Estudio de las variables en pruebas de sedimentacion en botellas

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS

Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Minas

TRATAMIENTOS HIDROMETALÚRGICOS PARA ÓXIDOS DE COBRE NEGRO

Seminario para optar al título de Ingeniero de Ejecución Metalúrgico

CRISTOPHER JAVIER BELTRÁN LEÓN

DANNY RAÚL DÍAZ MORALES

Profesor Guía: Ing. Víctor Quezada Reyes

Antofagasta, Chile

2016

Contenido

1.        INTRODUCCIÓN        7

1.1        DESCRIPCION DE LA EMPRESA.        7

1.2        PROBLEMAS EN LOS RECURSOS HIDRICOS.        8

1.3        OBJETIVOS        10

1.3.1        Objetivo general        10

1.3.2        Objetivos específicos        10

2        SEDIMENTACION        11

2.1        Mecanismo de sedimentación.        11

2.1.1        Sedimentación discontinua.        11

2.1.2        Sedimentación continua        13

3        DESARROLLO EXPERIMENTAL.        14

3.1        PREPARACION DE FLOCULANTE.        14

3.2        TOMA DE MUESTRAS.        15

3.3        PRUEBA DE SEDIMENTACION EN PROBETAS.        16

4        RESULTADOS Y DISCUSIONES.        18

5        REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        19

6        ANEXO N°1        21

6.1        TIEMPO GEOLÓGICO        21

6.2        EONES        21

6.2.1        Precámbrico        21

6.2.2        Fanerozoico        21

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Fases en la sedimentación discontinua según Coe y Clevenger (P. Gasos, 1957).        12

Figura 2. Grafico resultante de los datos altura y tiempo obtenidos de los ensayos de sedimentación (P. Gasos, 1957)        13

Figura 3.Preparacion de dos soluciones concentradas de floculante. Foto tomada desde el lab. COMECO.        15

Figura 4. Descarga de espesadores. Foto tomada en la concentradora de Codelco.        15

Figura 5. Pruebas de sedimentaciones high cap y convencionales. Foto tomada en el lab. COMECO.        17

Figura 6. Grafico altura vs distancia. Prueba de sedimentación 07 a 13 de marzo.        19

Figura 7. Grafico altura vs tiempo. Prueba de sedimentación 14 a 20 de marzo.        19

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Datos obtenidos el mes de marzo, sedimentación convencional.        18

Tabla 2.Datos obtenido el mes de marzo,  sedimentación high cap        20

NOMENCLATURA

E°                :        Potencial de electrodo estándar.

Eh                :        Potencial redox.

EW                :        Electro-obtención.

MCN                :        Menas de cobre negro.

Rx                :        Reacción.

SCN                :        Silicatos de cobre negro.

SX                :        Extracción por solventes.

ΔG°                :        Energía libre de Gibbs estándar.

RESUMEN

La demanda de metales es cada vez mayor con el avance de los países industrializados. Las reservas mundiales de minerales de alta ley se encuentran cerca de su agotamiento, por lo que existe una gran reserva de metales en los minerales de baja ley y fuentes secundarias como los óxidos negros. La recuperación de metales utilizando técnicas convencionales tales como pirometalurgia, etc. requiere entradas de alta energía y de capital que a menudo dan lugar grandes contaminaciones ambientales. Por lo tanto, hay una necesidad de utilizar tecnologías más eficientes para recuperar los metales contenidos en ripios y botaderos a partir de tratamientos hidrometalúrgicos.

El presente estudio tiene como objetivo realizar una revisión bibliográfica sobre los tratamientos hidrometalúrgicos para óxidos de cobre negro. Primeramente, es necesario estudiar la caracterización mineralógica y química de yacimientos exóticos de cobre, para luego evidenciar cómo esta caracterización influye en el tratamiento a emplear. Para lograr este estudio es necesaria la búsqueda de bibliografía actualizada, preferentemente de los últimos 10 años, respecto al proceso de extracción de cobre a partir de óxidos negros.

Varias investigaciones apuntan que los minerales de cobres negros tienen una gran variedad de metales, de los cuales destacan la presencia de hierro (Fe) y manganeso (Mn) como elementos mayoritarios. Estos elementos atrapan el cobre por lo que se hace necesaria su reducción para liberar el metal de interés. Una manera eficaz de tratar estos minerales es mediante la utilización de agentes reductores en la etapa de lixiviación, entre los que destacan, metal blanco (Cu2S) y anhídrido sulfuroso (SO2) por su capacidad de modificar el potencial Eh.

Otra problema que no puede ser ignorado es la granulometría de la pulpa, la cual tiene una influencia directa en la sedimentación y recuperación de agua, por lo que tendrá gran protagonismo en los análisis de los resultados obtenidos.

CAPÍTULO I

1. INTRODUCCIÓN

1. DESCRIPCION DE LA EMPRESA.

Codelco es una empresa estatal autónoma, dedicada a la exploración, desarrollo y explotación de recursos mineros de cobre y subproductos, produciendo y comercializando principalmente cátodos de cobre grado A. Fue constituida como  la Corporación Nacional del Cobre de Chile el año 1976 por Decreto-Ley Nº1.350 (Sepúlveda, 2002), es considerada como la principal productora de cobre de mina del mundo, líder en reservas del mineral a nivel planetario y motor del desarrollo del país.

Codelco posee ocho divisiones, las cuales se definen como todas aquellas instalaciones y/o yacimientos donde Codelco lleva a cabo operaciones de la gran minería del Cobre. Estas son Chuquicamata (II Región, Calama), Radomiro Tomic (II Región, Calama), Ministro Hales (II Región, Calama), Gabriela Mistral (II Región, Sierra Gorda), Salvador (III Región, Diego De Almagro), Andina (V Región, Valparaíso), Ventanas (V Región, Valparaíso) y El Teniente (VI Región, Machalí) (CODELCO, Reporte 2014, 2014).

División Chuquicamata es una mina de cobre y oro a rajo abierto, está ubicada a 15 km al norte de Calama, en la Región de Antofagasta; tiene una producción de cobre fino de 308.625 t (para el año 2015). Es considerada la más grande del mundo en su tipo. Lleva operativa desde el año 1915 por lo que  Chuquicamata es una de las operaciones más emblemáticas del país,  sus principales productos son los cátodos electro-refinados y electro-obtenidos, concentrado de cobre, y como subproducto molibdeno, barros anódicos y ácidos sulfúricos (CODELCO, división Chuquicamata , 2016).

1. PROBLEMAS EN LOS RECURSOS HIDRICOS.

El uso y manejo del recurso hídrico en la zona norte del país se ha posicionado como un tema principal en la tarea de continuar con la actividad minera y preparar su avance de manera eficiente y responsable a futuro (Cantallopts, 2014). Históricamente se sabe que el agua es un recurso escaso en el norte de Chile, lugar donde se emplaza el desierto más árido del mundo, pero a la vez es un territorio que concentra grandes riquezas minerales.

Los concentrados demandan gran parte del agua en la minería del cobre, no solo por el aumento de producción de concentrados por el natural agotamiento de los recursos oxidados, sino también por lo intensivo en consumo de agua que es la concentradora. Se estima que al 2025 el consumo de agua total aumentará en un 66% respecto al 2014, alcanzando los 24,6 m3/seg (Cantallopts, 2014).

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