EN MINERAL CURADO AGUA FALTANTE PARA IMPREGNAR DE HUMEDAD AL MINERAL CONSUMO DE LIQUIDO EN COMPLETAR IMPREGNACION DE MINERAL LIQUIDO TOTAL IMPREGNADO EN MINERAL EN RIEGO (NO INCLUYE HUMEDAD PASANTE) AGUA PERDIDA EN IMPREGNACION DE RIPIOS A LIMPIEZA DE SOLUCIÓN DEVOLUCION DE SOLUCION DURANTE El ESTRUJE FINAL DE RIPIOS ANTES DE LIMPIEZA TASA DE RIEGO INSTANTANEA EFECTIVA {al mineral, después de pérdidas por evaporación) CAUDAL INSTANTANEO DE RIEGO POR MODULO EVAPORACION DE SOLUCION POR MODULO ESQUEMA PREUMINAR DE TIEMPOS DE TRATAMIENTO DE UN MODULO -PERIODO DE RIEGO CON SOLUCION ACIDA (días calendario; incluye riegos y reposos) - PERIODO DE RIEGO CON SOLUCION RICA RECIRCULANTE (días calendario) -PERIODO DE GENERACION DE SOLUCION RICA (días calendario) CAUDAL TOTAL DE SOLUCION ACIDA NECESARIO PARA RIEGO DE MODULOS EVAPORACION DE AGUA EN LIXIVIACION (De sector en riego con solución ácida) CAUDAL DE SOLUCION PARA REGAR MODULOS QUE GENERAN PLS CAUDAL DE SOLUCION RICA NECESARIA A RECIRCUlAR Al RIEáO DE MODULOS EVAPORACION DE SOLUCION RIEGO DE MODULOS EN RIEGO CON SOLUCION RICA PERDIDAS TOTALES DE AGUA POR EVAPORACION EN TODA LA PitA CAUDAL DE SOLUCION DRENADA DEL SECTOR REGADO CON SOLUCION ACIOA CAUDAL TOTAL DE SOLUCION RICA OBTENIDA POR RIEGO DE ta PitA CAUDAL DE DRENAJE DE PLS A POZO DE PLS DESDE RIEGO CON PLS RECIRCULADO CAUDAL DE PLS A PlANTA DE PRECIPITACIÓN BALANCE DE LA SOLUCION ACIDA: -CAUDAL DE SOLUCION ACIDA NECESARIO PARA MODULOS EN RIEGO CONTINUO NECESIDADES TOTALES DIRECTAS DE AGUA PARAtA LIXIVIACION (CURADO Y RIEGO) CAUDAL DE SOLUCION ACIDA NECESARIO PARA USOS EN LIXIVIACION (Riego y Curado) CAUDAL DE SOLUCION RICA A RIEGO DE PILAS (Instalada) CALCULOS DEL BALANCE DE CLORUROS Y DE FIERRO APORTE DE CLORUROS DE AGUAS DE REPOSICLON QUE INTEGRAN CLORUROS A LIXIVIACION APORTE DE CLORUROS DE AGUAS RECUPERADAS DE PURIFICACION APORTE DE CLORUROS DEL MINERAL TOTAL DE APORTES DE CLORUROS A LA LIXIVIACION CLORUROS CONTENIDOS EN RIPIOS ABANDONADOS (Se consióeran fnalmente aba:idos) CLORUROS EN EL DESCARTE EVENTUAL DE SOLUCION DE PRECIPITACION CLORUROS EN PLS A PRECIPITACIÓN TOTAL DE SALIDAS DE CLORUROS REPOSICION DE CLORUROS AtA LIXIVIACION CONCENTRACION DE FIERRO DE LA SOLUCION ACIDA A RIEGO APORTE DE FIERRO DEL MINERAL APORTE DE FIERRO DE LA SOLUCION RECUPERADA A LA ETAPA DE LIXIVIACION FIERRO IMPREGNADO EN RIPIOS DE LA ETAPA DE UXIVIACION FIERRO EN PLS A PRECIPITACION REPOSICION DE FIERRO A LA LIXIVIACION CALCULO S DEL BALANCE DE COBRE RECUPERACION DE COBRE POR TONELADA DE MINERAL COBRE CONTENIDO EN MINERAL ALIMENTADO COBRE CONTENIDO EN RIPIOS ABANDONADOS LEY DE COBRE DE RIPIOS COBRE RECUPERADO DIARIAMENTE DEL MINERAL DE LA PILA ACIOI\ ACIDA 44,88 ACIOA ACID.!\ 368,82 PRECIP 63,333 77, ,462 85,227,000 5,000 6, , ,636 0,897 0, ,897 3,620 2,270 9,67 8,783 0,383 5,934 2,273 0, ,764 23,400 6,364 0,678 35,000 73,636 0,83,49 6,069 3,623 70,553 57, ,364 6,364 85,909 0,002 0,009 0,005 O,Q6 0,004 0, , ,332 0,038 0, ,593

191 ClWII:l!'C) l;ll Oli'IL r. e o E F G H EMPRESA : SOCIEDAD TERRAL S.A. PROYECTO :INNOVA, PRODUCCION UMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO DE COBRE PLANTA :PLANTA DE UXMAClON, PRECIPITACION, EXTRACCION POR SOLVENTES, CRISTALIZACION Y ELECTRO- OBTENCION. CONFIGURACION :ETAPAS SX: 2E+l+CR; USA PRECIPITACION Y CA TODOS INICIALES. MATERIA : MODELACION DE CAPACIDADES MEMORIA DE CALCULO DEL BALANCE DE MATERIALES EN ETAPAS. CALCULO$ DE LOS BALANCES DE MASAS BALANCE GENERAL DE ACIDO DE LA UXIVIACION CONSUMO TOTAL DE ACIDO POR EL MINERAL ACIDO SULFURICO A CURADO POR IMPREGNACIÓN (SEGUN DOSIS OPTIMA) ACIDO SULFURICO FRESCO A AGLOMERACIONICURADO (SEGUN DOSIS EFECTIVA) ACIDO COMERCIAL FRESCO Al CURADO EXCESO DE ACIDO DE SISTEMA((-)=> reposición a refino:(+)"'> exceso a restar a curado) tacjdía NOTA: Una vez ajustado el valor de la linea anterior a una ctfra negativa o Igual a cero, debe uaarse eu dósls de curado y no la Indicada en los parámetros CONSUMO NETO TOTAL DE ACIDO POR El MINERAL RECOMPOSICION DEL CURADO CON SOLUCION RECUPERADA AGUA RECUPERADA DESDE LA SOLUCION DE PRECIPITACION,LUEGO DE LIMPIEZA DE SOLUCIONES AGUA RECUPERADA REQUERIDA PARA CURADO APORTE DE ACIDO DE LA SOLUCION RECUPERADA AL CURADO TOTAL GENERAL DE ACIDO APORTADO Al CURADO DOSIS EQUIVALENTE DE CURADO NOTA: Se debe comparar esta dóais equivalente con la ndósis óptima de pruebas metaiurglcasn, al la cifra resutta superior a ella, entonces puede traducirse en presencia de llcldo en la solución rica inicial CONSUMO DE ACIDO POR IMPREGNACION DEL RIPIO (Base: TM mineral fresco) CONSUMO DE ACIDO POR IMPREGNACION DEL RIPIO (Base: TM mineral fresco) CONSUMO BRUTO TOTAL DE ACIDO SOLO DEL MINERAL ALIMENTADO (VER NOTA:) NOTA: Datos a continuación serian de pruebas metaiurgicas, a partir de las razones de lixiviación Indicadas VERIFICACION DEL BALANCE DE ACIDO EN EL RIEGO tval. referenciales) UNIDAD tactdla tac/dia tacldía tacldía m3dia kgacjtm m3jdia m3jdía TaC.Idía KgAcJdía KgAcJTM KgAcJTM tacjdía KgAcJTM ACIDO TOTAL A CURADO DE MINERAL tacjdia ACIDO AGREGADO Al RIEGO CON PLS tacjdia ACIDO AGREGADO Al POZO DE SOLUCION ACIDA FRESCA tacjdía CONSUMOS NETOS INFORMADOS Y CALCULADOS DE ACIDO SULFURICO rverific. C. Acido neto: Kaf M tacjdia CALCULOS ESPECIFICOS, LIXIVIACION SOLA (SOLUCIONES Y PRECIPITACIONl SOLUCION ACIDA REQUERIDA PARA RIEGO DIRECTO MODULOS EN RIEGO CON SOLUCION ACIDA PERIODO CALENDARIO DE RIEGO DE UN MODULO CON SOLUCION ACIDA COBRE RECUPERADO DEL MINERAL POR El RIEGO CON SOLUCION ACIDA TOTAL DE COBRE EN SOLUCION RICA A PRECIPITACION CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION RICA RAZON DE RIEGO CON SOLUCION ACIDA YAGUA PARA AJUSTAR CONCENTRACION EN SOLUCION RICA COBRE APORTADO POR RECUPERACION DESDE EL MINERAL REGADO CON PLS RECIRCULANTE APORTE DE COBRE A LA PILA POR RIEGO CON SOLUCION RICA ACIDO CONTENIDO EN LA SOLUCION ACIDA PARA RIEGO DE PILAS ACIDO REMANENTE EN LA SOLUCION RICA DE PILAS A PRECIPITACION ACIDO CONTENIDO EN LA SOLUCION RICA RECIRCULADA AL RIEGO DE MODULOS ACIDO ADOPTADO DE AGREGAR A LA SOLUCION RICA PARA EL RIEGO DE MODULOS ACIDO CONTENIDO EN LA SOLUCION RICA Al RIEGO DE MODULOS CONCENTRACION DE ACIDO DE LA SOLUCION RICA RECIRCULADA AL RIEGO DE MODULOS TOTAL DE ACIDO DISPONIBLE PARA EL SECTOR DE RIEGO CON PLS (Curado. Riego y Aporte Externo) EQUIVALENCIA UNITARIA DE LA DISPONIBILIDAD DE ACIDO ACIDO CONSUMIBLE POR EL MINERAL EN El RIEGO CON SOLUCION RICA ACIDO REMANENTE EN LA SOLUCION RICA GENERADA POR EL RIEGO CON SOLUCION RICA CONCENTRACION DE ACIDO EN SOLUCION RICA DRENADA DE SECTOR REGADO CON RECIRCULACION DE SOL RICA ACIDO CONSUMIDO POR EL MINERAL EN EL RIEGO CON SOLUCION ACIDA (Incluye impregnación ripio) AZUFRE A AGREGAR EN CURP..DO PARA LA GENERACION INDICADA ACIDO TOTAL GENERADO POR EL AZUFRE ACIDO REMANENTE EN LA SOLUCION RICA GENERADA POR El RIEGO CON SOLUCION ACIOA CONCENTRACION DE ACIDO EN PLS DRENADO DE SECTOR REGADO CON SOLUCIONA ACIDA CONCENTRACION DE ACIDO CALCULADA EN TOTAL DE SOLUCION RICA DRENADA INGRESO DE ACIDO EN LA SOLUCION RICA A PLANTA DE PRECIPITACION ACIDO REQUERIDO DE AGREGAR EN POZO PARA FORMAR SOLUCION ACIDA ACIDO COMERCIAL REQUERIDO DE AGREGAR EN POZO DE SOLUCIÓN ACIDA NECESIDAD ADICIONAL DE AGUA INDUSTRIAL PARA LA LIXIVIACION (al pozo de solución ácida) TRASPASO DE AGUA RECUPERADA AL POZO DE SOLUCION ÁCIDA APORTE DE ACIDO DE LA SOLUCION RECUPERADA A LA SOLUCION ACIDA FRESCA TOTAL DE ACIDO EN POZO DE SOLUCION ACIDA A USO EN RIEGO DE PILAS CONCENTRACION FINAL DE ACIDO. EN SOLUCION ACIDA A RIEGO m3jdía " días tcu/dia tculdía gc"' m3tm tculdla!culdía tac/día tacldía tac/dia tac/día tac/dia gao tacjdia KgAcJTM tacjdía tacjdía gao tacjdía KgAc/TM Kg :\zu!reldia ta.cjdia tacjdia gao gao tacjdía tacjdía tacjdía m3dia m3día m3día TaCJdía tacjdía gao Prueba N lcot/gav. Mod. m: lmnjplsiref. DJ2D,O a/ 3,459 2,083 2,039 2,88 2,46,66 -{),476 K 9,063 56, ,000 0, ,320 2,500,08 0,80 9,676 2,083 0,86 SOL FRESCA 0,476 20,757 3,420 6,364 5,000 0,636 0,54,266 2,825 0,368,2,607 0,589 0,029 0,037 0,86 0,898 2,90 2,98 7,686 3,02 -{),044 -Q,62< 0, o 000 0,0, ,029 2,856 0,476 0,50 0,272 24,073 20,679 40, ,589 9,593

192 /ü,. ~.. ~&NO 0 o.u! 8 e o E F G H J K EMPRESA PROYECTO : SOCIEDAD TERRAL S.A. :INNOVA, PRODUCCION UMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO DE COBRE PLANTA :PLANTA DE UXJVJACION, PRECIPITACION, EXTRACCION POR SOLVENTES, CRISTAUZACION Y ELECTRO. OBTENCION. CONFIGURACION :ETAPAS SX: 2E+L+tCR USA PRECIPITACION Y CATODOS INICIALES. MATERIA : MODELACION DE CAPACIDADES MEMORIA DE CALCULO DEL BALANCE DE MATERIALES EN ETAPAS. CALCULOS DE LOS BALANCES DE MASAS UNIDAD Prueba N Coi.IGav. IVal. referenciales) Mod. tm: lmp./plsfref. p/20,0 g/ CALCULO$ DEL SISTEMA DE PRECIPITACION CAUDAL DE PLANTA DE PRECIPITACION m3hora 2,46 llmin 40,266 CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION RICA gc"" 2,825 COBRE CONTENIDO KgCulh 52,732 tonculdfa 266 ETAPA Recuperación Cu Recuperación por etapa Cu arumulada % % Etapa 50,000 50,000 Etapa 2 25,000 75,000 Etapa 3 2,500 67,500 Etapa 4 6,250 93,750 Etapa 5 3,25 96,875 Etapa 6,563 98,438 Etapa ,29 Etana 8 0,39 99,609 PRODUCCION DIARIA DE COBRE COMO PRECIPITADO tculdia,26 CONSUMO DIARIO DE CHATARRA tchatldia,53 CONCENTRACION DE COBRE DE LA SOLUCION PRECIPITADA gc"" 0,085 CONCENTRACION DE FIERRO DE LA SOLUCION PRECIPITADA gfen 27,8 MASA DE PRECIPITADO SECO tpptldia,576 AGUA EN PRECIPITADO HUMEDO m3dia 0,89 AGUA A LAVADO DE PRECIPITADO m3dia 0,378 CLORUROS EN PRECIPITADO tci-fdía 0,000 FIERRO IMPREGNADO EN HUMEDAD DEL PRECIPITADO LAVADO tfe+nfdía 0,002 FIERRO EN EL DESCARTE DE SOLUCION DE PRECIPITACIÓN tfefdia 0,000 SOLUCION A POZO DE SOLUCION DE PRECIPITACIÓN m3jdia 58,75 CONCENTRACION DE FIERRO DE LA SOLUCION DE PRECIPITACION EN POZO gfel 27,00 FIERRO CONTENIDO EN LA SOLUCION DE PRECIPITACION A LIMPIEZA tfefdía,57 CONCENTRACION DE Cl- DEL DESCARTE DILUIDO gci- 0,205 CONCENTRACION DE ACIDO DEL DESCARTE DILUIDO EN POZO ga" 0,498 NOTA" Las instalaciones cuentan oon un sistema de purificación de impurezas. Este consiste en la posibilidad de regar sectores oon ripio abandonado en forma pulsante para oxidar el fierro "ferroso" a Este procedimiento de "auto-neutralización" ahorra simultaneamente cal e instalaciones, dado que los residuos quedan impregnando a los ripios abandonados y colabora con las economías de agua e No obstante lo mencionado, este efecto dependerá de la disponibilidad de areas de riego en tos ripios abandooados (en otras palabras, dependerá de los ripios depositados}. y de la capacidad de CALCULOS DE LA UMPIEZA DE SOLUCIONES TASA DE RIEGO EN LIMPIEZA, PROMEDIO PONDERADO DURACION DEL CICLO DE LIMPIEZA DE SOLUCIONES RIPIO EN RIEGO PARA LIMPIAR SOLUCIONES EN PILAS (Antes de terminar cidos de limpieza) AREA MEDIA POR MODULO DE RIPIO CANTIDAD DE MOOULOS LIMPIANDO SOLUCIONES (INSTANTANEOS} CANTIDAD DE MODULOS EN RIEGO INSTANTANEO CON SOLUCION TRATADA RECIRCULANTE RAZON DE RIEGO DE RECIRCULACION DE SOLUCION TRATADA BALANCE DE MODULOS AGUA PERDIDA EN IMPREGNACION DE RIPIOS ABANDONADOS CAUOALINSTANTANEO DE RIEGO POR MODULO MODULOS REGABLES CON EL DESCARTE DISPONIBLE DE PRECIPITACIÓN. RAZON DE RIEGO CON SOLUCION DE PRECIPITACION ESQUEMA PRELIMINAR DE TIEMPOS DE TRATAMIENTO DE UN MODULO - PERIOD9 DE RIEGO CON DESCARTE DE PRECIPITACION (días calendario; induyeliegos y reposos) -PERIODO DE RIEGO CON SOLUCION RECUPERADA RECIRCULANTE (días calendario) -PERIODO TOTAL DE GENERACION DE SOLUCION RECUPERADA {días calendano) EVAPORACION DE AGUA EN LIMPIEZA DE SOLUCIONES (De sector en nego con sotucion de precipitación) CAUDAL DE SOLUCION NECESARIA PARA REGAR MOOULOS QUE LIMPIAN SOLUCIONES CAUDAL DE SOLUCION RECUPERADA NECESARIA A RECIRCULAR Al RIEGO DE MODULOS EVAPORACION DE SOLUCION RIEGO DE MODULOS EN RIEGO CON SOLUCION RECUPERADA CAUDAL TOTAL DE SOLUC0N DRENADA DEL RIEGO DE LA PitA DE RIPIOS AGUA RECUPERADA QUE RETORNA AL PROCESO DE LIXIVlACION DE MINERAL INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. Cido lixiviación, días lltl"m2 2,844 días 23,4 38,793 TM 6336,54 m2 85,227,000 " 6,000 m3ftm 0,694 m3jdía 8,783 m3dialmód,635 " 5,000 m3ftm 0,579 días 7,634 días 2,59 dias 38,793 m3día 0,678 m3jdía 27,980 m3jdía 69,805 m3día 0,83 m3día 26,489 m3día ,685 36

193 / l (UIIfaN() tll (HU 8 e o E ' F G H ' J K EMPRESA : SOCIEDAD TERRAL S.A. PROYECTO :INNOVA. PRODUCCION UMPIA Y RENTABLE DE CEMENTO DE COBRE PLANTA :PLANTA DE UXMACION, PRECIPITACION, EXTRACCION POR SOLVENTES, CRISTAUZACION Y ELECTRO. OBTENCION. CONFIGURACION :ETAPAS SX: 2E+L+CR; USA PRECIPITACION Y CA TODOS INICIALES. MATERIA : MOOELACION DE CAPACIDADES MEMORIA DE CALCULO DEL BALANCE DE MATERIALES EN ETAPAS. CALCULOS DE LOS BALANCES DE MASAS UNIDAD Prueba N jcoi.igav. (Val. referenciales) Moc:l. m: lmp./pls/ref. p/20,0 g/ CALCULO$ DEL BALANCE DE CLORUROS Y DE FIERRO EN UMPIEZA APORTE DE CLORUROS DE AGUAS A TRATAMIENTO DE RECUPERACION CLORUROS IMPREGNADOS EN RIPIOS DESDE LIXIVIACIÓN TOTAL DE APORTES DE CLORUROS AL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS NUEVOS CLORUROS IMPREGNADOS EN RIPIOS FINALES ABANDONADOS CLORUROS TOTALES IMPREGNADOS EN LOS RIPIOS FINALES ABANDONADOS CLORUROS EN El AGUA RECUPERADA QUE RETORNA A LIXIVIACIÓN TOTAL DE SALIDAS DE CLORUROS DE LA RECUPERACION DE SOLUCIONES REPOSICION DE CLORUROS A LA LIMPIEZA DE SOLUCION FIERRO EN El AGUA RECUPERADA A CURADO Y SOLUCION ACIDA FIERRO CONTENIDO EN LA SOLUCfON DE PRECIPITACION A LIMPIEZA FIERRO CONTENIDO EN LA SOLUCION RECUPERADA RECIRCULADA Al RIEGO DE LIMPIEZA FIERRO IMPREGNADO EN RIPIOS ABANDONADOS, DE LA ETAPA DE LIMPIEZA DE SOLUCIONES FIERRO REMANENTE EN LA SOLUCION RECUPERADA EN POZO FIERRO REQUERIDO DE ABATIR EN LOS RIPIOS ABATIMIENTO UNITARIO NECESARIO FIERRO NECESARIO DE ABATIR POR SULFATO DE SODIO SULFATO DE SODIO A AGREGAR PARA PRECIPITAR LA DIFERENCIA DE FIERRO FALTANTE CONSUMO DIARIO DE SULFATO DE SODIO HEPTAHIDRATADO ACIDO CONTENIDOS EN RIPIOS FINALES ABANDONADOS APORTE DE ACIDO DE SOLUCION DE PRECIPITACION A TRATAMIENTO DE RECUPERACION APORTE DE ACIOO DEL RIPIO USADO EN TRATAMIENTO TOTAL DE APORTES DE ACIDO Al TRATAMIENTO DE AGUAS ACIDO EN El AGUA RECUPERADA REPOSICION DE ACIDO A LA LIMPIEZA DE SOLUCION CONSUMOS VARIOS DE SERVICIOS, PLANTA COMPLETA AGUA INDUSTRIAL PARA LAVADOS VARIOS EN PLANTA COMPLETA TOTAL DE CONSUMOS DE AGUA INDUSTRIAL INDICE DE CONSUMO DE AGUA INDUSTRIAL CONSUMO TOTAL DE ACIDO SULFURICO COMERCIAL EN PLANTA Los parámetros principales de entrada al Balance de masas modelado fueron: Ley de cobre del mineral 0.93% Recuperación prevista 8.65% Dosis de ácido en curado 2.5 kg/ton M Tipo de riego en pulso con inyección de aire día riegol día repsoso con aire. Uso de bacterias ferrooxídantes Tasa de riego instantánea : 6 Uhlm2!CIIdia ICUdia!CIIdía!Cildia!CIIdía!CIIdía tcildía tci/día tfefdfa tfefdía tfeldía tfeldía tfefdia tfeldía KgFeftm KgFeVTM Kg SalfTM ton Sal/día IH-+-/dia IH-+-/dia th+idía th+/dia th+fdía IH+fdía m3jdia m3jdia m 3fT M!Acidia m3jdia Con estos parámetros más otros que se pueden visualizar en los parámetros y criterios de cálculo del Balance de masas, se obtuvo lo siguiente. Concentración de cobre en solución rica 2.8 g/l Concentración de fierro en percolado.03 gil Conc. de ácido en solución de limpieza gil Conc. de ácido resultante en sol. rica a riego: 2.9 g/l Otros parámetros calculados se pueden apreciar en el Balance de masas modelado. Con la modelación realizada se procedió a realizar la comprobación real en columnas como se explicará posteriormente. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 0,02 0,004 0,06 0,003 0,007 0,009 0,06 0,000 0,028,57 0,035 0,06 0,063,533 9,386,26,067 0,74 0,052 0,029 0,80 0,209 0,57 0,000,392 22,449 0,35 3,508 2,336

194 :' 'c.<)u{an() ot oru _ CORF().: GENERACIÓN DE INOCULO Determinación de método óptimo de inoculación de microorganismos biolixiviantes en la etapa de pruebas de simulación, se probarán dos tipos de inoculación, una por impregnación en el aglomerado del mineral, y otra por incorporación en la solución afluente en los primeros días de riego. Para esto deben generarse caldos concentrados de los cultivos seleccionados en la etapa de matraces, según los requisitos de cada prueba Bacterias hierro oxidante Para la preparación de los inóculos de bacterias hierro oxidantes, la única forma de lograr concentraciones elevadas de microorganismos fue mediante un aumento de la concentración de sustrato. Sin embargo, en presencia de altas concentraciones de hierro, a medida que avanza la oxidación de ferroso a férrico, se produce una precipitación de hidróxido de hierro que significa una pérdida importante de microorganismos. Se realizó como alternativa reducir el férrico para así regenerar el sustrato durante la oxidación. Una manera eficiente de reducir el férrico sin introducir iones ajenos en la solución es utilizando hierro en polvo o granulado. La reacción es la siguiente: 2 Fe3 + Fe ~ 3 Fe2 Esto significa que una misma concentración inicial de hierro puede ser utilizada hasta 3 veces y por lo tanto permite crecer 3 veces más bacterias. El procedimiento propuesto consiste en iniciar el cultivo con una concentración reducida de ferroso (del orden de 3 a 5 g/l Fe 2 ), con un ph inicial no superior a,6. Una vez que se alcanza una oxidación casi completa del hierro, se agrega a la solución hierro en polvo o en granalla en una concentración equivalente a la mitad de la concentración actual de férrico. Antes de agregar el hierro, se ajusta el ph de la solución a,6. El procedimiento se repite hasta alcanzar la concentración de bacterias requerida. En este procedimiento, es importante asegurar un buen control del ph para evitar toda formación de precipitados que siempre significa una pérdida importante de bacterias. En la generación de inóculos para las pruebas en columnas de limpieza de soluciones, posteriormente a la adaptación, se realiza una inoculación en serie mediante filtración (MFS). Hasta lograr una concentración de bacterias de 0'7 bacterias/ml ya adaptadas Bacterias sulfooxídantes Para preparar inóculos de bacterias sulfooxidantes, es necesario utilizar un procedimiento distinto, considerando que en este caso se trata de un sustrato sólido. Para obtener cantidades elevadas de bacterias, es necesario disponer de una superficie importante. Sin embargo, al utilizar azufre en polvo, se produce un problema debido a la hidrofobicidad que presenta el azufre y que impide su rápida colonización por los microorganismos. Por lo tanto, se recomienda utilizar azufre granulado (azufre para abono) que permite una rápida colonización por los microorganismos y que además ofrece una gran superficie. Una vez alcanzada la colonización máxima, al no poder adherirse al azufre, las bacterias que resultan del crecimiento pasan a la solución. Se espera entonces un crecimiento lineal y un aumento continuo y lineal también de la concentración de bacterias en solución. Sin embargo, en ausencia de sustrato en la solución, estas bacterias no pueden seguir creciendo y se requiere contactarlas con más azufre para permitir su desarrollo. Se generó inóculo mediante colonización de las bacterias en azufre granular y bacterias suspendidas en la solución de cultivo. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sodedad Terral SA 38

195 ~ (~~OIOGU DESARROLLO En el marco de las pruebas desanolladas en columnas. Se realizaron 2 ~pos de pruebas: pruebas de oxidación de solución de descarte con alto contenido de hierro en columnas de oxidos/ripios y pruebas de oxidación de azufre y generación de ácido en columnas de cuarzo con azufre elemental. Estas pruebas preliminares permiten establecer los primeros parámetros cinéticos y evaluar las potencialidades y las limitaciones del sistema propuesto Oxidación de azufre Se analizó la oxidación de azufre en columnas previamente cargadas con una mezcla de cuarzo y de azufre peletizado. Los resultados obtenidos hasta la fecha permiten observar una producción significaliva de ácido. Se observa en la figura 2.2 la producción de ácido en las columnas evaluadas. Gráfico n 7 :Generación Ácido i ;.COlumna... r -+-Entrada H+ 2 salida H+ --=r--eotumna 3Salida H+ % --- L ~:u:~~ ) 25 JO Tiempo (DiasJ Figura 2.2. Generación de ácido a partir de bacterias sulfooxidantes ~lurnna saluda H+ Si bien la generación de ácido es real, la columna 2 y la columna 3 difieren en que en la columna 3 se obwnen resultados a corto plazo de generación de ácido de hasta 2.6 gr/l (a los 2 días), sin embargo este no es estable en el ~empo. En cambio en la columna 2, se puede observar que la generación de ácido es de 3.34 gil que, aunque demora en generar ácido (22 días), cuando lo hace el resultado permanece y más aún aumenta en el tiempo en forma constante. La columna (columna blanco) no muestra actividad de generación de ácido al ser regada con una solución de inóculo bacteria!. INNOVA CHILE Proyecto 205-<567 Proceso LX-PP4.irr!>iaza de Soluciones Sociedad Terral SA 39

196 ~._/ c~0oau Oxidación de solución de descarte en columnas de óxidos/ripios Confonne a lo establecido en el programa de trabajo, se evaluó la oxidación de la solución de refino con alta concentración de ferroso (27 gil de Fe2) en columnas previamente cargadas con ripios de lixiviación de óxido. Se evaluaron las siguientes condiciones: Ripios sin bacterias (columna blanco); Columna n 4: ripios colonizados con bacterias hiell'!h)xidantes previamente adaptadas en matraces; adición previa de su~ato de sodio; Columna n 5: ripios colonizados con bacterias hiell'!h)xidantes previamente adaptadas en matraces; adición de su~ato de sodio con la solución de limpieza. En el diagrama de flujos se esquematiza la prueba realizada. DESCARTE DE "'""'"'""""'... -l ~~~... ~ '" w-n~- -~ n.oc-- INNOVA CHILE Proyeclo Proceso LX.PP-tirrllieza de Soluciones Sociedad T erra! SA 40 '

197 C~OI 0.. Antes de alimentar la solución de refino con alto contenido de ferroso, se alimentó una solución con sulfato de sodio con el fin de generar condiciones favorables para la formoción de sodio-jarosita. En las siguientes figuras, se muestran los primeros resultados obtenidos... IL ~ o o e e e e e e e 5 0 Tiempo (diasl Entrada o Salida Figura Oxidación solución de refino blanco En la figura 2.22, se muestra la evolución de la concentración de hierro total en la solución de salida de la columna cargada con ripios, sin adición de bacterias. Se observa que sí bien los primeros días hay una baja concentración de hierro en la solución de salida, rápidamente aumenta la concentración para estabilizarse en valores cercanos a 20 gil en Fe ;.!!! 5.. IL n 0 e e 5 u u o INNOVA CHILE. ProyeciD Proceso LX-PP-lilr!>ieza de Soluciones Sociedad Tenal S.A. o u e e e o o o o o Tiempo (diasl Entrada o Salida Figura Oxidación solución de refino- Bacterias hierro-oxidantes o 5 4

198 C~C.<HU La figura 2.23 corresponde a ripios previamente colonizados con bacterias hierro-oxidantes adaptadas a altas concentraciones de hierro disuelto y con adición previa de una solución de sulfato de sodio. En este caso, se observa una mayor diferencia entre las concentraciones de hierro de entrada y de salida; hasta el día 7, la concentración de salida se mantiene inferior a 5 gil y aún en el día 4, no supera los 20 gil en Fe :: S s o o Tiempo (dfas) Entrada Salida Figura Oxidación solución de refino- Bacterias hierro-oxidantes y Na;!50 Finalmente en la figura 2.24 se observan los resultados correspondientes a ripios con bacterias y adición de sulfato de sodio con la misma solución de limpieza. Cabe señalar que al agregar sulfato de sodio a la solución de refino que ya presenta una alta concentración de esta especie, se puede generar una inhibición de la actividad bacteriana y podria dificultar el proceso de oxidación. La perdida progresiva de la capacidad de retención de hierro en el ripio puede tener 2 orígenes distintos. Por un lado, puede resultar de una disminución progresiva de la capacidad oxidativa de las bacterias que se ve afectada por la formación de los preciphados de hierro que se acumulan en el ripio y por otro lado podría también resultar de una saturación de los sitios de retención de los precipitados en los ripios. INNOVA CHILE. Proyecto 205-<567 Proceso LX-PP-Lirr!lieza de Soluciones Sociedad TO!TIII SA 42

199 ~ C~OI OIIU ls.!!! o :; 4 E 3 :. 2 o o Tiempo (días) f-+-bianco -<>-m.o. -6-m.o. +Na f Figura Hierro precipitado en el mineral En la figura 2.25 se presenta la evolución de la cantidad de hierro acumulada en los ripios. Se observa que en el caso del ripio previamente acondicionado con sulfato de sodio, se alcanzan valores del orden de 8 a 9 g de hierro precipitado por kg de ripios, cifra que corresponde al diseño propuesto para la operación de limpieza de solución. A medida que se acumula el precipitado de hierro en el mineral, se observa una disminución en la eficiencia de la oxidación, probablemente asociada a una pérdida de la actividad bacteriana. Sin embargo, se cumple con el objetivo en término de la cantidad de hierro removida por cantidad de ripio. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX.PP-I.iJr4>ieza de Soludooes Sociedad T Bmll SA 43 '/f

200 .. ~ ~~- Al igual que en las columnas lso ph las recuperaciones de cobre resultaron ser del 80%, con una muy baja disolución de hierro., 3. RECUPERACIONIRAZDN DE RIEGO VS. Terral Estudios TIEMPO RIEGO 00, ~------~------~------~------c , ~ : ~ : '. ' ' ' ' ' ' f _.._ ~ ~ ~ u ' ' ' ' T T : ' s 'O e :,. ---~ ~ ~ : :!! u. e r ~ ~ ~ ~ Q,..., u a: "' ' ' ' ' ' : : : l l L... ' "'= ==t... : ~ < 2 0 ~ ~-----< ~~c:::l o ~ : L ~------~------~------~------~------J~ o Tiempo de FUego (dias) % Rec:. Q {C. rt!c.) " Rec:. Q {sóü:is) --+--% Rec:_ 0 (so.luc_) -r-rec:jabatfe(kgitm) ---M-- Razón Lbci'l.(m3TMJ Figura Recuperación de cobre en función del tiempo de lixiviación. Dado que se lograron los objetivos impuestos, se da por finalizada esta actividad y la actividad 2 que son los parámetros de inicio para la modelación y simulación del proceso, siendo, probablemente, estudiados otros desarrollos en las actividades posteriores, si se requieren. INNOVA CHILE. ProyedD 2()5..l567 Proceso LX-PP-lirrllieza de Soluciones Sociedad T enal S.A. 44

201 ~ / ' GOIJII"L'«l 0. oru.,! ' ~ 2.4. ACTIVIDAD 4. VALIDACIÓN ESTADÍSTICA DE RESUL lados OBTENIDOS EN PRUEBAS DE SIMULACIÓN CON MINERAL OXIDADO Y RIPIOS Descripción de la actividad: Se realizará un se! de 5 pruebas de lixiviación en columnas, en donde se repetirá el mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica, las pruebas a realizar son idénticas unas de otras, en donde se utilizarán el mismo tipo de bacterias y el mismo método de inoculación de acuerdo con el mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica INTRODUCCIÓN Con los resultados de las 'columnas lso-ph y a través de la modelación computacional de los balances de materia de un proceso completo de LX-PP-Limpieza se diseñaron las columnas de simulación dinámica, las que al representar el circuito industrial son las que conducen finalmente a determinar todos los parámetros y la metodología de operación de la lixiviación en forma conciliada entre si. En términos generales, una vez corridas las columnas de simulación finalmente se ajustan las dosificaciones de ácido, en curado y en riego, para que el conjunto genere una solución rica de una concentración de cobre preestablecida, de moderada concentración de impurezas y de acidez acorde a los requerimientos de una planta PP. Ello normalmente implica el uso de recirculación de alguna solución en el circuito. En el caso de estos minerales y en términos prácticos, la validación estadística del proceso adopta la estrategia de regar una misma columna de lixiviación con solución, sea esta ácida, intermedia (ILS) de características calculadas, o con solución rica (PLS) re-acidulada y refino de solución de limpieza, con reposiciones de agua al refino a través del lavado del ripio agotado, por razones metalúrgicas y también medio-ambientales. La tasa de riego a aplicar en estas pruebas, debe ser la misma adoptada en las pruebas de simulación dinámica. La dosis de ácido usada para el curado cambia desde la dosis estudiada en pruebas de la caracterización metalúrgica y usada en las 'columnas lso-ph" a una nueva dosis permisible deducida por los balances de materia de la simulación, una vez corregido el consumo de ácido de las pruebas para corregir la disolución de impurezas desde los valores observados a nuevos valores deseados por razones técnicas DESARROLLO De acuerdo a los resultados obtenidos en las pruebas preliminares se determinó que la inoculación de las bacterias azufre- oxidantes es por medio de perlitas de azufre previamente inoculadas, en cambio las bacterias ferrooxidantes será por intermedio del riego. La inoculación de perlitas de azufre fue desarrollada en matraces, donde posteriormente las perlitas de azufre se separaron de la solución y en el aglomerado del mineral fueron inoculadas, la recuperación de cobre llegó por sobre el SO%. La inoculación de bacterias ferrooxidantes para la limpieza de soluciones fue determinada por una baja en la recuperación de Cu, posteriormente se realiza la inoculación en el riego de las columnas donde se puede observar una recuperación de fierro en la solución de un 0.5%. En los gráficos siguientes se presentan datos de las columnas corridas. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpleza de Soluciones Sociedad T erral SA 45

202 C~DIOIIU r ~-~recu==~.=~~==ow~cos==~td~marg~==,~nal~~v=s t~rm&ndk» RA2DN DE RIEGO ~ ~ ' J ~ _,_ J il ".. ü e -o ~..!. ~ u.!! "' , , r ' ' ' ' ~ ~ _.,., 8 ' ' ' '. 20 ~~t'.l ;...!.. + J...;... ' ' ' ' ' 0 J l ' J ' ' ' ' ' o -0 o 0,2 0,8 0,8,2,4,6, '-- Razón de Riego (m 3 TM) ----%fec.oj(c. rec.) %Rec.OJ(sói:los) -...-%Rec.OJ(solu::.) fec./Abat.Fe(Kgl'M) Qls_ tegn (cji>) 4. RECUPERACIONICOSTO MARGINAL VS RAZDN DE RIEGO -----_,_ _,_ _,_-... ' ' ' ' ' ' -~ ' ' ' ' ' ' '.. ' ' ' ' ' ' ' ' ; : : :,A' : : ~ : t : { ~ : o ' ' '. -ll. ' e , ' ' ' ' , , ' ' ' ' ' :!!.... u ' ' ' --- ' ~ ' '. ' o. ' '...., ' - - ' -- ' ' il. "' ~ 30 ' ' ' '.._- ' :...,.. : tj -~ - -~-~---t ::::::: :.... ' ' ' 20.J ~ ' ' ' ' ' ' ' ~---~--~ j...i... :...., ', ' ' ' ' ' ' ' INNOVA CHILE. ProyeciD Proceso L.X.PP-I.in'ilml de Soluciones Sociedad Tonal SA o -0 o 0,2 0,4 0,8 0,8,2,4,6,8 Razón de Riego (m 3 TM) -+-%fe::_ OJ{c. rec.). 'Jio Rec. OJ(st'lklc&) % lk. OJ(soklc.) --6--le:JAbal.Fe(KgfTM).._a.;_ M3r~. (c.t:j) o.. Terral Estudios 2 "' ~ ~ 0 ~... "' o.. ~ G " "' ~ ll ~ {!.t ~.:.o "'., ij ~ G " "' ll 46

203 ('~Ofo.J ; j' ~.!!.!! "' E.. a d & 7. COMPORTAMIENTO DE METALES Y SULFATO V$. RA2DN DE RIEGO Terral Estu::lios 0, ~~.0 ' '...;.. -.4' 0, ,._ , ' ' 0, ' ' ' ' 0,3 ~--'-'"'" ~ : ~ ,0 '. 0,2 - ~- ' - -,- ' e - r-- ' ' T ' '. ' 4,0 ' ' ' ' 0, , , ,-- ' '... ' ' ' '... 8,0 i" ' ' '. 00 o ~~ ~~~~ ' ~-----~ ~..0, ' , ' ' -4,0 ' '. '..o,2l---~~ ~----~--~ ~ ~-----'.o,o u u ~ ~ ~ ~ u,4 ~ u u ---Rec. Fe-tot. (KIJ{TM ~!>sol. Fe+3(KgfTM) -+--Disol. Fe+2(KgfTM) -+--SUf. MedKio (KgfTM) 7. COMPORTAMIENTO DE METALES Y SULFATO VS. RAZON OE RIEGO i 2,0! 'D Terral Estudios 2, c ,2,0 ' ' ' ' ' ' ~ --r r ~ ; ,8 0,6. ' ' ' ' ! : ' ' _: 0,4 0,2 ' ' ' 0, ~ ~ ~ ~ ,0. ' '.0,2 o.0,4-0, , ,_ , ' '. ' '..0,8.0,8 ' ' ' ' ' ' ' '. -,0 ' ' ' '. - L------'------'------'------'------'------'------'------'------'-----l-,2 0,0 0,2 0,4 0,8 0,8,0,2,4,6,8 2,0 ---Rec. Al (KgfTM) ~Disol. Fe+3 (Kg/TM) Razón de Riego (m 3 /TM) ---&-- Rec. Mo (KgfTM) ---+-Disol. Fe+2 (Ka/TM) ---Rec. Fe-tot (KgiTM _._ Sulf. Medido (KgfTM) INNOVA CHILE.~ Proceso LX-PP.U..,ieza de Soluciones Sociedad T erral S.A. "' s a., 'S E ~ >! 8. ; - t:: ~.., 3 'D "' S,!., " E " u..... >! o E o 47 fb

204 . ' ' "". De estas figuras se puede señalar que la modelación realizada refleja a la realidad, ya que al observar los dos primeros gráficos, se aprecia un pick inicial en una razón de riego entre 0.2 y 0.4, luego se aprecia una curva suavemente pronunciada, para finalmente generar una curva de mayor pendiente llegando a una recuperación por sobre el80%. En resumen se aprecia claramente una similitud en los dos primeros gráficos, en donde la diferencia principal se observa en que la razón de riego, cuando se genera el quiebre en el aumento de la recuperación de cobre, es 0.6 y. m 3 /TM, lo cual pudo deberse a una mayor concentración de mineral fino en la columna, que radica en un mayor consumo de liquido por tonelada de mineral, siendo el volumen y por ende, la cantidad de cobre en el percolado menor. La gráfica de comportamiento de metales y sulfato difiere a simple vista, sin embargo esto es atribuible a la actividad bacteriana en cada columna. Las características físicas, químicas y biológicas ambientales, nunca son las mismas, por lo tanto el comportamiento bacteria! siempre tendrá diferencias. Tratándose de bacterias ferrooxidantes que abaten directamente al fierro, el cual arrastra, para la formación de sales, a otros iones como sodio, magnesio, aluminio, etc. Sin embargo para el caso de estos gráficos se aprecia una muy baja recuperación de impurezas llegando a ser menores al.5% para el fierro total. Esta actividad aún está en etapa exploratoria, quedando por analizar los datos estadísticamente, para obtener las desviaciones producidas en cada columna en operación. Los análisis finales serán incluidos en el informe final. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. 48

205 2.5. ACTIVIDAD 5. ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES SULFURADOS Descripción de la actividad Las actividades a realizar en esta etapa son similares a las descritas en la actividad 2, pero se incluyen en una actividad independiente ya que los tiempos involucrados y las técnicas a desarrollar en el estudio de minerales sulfurados son diferentes a los minerales oxidados y ripios INTRODUCCIÓN La secuencia de pruebas se realiza para conocer el comportamiento del mineral, entregando información en diferentes situaciones de procesamiento. Toda la información recopilada se ingresa a una planilla de simulación, donde se obtienen parámetros de proceso, los cuales son verificados en nuevas columnas, siendo los resultados utilizados, cuando se desvían de la simulación base, para ajustar nuevamente la simulación del proceso. El alcance de esta actividad contempla la entrega de los resultados de todos los ensayos realizados a la muestra en estudio, en función de las etapas de la metodología de lixiviación de minerales sulfurados de cobre CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL MINERAL Con el objeto de caracterizar la muestra mineral en estudio y establecer una base de datos referencial de recuperaciones y otros parámetros metalúrgicos, se realizó la determinación analítica, por medio de digestión ácida de los sólidos y EAA (espectroscopia de absorción atómica) de las soluciones. Cu Soluble en Cu Soluble en Mineral CuT FeT Ácido cítrico ácido Sulfúrico Sulfuro % CARACTERIZACIÓN FÍSICA Las pruebas de caracterización física generan los rangos de valores referenciales de los parámetros físicos que se adoptarán en las siguientes pruebas metalúrgicas. Los análisis arrojaron los siguientes resultados: INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX..PP-Umpieza de Soluciones SOOedad Terral S.A. Mineral Unidades Muestra Humedad natural % 0.58 Humedad de impregnación % 6.2 Densidad aparente (para 00%-/2') kg/l.66 Densidad absoluta kq/l 2.6 Angula de reposo o 47.6 Humedad dinámica a tasa de riego de: 0 (Uh/m 2 ) Kg/ton 2 5 (Uh/m 2 KQ/ton 0 20 (Uh/m 2 Kq 3 /ton 5 Tasa de Inundación (con agua y mineral Uhlm' 20' aqiomerado).. (*) A la mayor taza aplicada no se regstro mundacon. 49

206 Caracterización metalúrgica del mineral Las pruebas de caracterización metalúrgica tienen como objetivo obtener resultados con valores referenciales de recuperación de cobre y fierro, y de los consumos esperables de ácido. Así como determinar la dosis de ácido recomendable para el curado de las pruebas en columnas Prueba de detección de interferentes reductores Se realizaron los ensayos cualitativos a granulometria fina para detectar la presencia de interferentes de la lixiviación. Este ensayo separó reductores desde los minerales y mostró una notoria precipitación de cobre desde la solución de contacto. Efecto de interferentes reductores en el mineral de sulfuros Solución Madre Solución Caída en Cobre DH Lt PH=4,2l Final!Cu+2 Precioitado [Cu+2f!lr/ rcu+2] gr/ gr/ % Solución de lnterferente Material Maanético,6 0,996 0,0 0, Solución de lnterferente Material Maanético 2, 0,996 0,437 0, Solución de lnterferente Material Maanético 3, 0,996 0,847 0,49 5 Solución de lnterferente Material Maanético 4,2 0,996 0,806 0, (') El Cobre precptado es un porcentaje que corresponde a la Solucon Madre. Para obtener la composición que presenta la parte del mineral con cualidades reductoras, que disminuyen la recuperabilidad de Cu, se realizó un análisis mineralógico a una muestra mineral con estas características, entregando los siguientes resultados: INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sodedad Terral S.A. 50 6

207 l("~oi:oilu~,/.. Composición mineralógica de interferentes reductores en el mineral de sulfuros. COMPOSICION MINERALOGICA 00% BASE MINERAL Especies %EN PESO Cu Fe S -~~!~P.i~i!~ ~,~_3_ ---~-!l.~-- ---~'~L ~,~~---- Calcosina 0, ~,~_8_ --!l.-~-~ Covelina tz Bornila ~!~~ --!l.-~-~ ~'~-~ ~'~---- Cuprita tz Cu Soluble ~,~~!l_. ~-- Rutilo tz Pirita ~'~_()_ ~'~-~ ~,~~---- Hematita ~,~~ ~'?-~ ~~-q~!")!t~ ~~!~ ~?,~! Limonita tz Ganga 7,03 TOTAL 00,4 0,34 20,04,3 2. COMPOSICION MINERALOGICA DE LA GANGA NO METALICA GANGA NO METALICA F o R M u L A S Especies 'lo t0tta 4.~ \lmq,. el+ }all\,. e~+ ;:,I3U0l UM 2 Caolinita 3,55 AI2Si20 5 (0H) 4 Clorita 3,02 (Mg,Fe2+,Fe3+)sAISi3Ü6(0H)a Cuarzo 6,57 Si02 Feldespato potásico 3,55 KAISi30 8 Piroxenas 8,29 AI2Si20 5 (0H) 4 Plagioclasa 7,0 NaAISi30a-CaAI2Si20a Sericita 4,74 KAI2(AISi00)(0H)2 Total 7, Pruebas de detección de interferentes arcillas intercambiadoras iónicas Se realizaron pruebas para verificar la captura de cobre disuelto por arcillas intercambiadoras iónicas. El efecto de atrapamiento ocurre, por lo que resulta importante, realizar pruebas con contramedidas para controlar y/o suprimir este efecto. Efecto de interferentes intercambiadores en el mineral de sulfuros Mixto Cobre Solución Madre Solución Caida en Atrapado ph ( Lt PH=4,2) Final [Cu+2] en arcilla [Cu+2 gr/ [Cu+2] gr/ gr/ % Solución de lnterferente Arcillas 4,2 0,996 0,594 0, (*) El Cobre atrapado es un porcenta e que corresponde a la Solucon Madre. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sooedad Terral SA 5

208 Para obtener la composición que presenta la parte del mineral del tipo arcilloso, que disminuyen la recuperabilidad de Cu, se realizó un análisis mineralógico a una muestra mineral con estas características, entregando los siguientes resultados: Composición Mineralógica de interferentes intercambiadores en el mineral de sulfuros. COMPOSICION MINERALOGICA 00% BASE MINERAL Especies %EN PESO Cu Fe S ::: :::::::: :~;~ ~ """'ó;i"f'''' <::.~~"<?P-i!!~ ,30 0,0 ---~,().!:!......!l..~~--- Calcosina sarñiia......!l.-~~--- 0,60 """ó;á8"" ~,().?......!J.-..?... Cuprita -----ó:o4... ::::::::::: :~.:~~ <;:_e~~!~-~<?!~~~~_(_*)_ ~ -~~... f?,g?: <;:_e~~!~-~<?!~~~~_(_*_*)_... tz Rutilo ~ -~~ Pirita ~ -~~ (),~.?... ()_,!il... Hematita ~ -~~ ~,?.'! ,'39 ~~!l. ~~-t!!~ , ~,?.!:! Ganga TOTAL 00,00 0,65,56 0,48 2. COMPOSICION MINERALOGICA DE LA GANGA NO METALICA GANGA NO METALICA FORMULAS Especies % [8"6ta,68 K(Mg,.eL+)3(AI,. e;,+ )>ii3u0(uh)2 Caolinita 9,74 AI 2 Si 2 0s(OH} Clorita,95 (Mg,Fez+, Fe3+ }saisi30s(oh}a Cuarzo 33,0 Si02 Feldespato potásico 3,63 KAISi30a Montmorillonita 4,87 (Mg,Ca}O*AI20 5 *5Si02*nH20 P8ciioclasa 2,42 NaAISi30a-CaAI2Si20a Total 96,39 Se aprecia en las tablas la presencia de materiales interferentes tanto del tipo reductor como del tipo intercambiador iónico, por lo que es recomendable tomar medidas que eviten sus efectos. En el estudio realizado, a la mineralogía de los interferentes de la lixiviación presentes en el mineral, se puede evidenciar que dentro de los interferentes reductores los más abundantes son Magnetita, Biotita y Clorita. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX..PP-limpieza de Soludones Sociedad Terral SA 52

209 Pruebas de End Point Se realizó un ensayo de lixiviación secuencial con diferentes reactivos (ácido citrico, ácido sulfúrico, mezcla sulfúricofénrico, cianuro de sodio y agua regia), aplicados en forma secuencial sobre muestra pulverizada (00% <00#) con el objetivo de otorgar información de las especies mineralógicas presentes de la muestra, y proyectar porcentajes de recuperación de cobre bajo las condiciones del ensayo. En tabla se muestran los resultados del ensayo para el mineral en estudio. Resultados prueba de End Point Extracción de cobre Unidades Parcial Acumulada Acido acético % Acido sulfúrico % Sulfúrico fénrico % Cianuro % Agua regia % 2 00,00 Se aprecia en la tabla que la recuperación de Cobre, solo supera el35% al ser atacado con Cianuro y Agua regia, lo que confirma la presencia mayoritaria de sulfuros primarios en el mineral Pruebas de lixiviación en botellas lso ph Las primeras pruebas realizadas a este mineral fueron lixiviaciones en botellas ISO-pH. cuyas caracteristicas y resultados fueron: a. Primero: Se realizaron pruebas de Lixiviación en botella al mineral ocupando la cantidad estequiometrica de los reactivos. isoph isoph isoph Tipo de botella-ph de control Unidad Recuperación de Cu % 52,6 55,4 50,0 Consumo total de ácido kg/ton 34,73 28,42 25,07 Consumo neto de ácido kg/ton 30,6 23,69 2,22 b. Segundo: Se realizaron pruebas de Lixiviación en botella al mineral ocupando.2 veces la cantidad estequiometrica de los reactivos. Tipo de botella PH de control Recuperación de Cu Consumo total de ácido Consumo neto de ácido INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. isoph Unidad.5 % 54,0 kg/ton 28,54 kg/ton 23,87 isoph isoph ,3 47, 24,04 9,67 9,96 5,2 53

210 c. Tercero: Se realizó una Lixiviación en botella al mineral ocupando 0.8 veces la cantidad estequiometrica de los reactivos. isoph Tipo de botella-ph de control Unidad 2.0 Recuoeración de Cu % 45,3 Consumo total de ácido ka/ton 25,33 Consumo neto de ácido ka/ton 2,47 Al comparar cada una de las tablas, se aprecia que con agregarle la cantidad estequeométrica de reactivos es suficiente para una buena recuperación, ya que no se mejoran los resultados al agregar más. Las condiciones más favorables en está lixiviación en botella es con la cantidad estequeométrica de reactivos y un ph de 2. En estas condiciones se llegan a recuperaciones preliminares del 55%, lo cual es bueno considerando que la muestra recibida es una mezcla de sulfuros primarios y secundarios. Con estos resultados de la lixiviación lso ph en botella se procedió a cargar dos columnas ISO-PH con mineral, terminado el ciclo de lixiviación los resultados se muestran en la siguiente tabla Pruebas básicas de lixiviación en columnas iso-ph Las particulares pruebas de lixiviación en "columnas lso-ph' se operan mediante un riego a acidez variable para obtener un efluente de acidez o de ph constante, en un escenario que ya adopta las medidas para controlar el efecto de los interferentes que estén presentes en los minerales. Ellas generan las primeras curvas cinéticas de recuperación, consumo de ácido y disolución de impurezas, y permiten observar sus mutuas interacciones. Esta prueba genera los resultados metalúrgicos referenciales que conducen al diseño de la configuración del circuito de soluciones que permitirá manipular el comportamiento del mineral en la lixiviación para obtener una solución rica ajustada a los requerimientos de la operación posterior y adoptar una estrategia de uso de ácido para evitar la disolución de impurezas. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sodedad Terral S.A. 54

211 C~Cf Olll 3. RECUPERACIONIRAZON DE RIEGO VS. Terrai-Estudios TIEMPO RIEGO c---c--c--~ ~ ~ o 20.., " ~ 8 "' ü 6 e ,..,_ ----, L :.... J... l... l... 9 ' ' '.' ' ~, :. : -r i.. +. : + ~ ~ ~------~------~------~------~------~--- -:- :- ----' ---~------~--- ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' t ~ ~ ~ l l : : :----- _, --: :-- ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~-- ~r ~~ ~ ~ ~ ~ r ~ ~:::: r:::::: :::::::::::: r::::: J:::::: r:::: :r::::: r::::: r:---- -:-::::: r:: l l 6. ' ' ' ' ' ' ' ' '. ' ' ' ' ' ~ ,------;------, "------; ~ '. ' ' ' ' '.. ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ~ ~ u 2 -~--- ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' '... '..... :...,...,...,...,...,...,...,...,...,...,...,... 4 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ~-- ' ~- ' L-- ' -' ' -' ' -' ' -' ' -' ' -~ ' -~ ~ '. ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' '.. ~. :.. :. : : < ;:;.: : : : 3 8.~tl l"<e~c'~;:f :;~ ::~ :::t::j:;: ;~~~:::r--j --_i --- l_í 4 :..... :~..: ~...: :::.:. J: :::: r:: -; : ;. r: ; :- :: J o u 5 8 ~ 24 ~ 30 ~ ~ ~ ~ ~ ~ Tiempo de Riego (dfas) ---'ll Rec. a.. (c. rec.} - -.a.- ' Rec. OJ (sólidos) --+--'lit Rec. OJ (SOUC.) RecJA.bat.Fe(KgllM) ~Razón üxlv -(~ Figura Comportamiento del mineral en columna lso ph 7 5 t : De la figura se observa un comportamiento desacelerado en la recuperación de cobre. Sin embargo esta columna, como se mencionó en la actividad 2, es sólo una referencia para operar la columna de lso ph 2, la cual entró en operación tres di as después. En la figura 2.28, se adjunta gráfico de la columna lso ph 2. En este gráfico (figura 2.28) se observa un aumento de casi el doble en la recuperación de cobre, en un mayor tiempo de lixiviación. En el dia 40 mantiene la recuperación obtenida en la primera columna, lo cual hace manifiesto que el riego en el uso de la inoculación genera un efecto que depende del tiempo de lixiviación. Sin embargo la prueba de lso ph de todas formas entrega datos suficientes para modelar nuevas columnas las cuales serán simuladas dinámicamente de dos formas, una considera la inoculación de bacterias con riego y la otra forma considera la inoculación en la aglomeración/curado del mineral. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso l.x.pp-l.ij!llieza de Soluciones Sociedad T erral S.A. 55

212 CC*l'0 DI' OfiU.. (.) "... e -o -! 8. &.,_ 3. RECUPERACIONIRAZON DE RIEGO VS. Terral-&tudios TIEMPO RIEGO 50,.----,, ,-, ---,---...,.,---,---,--.,.-, --...,.-, -...,.,---,-, ---,,----,---,, ,---, ! r r !------r " r r....,.. : : :,, ~ -... r j ( -; T T ~-- t ( t -----; ~ : ; T r :------r " ,----- : : : : : 26 ' ' ' ' ' ' ' , _,. ~--- ;---- : ~ ~-----., 22 ' ' ' ' ' ' ' ' ' : + : : ; '..-- ' :------:------, ' ' '.---- ' 4 0 ' ' ' ' ' j ' : + j j : 0 ~~~~~~~~;;~~~-~~~~~I :::: ::J:::J:::l:~l:=:l -0! t : ~ : l--- ' ----, , 6 --, ~ : ~ : t : L_ ----: "! o Tiempo de Riego (dlas) -a--% Rec. OJ (c. rec.) A % Rec. OJ (sólidos) -+---% Rec. OJ (soktc.) --+-ReclAbat.Fe(~ ~Razón Ux.H.(rre.rJM Figura Recuperación de Cu vs Tiempo de riego Los parámetros medidos en esta actividad se utilizan para la actividad siguiente de modelación y simulación dinámica del mineral, dando por desarrollada esta actividad, ya que todos los parámetros medidos son suficientes. INNOVA CHILE. Proy Proceso LX-PP-Lirr!>iaza de Soluciooes Sociedad Terral SA

213 2.6. ACTIVIDAD 6. MODELACION Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX-PP-LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES SULFURADOS Descripción de la actividad: Las actividades a realizar en esta etapa son similares a las descritas en la actividad 3, pero como se menciona en la actividad 5, se debe tomar como una actividad independiente de la modelación de los minerales oxidados y ripios por los tiempos involucrados en las pruebas INTRODUCCION A través de una modelación computacional de los balances de materia de un proceso completo de LX-PP-Limpieza, Terral diseñó una columna de simulación dinámica, con el objetivo de obtener los primeros datos propios del comportamiento del mineral bajo lixiviación, la que al representar el circuito industrial son las que conducen finalmente a determinar todos los parámetros y la metodologia de operación de la lixiviación en forma conciliada entre si. Los resultados de esta permitirán desarrollar los ajustes necesarios a la modelación para realizar una segunda columna que optimice los resultados obtenidos. En términos generales, en estas columnas se ajustan las dosificaciones de ácido, en curado y en riego, para que el conjunto genere una solución rica de una concentración de cobre pre-establecida, de moderada concentración de impurezas y de acidez acorde a los requerimientos de una planta de Precipitado DESARROLLO En términos prácticos, la simulación del proceso adopta la estrategia de regar una misma columna de lixiviación con refino y con reposiciones de agua al refino a través del lavado del ripio agotado, por razones metalúrgicas y también medio-ambientales. La dosis de ácido usada para el curado es una dosis permisible deducida por los balances de materia de la simulación. En el cuadro siguiente se muestran las condiciones de operación y valores objetivos de esta prueba. Las columnas fueron lixiviadas sin y con inóculos de bacterias, dándole tiempo a estas para su adaptación en el mineral antes de comenzar el ciclo de lixiviación. En el cuadro siguiente se muestran los resultados comparativos de estas columnas (denominadas Mini A, Mini By C-06, C-04). El cuadro presenta las recuperaciones de cobre desde minerales sulfurados logrando ser superiores al 60% cuando son inoculadas en la etapa de aglomeración/curado, dándoles tiempo para adaptarse al mineral obteniendo una actividad de crecimiento muy aceptable. Sin embargo cuando el mineral no es inoculado y sólo se agrega bacterias en el riego, este desfavorece la recuperación de cobre haciendo la cinética mucho más lenta, en la misma condición de proceso. En la recuperación de fierro se observan valores negativos cuando las bacterias son inoculadas en el mineral, evidenciando la oxidación de ferroso a fénrico para disminuir la disolución de este metal. INNOVA CHILE. Pruyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sodedad Terral SA 57

214 c..:...,., '! Dl OIIU.. REFERENCIAS Objetivo Prueba Es ~ema de Ri~o ltem Unidad Ley Cu Columna %Cu tot. Ley Fe Columna % Fetot. Al!. Columna m Densidad Aparente Kg/ T. Riego lnstant. Promedio l/h/m2 Tasa Riego Promedio l/h/m2 Evapora c. Promedio m2/día Período Total de Avance Prueba días Período Curado lmpreg. días Período Riego días Razón de Riego Total m3/tm Razón de Riego Curado m3/tm Razón de Riego Lixiviación m3/tm Tasa Aire Promedio (rep+rie) /h/tm Razón de Aireación m3/tm Recuperac. Cu (solución) % Aporte Total de Acido Libre Kg/TM Cons. Total Acido Libre Kg/TM Cons. Ac. Total (libre/comb.) Kg/TM Cons. Acido Ganga Kg/TM Recuperac. Fe (total) % Recuperac. Fe (total) Kg/TM Recuperac. Al (total) Recu~erac. M<; (total) Kg/TM K;;/TM ltem [Acido libre]riego gr/lt [Acido total]riego gr/ [Cu+2]riego gr/ [Fe!.]riego gr/ [Fe+3]riego gr/ Eh riego Temper. promedio lecho m V e [Acido libre] percal. gr/lt [Acido total] percol. gr/ [Cu+2]perc. Seg./solución gr/ [Cu+2]perc. Seg./sólidos % {Fe t.]percolado gr/ [Fe+3]percolado gr/ Eh percolado m V Conteo bacterias Delta[Eh] (percolado-riego) m V Delta[Cu+2] (percolado-riego) gr/lt Delta[H+Iibre] (percolado-riego) gr/ Delta[H+total] (percatado-riego) gr/ Delta[Fe. tot) (percolado-riego) gr/ Delta[Fe+3] (percotado-riego) gr/lt Análisis Simulaciones c/pls Ob'etivo Recuperación Cu (por soluciones % Consumo Total Acido Kg/TM Consumo Acido Ganga KgfTM Razón de Riego Total m3/tm Días Curado lmpreg. días Días Totales Sólo Riego días Razón Riego con PLS m3/tm Razón Riego p/pls m3/tm Días Recirculación PLS días VofumenPlS a Riego VolumenPLS Total Drenado [Cu' 2 ]Pls a Riego gr/lt [Cu' 2 Pls a SX gr/lt [Ac. Libre]PLS a Riego gr/lt (Ac. Libre]Pls a SX, CORREGIR C gr/ [Fe tot.]pls a SX gr/ (Al tot.jpls a SX gr/ [Mg tot.]pls a SX gr/ EhPLS a SX m V phpls a SX Razón de Riego con Refino m3/tm oras de Riego c/refino días Volumen Refino [Cu' 2 litros RetJro arie,c gr/lt [Ac. libre]fle!,noa!oego gr/lt [Fe tot.]rotnoa!oego gr/lt Ehf!e!,no a Al"'!o m V Oías de Riego e/ Agua lavado días Volumen Agua litros INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX..PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA Prue~ N" MiniA Col. Simulación MiniA od_ O,Sm: Cur./rtl Pulso 50% v reposo Id/2m 0,64 2,73 0,52,60 9,70 4, ,00 9,00 9,00 3,46 0,45 3,0 3532, ,54 68, , ,47 -,57-0,43 0,35,78 Promed. 4, ,42 2,43, ,0 2,85 87,35 0,77 0,34 2, ,34 0,35,8 4,82 0,04 0,27 Real 60,00 68,28 5,95 7,24 0,3 0,47, ,00 6,00 39,64 00,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,68 7,49 2,5 0,77 2,5 0,77 o 0,00 0,52 2,85 2, ,70 9, , ,66 00,00 4,47 7,49 0, ,76 4, ,43 65,98 0, ,00 ""'... MlniB Prueba N" 2 Prueba N" Col. Simulación Col. Simulación Col. Simulación MiniB c-oo e-o Mod. 0,5m. Cur./r~l fmod. I,Sm. Cur.lrel jmod.,5m: Cur.lfel PulsosO-~~reposo Id/2m Pulso 50% y reposo ld/2m ulso 00% r ego 0,64 0,66 0,69 2,73 2, ,52,53.52,60.63,64 9,9 0,00 8,00 4,90 5,00 8,00 2, ,00 22,00 39,00 9,00 2, ,00 20, ,84 9,06 0,45 0,0 0,5 3,0 4,74 8, , , , ,54 0,00 62,77 37, ,88 8, , ,68 8,96-2,00,39 5,49 9,00-5,0,4,60,37 0,35 0,42-0,90-2,0,56-3, ,05 Promed. Promed. Promed. 3,9 3,86 4,05 83,25 86,37 84,66 0,42 0,43 0, ,37 2,56,66 2, ,0 0,0 0, ,0 2,58 84,04 85, , ,3 0,53 0,36 2,48 3, ,95, ,79 9,72-8,57 0, ,36 -.9, ,79,30, ,8 0,09 0,29-0,3 0,23 Ob' tivo Real Ob'etivo Real Ob"etivo Real 60,00 62,77 60,00 37, ,34 5,95 7,6 5,95 9,32 3,80 3,93 0,3 ',39 0,3 5,49 8,46 9,00,9 3,45,9 4, ,06 7,00 6, ,00 3,00 5,00 39,64 00,00 39,64 22,00 45,39 39,00 0,00 0,00 0, , ,00 0,00 0,00 0,00 0, ,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,68 7,49 4,68 305,07 23, ,5 0,75 2,5 0,97,24 0,58 2,5 0,75 2,5 0,97,24 0,58 o 0,00 o 0,00 0,00 0,00 0,52 2,72 0, ,06 2,58 2, ,00 3, ,64 9,70 9,53 9,70 9,43 9,7 9,93 5, ,30 5,52 5,37 5, ,97.9 3,45,9 4,84 3,50 9,06 37,66 00,00 37,66 22,00 43,33 39,00 4,47 7, , ,37 0,43 0,42 0,43 0,43 0,2 0,22 3,76 3, , ,05 2,00 2,49 2,00 3,37 2,0 2, ,98 0,00,98 O,OC ,00 6,02 0,00 6,02 0,00 0,0 0,00 58

215 e,.._, lll 0IU Las fquras 2.29 y 2.30 muestran los gráficos de las columnas Mini A y B, las cuales fueron inoculadas en el aglomerado/curado y presentaron recuperaciones de cobre por sobre el 60% (.) " 54.., 50 e '() 46 'ü 42 f " u.. 30 a: "' o 3. RECUPERACIONJRAZON DE RIEGO VS. Terrai-Estudios TIEMPO RIEGO " ' ' < ' _,_------' _,_ ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' 74 '- "" -' 0... "" -' <.."" J o_ L --.L--.- -' '- ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' 70 """ """ """""" '-"""" "" < """ " -'" """.C " "J " '- " " J "--"-" '-- "--- L-- -" '--" """"-'" """""'-"" """" ' '--- ' ' ' _.' ' '---- ' ' ',._ ' ' ' ~ --.. _,.._ ' ' ' _.. ' ' ' '. ' ' ' ' ' ' 62 _,_ _, _.._ ' ' ' ' ' ---, ' ' ' ' '.. - ' ' ,_-- ' ---- ' ' ---- ',_ ' _,_ ',' ', ' ',_ ' ' ' '. ' ' ' ' ' ' ' ' L------O O ~- <- < <- O... L < -L -- ' ' ' '.,_' '... ' _,_ ' ' '... ' ' ' ' o _, , ' ' ' ' ' ' ' o- - - '... _,'...,'......,.. ' ,' ' ----.,' o ' ' ' r ' < ' ' ' ' ' --'------'.,.. ' ' --.,.. ' ' ' ' ' ' ' - ;' o- '. o -o ' ' ;' --.,.. ' - -;' - o ' - "T- ' ' ' r r ' '-----' ' t ' ' ' ' -... ' '----' ' ' ' ' ' ,-- '..,...- ' ----, ',' ,' , ' '.,' , , e ' ' ' ' --- -,.. ' ' ' ,' ' --- ' , ' ' ' - - ' ' '. ' ' 6 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ~------, : ~ ~ ~ ~ ~ :------, ' '. ' ' ' , ' : ' -: :- --- ' ' 0 ' ---r -- --, : i : : ---- : - -- r --- e; --- : ' " ~ J, Tiempo de Riego (dias).., Rec. OJ (c. rec.) - - % Rec. OJ(sótidos) --+--% Rec. OJ (soluc.)...,_ RecJAbat.Fe(~ ---M-- Razón lb:lv.(~... s.. 5., ~... " u,!!::.,.,t: :;;!f ~ E o Figura Recuperación en función del tiempo para lixiviación de mineral inoculado en el aglomerado Como se puede apreciar en las figura 2.29 y 2.30, existe un aumento considerable, tanto de la cinética de recuperación como en el porcentaje de recuperación de cobre manteniendo prácticamente constante el consumo de ácido. Con los resultados hasta aqui obtenidos en las columnas de simulación se puede inferir que la diferencia entre los resultados obtenidos entre las columnas con y sin inoculación, se debe a que la población bacteriana presente en el mineral y en los líquidos con los que se riegan las columnas influyen en la recuperación de cobre obtenido, manteniendo casi sin variaciones el consumo de ácido. Se puede señalar que si bien las pruebas desarrolladas por Terral apuntan a encontrar las mejores condiciones operacionales para el ciclo LX-PP-Limpieza. Esto será bajo las condiciones de una mezcla de minerales y bacterias desarrolladas in-situ, y si bien los resultados son validos, en el sentido que podrán ser comparados entre ellos, para encontrar la forma más efectiva de lixiviar el mineral, los resultados esperables en terreno al aplicar las condiciones finales sugeridas, tendrian que ser aún mejores que las obtenidas en las pruebas. INNOVA CHILE. ProyeciiJ Proceso LX-PP~ieza de Soluciones Sociedad T enal S A... : "' e '()... a: 59

216 (~fv,io DI CHIU 3. RECUPERACIONIRAZON DE RIEGO VS. Terral..&tudios TIEMPO RIEGO 70. ' ' ' ' ' ' --~ , , ~ 50 CJ G 45..,.., e 40 u 35 ~ ~ u 25 & 20,. 5 0 ~... ' ' ' ' ' ' '. ' '. ' ' ' '. ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' r r :;'.;l...-;-,- ' ' ' ' ' ' , , , , , , L---:-:-:-:-. ""-"" "" -,-"""""" " r" "" """" r """ """ "" T""""""" """"""""" r"" -----, T , r , , , , r r ' ' , o r , , :-:-:-:-:-:-~: j ~: > ~ '-,-,~.- +~ ~ ~,, --, ,---- : ~ :.S o Tiempo de Riego (dlas) ---'lh Rec. OJ(c. rec.) 'lb Rec. Ui (sólidos) --+-'lh Rec. OJ (sokjc.) RscJAbat.Fe(~ ~Razón lbt:iy.(n6/'tm G s 55 s 50.. ~ 45 ó. 40 " u &::~; t: 30 :: {! 25!F E 20 o "' G 5 0 e 5.. Figura Recuperación en función del tiempo para lixiviación de mineral inoculado en el aglomerado Con los datos de simulación se procederá a ajustar la planilla de Modelación del Balance Masas del proceso completo cumpliendo lo obtenido hasta ahora en el desarrollo de esta investigación y entregando el modelo afirme en el informe final del presente proyecto. Debido al aumento de la cinética con el uso de bactertas sulfa y ferro oxidantes esta actividad pudo ser adelantada, logrando cumplir con un 80% de la actividad total. Como se mencionó antertormente queda inconclusa la actividad faltando la modelación del balance de masas con los nuevos datos obtenidos del proceso de simulación del mineral. INNOVA CHILE. Pmyeclo Proceso LX-PP-l.irr!>ieza de Soluciones Sociedad T erral SA o.., "' 60 bf

217 3. CONCLUSIONES ACTIVIDAD. ESTUDIOS DE ADAPTACIÓN BACTERIAL Se determinó la existencia de bacterias ferrooxidantes del tipo Acidithiobacil/us ferrooxidans en las muestras sólidas y líquidas tomadas de la faena de Diego de Almagro. En el caso de las bacterias sulfooxidantes, se determinó escasez de población bacteriana presente en las muestras sólidas, no se produce una disminución del ph con consecuencia del crecimiento bacteria! significativo. Sin embargo en las muestras líquidas se pudo obseivar el crecimiento bacteria! de forma más significativa, cumpliendo con el esquema de crecimiento y este es acompañado por una disminución de ph. Cómo análisis general se llega a la selección del aislamiento de bacterias ferrooxidantes en muestras líquidas y sólidas y en el caso de las bacterias azufreoxidantes se eligen para el cultivo las bacterias tomadas de las muestras liquidas, siendo todas las muestras tomadas de la faena de Diego de Almagro. Ambas tipos de bacterias, ferrooxidantes y sulfooxidantes fueron sometidas a estudios que consideraron características similares a las de terreno o procesamiento industrial. Para las bacterias ferrooxidantes se tuvo que al aumentar la concentración de la solución de limpieza (aumento de Fe 2 ) o disminuir la dilución de la misma, la actividad en el crecimiento bacteria! se ve aumentada considerablemente. En las experiencias de biolixiviación en matraces para la limpieza de soluciones, se obseivó una estabilidad del aumento de potencial y de crecimiento bacteria!, que sin embargo no alcanza concentraciones elevadas, probablemente debido a que parte de la población se encontró adherida al mineral. Para las bacterias sulfooxidantes se obseivó una velocidad de generación de protones prácticamente constante. Además se obseivó un aumento progresivo de la velocidad de producción de protones, a medida que se colonizan las perlas de azufre. En resumen resultó mejor colonizar previamente perlas de azufre para obtener una mayor cantidad de ácido. En resumen ambas cepas bacterianas resultaron cumplir con lo esperado. En el caso de las bacterias ferrooxidantes lograron oxidar el ión ferroso a fénrico con posterior precipitación del ión fénrico. En el caso de las bacterias sulfooxidantes lograron generar ácido en condiciones de riego normal y siendo la producción aumentada cuando se celonizaron previamente la bacterias en perlas de azufre. ACTIVIDAD 2. ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS La caracterización química del mineral arrojó una ley de Cu de 0.92% y una ley de Fe de 27.52%. Se considera al mineral cerno un mineral de baja ley (CuT< %) y al hierro cerno la impureza principal que se desea abatir para obtener una buena lixiviación a costos bajos, debido a la recirculación de las soluciones de proceso. De acuerdo a las especies mineralógicas se señala que existen sólo trazas de sulfuros en la muestra de mineral de Diego de Almagro a lixiviar, lo cual determina que las mayores especies mineralógicas son óxidos. De las caracterizaciones de las pruebas metalúrgicas y conrida de las columnas lso-ph se señala que el mineral tuvo un buen comporlamiento a la lixiviación, lo que evidencia la segunda celumna desde donde se recogen los datos para la simulación del proceso. Se logró una recuperación de cobre cercana al 80%, valor considerado como criterio de éxito para minerales oxidados y ripios. Además se obseivó una muy baja disolución del ión hierro lo que evidencia una buena actividad oxidante de las bacterias ferrooxidantes. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 6

218 'ctaaln) Qf ~',CORFpO ACTIVIDAD 3. MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE PROCESO COMPLETO LX-PP LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS El Balance de Masas modelado entregó información relativa a un proceso simulado, el cual fue probado en columnas para conocer de las interacciones reales que inciden en la bio-lixiviación en continuo con la finalidad de poder acercarse en la modelación a la realidad y con esto minimizar los riesgos asociados al escalamiento de un proceso industrial. Se procedió, en primer lugar, a generar cantidades de inóculo bacteria! para microorganismos ferrooxidantes y sulfooxidantes, los cuales fueron inoculados al mineral en la etapa de aglomeración y en el riego de la columna. En las columnas de simulación dinámica se obtuvieron resultados a corto plazo de generación de ácido de hasta 2.6 gril, no siendo continuo en el tiempo. Sin embargo en otra de las columnas se pudo observar la generación de ácido llegando a 3.34 gil, observando en la curva de generación un aumento en el tiempo. No se observa una curva de agotamiento tipo campana. La columna blanco no mostró actividad de generación de ácido al ser regada con una solución de inóculo bacteria l. Cuando no se adiciona bacterias al mineral se observa en los primeros días una baja concentración de hierro en la solución de salida que rápidamente aumenta a valores cercanos a 20 gil en Fe. Cuando se coloniza el mineral con bacterias hierro-oxidantes adaptadas a altas concentraciones de hierro disuelto y con adición previa de una solución de sulfato de sodio se observa una mayor diferencia entre las concentraciones de hierro de entrada y de salida, la concentración de salida se mantiene inferior a 5 gil, siendo el objetivo de Terral una disminución del 50% de las concentraciones de hierro en la solución. ACTIVIDAD 4. VALIDACIÓN ESTADiSTICA DE RESULTADOS OBTENIDOS EN PRUEBAS DE SIMULACIÓN CON MINERAL OXIDADO Y RIPIO Las columnas desarrolladas para determinar estadísticamente el proceso, presentaron ser similares, cumplen con las recuperaciones previstas de cobre y consumos de ácido. La actividad bacteriana presentó un buen comportamiento, se podría decir, constante. Sin embargo para el caso de la remoción de impurezas las columnas en riego tuvieron una mayor desviación unas de otras, pero se puede afirmar que las recuperaciones en solución siguieron siendo bajas, menores al.5% en fierro. ACTMDAD 5. ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES SULFURADOS En el mineral existe efecto de materiales interferentes tanto del tipo reductor como del tipo intercambiador íónico. La población bacteriana en el mineral, es determinante para poder obtener recuperaciones de cobre significativas, sin aumentar los consumos de ácido. La prueba End Point deja en evidencia la existencia de minerales sulfurados, ya que al ser atacada la muestra (lixiviada) con ácido débil, fuerte y ácido fuerte en medio oxidante químico, se aprecia que la recuperación de cobre alcanza el 35 %, valor que es sólo superado al ser lixiviado con cianuro y agua regia. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA. 62

219 :/ c.:.wrruc :. owu ',. '/ En las pruebas de iso ph se determinó que la condición más favorables es con un consumo de ácido equivalente a la cantidad estequeométrica de reactivos y un ph de 2. En estas condiciones se llegan a recuperaciones preliminares del 55%, siendo el objetivo final conseguir recuperaciones sobre el 60%. Las pruebas en columnas iso ph determinaron que el uso de bacterias inoculadas en el riego del mineral genera una respuesta lenta, obteniendo baja recuperación de cobre en el momento que fue detenido el riego. Sin embargo esta prueba genera dos nuevos caminos de procesamiento, uno con inoculación en el aglomerado y otro en el riego. ACTIVIDAD 6. MODELACIÓN Y SIMULACION DE PROCESO COMPLETO LX PP LIMPIEZA DE SOLUCIONES PARA MINERALES SULFURADOS Las columnas fueron lixiviadas sin y con inóculos de bacterias, dándole tiempo a estas para su adaptación en el mineral antes de comenzar el ciclo de lixiviación. Al ser inoculadas las bacterias en el mineral se genera una mayor actividad bacteriana, aumentando las recuperaciones de cobre sin incurrir en gastos adicionales de ácido, debido a la buena actividad oxidativa de la bacteria sulfooxidante. Lo mismo se puede señalar de la bacteria fenrooxidante la cual presenta una muy buena actividad, debido a la no recuperación del ión hierro en solución. Queda evidenciado que ambas bacterias tienen actividad oxidativa en el mineral y generan efectos positivos en la lixiviabilidad de los mismos, disminuyendo los consumos de ácido externos, ya que generan su propio ácido de los azufres reducidos como los sulfuros, y mantienen en el mineral los iones de hierro al ser estos oxidados de ferroso a férrico, siendo este efecto aún más positivo si se genera cuando el mineral se encuentra agotado y disponible para botadero, ya que ahlla generación de ión férrico y posterior precipitación, sea como jarosita o hidróxido, no inhibe la recuperación de cobre, simplemente porque este ya no existe. INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones SOOedad Terral SA 63?

220 .. i.,.,.-.- ' ' ' c.::.tdo Dl OtU -;.,/ ANEXO A ESTUDIOS DE LIXIVIABILIDAD DE MINERALES OXIDADOS Y RIPIOS INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA 64

221 ,'.&;e,,, V l"aa{bc 0 ocu.' /. A.. Pruebas Físicas. Mineral Humedad Natural Peso Humedo (g) Peso Seco (g) Humedad (%, base seca) Peso especifico peso picnometro vacio (g) peso picnometro +muestra sólida (g) Picnometro+ muestra sólida 4>arafina (g) Volumen del oicnometro (o) Densidad parafina (g/ml) peso especifico (g/ml) Angula de reposo L(m) H(m) Angula de reposo (') Densidad aparente Altura total columna (m)_ Altura libre (m) Diametro columna (m) Peso mineral cargado (kg) Densidad aparente (kg/m3) INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-lim jeza de Soluciones Sociedad Terral SA. HOJA REGISTRO CARACTERIZACION FISICA DE SOLIDOS 5,0 4,99 0,54'll. Ripio Principal dato dato ,8628 5,8289 5, , ,0977 0,803 0,803 3, dato dato 2 0,37 0,32 0,25 0,25 dato 0,85 dato2 0,43 0,40 0,65 9,7 dato 3 dato 4 promedio ,63 24, , , ,88 25, , ,803 0,803 0,80 3, ,44 dato 3 dato 4 _]lromedio 0,29 0,35 0, ,66 dato 3 dato 4 promedio 0, ,4 65 2,22

222 ~~INERAL.-uiniunica /~ fr~l!low-~ CORFp. A.2. Pruebas de Humedades. Ripio Principal AHura carga diametro Area riego AHura final 0,50 7 0,0038 0,49.: -lujo Entrada. Fs: Flujo Salida -ota: S. CODSI -. era tiempo c:ero o mlclal, al momento de comenzar e - ncgo de la columna. 0 Uhm UJO rl O ~.":' ' Tasa 2 IJb m' Tau ''"'"... ml/min Flujo riexo 0,77 mvmin Flujo r~o... -so regado 2445 g Peso regado 94,0 g Peso regado so percolado 528 g Peso percolado 766,0 g Peso percolado ~~so drenado 9 g Peso drenado 58,0 g Peso drenado 22 kglton Hdinámica m3/ton INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Limpieza de Soluciones Sociedad Temll S.A. m cm m2 m peso cargado seco peso cargado curado densld. Ap peso especifico porosidad: kglton Hdinámica 0,0 m3/ton 5,477 kg Dosis acido curado kg 2,90 ton/m3 3,44 ton/m3 5% 5 I.Jh m mllmin 62,0 g 495,0 g 66,0 g 2 kg/ton 0,02 m3/ton Dosis agua curado Tua 20 Flujo riego I,:ZS Peso regado Peso percolado Peso drenado ':><}!ith húrowd" S{,Jid,, >,;en Hdinámica H impregnación llh m mi/m in 66 0,0 kgftc o kg/k g 72g -.>3X ~ IO'!B! 3 kg!tc 0,03 m]ft, 4,6% {,:

223 ' (OII'[JNO ni Otnl '.. A.3. Botellas lso-ph Terral S.A. MINERAL: * datos o ingresar Identificación de la prueba Tipo de botella Nivel de acidez-ph de control Mineral Granulometría Cabeza Peso seco Ley de Cu Ley de Fe Solucion lixiviante.... ~ Volumen Tiempo LIX Acido agregado control % sólidos Soluci6n RiccC '. ' Volumen Cu Fe H+ * ph Soluci6n de Lavado' ' ;. ' ' Volumen Cu * Fe * H+ ph Ripios ' Peso Humedo * Peso seco * Ley Cu * Ley Fe Humedad ripio Relación ripio/cabeza INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA Ripio Principal CALCULO DE PRUEBAS EN BOTELLA isoph con isoph con Contamedidas Contamedidas,5 2,0 00~.- 00# 00# kg 0,967 0,943 ~. 0,92 0,92 ~. 27,52 27,52 ' ' :''. ' '... : " ' ' L,952 2,68 h 96% 9 50,88 35,47 33~. 30~. ' ; ' : '.:.. ' ',.. '. ' L,70,75 g/l 3,65 3,53 g/l,00 0,56 g/l 7,50 2,60,5,62 ',. ' :: '... '.' ' ': '' '. '''... <... ' ; ' '.; ',,..' ', L,87,89 g/l 0,4 0,4 g/l 0,07 0,02 g/l 0,86 0,00,99 2,54 ' kg,2,06 kg 0,80 0,89 ~. 0,23 0,24 ~. 30,76 29,75 ~. 39,6 9, 0,83 0,94 ' ' ' isoph con Contamedidas 2,5 ', 00# 0,877 0,92 27,52,882 28,7 32'Yo,69 3,43 0,38,2 2,05,72 0,37 0,0 0,00 2,78,00 0,80 0,25 30, ,9 67

224 de botella INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Socedad Terral SA isoph con isoph con isoph con Contamedidas Contamedidas Contamedidas 68

225 ~ '~: r.<w~.jl<c nt ont} \CORF,O ~ A.4. Pruebas End Point CALCULO DE PRUEBAS END POINT * datos a ingresar Identificación de la p-ueba Mineral Composito Composito Granulometria 00' # 00# Ensayo A B INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. Cabeza Peso seco 9 50,00 50,00 Ley decu 0,92 0,92 ATAQUE: ACIDO ACETICO " Volumen de reactivo ml Volumen de agua de lavado ml Solución riea Volumen filtrado ml Cu 9/L 0,89,42 Solucion de: lavado Volumen filtrado ml Cu 9/L 0,03 0,09 2" ATAQUE: ACIDO SULFURICO Volumen de reactivo ml * Volumen de agua de lavado ml Solución rica * Volumen filtrado ml Cu 9/L 0,03 0,69 Solucion de lavado Volumen filtrado ml Cu 9/L 0,0 0,06 3 ATAQUE: MEZCLA ACIDO SULFURICO - FERRICO Volumen de reactivo ml Volumen de agua de lavado ml Solución rica Volumen filtrado ml Cu 9/L Solucion de lavado Volumen filtrado ml Cu 9/L 4 ATAQUE: CIANURO DE SODIO Volumen de reactivo Volumen de agua de lavado Solución rica Volumen filtrado Cu Solucion de lavado Volumen filtrado Cu 5 ATAQUE: AGUA REGIA Peso Humedo. Peso seco LeyCu Humedad ripio Relación ripio/cabeza ml ml ml 9/L ml 9/L 9 9 " , , o.oo 0,0 36,6 32,5 26, o o 36,7 2,6 0,54 0,53 69

226 /Y, co-t&m"' Of 0',(' CORFp Solubilización 4 ataque con cianuro.. Ley de Cu analizada % extracción INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sodedad Terral SA mg % % 0,92 70

227 A.5. Pruebas de Curado ~datos a ingresar Diseño de la prucoba Mineral Granulomcttría * HN HI Consumo ácido dlscñio * bosis ocido (diseño base cons. ácido) (cale. base soluc. a curado) bosis do aguo (diseño base cons. ácido) (cale. base soluc. a curado).. Pso mwsra o curar Peso seco * Reposo So luciones o curodo * Acido 96% * Agua Refino a curado * Electro lito a curado INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral SA Ripio Principal PRUEBAS DE CURADO Caractarlzoción química soluciones o curado /2'' H+ (gil) Cu (gil) Fe(giL) (' b.s.) 0.54% Refino o. o o. o 2.9 (%. b.s.) 4.60% Electro lito o. o 0,0 0,0 (kglton) 3,28 (%) (kglton) 6,26 2,5 8,77 25,02 3,28 (kglton) 6,26 2,5 8,77 #idiv/0! #idiv/0! (kglton) 2,49 2,49 2,49 2, (kglton) 64, ,58 #idiv/0! #idiv/0! (kg) 3,679 9, ,000 0,000 (kg) 3,653 3,27 3,270 0,000 0,000 (h) (g) o o (g) o o o o o (ml) o o (ml) o o o o o 7

228 a:.&fa!io D/ O'IU, " / ; Datos opcrl'<ldor Cabeza * Peso muestra a curar Peso seco Peso mineral curado.. Ley de cobre l'f Ley de Fierro :. Reposo So luc: iones a curado Acido 96% Agua Refino a curado Electro lito a curado Soluciones etluetmts lavado Volumen agua de lavado tiempo de layado tiempo filtración Volumen filtrado Cu Fe H ph 2 IGvodo Volumen agua de lavado tiempo de lavado tiempo filtración Volumen filtrado Cu Fe H< ph Ripios Peso ripio humedo Peso ripio seco Ley Cu Ley Fe Humedad ripio Relación ripio/cabeza INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX..PP-limpieza de Soluciones Sociedad Terral S.A. (kg) (kg) (kg) ('Ji.) ('o) (h) (g) (ml) (ml) (ml) L m in h L gil gil gil L m in h L g/l gil gil kg kg ' 'o o - -, ,673 3,289 3,288 0,000 0,000 3,653 3,27 3,270 0,000 0,000 3,909 3,508 3,58 0,000 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 27,52 27,52 27,52 27,52 27, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,88 7,06 7,036 0,000 0, o o o o 7,803 6,674 6,744 0,000 0,000 0,96,26,62 0,00 0,00 0,02 0,29 0,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,9 0,00 0,00 3,63 2,42 2,0 0,00 0,00 7,88 7,06 7,036 0,000 0, o o o o 7,803 6,979 6,943 0,000 0,000 0,5 0,29 0,24 0,00 0,00 0,00 0,02 0,26 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,37 3,9 3,28 0,00 0,00 4,79 3,705 3,659 0,000 0,000 3,434 3,58 3,25 0,000 0,000 0,77 0,66 0,57 0,000 0,00 29,04 29,8 29,93 0,000 0,00 2,7 7,3 7, #ídiv/0! #ídn/0! 0,94 0,97 0,96 #ídiv/0! #ídn/0 ; i i 72

229 ~ ~~ Cálculo prucobas clr ciii'cido Dosis ácido Cu cabeza Cu Aporte Curado Cu lavado Cu ~lavado Cu ripio analizado Cu ripio impregnado Cu Rec. Solución Cu Rec. Sólidos Cu cabeza calculada Rec Cu según solución Rec Cu según sólidos be Cu según caboza cale. Cont. Mefalúrgica Cu Ley de Cu Calculada Balance de Flenoo Fe cabeza Fe Aporte Curado Fe lavado Fe 2 lavado Fe ripio analizado Fe ripio impregnado Fe Rec. Solución Fe Rec. Sólidos Fe cabeza calculada Rec. Fe según solución Rec. Fe según sólidos Reo. Fe según cabeza cale. Cont. Mcrtatúrgica Fe Ley de Fe calculada Balance de ácido Acido ingresa Ácido lavado Ácido ZO lavado Acido impregnado Consumo de ácido Consumo 'total do ácido Consumo ncrto Consumo unitario INNOVA CHILE. Proyecto Proceso LX-PP-Umpieza de Soluciones Sociedad Terral SA k g/ ton 9 g 9 9 g % %.,..,. % 9 q g % %.,..,. % kglton kglt<>n <g ócldo/l<g O ,260 2,50 33,567 30,058 0,000 0,000 7,530 8, ,02 26,380 20,997 0,3 0,58 8,822 0,552 7,300 9,29 35,090 3,39 26,3 35, 2,7 30,7 25, 33, ,96 0,96 005,26 900,24 0,644 0,543 0,48,956 0, ,282 92,646 0,00 0,00-0,479,554 7,935-2,52 997, ,733 0,0 0,2 0,8-2.4 o. o 0, ,30 28,24 22,870 40,925 0,000 0,000 o o 0,0000 0, ,925 6,26 2,5 2, ,59 3,88 8,770 #ídiv/0! #idiv/0! 30,049 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,99 0,000 0,000,653 0,000 0,000 7,809 0, ,27 0,000 0,000 2,699 0,000 0,000 2,367 0,000 0,000 30,38 0,000 0,000 42,3 #idiv/0! #idiv/0 4,2 #idiv/0! #idiv/0! 4,8 #II)IV/0! #I~IV/0! 0 #II)IV/0! #i~iv/0! 0,93 #idiv/0! #idiv/0! 899,850 0,000 0,000 0, ,000 4,357 0,000 0,000,82 0,000 0, ,98 0,000 0,000 0,39 0,000 0,000 5,799 0,000 0,000-35,208 0,000 0,000 94,367 0,000 0,000 0,6 #idiv/0! #idiv/0! -3,9 #idiv/0 #idiv/0! 0,6 #II)IV/0! #ibiv/0! 05 #II)IV/0 #i~iv/ #idiv/0! #idiv/0 6,385 0,000 0,000 6,37 0,000 0,000 o o o 0,0000 0,0000 0, ,248 0,000 0,000 6,89 #II)IV/0! #II)IV/0! 0,9 #II)IV/0 #i~iv/0! 4,35 #II)IV/0! #I~IV/0!! 73

230 U.to.O llf OIIU A.5. Pruebas lso ph _... Para la columna lso ph, columna de prueba, se tiene:... _ 3. REClPERACIOMRAZON DE RIEGO VS. nemporiego 00,-----,.----~. ----,.----~.----~.----~----~----,5 ' ' ' ' ' '. ' ' ' : : : t :-- --:--- 4, \ ~---- : ---i ~ !. : : :, t : ,& S 60 " ~ e 0 l e 40 & o 30 #... "' 0 : ~ ~ ~ ! i j :& ~ ~ : ~ ; l ! ~ '-- ' e ,5 ~ o L2~~~~ªt~-~-=--=- : :~-:--:-::~~:~~::J::~:~~~~~~~:~~~:~~j::~~~ ~--~-=r==j==~ : , r,',',- - '... - L-----~----~----~------~----~----~----~----~4 40 Tiempo de Riego (días) ' '... o Rae. Cu(c.rec.) %Rae. Cu(66idos) -- Rae. Cu(50uc.) Rac./Abclt.Fe(Kglll.) ---i+--ruónlbrii.(jl'6.t 5.. APORTE/CONSUMO ACIOO VS. RA20N DE RIEGO "' ~ :&:~: 7,6 ~~ ~d 5 ~~ e 2.5 el /l.e 0 ~:l.f 7,5 2.5 INNOVA CHilE. Proy Proceso LX-PP-Lirr!>iezB de Soluciones Sociedad Terral SA o ' ' "' ' ' ' -- ' ' t ~~:L. - -:-.: J ~.--:----:; ;- I ' ! ::::::--::::: :. :. : : :. '. :..-. ~~ _. -~4--t-+-f;+-+ <t:-..:;-+::; : : : : - ~.~.-..oo-o-~o-ttré::o : : : o 0,25 0,5 0,76,25,5,75 2 Razón de Riego (m,itm) ---CAe. G.lga (<glll phperc. f 80 -; 70.. ] "& o.. 40 # o 74

231 Cl*~C. OtiU 4. REClPau.aoNfCOSTO MARGINAL VS. RAZDN le RIBlO rr----~ ~ ' ' ' ~ ~ ~ ,6 ' ' ' : ' ' 70 7,5 i3 ' ' ' ' : ~ ~ ~ ~ ' ' ' 'O '... t2,6 ~ &..., ---,--- ' , , ' ' , a ll, ' ' ' '. ~ : ~ ~ ,5 "' y--- ' ' ~ ' ,' ~ ' ~ ' 2,5 ' ' o o 0,26 0,6 0,75,26...,'5 2 Razón de Riego (mtrm) _,.Rae. Cu(c. rec.) '!lo Rae. Ol(sóldos) --+--'!lo Rec. C\i (souc.) ---+-ReclAbatFe{Kgfl'M ----eos. Milrgí'l. (c/:) Para la columna lsoph 2, columna de referencia para la simulación del proceso, se tiene:, " ~ 'O..! & a ll..... [lego de Almagro ~.~-~==~UP=~~=,~~~~~N~oe~~=ooo==~v~.~ ,s~ nemporiego : t : : ~ ~ f ' ' ' ' ' ' L ~ ~=.-...-; --,.._., ~ ~-- 4 ~,',',',' E o 00 r ~----,,------,, ~----,,------,.----~ ,6 '. ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' INNOVA CHILE. Proy Proceso L.X-PP-!.in>ieza de Soluciones Sociedad Terral SA ::::::::::::::::::::-r::: j f - ::_.. :... '[ -- : 6 ~.~ : : : : , ~ ~ ~ ~ ' -~ ~ ~ L, , -, ,6 ~ : { i ~ f 20 ' ' ' ' i ~ ~ ~ ~ ,5-2 o ' ' ' ' o {l... - o ~ ,6 Tiempo de Riego (dias) ----or. Rec_ 0.. (c. C.) --- 'Wo Rec.OJ(sóklo$) --+--'t. Rec. 0.. (soklc.) 75

232 c~rror:. CNU, u! ~ ~!. a ~ "' Planta Diego de Amagro 5. APORTBCONSUMO ACIOO VS RA2DN DE RIEGO ~r-----~------~--~~~----~----~------~----~------t00 ' ' 22, ~ ~ ~ ! ' ' ' ~ ~ ~ ' ' 7, : " ' ' 2, ~ ~ ' ' r ~-~:f r , , 7,5 5 2, ~----r ~ ~ ~:~;~f ~-;:J:f~:~J~~::::::::::::::::::::::::::::: : :... ::.:::: : 0 o o o.~ 0,5 0,75,25,5,75 2 Planta Diego de Almagro INNOVA CHILE Proyecto Prooeso LX.PP-Lin>ieza de Soluciones SociedadTenal SA ~ o Razón de Riego (m 3 TM) --.-A :te_ Acido (Kgi'TM'j Cons. Acido (Kgfi"M) -cae. Ganga (KgTM) eo~otk!ia<ji< Cu ~oh,.,.,... oh,...,_ % Rec. OJ [c. recl - o- - C. Ac.lot (KgiTMJ 4. RECUPERAQONICOSTO MARGINAL VS. RA2DN DE RIEGO ' ' ' , e , r ,5 ' ' ' ' ' t : f ~ ' 20 ' ' ' ' " " L ,6 ' ' ---- ' ' ',' ' -~ , ' ' ' ' ' ' ----, , ' ' -r ' 7,5 ' ' ' ' ~ : ~ ' ' ' ' ' ' L- - -.~-.-- -' L '. 2,5 ' ' ' o o _, ---- ' ' ', ' ' ' '.. o 0,25 0,5 0,75,25,5,75 2 Razón de Riego Cm'fTM) -"' Rec. Q.l(c. rec.) % Rec.OJ(sóid::Js) --+--% Rec. OJ(soU:.) ---.-Rec./Abet.Fe(KgTM) _a,s_ Margh. (Cib) 20,. i..... ~ ;.. ~ o! ::> u ; ",. o S 76

233 -. " e:.., / - \ - INNOVA CHILE - PROYECTO DE INNOVACIÓN TECNOLOGICA LÍNEA INNOVACIÓN EMPRESARIAL ' -, T / "DISENO, DESARROLLO Y., VALIDACION DE UNA SERIE DE PROCESOS PARA PRODUCIR CEMENTO DE COBRE DE FORMA LIMPIA Y RENTABLE MEDIANTE APOYO, BIOTECNOLOGICO" - SOCIEDAD TERRAL S.A. Santiago, Agosto del

234 IN DICE SOLICITUD DE FINANCIAMIENTO ANTECEDENTES DEL SOLICITANTE ANTECEDENTES DEL PROYECTO ESTRUCTURA DE COSTOS DEL PROYECT ANTECEDENTES FINANCIEROS DE LA EMPRESA... 5 ANTECEDENTES PARA LA CALIFICACIÓN DE ELEGIBILIDAD DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN.... ANTECEDENTES DE LA EMPRESA Reseña histórica de Sociedad Terral S.A Antecedentes Técnicos-Comerciales de la empresa Giro productivo, participación y posicionamiento de mercado Plan estratégico de la empresa ESPECIFICACIÓN DEL PROYECT Descripción General del Proyecto Justificación Especificación del Tipo de Innovación Beneficios Esperados Objetivos Técnicos Metodología y Programa de Ejecución Fundamentación Metodología: Programa de Ejecución:..., Carta Gantt Organización para la Ejecución del Proyecto Cargos y funciones Estructura Organizacional de Ejecución Currículum Vitae Personal Investigación y Desarrollo Estructura de Costos Personal de Dirección e lnvestigación Servicios Materiales y Otros lnsumos Uso de Bienes de Capital y Otros Activos de la empresa Uso de Bienes de Capital Nuevos Programa de Gastos y Financiamiento Otras Fuentes de Financiamiento BENEFICIOS ECONÓMICOS Antecedentes de Mercado Bases de Proyección del Flujo de Caja Evaluación Económica Privada Situación: Case Base sin Proyecto Situación: Caso Base con Proyecto ANEXOS ANEXO : Liquidaciones de sueldo personal interno ANEXO 2: Estados Financieros Directos y ANEXO 3: Memoria de Cálculo y Detalle de Inversiones Página

235 ANTECEDENTES PARA LA CALIFICACIÓN DE ELEGIBILIDAD DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN. Califique su proyecto dentro de las siguientes categorías de innovación: Con la finalidad de fundamentar que el proyecto se enmarca dentro de la categoría de innovación calificada, se requiere desarrollar los siguientes puntos:. Valor diferencial del producto o proceso a desarrollar Este punto requiere hacer explícito cuál es el aporte distintivo que se obtendrá con la realización del proyecto de innovación. Para ello es necesario contestar las siguientes preguntas: Cuál es la necesidad a satisfacer o la oportunidad a aprovechar con el desarrollo del proyecto de innovación? R: La necesidad a satisfacer está directamente relacionada con generar valor económico en pequeñas explotaciones o faenas de mineral que actualmente tienen una muy baja o nula actividad mediante el desarrollo y validación de una metodología de procesos que produce cemento de cobre de una forma limpia, es decir, sin contaminantes. El planteamiento de la empresa es generar una cadena de procesos que permitan obtener un beneficio de minerales de cobre en el ámbito de la pequeila minería, a partir de minerales oxidados o sulfurados de baja ley para producir cemento de cobre de manera eficiente y limpia, mediante la precipitación con chatarra de fierro, pero sin generación de pasivos ambientales por la generación de soluciones contaminadas con soluciones de sales de fierro, aumentando la rentabilidad del negocio mediante la disminución del consumo de ácido y por su generación en la lixiviación a partir de la siembra de azufre y por la generación de procesos que conduzcan a productos de mayor valor comercial, desarrollando de paso un nuevo mercado para el servicio de tratamiento del cemento de cobre y comercialización de sus productos. Además, la aplicación del proceso a faenas existentes de producción de cemento de cobre permitiría mitigar los pasivos ambientales ya existentes causados por las soluciones de descarte almacenadas y eventualmente recuperarlos por completo, generando una mayor rentabilidad mediante la reducción de costos de tratamiento, lo que hasta permitiría aumentar la disponibilidad para inversiones en ampliaciones. Página

236 Para el caso de innovaciones en productos. Cuál es el sustituto más cercano?. R: Como sustituto más cercano, se presentan productos de cobre obtenibles en faenas mineras de pequeiio y mediano tamaiio, los cuales han tenido como resultado, lo siguiente:» Venta de Minerales: Aplicado por relativamente pocos mineros de la mediana y pequeiia minería que venden sus minerales a Centro de Compra de ENAMI, que ocasionalmente están respaldadas por plantas de procesamiento propias o maquiladoras. El producto usual de éstas es precipitado de cobre, que luego sigue su camino a fundiciones para continuar con la secuencia: fundición de ánodos y refinación electrolítica. Este beneficio implica muy poco valor agregado, exige leyes mínimas de minerales sólo oxidados y está afectada por las distancias a través de los costos de fletes.» Venta de soluciones concentradas de cobre: Aplicado solamente por Minera Sierra Miranda para ventas a Mantos Blancos, que las incorpora a las propias para continuar con procesos de extracción por solventes y de electro-obtención. Este beneficio exige coincidencias de localización de plantas de SX-EW cercanas y dispuestas a comprar soluciones en condiciones favorables para los productores.» Producción de sulfato de cobre via SX: Aplicado solamente por Cobre-Norte en las cercanías de Calama, Región, que produce la sal a partir de la lixiviación de minerales y por procesos de SX y la vende a Minera Michilla. Este proceso exige inversiones que sólo se justifican a partir de minas que perrnitan explotaciones sobre una capacidad mediana, por lo que quedan fuera del alcance de pequeiios mineros; la tecnología también se considera fuera del alcance de pequeiios mineros. Quiénes son los principales competidores y qué participación de mercado tienen? R:» Desde el punto de vista de la producción y venta de precipitados; No hay competencia por el mercado; ya de acuerdo con la reglamentación de ENAMI, ella está obligada a comprar las producciones de los mineros con la sola limitación de sus reglamentos al respecto y que son conocidos por los productores. Además de ENAMI, no se conoce de otros compradores de precipitados. Más bien se cree que los productores actuales que aún sobreviven, al menos podrán adoptar fácilmente los conceptos de procesos que se desarrollen, de lixiviación (aumento de recuperación, disminución del consumo y costos de ácido) y de saneamiento medio ambiental y se constituirían en un mercado de las tecnologías. Esa misma argumentación hace pensar en la entrada de nuevos productores.» Desde el punto de vista de los proveedores de tecnología (de procesos y medioambiental) y equipos; En el ambiente minero metalúrgico se considera que la precipitación es una técnica obsoleta (ya reemplazada por la extracción por solventes y electro-obtención) e indeseable en virtud de la norrnativa medio-ambiental vigente y que sólo es aplicable por pequeiios productores, por lo que no hay motivación para revisarla. La experiencia de ENAMI en su Planta Modelo JICA, de mitigación medio-ambiental, también es desalentadora en esta área debido a los costos asociados al proceso. Los equipos principales y de interés económico (trómeles o tambores rotatorios) son fabricados a pedido Página 2

237 - por maestranzas en base a la experiencia de los equipos anteriores; son muy pocos y ocasionales dado que no existe un mercado propiamente tal y no hay desarrollos de nuevos conceptos ni equipos. ~ Desde el punto de vista de servicios asociados a la producción de precipitados; No existe competencia, ya que el mercado no ha desarrollado procesos alternativos a la fusión para el tratamiento de precipitado. El desarrollo de tecnologías de uso de precipitados por procesos alternativos permitiría a Terral comprar precipitados para abordar la producción de cátodos y de derivados comerciales de cobre, bajo términos de compra directa u de maquila a productores, con lo que se abriría una nueva opción de mercado para los productores. Cuál es el valor diferencial que aporta el producto que se va a desarrollar?. R: Para la empresa:. Tecnología; El desarrollo de tecnologías le permitirán a la empresa ofertar un producto orientado a obtener mayores beneficios económicos y el saneamiento de problemas ambientales; entre ellas se encuentran: De venta de tecnología de procesos, mediante asesorías, para: Aumentar recuperaciones metalúrgicas y calidades de soluciones con efectos sobre la rentabilidad, Procesar minerales de bajas leyes y sulfurados por lixiviación, Abaratar los costos de ácido sulfúrico mediante menor consumo y generación en la lixiviación a partir de incorporación de barato azufre elemental Nuevas técnicas de precipitación. v. Limpieza de soluciones de descarte, con recuperación del agua de proceso y abatimiento permanente y ambientalmente seguro de contaminantes. vi. Procesos alternativos para consumir precipitados en la producción de cátodos y de derivados comerciales de cobre 2. Equipos; Desarrollo de equipos para aplicar las tecnologías, principalmente consistentes en nuevos, económicos y efectivos sistemas de precipitación. Eventualmente estos equipos hasta pueden ser auto-construidos por los usuarios y sólo se venderían como asesoría. 3. Producción de Precipitados; El primer interesado en aplicar los conocimientos a desarrollar sería la propia empresa que instalaría sola o asociada nuevas faenas a los largo del país, a velocidad dependiente de los recursos disponibles. Creemos que una exitosa aplicación propia impulsaría la compra de las tecnologías por terceros. 4. Prestación de Servicios; Las tecnologías de uso de precipitados por procesos alternativos permitiría a la Terral comprar precipitados para abordar la producción de cátodos y de derivados comerciales de cobre, bajo términos de compra directa u de maquila a productores, con lo que se abriría una nueva opción de mercado para los productores. 5. Para el país; Generar la posibilidad de reactivación y desarrollo de la pequeña minería de forma rentable y medioambientalmente correcta, mediante un proceso que permite la concreción de un proyecto productivo en condiciones que actualmente hacen imposible su materialización a pequeña escala, como son el tratamiento de minerales de baja ley o el tratamiento de minerales mixtos o sulfurados para producción de cemento de cobre. Página 3

238 - Cualquiera sea la categoría en que se ubica la innovación a desarrollar será necesario presentar un cuadro comparativo con las principales diferencias entre lo que se pretende obtener con el proyecto y los productos sustitutos existentes o el proceso utilizado en la actualidad, según corresponda. Cuadro Comparativo Principales Diferencias entre el Proyecto y los Productos Sustitutos Existentes Situación con Proyecto Concepto Situación Actual Implementado por Sociedad Terral S.A. Se reactiva la producción de cemento de cobre ya que se La producción de cemento hace más productiva y no se de cobre cae en desuso ya generan pasivos ambientales por que genera una mínima lo que no se limitaría su Fabricación rentabilidad (negativa en producción. Paralelamente, se Nacional algunos casos), tiene un generan nuevos mercados para mercado limitado y genera el producto y se generan pasivos ambientales que productos más nobles a limitan su extensión. continuación, con lo que aumentaría la rentabilidad de los negocios del rubro. La mejor eficiencia de la Ahorros costos de adquisición (producción) La única planta para el tratamiento de soluciones de descarte es bioquímica y requieren una alta inversión y tecnología extranjera. Los costos de operación de este tipo de plantas hacen inviable su adopción por un proyecto de cementación de pequeña o mediana escala. lixiviación, principalmente garantiza un mejor rendimiento y secundariamente, ahorros de consumos de ácido. Sustitución parcial del uso de ácido sulfúrico mediante la generación de este en el proceso a partir de azufre elemental. No se generan soluciones de descarte, por lo que no se requieren piscinas adicionales de evaporación o el tratamiento de descartes en planta química. Generación de equipos de alta eficiencia metalúrgica y bajo costo de operación. Recuperación de agua mediante la recirculación de soluciones provenientes de la cementación al riego de los ripios agotados. La tecnología de equipos a desarrollar está concebida como equipos modulares y de transporte simple, por lo que la planta presenta un valor residual y puede ser utilizada en Página 4

239 Grado de riesgo (contaminación/con creción, otro) Otros parámetros o problemáticas. Posibilidades de exportar. Uso o aprovisionamiento de materias primas. Potencialmente alto, ya que se generan soluciones de descarte con aftas concentraciones de fierro, existen varias experiencias de contaminación de cuencas por derrames de soluciones de descarte. Se debe contar con un terreno disponible bastante grande para la construcción de piscinas de evaporación. Genera un producto que tiene un mercado único, sin la posibilidad de ocuparlo en otras aplicaciones Nula. Requiere una afta demanda de agua, ya que se descartan las soluciones al final del proceso. Sólo se benefician minerales de tipo oxido y de alta ley. La capacidad de manejo de las soluciones de descarte restringe las posibilidades de procesamiento de minerales. El consumo de chatarra es inherentemente grande. diferentes faenas a muy bajo costo de implementación. El proceso no genera pasivos ambientales, por lo que no existen riesgos de contaminación. Los procesos prospectados a usar tienen precedentes en tecnologías que Terral ya domina y que se combinarían de forma novedosa, por lo que se considera un bajo riesgo en alcanzar éxito. Se propende a generar productos de mayor valor comercial utilizando el cemento de cobre como producto intermedio. Tecnología de procesos, particularmente respecto de las técnicas de lixiviación, de generación de ácido y de saneamiento medio-ambiental. Equipos o tecnología para autoconstrucción de ellos. Cátodos y productos derivados de cobre, a partir de cemento, ahora considerado.. Se reduce el uso de agua ya que se recupera durante el proceso. Se reduce el consumo del cada vez más caro ácido sulfúrico. Se reduce en el orden del 20% el consumo de chatarra. Se pueden procesar minerales de baja ley del tipo oxido, mixtos y sulfurados. La capacidad de procesamiento de minerales queda solo dependiente del abastecimiento. Página 5

240 .2 Complejidad técnica y riesgo tecnológico. Este punto busca identificar las dificultades técnicas que encierra el proyecto y cuán riesgoso puede resultar su resolución. Para ello se requiere contestar las siguientes preguntas: Cuáles son los problemas técnicos que presenta el proyecto y cuya resolución necesita que se realicen actividades de investigación?. R: Estudiar y validar técnicas observadas en otras investigaciones y aplicaciones industriales desarrolladas por Terral, estas técnicas deben conciliarse de manera conjunta en un proceso, por lo que se requiere un estudio a nivel de laboratorio y luego a escala piloto, estas técnicas son: ~ Métodos de lixiviación para lograr altas concentraciones de cobre en soluciones. ~ Generación de ácido en pilas a partir de azufre. ~ Otras técnicas y equipos de precipitación. ~ Limpieza de soluciones de precipitación. ~ Productos alternativos a partir de precipitados de cobre. Cuáles son los ámbitos del conocimiento que serán utilizados en las labores de investigación del proyecto? R: ~ Química Analítica. ~ Química industrial. ~ Metalurgia. ~ Biotecnología. ~ Electroquímica. ~ Ingeniería Mecánica. ~ Ingeniería Eléctrica. ~ Instrumentación. ~ Ingeniería Industrial y de Proyectos. Cuál es el grado de riesgo en la obtención de una solución a los problemas técnicos que presenta el proyecto, considerando el conocimiento disponible para resolverlos?. R: El riesgo asociado al proyecto, está relacionado, en primer lugar, a que no existen existe desarrollos similares en el país. De hecho la producción de cemento de cobre ya no se realiza por considerarse cara, ineficiente y contaminante. Terra/, por un lado aplicará diversas técnicas (algunas conocidas y otras por desarrollar), utilizadas en fonna independiente pero que su comportamiento de aplicación en conjunto son desconocidas y que generarán un riesgo tecnológico que en fonna específica estará relacionado con: Página 6

241 ~ Métodos de lixiviación para lograr altas concentraciones de cobre en soluciones; Conocidas y aplicadas por Terral; sólo requieren verificarse a las concentraciones usadas en precipitación. ~ Generación de ácido en pilas a partir de azufre; Conocido y usado como fenómeno en lixiviaciones de sulfuros que liberan azufre elemental que luego se oxida a ácido sulfúrico; se requiere estudiar la fenomenología y desarrollar las técnicas para controlarla, lo que ya está respaldado por estudios preliminares. ~ Otras técnicas y equipos de precipitación; Basados en bibliografía desatendida y exploradas en experiencias preliminares; se requiere desarrollar los prototipos y efectuar las pruebas a nivel piloto para obtener y verificar los parámetros de operación de los nuevos equipos y configuración de planta. ~ Limpieza de soluciones de precipitación; Basadas en los mismos principios de la mencionada Planta Modelo JICA de ENAMI, pero aplicados en forma diferente para la recuperación de agua y mitigación medio-ambiental. ~ Productos alternativos a partir de precipitados de cobre; Están basados en la oxidación anódica del cobre que es conocida y estudiada a partir de cobre metálico; se necesita adaptar esas tecnologías al uso de precipitado en polvo, posteriormente la obtención de cátodos u otros derivados se iniciarían a partir del óxido obtenido, lo que es conocido y no se estudiaría. Existe una posibilidad no menor a que el proyecto no finalice exitosamente puesto que si bien existen metodologías conocidas por separado, éstas no han sido experimentadas en conjunto, pudiendo existir la posibilidad que los efectos deseados no se cumplan..3 Aplicación comercial de los resultados del proyecto. Este punto pretende obtener un análisis cualitativo de las posibilidades comerciales que genera el producto o proceso a desarrollar. Complementariamente en el punto 3 de esta pauta se requerirá una evaluación cuantitativa de los beneficios económicos del proyecto. Para ello se requiere contestar las siguientes preguntas: Se trata de la apertura de un nuevo mercado para la empresa o la ampliación de su participación en el mercado en que actualmente se desenvuelve? R: En esencia, el proyecto genera nuevos productos para el mercado de suministro de tecnologías y de equipos en los que la empresa ya participa, que se ampliaría en temas de prevención y saneamiento medio-ambiental. Es probable que la adopción de las tecnologías, a su vez haga posible crear nuevas empresas que las usen para aumentar la participación del precipitado dentro del mercado de productos mineros. Además, y en lo particular, crearía oportunidades para que el propio Terral también amplíe su rubro desde la prestación de servicios a la producción limpia de precipitados y de cátodos y derivados a partir de ellos. Página 7

242 Cuál es el mercado específico de clientes y cual es la cobertura geográfica en el cual se aplicarán comercialmente los resultados del proyecto? R: El mercado especifico para las tecnologías se encuentra en la pequeña minería, donde se encuentran todas las empresas que aplican o aplicaban el proceso tradicional de producción de cemento de cobre, las que por razones de tamaño, costos, inversión y/o ambientales no pueden concretar actividades empresariales productivas muy exitosas, dado que el proyecto les abre posibilidades de desarrollo aún a pequeña escala de producción, para modernizarse o reactivarse. En lo relativo a las técnicas y equipos de precipitación, la cobertura geográfica será principalmente el mercado nacional. Respecto de las otras tecnologías de lixiviación, producción de ácido y de limpieza de soluciones, la cobertura es internacional. De concretarse la participación de Terral como productor, el mercado de sus precipitados y cátodos sería nacional (ENAMI), pero en la etapa de producción de derivados sería nacional e internacional. Cuáles son los principales competidores que tendrá que enfrentar al introducir el producto o el nuevo proceso al mercado? R: No se reconocen competidores directos, ya que en beneficio de minerales las técnicas de producción de cemento de cobre están siendo remplazadas por tecnologías modernas como son la extracción por solventes y electro-obtención que se aplican a mayores capacidades de producción, por lo que está reformulación de la producción de cemento de cobre se convierte en si misma en una tecnología moderna y eficiente, pero sólo para el ámbito de la pequeña minería. Con respecto a la tecnología usada para eliminar pasivos ambientales tampoco se reconocen competidores directos, ya que la única tecnología conocida en aplicación en la Planta Modelo JI CA, desalienta su reproducción debido a sus altos costos de operación. Qué acciones especificas realizará su empresa para entrar o ampliar la participación de mercado? R: Difusión de las tecnologías en las empresas explotadoras por precipitación, en las asociaciones mineras de las localidades y en SONAMI como entidad que las agrupa, a ENAMI (por su rol de fomento de la minería. Búsqueda de prospectos mineros o de asociación con mineros para iniciar actividades de explotación, en una faena que aplique todas las tecnologías de proceso y de equipos una vez estudiadas y demostradas por Terral. Página 8

243 - Requerirá de nuevas inversiones para la elaboración del producto o la implementación del nuevo proceso a nivel comercial?. R: En el caso de la prestación de servicios, la inversión a realizar es mínima ya que la empresa cuenta con la infraestructura adecuada para el desarrollo de procesos y equipos prototipo. Para el caso de producción propia las inversiones a realizar son moderadas. De ser asi De dónde piensa obtener el financiamiento de ellas? R: Los incorporación de fondos para financiar las inversiones será a través de: Autogeneración propia (utilidades), y en caso de ser necesario, Fuentes privadas de financiamiento (Bancos comerciales) Página 9 ll

244 . ANTECEDENTES DE LA EMPRESA.. Reseña histórica de Sociedad Terral S.A. Fundada en 990, desde sus inicios se relaciona fuertemente con la industria del cobre especializándose en el campo de la hidrometalurgia e interviniendo en una amplia gama de proyectos en el diseño y construcción de Plantas Piloto, desarrollo de estudios conceptuales y de laboratorio, y como contratista principal del sistema EPC para proyectos de distinta envergadura tanto nacionales como internacionales. La organización cuenta con una gran infraestructura levantada en una superficie de 2000 m2, ubicada en la comuna de Quilicura, de la ciudad de Santiago de Chile. En sus instalaciones se encuentra el edificio de oficinas, laboratorio de Operaciones, Investigación y Desarrollo, el área de Lixiviación en Columnas, el área para la construcción de equipos y el área de operación de la Planta Propia Móvil, entre otros. En Septiembre de 2004, la organización obtiene la certificación bajo las normas ISO 900:2000 y, como resultado de la revisión de sus procesos, la empresa toma la decisión estratégica de incentivar la creación de la empresa relacionada Ingeniería Terral S.A., la que cumple con el objetivo de perfeccionar la entrega de servicios de ingeniería conceptual, básica y de detalle, así como el suministro y montaje de plantas y equipos..2. Antecedentes Técnicos-Comerciales de la empresa Accionistas y Socios: Directorio: Nombre Carlos Avendaño Varas Mónica Ribbeck Garschinsky Carlos Avendal\o Ribbeck Presidente del Directorio Director 2 Director 3 Director4 Director 5 Ejecutivos: Gerente General Gerente de Administración y Finanzas Gerente Operaciones y Proyectos Especiales R.U.T. % Participación % % % : Sr. Juan Pablo de la Fuente : Sr. Heinz Hanshien : Sr. Francisco Wuth : Sr. Mónica Avendaño Ribbeck : Sr. Carlos Javier Avendaño Ribbeck : Sr. Carlos Avendaño Varas : Sr. Mónica Avendaño Ribbeck : Sr. Helios Corvalán Página 20 l"v

245 .3 Giro productivo, participación y posicionamiento de mercado. Terral SA, no tiene compromisos crediticios y mantiene como política financiera de empresa, una fuerte liquidez. Las ventas de los tres últimos años han fluctuado entre MM$.000 y los MM$ 870. La disminución presentada desde el período al 2.003, obedece a una decisión de empresa de separar la empresa en áreas de negocios, de tal forma de poder preparar y orientar a la organización hacia una empresa productiva. Ello justifica las pérdidas operacionales generadas en el ejercicio del año (M$..840), las cuales aumentan notoriamente el año siguiente (M$ ). Como proyección futura Terral está trabajando para entrar en producción de cobre u otros minerales a través de plantas propias o asociadas, en la cual pueda aplicar su vasta experiencia en procesos y equipos innovadores y de avanzada tecnología. Principales Clientes: li> Compañía Minera escondida Ltda. li> Compafíía Minera Michilla S.A. li> Empresa Nacional de Minería (ENAMI) li> ARA li> Molibdenos y Metales S.A. li> BHP Chile INC. li> Compañía Minera Tamaya S.C.M. li> SQM S.A. li> NICICO (Irán) li> MINTEK (Sudáfrica) Competencia: li> lndepro li> Arce, Racine y Asociados. li> CADEIDEPE li> Flúor Daniel Principales Proveedores: li> DPA Ingeniería en automatización de procesos li> CIMM Tecnologías y servicios S.A. li> HANNA INSTRUMENTS Y SERVICIOS S.A. li> CARPIO Del Carpio Análisis y Asesorias S.A. li> HADDAD Plásticos Haddad S.A. li> MERCK S.A. li> AGA Onell y Compañía Ltda. li> THEMCO Fábrica de Productos de PVC Ltda. li> TURISMO GOCHA S.A. li> DIMERC S.A. Página 2

246 .4 Plan estratégico de la empresa. El objetivo de la empresa es mantener un alto nivel de competitividad, mejorando continuamente la oferta de servicios y aplicaciones basados en el desarrollo de tecnologías enfocadas a la solución de problemas no resueltos y a la optimización de los ya existentes, a fin de generar valor agregado para nuestros accionistas, colaboradores, clientes, y todos aquellos relacionados con nuestro que hacer. Dentro de las proyecciones de la empresa en el mercado nacional, están las de seguir atendiendo a su actual cartera de clientes tanto en desarrollo de soluciones, como en asistencia técnica en los temas de hidrometalurgia que le son propios. Una de las decisiones importantes de la empresa es transformarse desde una empresa de servicios a una empresa productiva, mediante la adquisición de parte o de la totalidad de pequeñas faenas extractivas mineras, en una primera etapa a pequeña escala, para cual se debe desarrollar un proceso que sea rentable y minimice los riesgos y la demanda de capital, lo que se soluciona con la producción de cemento de cobre aplicando las tecnologías desarrolladas por Terral, lo que abre una oportunidad para la empresa de emprender un proyecto de explotación sobre bases sólidas y factibles. Este nuevo modelo de negocio, ya ha comenzado a operar, lo que significa aplicar todos los conocimientos adquiridos y relacionados con: Desarrollo de procesos, diseño y fabricación de equipos, diseño e instalación de plantas industriales para inertizar elementos contaminantes y recuperación de elementos metalúrgicos presentes en un residuo industrial medio contaminante como una extensión de su dominio de las técnicas metalúrgicas. Esta forma de operar, le permitirá a la empresa generar barreras de entrada en base a un alto desarrollo de conocimiento y dominio de técnicas tradicionales y nuevas que provean soluciones ambientales. Página22,..,

247 2. ESPECIFICACIÓN DEL PROYECTO 2.. Descripción General del Proyecto 2... Justificación La pequeña minería, que se presenta principalmente en la zona de la tercera región de nuestro país, presenta una posición que ha venido deteriorándose durante el transcurso de los últimos 3D años. Desde el punto de vista de los pocos productores que sobreviven al amparo del alto precio del cobre, enfrentan anticuados y poco productivos procesos de lixiviación, solamente de minerales oxidados, con bajas recuperaciones, altos consumos del cada vez más caro ácido sulfúrico. También enfrentan inversiones no despreciables en equipos precipitadotes anticuados, y sobre todo, enfrentan los costos de almacenamiento de soluciones del descarte que genera la precipitación con chatarra, que obliga a sucesivas y obligatorias inversiones en poco confiables pozos de almacenamiento que no aseguran posteriores efectos medioambientales negativos. Con respecto al tratamiento medio ambiental del descarte existe una sola aplicación, que se desarrolla en una planta bioquímica (ENAMI, Panulcillo) que opera a un costo prohibitivo. Como resultado, la producción de precipitados cae lentamente en el abandono por generar una mínima rentabilidad debido a: reducido mercado de tratamiento del cemento de cobre; altos costos de operación y pésima fama en términos medio-ambientales. Cuadro N : Número de Pequeños Productores Por su parte, y como producto, el cemento de cobre presenta un mal pronóstico de ventas, ya que es un insumo no deseable para las tecnologías actuales de fundición autógena; de hecho, la propia ENAMI prefiere derivar las producciones que se vé comprometida a comprar a fundiciones externas cuando le es posible, fundamentalmente a Alto Norte. Esto hace que la necesidad de implementar soluciones tecnológicas que permitan hacer rentables las pequeñas faenas mineras, de bajo costo de inversión, sean propicias para el momento económico que vive el país y de zonas que son más afectadas como la tercera región. Página 23

248 2..2. Especificación del Tipo de Innovación El tipo de innovación que se pretende desarrollar se enmarca dentro de la categoría de "Incorporación de nuevos procesos productivos, no existentes en el pais, que incrementan sustancialmente la eficiencia y la productividad en la empresa", ya que corresponde a la producción de Cemento de Cobre de una manera eficiente y limpia, mediante la precipitación de chatarra de fierro. Este proceso permitirá reducir notoriamente los costos de explotación vía una disminución del costo ambiental, disminución del consumo de ácido en el proceso, la generación del mismo en la pila de lixiviación a partir de la siembra de azufre y con una inversión en equipos prácticamente despreciable. Este desarrollo de proceso será apoyado por medio del desarrollo de bacterias que permitan generar efectos deseados en la generación de cemento de cobre ya que se hace más productiva, no se generan pasivos ambientales por lo que no se limitaría su producción. Además, se generarán nuevos mercados para el producto y se generan productos más nobles, con lo que aumentaría la rentabilidad de los negocios del rubro Beneficios Esperados La implementación del proyecto a escala productiva producirá entre otros, los siguientes beneficios a cada una de las partes involucradas: Para la Empresa Ejecutora (Terral Limitada):. Desarrollo e introducción al mercado de un nuevo producto servicio, que le permitirá generar productos de un valor comercial atractivo, desde faenas que tienen muy baja o nula actividad de operación. 2. Desarrollo de tecnologías específicas en las áreas de hidrometalurgia que le permitirán contribuir a generar productos con tecnología limpia. 3. Posibilidad de acceder a contratos de externalización de servicios para explotar faenas de terceros. 4. Acceso a mercados nacionales e internacionales, con un producto servicio equipos, altamente competitivo. 5. Incremento del grado de desarrollo tecnológico de la empresa. 6. Desarrollo de un producto servicios altamente especializada y con costos de instalación y explotación muy bajos. Para los Clientes (usuarios finales):. Las pequeñas empresas que posean una faena sin explotar, podrán obtener un valor económico no esperado, mediante la venta o asociación con Terral. 2. Posibilidades de generar empleo y valor económico a través de la producción de cemento de cobre limpio y de valor atractivo para el mercado. 3. Solución tecnológica de bajo costo de implementación. 4. ReduCción de los costos de producción y aumento del valor agregado de los productos. Página 24 lb

249 2.2.. Objetivos Técnicos El objetivo técnico general del proyecto es lograr conciliar cada uno de los objetivos específicos para su aplicación de manera conjunta, sin sacrificar uno por otro, ya que de esta manera se asegura el éxito de una producción rentable de cemento de cobre a pequeña escala y medioambientalmente correcta. Asociado a lo anterior, se detallan los objetivos técnicos específicos más importantes contemplados dentro de este desarrollo y que están asociados a los siguientes conceptos: ~ Tratamiento de minerales de baja ley: Lograr beneficiar minerales oxidados y sulfurados de cobre de baja ley, minerales que en la actualidad no son tratables por las técnicas convencionales de lixiviación o no se comercializan por ejemplo a través de la venta a ENAMI ya que no cumplen con los requisitos mínimos de ley impuestos. Como criterio de éxito se considera lograr recuperaciones de a lo menos 80% sobre el cobre total para las especies oxidadas, 70% para ripios, y de 60% para las especies sulfuradas. ~ Métodos de lixiviación para lograr altas concentraciones de cobre en soluciones: Si se considera el tratamiento de minerales de baja ley (% de Cobre total) mediante técnicas tradicionales de lixiviación no es posible obtener soluciones concentradas de cobre, lográndose valores máximos de concentración de 4 a 3 gil de cobre en solución. Tomando como referencia el tratamiento de minerales de baja ley se establece como objetivo lograr concentraciones de cobre en solución de a lo menos 5 g/ que permitan su uso para producir cemento de cobre. ~ Generación de ácido en pilas a partir de azufre: Mediante el desarrollo de técnicas de apoyo bacteria! generar a lo menos O kgacidoftm a partir de azufre elemental de manera controlada, optimizando el uso del ácido sulfúrico generado en disolución de cobre y minimizando su uso en disolución de impurezas, lo que puede significar un ahorro de costos por sustitución parcial de uso de ácido sulfúrico de 0 cusrb para el caso de un mineral de % de ley de cobre y 80% de recuperación, quedando este parámetro como objetivo técnico de éxito a alcanzar. ~ Otras técnicas y equipos de precipitación: Desarrollar equipos de alta eficiencia metalúrgica y de bajo consumo energético, que permitan asegurar una recuperación mínima del 90% del cobre contenido en las soluciones tratadas por cementación y obtener un precipitado de pureza mínima de 80% de cobre. Además los equipos a desarrollar son de tipo modulares, lo que permite su simple y económica reubicación. ~ Limpieza de soluciones de precipitación: Recuperar el 00% de las soluciones de descarte de precipitación de cemento de cobre para su reutilización en el proceso de lixiviación, quedando las impurezas asociadas de manera inerte, estable y permanente en los ripios de lixiviación, lo que permitiría un eventual uso como suelo agrícola de estos ripios. Página 25 -

250 2.3. Metodología y Programa de Ejecución Fundamentación Actualmente la producción de cemento de cobre con chatarra de fierro es una técnica que está siendo reemplazada por otras tecnologías mas eficientes, ya sea por lo poco rentable del proceso o por su naturaleza potencialmente contaminante, por lo cual no se han generado esfuerzos a través del tiempo para lograr una optimización integral de esta cadena productiva. Con respecto a los objetivos técnicos planteados, de la aplicación actual de este proceso se puede decir que: )> Requiere de minerales de cobre de tipo oxidado, con leyes cercanas pero no inferiores a 2% de cobre (como cobre soluble), no se tratan minerales de baja ley (% de cobre) y en ningún caso minerales de tipo sulfurado, ya que su tratamiento involucra la aplicación de tecnologías no convencionales, que por lo general son extranjeras, quedando la pequeña minería muy lejos de poder acceder a este recurso tecnológico. )> Para lograr obtener soluciones con altas concentraciones de cobre, adecuadas para el proceso, se aplican técnicas de lixiviación anticuadas, adicionando excesivamente ácido sulfúrico en las soluciones de riego (agua y ácido) lo que permite una relativa rápida disolución del cobre contenido en el mineral, pero asociada a exagerados consumos de ácido y una elevada e injustificada disolución de impurezas, lo que trae como consecuencia una baja o moderada recuperación de cobre (60%-70%), teniendo consecuencias directas en el resultado económico de la operación. )> Las técnicas de curado aplicadas generalmente no se basan en ningún tipo de estudio metalúrgico, aplicándose dosis conocidas de otras faenas, lo cual involucra un consumo de ácido en esta etapa que puede ser exagerado, además las técnicas aplicadas no están enfocadas a controlar los efectos de ciertos interferentes de la lixiviación, lo cual trae como resultado final una recuperación baja o moderada. )> Las moderadas recuperaciones de cobre obtenidas aplicando las técnicas convencionales de lixiviación implican la existencia de un tamaño mínimo de recursos mineros, excluyendo inmediatamente la posibilidad de convertir a los pequeños mineros en productores, quedando como única opción de beneficio la venta del mineral a ENAMI, que a su vez tiene restricciones con respecto a la ley de cobre para la compra, siendo la ley de corte cercana al 2%. )> Generan soluciones de alta concentración en iones ferrosos (Fe+2) como resultado del intercambio iónico entre la chatarra de fierro (FeO) y el cobre en solución (Cu+2), estas soluciones ferrosas no pueden ser reutilizadas en la etapa de lixiviación, ya que las técnicas tradicionales de lixiviación no están enfocadas a controlar la disolución de impurezas, por lo que si se reutilizan estas soluciones, la concentración de fierro se va incrementando ya que los ambientes de alta acidez no permiten el abatimiento estable del fierro, favoreciendo siempre su disolución, afectando los procesos involucrados (lixiviación y precipitación), por lo que se deben descartar del proceso, según la normativa vigente, los descartes no se pueden desechar, por lo que se debe disponer de ellas en piscinas de evaporación, las que son poco efectivas debido a las altas concentraciones de sales ferrosas que hacen muy poco eficiente la evaporación de estas. Página 26,,.

251 )> Los equipos utilizados en la precipitación de cemento de cobre con chatarra de fierro involucran un gran reactor con moviendo rotatorio horizontal donde se ponen en movimiento sólidos (chatarra de fierro) y líquidos (soluciones concentradas de cobre), este movimiento combinado de sólidos y líquidos involucran un considerable consumo de energía, además este tipo de reactor se debe mandar a fabricar a pedido, por lo que la inversión en un equipo de estos no es menor. )> Estas técnicas tradicionales de lixiviación para producir cemento de cobre han generado en el tiempo un nuevo mercado de tratamiento de minerales, ya que los ripios generados y abandonados por este tipo de faenas presentan leyes de cobre cercanas al % (incluso superiores), siendo un recurso existente y económicamente atractivo de procesar ya que los costos de producción no incluyen costos de mina, costos de transporte de mineral y costos de reducción de tamaiio (chancado). )> El cemento de cobre producido tiene como único mercado la compra o maquila a través de ENAMI para su tratamiento vía fusión, siendo agregado como carga fría en los diversos convertidores de cobre, si bien la carga fría en los convertidores de cobre es necesaria para bajar la T" cuando se producen excesos energéticos, la adición de cemento de cobre como carga fría no es deseable por las fundiciones, ya que el cemento contiene cierta humedad, provocando una reacción violenta al momento de ingresar a los convertidores, todo esto trae como consecuencia que los cargos de tratamiento del cemento de cobre vía fusión sean altos, lo cual disminuye aun mas la rentabilidad de una faena productora de precipitado. Figura N : Esquema Tradicional de Producción de Cemento de Cobre Agua Fresca. YAcido (H SO,) Mm eral Fresco 2 Pila de LixMación Ripios Abandonados Chatarra de Fierro Solución Rica en Cobre Precipitación con Chatarra de Fierro Solución de Descarte Rica en Fe 2 \_/\_/ Piscinas de Evaporación de Descartes Cemento de Cobre a Fusión Se podría concluir que el beneficio de minerales de cobre mediante la producción de cemento de cobre debe ser reemplazada si o si por otro tipo de tecnologías que permitan una mayor gama de tratamiento de minerales (oxidados y sulfurados), siendo la ley de estos no condicionante de la alternativa de tratamiento, además de generar un producto final que tenga el mayor valor agregado posible, y que cuente con un mercado que no sea restrictivo de su producción. Página 27

252 Además el precio actual del ácido sulfúrico que supera los 70 cusfton, junto con las técnicas tradicionales de lixiviación hace prácticamente inviable un proyecto de este tipo a pequeña escala. Terral S.A. plantea que es posible la producción limpia y rentable de cemento de cobre a pequeña escala, mediante el tratamiento de diversos tipos de minerales, ampliando el tratamiento a minerales de baja ley, y generando productos de mayor valor agregado. Solución Recuperada Acido (H,SO,) Figura N" 2: Diagrama de Proceso Propuesto por Terral Mineral Fresco Pila de Uxiviación Ripios Azufre Elemental Solución Rica en Cobre Las bases teóricas del desarrollo propuesto son: Chatarra de Fierro Precipitación con Chatarra de Fierro Solución de Descarte Rica en Fe 2 Aplicación de técnicas no convencionales de lixiviación: Productos Derivados de Cobre Se basa en el reconocimiento integral de las características de cada mineral en tratamiento, reconociendo la presencia de elementos interferentes de la lixiviación, lo que permite tomar medidas y poder anular su efecto, el cual se ve reflejado en la obtención de mayores recuperaciones. Se plantea que una de las fuerzas motrices de la lixiviación es la razón de riego, la cual será una característica propia de cada mineral y condiciona cinéticamente la disolución de las especies de interés para lograr una recuperación objetivo predefinida, se deben respetar las condiciones que son impuestas por cada mineral como es el aporte de ácido necesario para alcanzar las recuperaciones objetivo, esta razón de riego se puede manipular mediante el manejo de las soluciones de riego a la pila y la recirculación de soluciones, ya sea recirculando soluciones concentradas de tipo PLS ó soluciones de concentración intermedia de tipo ILS, con la manipulación de las soluciones de riego se logra el control de las características del PLS ajustando su concentración de cobre según requiera el proceso de tratamiento posterior. El proceso de precipitación de cemento de cobre con chatarra de fierro requiere soluciones de alimentación con concentraciones de cobre de a lo menos 5 g/, siendo deseable la mayor concentración posible. Optimización del uso de ácido sulfúrico. Sustitución parcial del uso de ácido sulfúrico mediante su generación a partir de azufre elemental, se basa en una reacción química conocida y aplicada en otros procesos, en la cual el Página 28

253 azufre elemental reacciona con el oxigeno y el agua para formar ácido sulfúrico según la siguiente reacción: Esta reacción es posible de acuerdo a ciertas condiciones termodinámicas, como son alta -ro, altos potenciales de oxidación y requiere la presencia de medio ácido, si se considera una pila de lixiviación como reactor químico, no se cuenta con la -ro adecuada para favorecer la reacción, pero si el medio ácido favorece la reacción, y mediante técnicas de control del potencial redox se pueden generar las condiciones adecuadas para la generación de ácido a partir de azufre elemental. Una técnica conocida y aplicada es el uso de bacterias como catalizadoras para la reacción de conversión de azufre elemental en ácido sulfúrico, esta técnica es aplicada en la lixiviación de sulfuros, en donde se produce azufre elemental durante el proceso el cual es convertido en ácido sulfúrico en presencia de bacterias del tipo Acidithiobacillus. Dependiendo del tipo de bacterias usadas en el proceso, se puede generar ácido sulfúrico a partir de azufre elemental adicionando directamente S 0 a la pila o combinadamente con la adición de este a la pila y su generación a partir de reacciones intermedias en el tratamiento de sulfuros. Concepción de los reactores de cementación: Se plantea un reactor de tipo cilíndrico vertical que solo ponga en movimiento soluciones, quedando los sólidos estáticos, lo que significa un considerable ahorro energético. Se plantea una configuración de equipos en serie por lo que se optimiza la recuperación de cobre en la cementación desde las soluciones provenientes de la lixiviación, la configuración de operación de los equipos permite su operación en forma continua, manteniendo un equipo en stand-by lo que permite la descarga del cemento de cobre y la carga de la chatarra de fierro en cada reactor. Se optimiza a su vez el consumo de chatarra de fierro manteniendo una baja acidez en las soluciones tratadas, evitando la disolución de fierro por reacción con los iones W, además se evita el consumo de H en la oxidación del ión ferroso (Fe. 2 ) a ión férrico (Fe. 3 ) siendo este ión capaz de disolver el fierro metálico y el cobre precipitado, por lo el cobre rédisuelto se debe precipitar nuevamente aumentando el consumo de chatarra de fierro. Los equipos de precipitación están concebidos para una implementación simple, ya que son de tamaños reducidos y de simple construcción, por Jo que la trasferencia tecnológica se hace sencilla y a bajo costo de implementación. La configuración de operación de estos equipos en serie permite el tratamiento de soluciones con concentraciones de cobre mas diluidas. Tratamiento de limpieza de soluciones de precipitación: Como tratamiento para la eliminación de estas soluciones de descarte se plantea su recirculación a ripios abandonados. Para lograr abatir los iones ferrosos de manera estable, por ejemplo logrando su precipitación en forma de jarosita, se requiere oxidar el ión ferroso a férrico, ya que la reacción de formación Página 29

254 de la jarosita requiere la presencia del ión férrico y la presencia de algún ión que complemente la formación del compuesto, como son los iones sodio (Na, potasio (K+), junto con el fierro se logra bajo el mismo mecanismo de precipitación el abatimiento de otras impurezas como el aluminio y el magnesio, estos precipitados en forma de jarosita no se redisuelven si se maneja un nivel de baja acidez, efecto que no ocurre con el hidróxido de fierro, el cual se redisuelve en presencia de ácido. Un efecto complementario de la reacción para la formación de la jarosita es la generación de ácido sulfúrico a partir de la reacción química, con lo se devuelve ácido al sistema, si bien la reacción de oxidación del fierro de su estado +2 a +3 consume ácido, la generación de este en la formación de jarosita es mayor debido a la reacción de otros iones en la formación de jarosita y al eventual apoyo bacteria! en la oxidación del ión ferroso a férrico. Terral ha desarrollado en sus técnicas de lixiviación, la precipitación controlada de impurezas, principalmente del fierro, como consecuencia del control de la acidez de las soluciones de riego y el manejo de los potenciales de oxidación dentro de la pila, esto trae como consecuencia una nula o mínima disolución de impurezas en la lixiviación, quedando confinadas de manera estable y segura en los ripios que se generan. En investigaciones anteriores realizadas por Terral queda claramente evidenciado que la recirculación de las soluciones efluentes del proceso de cementación sobre ripios abandonados, permite que estos botaderos cumplan la función de reactor de oxidación, ya sea por la acción del oxigeno contenido en el aire o por acción de bacterias del tipo ferrooxidantes, permitiendo el paso del ión ferroso a férrico, y en presencia de un ambiente controlado de baja acidez se generan las condiciones adecuadas para la precipitación de jarosita, que es un compuesto estable. Mediante esta técnica se puede lograr recuperar el 00% de las soluciones altamente concentradas en fierro para su reutilización en el proceso de lixiviación, esto trae como consecuencia una optimización en el uso de agua fresca, factor que puede influir considerablemente en el resultado económico de una faena en localidades en que el agua es un bien escaso y costoso, mediante esta recuperación de soluciones se puede disminuir el consumo de agua fresca en un 85%, siendo la diferencia una perdida de agua por impregnación y evaporación en los ripios, con esta medida no se genera ningún tipo de pasivo ambiental, ya que se elimina la generación de soluciones de descarte y las impurezas abatidas en los ripios abandonados quedan é:ontenidas de manera estable y permanente, lo que puede significar un eventual uso de estos ripios como suelo agrícola. Usos alternativos del cemento de cobre: Considera el cemento de cobre como chatarra, que mediante la aplicación de la reacción de oxidación anódica del cobre metálico (Cu 0 ), permite su derivación en diversos productos como: Oxido Cuproso: Se obtiene directamente de la oxidación anódica del cemento de cobre en medio reductor. Polvo de Cobre: Se obtiene a partir de la reducción del oxido cuproso. Oxido Cúprico: Se obtiene directamente de la oxidación anódica del cemento de cobre pero en medio oxidante. Sulfato Cúprico: Se obtiene a partir del oxido cúprico y se desarrolla en dos etapas, lixiviación del oxido cúprico en medio amoniacal seguido de cristalización. Página 30

255 - Oxicloruro Cúprico: Se obtiene a partir del sulfato cúprico, disolviendolo en medio salino y ajustando el ph. Cloruro Cúprico: Se obtiene a partir del oxicloruro cúprico mediante su lixiviación con ácido clorhídrico Cátodos o láminas delgadas de cobre: Se obtiene a partir del oxido cúprico y se desarrolla en dos etapas, lixiviación del oxido cúprico en medio amoniacal seguido de electro-obtención. Además se pueden obtener cátodos o laminas delgadas mediante la electrorefinación directa del cemento de cobre Metodología: Para alcanzar los objetivos propuestos se ha diseñado la siguiente metodología de trabajo:.- Caracterización de minerales a tratamiento (óxidos, sulfuros y ripios) para detenninar su lixiviabilidad; Esta etapa se fundamenta en el reconocimiento de parámetros físicos, químicos y metalúrgicos básicos, que son propios de cada mineral en estudio, y que permiten definir una estrategia de tratamiento para cada mineral, se determinan las condiciones de borde impuestas por cada mineral que permiten determinar los grados de libertad con los que se cuenta para lograr una optimización del proceso. Esta caracterización se desarrolla en diferentes etapas que interactúan entre si proporcionando información necesaria para su desarrollo, estas etapas son: J;> J;> J;> Caracterización química, física y mineralógica: Entrega datos de entrada para su aplicación en pruebas posteriores, como son: a) Químicas: ley de cobre total, ley de cobre soluble, ley de impurezas y otras especies de interés; b) Físicas: entrega datos para el diseño de pruebas y aplicación industrial como humedad natural, humedad dinámica, densidad aparente, peso específico, ángulo de reposo; e) Mineralógica: da cuenta de las especies mineralógicas presentes en cada mineral. Caracterización metalúrgica: consistente en la realización de pruebas de a) Lixiviación agitada en botellas, que entregan datos referenciales de recuperación, consumos de ácido y disolución de impurezas; b) Estudio de dosis de ácido en curado, entrega una dosis de estudio, la cual solo se aplica como referencia en las pruebas de lixiviación en columnas lso-ph; e) Prueba de End-Point, determina el grado de disolución de las diferentes especies mineralógicas presentes en el mineral al ser atacado con diferentes agentes lixiviantes; d) Detección de agentes interferentes, permite reconocer y detectar arcillas intercambiadoras iónicas y material paramagnetico reductor que afectan el proceso de lixiviación. Pruebas básicas de lixiviación en columnas lso-ph: Serie de pruebas en las cuales se aplican los resultados obtenidos anteriormente, estas pruebas se basan en generar condiciones no restrictivas al mineral, tanto en consumo de ácido como en disolución de impurezas, lográndose así valores máximos de estos parámetros, los cuales son optimizados en pruebas posteriores mediante modelos matemáticos desarrollados por Terral S.A, la cinética de disolución de cobre será un resultado directo de esta serie de pruebas, siendo una condición impuesta por el mineral. Página 3

256 Las muestras serán obtenidas desde una faena de extracción ubicada en la zona de Diego de Almagro. Todas las pruebas, en esta fase y que corresponden a nivel de laboratorio, serán efectuadas en la Planta de Terral, ubicadas en Santiago. El resultado esperado de esta fase son minerales caracterizados y el alcance de la lixiviación en el mineral 2.- Caracterización, desarrollo y aplicación de cepas bacterianas en proceso de lixiviación y recuperación de soluciones. Con el fin de obtener poblaciones bacterianas adecuadas a los objetivos planteados para cada etapa del proyecto, se llevarán a cabo diferentes procedimientos correspondientes a aislamiento, cultivo, y adaptación de bacterias útiles para el proceso indicado, esta metodología incluye las siguientes etapas. ~ Obtención de muestras de terreno para estudiar la presencia de microorganismos autóctonos, que tuvieran capacidad oxidativa sobre minerales oxidados y sulfurados. Esto se debe a que en procesos biológicos de esta clase, es preferible trabajar con microorganismos nativos, los cuales poseen características bioquímicas que les permite un mejor desarrollo en condiciones similares a las encontradas en su estado natural. ~ Obtención de bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes del tipo mesófilo desde las muestras indicadas en el punto anterior, favoreciendo su proliferación y seleccionando aquellas poblaciones que muestren mayor velocidad de crecimiento a partir de ión ferroso y azufre elemental como única fuente de energía. ~ Cultivo intermedio de microorganismos en medio líquido similar a las condiciones de proceso (adicionando los diferentes minerales en estudio) con el objetivo de minimizar el periodo de adaptación bacteriana en cada mineral, se determinará si las bacterias aisladas son resistentes a los componentes del proceso, y capaces de adaptar su maquinaria enzimática para obtener la energía necesaria para su metabolismo a partir de la degradación del mineral. ~ Una vez determinada la adaptabilidad de las bacterias para cada mineral, se realizarán pruebas de biolixiviación en matraces agitados para cada tipo de material a degradar, utilizando como caldo de cultivo deferentes concentraciones de cobre en el PLS y diferentes cantidades de azufre elemental en exceso. Esta etapa permitirá establecer la biolixiviabilidad de cada mineral para la población bacteriana y concentración de cobre presente, estableciendo su comportamiento en el tiempo, en las condiciones cambiantes del proceso. ~ Determinación de método óptimo de inoculación de microorganismos biolixiviantes en la etapa de pruebas de simulación, se probarán dos tipos de inoculación, una por impregnación en el aglomerado del mineral, y otra por incorporación en la solución afluente en los primeros días de riego. Para esto deben generarse caldos concentrados de los cultivos seleccionados en la etapa de matraces, según los requisitos de cada prueba. Página 32

257 Todos estos estudios asociados a las cepas bacterianas se realizarán en las instalaciones de Terral, en Santiago. El resultado esperado de esta fase es el desarrollo de una cepa bacteriana, asociada directamente a la faena de extracción, y adaptada al mineral para generar resultados óptimos dado un nivel de concentración de cobre 3.- Desarrollo de pruebas en columnas de simulación dinámica mediante modelación computacional del proceso completo (LX, PP y recuperación de soluciones). Esta etapa consiste en la aplicación de modelos matemáticos, desarrollados y aplicados con éxito por Terral S.A. (como metodología propia), que mediante pruebas en columnas permiten determinar el comportamiento de una planta industrial completa y en régimen, e involucra todas las interacciones entre las distintas etapas del proceso (lixiviación, cementación y tratamiento de soluciones de descarte). Esta modelación toma como base toda la información generada en las pruebas de caracterización previas, tanto de las pruebas de caracterización metalúrgica como de las pruebas de caracterización bacteria!. Se desarrollaran una serie de pruebas en las cuales se estudiarán combinadamente los mecanismos que interactúan en el proceso, estos son: )> En la lixiviación: Generación de soluciones con alta concentración de cobre aptas para su tratamiento por cementación y generación de ácido a partir de azufre elemental.» En el tratamiento de soluciones: Abatimiento de impurezas y técnicas de apoyo bacteria!. De está serie de pruebas se obtendrá la información de las condiciones finales optimas de proceso, como son el método de inoculación a aplicar, tipo de bacterias a utilizar en el proceso, ácido generado a partir de azufre elemental y cantidad de impurezas totales abatidas. Esta fase se desarrolla en forma íntegra en las dependencias de Terral, en Santiago. El resultado esperado de esta fase es definir las condiciones de proceso que serán aplicados en la faena de extracción. 4.- Validación estadística de resultados obtenidos en pruebas de simulación. En esta etapa se realiza la repetición del mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica con el objetivo de dar validez estadística a la investigación desarrollada. Para cada mineral se aplicaran el método óptimo de inoculación de bacterias, en un set de 5 pruebas en columnas iguales por cada mineral. Estas pruebas se desarrollarán tanto para los estudios de lixiviabilidad de minerales oxidados y ripios (definidos en aproximadamente 2,5 meses), como para los estudios de lixiviabilidad de minerales sulfurados (definidos en aproximadamente 4,5 meses). Esta fase se desarrolla en las instalaciones de Terral, en Santiago. Página 33

258 5. Diseño y fabricación de equipos de cementación para aplicación en ensayos a nivel de laboratorio y piloto. Se debe diseñar, fabricar y probar, tanto a nivel de laboratorio como de pilotaje el funcionamiento de los equipos. Se plantea diseñar y desarrollar 0 equipos simples, que consiste en un reactor de tipo cilíndrico vertical que permite solamente el movimiento de soluciones, quedando los sólidos estáticos. Estos equipos deberán estar configurados en serie para optimizar la recuperación de cobre en la cementación desde las soluciones provenientes de la lixiviación. Además se configurarán para realizar una operación en forma continua, manteniendo un equipo en stand-by lo que permite la descarga del cemento de cobre y la carga de la chatarra de fierro en cada reactor. Figura N" 3: Diseño Conceptual de un Equipo de Cementación. Chatarra de Fierro Agua : Motor Eléctrico ~ PLS Descargado r-~~ ~-+ Cemento de Cobre y Soluciones Ferrosas Página 34

259 Figura N" 4: Diseño Conceptual de Configuración en Serie de Equipos de Cementación Ch a t arra d e F" rerro PLS Agua ~~ -J~lcc J L - --:::_- '-l '-l Cemento de Cobre '-l ---i.... ' ',.. ' cancha de Depósrto de Cemento de Cobre ~ r-.,. ',., So fución Fer rosa Los equipos a desarrollar serán de tipo modular y de tamaño reducido, lo que permite una simple y económica implementación para el traslado y realización de las pruebas desde las instalaciones de Terral en Santiago a la faena extractiva. Mediante estas pruebas se deben verificar, a nivel de laboratorio parámetros para su aplicación posterior en planta piloto. A saber: ~ Parámetros de operación: Cinética de Cementación, tiempos de residencia, consumos de chatarra. ~ Recuperaciones del proceso: Determinación de la recuperación del cobre contenido en las soluciones tratadas. ~ Calidad de cemento producido: Se debe optimizar la producción de un precipitado de mayor ley posible. ~ Uso de insumos: Se debe validar o corregir el uso del tipo de chatarra de fierro, como también el sistema de carga de esta, de manera de hacer lo mas simple el funcionamiento del equipo El desarrollo de los equipos y sus pruebas a nivel de laboratorio, se efectuarán en las instalaciones de Terral, en Santiago. La aplicación se realizará en la faena extractiva ubicada en la zona de Diego de Almagro. Página 35

260 6.- Pruebas a nivel de laboratorio para detenninar factibilidad técnica de uso alternativo de cemento de cobre. En esta fase se busca establecer una metodología que permita determinar la factibilidad técnica de procesamiento del cemento de cobre para la obtención de productos derivados de cobre que tengan mayor valor comercial. Estas pruebas se realizarán con un rectificador de laboratorio y se debe determinar la metodología que permita obtener a partir de cemento de cobre los siguiente productos: oxido cuproso, oxido cúprico, polvo de cobre, sulfato cúprico, oxicloruro cúprico, cloruro cúprico y catodos. El desarrollo de las pruebas será solo a nivel de laboratorio, las cuales se efectuarán en las instalaciones de Terral, en Santiago. Página 36

261 ~ Programa de Ejecución: El plan de trabajo de la propuesta considera Actividades a desarrollar en el lapso de 2 meses, según el detalle que se indica en la tabla inferior. Actividad Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Estudios de adaptación bacteria! 2,0 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A., Santiago y faena de explotación en Diego de Almagro, Región. Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Investigador Biotecnológico, Personal de Operación. Instalaciones de oficina, galpón de producción, laboratorio químico, camioneta Equipo agitador de matraces, matraces de aforo, microscopio, espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh. En una primera etapa se detectarán los microorganismos nativos presentes en cada mineral en estudio, que presenten características oxidativas, los cuales deben ser aislados para su cultivo y crecimiento. Seguido de esta primera etapa se generarán condiciones de cultivo bacteria! que tengan como única fuente de energía el azufre elemental y los iones ferrosos a fin de seleccionar bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes del tipo mesófilo adecuadas para su adaptación a las condiciones de proceso. Luego se realiza un cultivo intermedio con las bacterias seleccionadas en la etapa anterior, en condiciones similares a las que serán sometidas en el proceso de lixiviación y limpieza de soluciones. Como última etapa de esta actividad se realizarán pruebas de lixiviación agitada en matraces aplicando las posibles condiciones finales de proceso (lixiviación y limpieza de soluciones de descarte), se realizarán pruebas con distintas concentración de cobre a fin de obtener un concentración máxima tolerable por los microorganismos maximizando la generación de ácido a partir de azufre elemental. Se obtienen muestras directamente de la planta en donde se realizarán las pruebas, esto es en Diego de Almagro. Actividad 2 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Estudios de Lixiviabilidad de Minerales Oxidados y Ripios 2,5 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total, Cu soluble), análisis químico de soluciones (Cu+ 2, Fe Total, Fe+ 2, W, ph y Eh), análisis externos: análisis mineralógicos y análisis ICP Equipo de lixiviación agitada en botellas, espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, agua destilada, ácido sulfúrico, botellas de muestreo, papel filtro Página 37

262 Descripción de la actividad: En esta etapa se realizará la caracterización básica de los minerales en estudio, esta caracterización básica incluye pruebas físicas, químicas y metalúrgicas, el detalle de estas actividades es el siguiente: )> Pruebas Físicas: Se realizan pruebas para la determinación de las propiedades físicas de cada mineral en particular como son la densidad aparente, peso específico, ángulo de reposo, humedad natural, humedad de impregnación y tasa de inundación. )> Caracterización Química y Mineralógica: Se realizan el análisis a una muestra representativa del mineral en estudio en donde se determinan leyes referenciales de: Cobre total, Cobre soluble y Fierro total, además se realiza un análisis de barrido ICP, que permite la detección de 52 elementos. )> Caracterización Metalúrgica Básica: Se realizan una serie de pruebas que entregan información referencial y necesaria para el diseño de las futuras pruebas en columnas. Las pruebas a realizar son las siguientes: )> Pruebas de Lixiviación Agitada en Botellas lso-ph: Estas pruebas se realizan con mineral pulverizado 00% bajo 00#, y consiste en un set de 4 pruebas, realizadas a distintos ph de referencia. )> Prueba de End Point: Se realiza con mineral pulverizado y consiste en una lixiviación secuencial bajo ataque de distintos agentes lixiviantes. )> Prueba de Dosis de Acido en Curado: Set de 5 pruebas en donde se aplican diferentes dosis de ácido a aplicar en el curado. )> Detección de lnterferentes a la Lixiviación: Se realizan dos tipos de pruebas para la detección de interferentes a la lixiviación, la primera consiste en el aislamiento del material fino presente en el mineral, el cual puede estar constituido por arcillas con capacidad de intercambio iónico las cuales al ser contactadas con una solución de concentración conocida de cobre atrapa los iones de cobre disminuyendo la concentración de la solución contactada, la segunda consiste en la detección y aislamiento de material paramagnético presente en el mineral, el cual presenta propiedades reductoras, y al ser contactado con una solución que contenga cobre lo precipita en forma de cobre metálico. )> Pruebas de Control de lnterferentes: Set de pruebas de lixiviación agitada en botellas, las cuales se realizan de forma similar a las pruebas de lixiviación agitada lso-ph, pero se aplican diferentes medidas según el agente interferente detectado en cada prueba, se realiza un set de 4 pruebas de lixiviación agitada. )> Pruebas básicas de lixiviación en columnas lso-ph: Set de pruebas en columnas, las cuales se basan en información referencial obtenida de pruebas anteriores, como son la dosis de ácido en curado y medidas contra interferentes. Se realizan 2 pruebas por cada mineral, las cuales se inician con un desfase temporal entre una y otra, de esta manera la columna columna es referencia de la columna 2, siendo esta ultima columna la referencia a utilizar en las futuras pruebas en columnas de simulación dinámica, la información generada por estas pruebas es la base. Página 38

263 - Actividad 3 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Modelación y Simulación de Proceso Completo LX-PP-Limpieza de Soluciones para Minerales Oxidados y Ripios 2,0 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Investigador Biotecnológico, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total, Cu soluble), análisis químico de soluciones (Cu 2, Fe Total, Fe 2, H\ ph y Eh), análisis externos: análisis ICP Espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, agua destilada, ácido sulfúrico, sulfato cúprico, sulfato ferroso, sulfato de aluminio, sulfato de magnesio, disúlfuro de carbono, botellas de muestreo Esta etapa se inicia con la realización de una modelación matemática basada en toda la información generada desde las actividades y 2, en donde se consideran todas las interacciones de un proceso completo de lixiviación, cementación y limpieza de soluciones, mediante esta modelación matemática computacional se diseñan las pruebas en columnas de simulación dinámica, se realizarán un set de 6 pruebas en columnas por cada tipo de mineral, las pruebas a realizar consideran como base la misma modelación matemática, pero se diferencian en el tipo de bacterias a utilizar y el método de inoculación aplicado, el detalle de las pruebas es el siguiente: ~ Columna : Columna blanco de referencia, solo se basa en los parámetros que entrega la modelación matemática, no se considera el apoyo bacteria!. ~ Columna 2: Se utilizarán bacterias del tipo sulfooxidantes, las cuales serán inoculadas durante la aglomeración. ~ Columna 3: El tipo de bacterias a utilizar es similar a la columna 2, pero se diferencia en el método de inoculación a aplicar, el cual se realizara durante el riego de la columna. ~ Columna 4: Se utilizarán bacterias del tipo ferrooxidantes, y serán inoculadas durante la aglomeración. ~ Columna 5: Se utilizan el mismo tipo de bacterias que la columna 4, pero la inoculación bacteria! se realiza durante el riego de la columna. ~ Columna 6: En esta columna se realizará la prueba de limpieza de soluciones de cementación. Página 39

264 Actividad 4 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Validación Estadistica de Resultados Obtenidos en Pruebas de Simulación con Mineral Oxidado y Ripios 2,0 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Investigador Biotecnológico, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total, Cu soluble), análisis químico de soluciones (Cu 2, Fe Total, Fe 2, W, ph y Eh), análisis de azufre remanente, análisis externos: análisis mineralógico, análisis ICP Espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, agua destilada, ácido sulfúrico, sulfato cúprico, sulfato ferroso, sulfato de aluminio, sulfato de magnesio, disúlfuro de carbono botellas de muestreo Se realizará un set de 5 pruebas de lixiviación en columnas, en donde se repetirá el mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica, las pruebas a realizar son idénticas unas de otras, en donde se utilizarán el mismo tipo de bacterias y el mismo método de inoculación de acuerdo con el mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica. Actividad 5 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Estudios de Lixiviabilidad de Minerales Sulfurados 4,5 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Investigador Biotecnológico, Personal de Operación. Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total, Cu soluble), análisis químico de soluciones (Cu 2, Fe Total, Fe 2, H, ph y Eh), análisis de azufre remanente, análisis externos: análisis mineralógico, análisis ICP Espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, agua destilada, ácido sulfúrico, sulfato cúprico, sulfato ferroso, sulfato de aluminio, sulfato de magnesio, botellas de muestreo Las actividades a realizar en esta etapa son similares a las descritas en la actividad 2, pero se incluyen en una actividad independiente ya que los tiempos involucrados y las técnicas a desarrollar en el estudio de minerales sulfurados son diferentes a los minerales oxidados y ripios. Página40

265 Actividad 6 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Modelación y Simulación de Proceso Completo LX-PP-Limpieza de Soluciones para Minerales Sulfurados 4,0 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Investigador Biotecnológico, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total, Cu soluble), análisis químico de soluciones (Cu 2, Fe Total, Fe 2, H, ph y Eh), análisis externos: análisis ICP Espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, agua destilada, ácido sulfúrico, sulfato cúprico, sulfato ferroso, sulfato de aluminio, sulfato de magnesio, disúlfuro de carbono, botellas de muestreo Las actividades a realizar en esta etapa son similares a las descritas en la actividad 3, pero como se menciona en la actividad 5, se debe tomar como una actividad independiente de la modelación de los minerales oxidados y ripios por los tiempos involucrados en las pruebas. Actividad 7 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Validación Estadistica de Resultados Obtenidos en Pruebas de Simulación con Mineral Sulfurado 3,5 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Investigador Biotecnológico, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total, Cu soluble), análisis químico de soluciones (Cu 2, Fe Total, Fe 2, W, ph y Eh), análisis de azufre remanente, análisis externos: análisis mineralógico, análisis ICP Espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, agua destilada, ácido sulfúrico, sulfato cúprico, sulfato ferroso, sulfato de aluminio, sulfato de magnesio, disúlfuro de carbono botellas de muestreo Se realizará un set de 5 pruebas de lixiviación en columnas, en donde se repetirá el mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica, las pruebas a realizar son idénticas unas de otras, en donde se utilizarán el mismo tipo de bacterias y el mismo método de inoculación de acuerdo con el mejor resultado obtenido en la etapa de pruebas en columnas de simulación dinámica. Estas pruebas se realizan en forma independiente de las pruebas de validación con minerales oxidados y ripios, ya que los tiempos de duración de las pruebas son distintos, como también el tipo de bacterias a utilizar y el método optimo de inoculación. Página 4 ;J

266 Actividad 8 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Pruebas en Laboratorio de Equipos de Cementación,0 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total), análisis químico de soluciones (Cu 2, Fe Total, Fe 2, H, ph y Eh), análisis de Espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, electrodo ión cobre, chatarra de fierro, agua destilada, sulfato cúprico. Se realizarán un set de pruebas de precipitación de cemento de cobre a nivel de laboratorio en un reactor de pequeño tamaño, estas pruebas permitirán definir los parámetros operacionales del equipo para su diseño y construcción a nivel piloto. Actividad 9 Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Pruebas en Planta Piloto de Equipos de Cementación 2,0 meses Faena Productiva Ubicada en Sector de Diego de Almagro Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total), análisis químico de soluciones (Cu 2 Fe Total, Fe 2, H+, ph y Eh), análisis de Motores de agitación, bidones plásticos, acero, material de PVC, espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, electrodo ión cobre, chatarra de fierro, agua destilada, sulfato cúprico. Se deben diseñar, construir, trasladar e instalar los equipos ya caracterizados en etapa anterior para realizar pilotaje en faena productiva ubicada en el sector de Diego de Almagro. Página42

267 Actividad O Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Materiales requeridos Descripción de la actividad: Pruebas de Factibilidad Técnica de uso de Cemento de Cobre para Obtención de Productos Derivados,5 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción, laboratorio químico, camioneta, análisis químicos de sólidos (Cu Total, Fe Total), análisis químico de soluciones (Cu 2, Fe Total, Fe 2, H, ph y Eh), análisis de Espectrofotómetro, electrodos para medición de ph y Eh, agua destilada. Mediante el uso de un rectificador de laboratorio se realizarán un set de pruebas que permitirán definir la metodología a seguir para la obtención de productos derivados de cobre a partir de cemento de cobre, las pruebas a realizar de acuerdo al producto derivado a obtener son las siguientes:» Oxido Cuproso: Pruebas de oxidación anódica del cemento de cobre en medio reductor.» Polvo de Cobre: Pruebas de reducción del oxido cuproso obtenido en pruebas anteriores.» Oxido Cúprico: Pruebas de oxidación anódica del cemento de cobre pero en medio oxidante.» Sulfato Cúprico: Se realizan las pruebas con el oxido cúprico obtenido en pruebas anteriores y se desarrolla en dos etapas, lixiviación del oxido cúprico en medio amoniacal seguido de cristalización.» Oxicloruro Cúprico: Se realizan las pruebas con el sulfato cúprico obtenido en etapa anterior, el cual se debe disolver en medio salino.» Cloruro Cúprico: Se realizan las pruebas con el oxicloruro cúprico obtenido en pruebas anteriores, se deben hacer pruebas de lixiviación con ácido clorhídrico Además se realizarán pruebas de electrorefinación directa del cemento de cobre, lo permitirá la obtención de cátodos y laminas delgadas. Página43

268 Actividad Duración Lugar Personal involucrado Recursos requeridos Confección de Documentos e Informe Final,0 meses Instalaciones Sociedad Terral S.A. Santiago Jefe de Proyecto, Ingeniero de Investigación, Investigador Biotecnológico, Personal de Operación Instalaciones de oficina, Galpón de producción. Descripción de la actividad En esta etapa se deben confeccionar los manuales de operación finales de los equipos desarrollados, se deben crear los protocolos que definan la metodología a seguir para la obtención de productos derivados de cobre a partir de precipitado como también se debe realizar el informe final del desarrollo del proyecto. Página44

269 Carta Gantt n~~ -~~- ~~,, -.,..., '. ~... """...,.. _,_. ' '... '"""'-. '''",.-- ' - ' =..:::. "'""'"...,, - ',.,_. ' "":::.'"'..,"~'".. ~,~ "" -- '.. ::r:,.~!...,..,.,, --~ ' ' ;;;;;-;;;;;~ - ' - ~ i ' Página 45

270 2.4.- Organización para la Ejecución del Proyecto Cargos y funciones Director del Proyecto: Sr. Carlos Avendaño Varas Funciones: Es el responsable del proyecto y define cuales son los equipos de trabajo. determinando las responsabilidades de cada actor en el proyecto. Tiene una participación activa en todos los procesos desde la definición de los alcances de la ingeniería hasta la evaluación técnica y económica del proyecto. Es el responsable ante Innova Chile, preparará las fases para la concretización del subsidio, términos de referencia, obtención de las garantías, retiro de los fondos. Administración de los fondos tanto por parte de Innova Chile, como por parte de la empresa. Coordinará con el Jefe de Finanzas la optimización de los recursos de acuerdo con el plan de trabajo y programa de gastos del proyecto. También es el encargado de supervisar y coordinar todo lo referente al análisis, desarrollo y aplicación de las metodologías seleccionadas y sus respectivas técnicas, correcciones y /o modificaciones que se generen como resultado de pruebas de laboratorio, de pilotaje o en faena. Además se encargará de supervisar personalmente las pruebas finales en la faena ubicada en Diego de Almagro. Dotación: Interna Tiempo Total Asignado al Proyecto: 840 HH Ingeniero de proyecto: Sr. Rodrigo Soto Funciones: Será el encargado asistir en la búsqueda.de información, el diseño de ingeniería, pruebas de laboratorio, pruebas de pilotaje y las pruebas en faena en Diego de Almagro. Depende de forma directa del Director del Proyecto. Está encargado de desarrollar los aspectos teóricoprácticos del proyecto, tanto en su etapa de investigación como de pruebas. Dotación: Interna Tiempo Total Asignado al Proyecto: 2.60 HH Ingeniero de Procesos: Sr. Helios Corvalán Funciones: Su trabajo estará orientado a asistir en las fases de diseño de la ingeniería en las fases de pilotaje y de prueba industrial (en faena). Realiza evaluaciones técnicas de los productos alternativos generados. Dotación: Interna Tiempo Total Asignado al Proyecto: 245 HH Investigador en Biotecnología: Srta. Francisca Walker Función: Diseñar, Ejecutar y Supervisar la generación de las cepas bacteriológicas que se generen a partir de las muestra desde minerales extraídos de la faena de explotación. Su trabajo principal tiene relación con buscar las formas de estimular el comportamiento deseado de las bacterias de tal forma de lograr los resultados planteados en cada una de las fases del proyecto. Dotación: Interno Tiempo Asignado al Proyecto: 720 HH Página 46

271 - Contador: Sr. Esteban Lira Funciones: Está encargado de llevar la contabilidad del proyecto, llevando un centro de costo el cual deberá estar permanentemente actualizado y con respaldos documentados que confirmen la información consignada. Optimizará los fondos del proyecto realizando las compras de materias primas y elementos comerciales según programa de compras elaborado el Jefe de Proyecto. Dotación: lntema Tiempo Asignado al Proyecto: 360 HH Personal de Producción Administrativo Operador de Planta 2.60 HH Operador de Planta.920 HH Operador Mecánico.080 HH Analista Químico 960 HH Secretaria 360 HH 2 Operarios externos 800 HH c/u Estructura Organizacional de Ejecución Ingeniero de Proyecto Sr. Rodrigo Soto Personal Apoyo Técnico Director del Proyecto Sr. Carlos Avendaño Varas f t l Personal Apoyo Administrativo Investigador en Biotecnologia Ingeniero de Procesos Srla. Francisca Walker. :S::;r c..:.h.:.:e:::;lio:::s:...;c::;o::;rv:..:a:::lá::;n'-----' Página47

272 .., Currículum Vitae Personal Investigación y Desarrollo Se adjunta resumen. Página 48

273 Estructura de Costos Personal de Dirección e Investigación NOMBRE Y ESPECIFICACIÓN DEL CARGO le : Sr. Ca~os,, varas >de :Sr. >Solo / de : Sr. HeDos Pérez / SUB TOTAL IHC Walker.DE anta : Jose Pirul SaWate anta 2: Ramón Araya Vilches : Carlos Gallo.nalista : Crislian Abarca Silva Lra Asenio : Sra.lnes ~TAL externo externo / { _/_ l( CANTIDAD DEDICADAS (HORAS-HOMBRE) COSTO UMTARIO $/HORA-HOMBRE " COSTO TOTAL (M$) ~~ r ~ ::E:~r ~!::n=l~2~-----~!:.g~~ Página49

274 Litros Servicios Materiales y Otros lnsumos de Oficina de oficina tem de Medida Sub Total Materiales Administrativos llf~ajes e LViajes e Técnicas Sub Total Viajes e Inspecciones Técnicas yl de Cobre de Fierro :Sodio ' Aforo 250 mi ' Aforo 500 mi ~ 'Aforo 000 rr ro 5 cm Papel Filtro 2 cm SubTotal yl Cantidad 2 alobal Unidades, Primas, ' y \gua '.200 _itros leido : _itros leido ' _itros Acido Nltrico _itros.950, Buffer ph 4.0 unidad ' Buffer ph 7.O unidad ~700 2 alobal 2 unidac 2 unidac unida e unida e unidac unidac unidad COsto 50.00C ' ~ T5.44 ~~~=~~~~~~~~!COS~ffe 0~ 0 rrep~h-0i ~0~i~u~li"d--ad----~ ~;~:+-----~ Sulfato de, ~de co ~:os unidad unidad ' de relleno' : ph 8 de ph lelo( IPH!un ~ ceh lun J'ara. a análisis ~ un 'lnálisis de ::Osto de Bencina en ISUbTotall. Fe. Fe+2. H+. eh. Phl ~ unida< \ru!lisis : élisis ;p Traslado P;a~~de, 'de Sub Total: (ida 'unidad unidad unidad 2 unidad unidad :; ! ~ a?m TOTAL (M$) ~ ~ Página 50

275 Uso de Bienes de Capital y Otros Activos de la empresa Especificación del Bien de Capital y otros ooem~al Unidad de Activos '(~~) Medida fmsl o de Planta icinas' i Meses olpón de Meses ISub Total.357 :El lyi Planta Piloto Meses ,500 2 L Meses 9.56 ISub Total l V S- 2 Meses '.333 ISub ' TOTAL 6,357 ~ Memoria de Cálculo Uso de Bienes de Ca ital Existentes Activos de Sociedad Terral SA. Oficinas eauloadas Valor libros Valor rescate 20% Valor Neto de Mercado Vida Util Canos) 25 Depreciación lineal Anual Depreciación Lineal Mensual Periodo de Uso en el royecto cargo Valor libros alor rescate 0% alar Neto de 4. ida Util fanosl Lineal \nual 8.0C 00 Lineal 2 675~ Periodo de so en proyecto (cargo] Galpón de producción Valor libros Valor rescate 0% Valor Neto de Mercado Vida Util anos 50 Depreciación Lineal Anual Deoreciación Lineal Mensual Periodo de Uso en el proyecto (carqo Camioneta S-0 Valor libros Valor rescate 5% Valor Neto de Mercado Vida Util (anos) 5 Depreciación Lineal Anual Deoreciación Lineal Mensual Periodo de Uso en el provecto ( carqo l Microscopio Valor libros Valor rescate 5% Valor Neto de Mercado Vida util anos) 2 Depreciación Lineal Anual D~eciación Lineal Mensual Periodo de Uso en el orovecto Ccaraol Cargo al Proyecto (MS) Página 5 'IJ

276 Uso de Bienes de Capital Nuevos Especificación del Bien de Capital Cargo al Proyecto M$ Página 52

277 Programa de Gastos y Financiamiento Página 53