Cinética de LX de Cu y Divers Id Ad Bacteriana

8/14/2019 Cintica de LX de Cu y Divers Id Ad Bacteriana

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CINTICA DE LIXIVIACIN DE COBRE Y DIVERSIDADBACTERIANA EN PRUEBAS DE BIOLIXIVIACIN DECONCENTRADOS DE MINERAL CALCOPIRTICO EN

COLUMNAS MEDIANTE TECNOLOGIA GEOCOAT TM.

JUAN RIVADENEIRA HURTADOLIAP

[email protected]


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Resea de Pucobre

Sociedad Annima Abierta, 1989 Empresa de la mediana minera chilena

Operaciones en Copiap, 3 ra Regin Explotacin y procesamiento de minerales de cobre Mineral extrado: 4.6 Millones de Toneladas Productos:

- Ctodos 99,99 % Cu

- Concentrados 29 % Cu (+contenido de oro y plata) 936 empleados (propios y contratistas) Ventas 2007 US$ 286, utilidad US$ 140

Resea de Pucobre


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UbicacinMina Punta del Cobre Planta Biocobre

Biocobre

Texto, texto, texo

Ubicacin

Plantas San Jos (concentrado) Biocobre (ctodos)

Oficinas Generales Copiap Santiago

Minas Punta del Cobre (slfuros de cobre) Venado Sur (xidos de cobre) Manto Negro (xidos de cobre)

Planta San JosMina Punta del Cobre

Planta BiocobreMina Venado Sur

Mina Manto Negro


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Productos Ctodo directamenteexportado por pucobre

Concentrado de Cobre ( venta

Codelco y Enami )

Texto, texto, texo

Productos

Concentrados (29% Cu, contenido de oro y plata) Planta San Jos Desde sulfuros de Mina Punta del Cobre Comercializados con Codelco y Enami

Ctodos (99,99% Cu) Planta Biocobre Desde xidos Minas Venado Sur y Manto Negro Comercializados en Europa y Asia

Ingresos

Ctodos23%

Concentrados

77%


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Caracteristicas de Pucobre Mina Subterranea y a rajoabierto

Buena ubicacin Geogrfica

de las faenas

Tecnologa de punta en planta

Investigacin y Desarrollo

Presente en un mercado de gran trascendencia

Operaciones en 2 tipos de minera:

- Subterrnea: Mina Punta del Cobre- Rajo Abierto: Minas Venado Sur y Manto Negro

Produccin en las 2 formas principales de proceso- Flotacin en los concentrados

- Lixiviacion - SX/EW en los ctodos


Caractersticas de Pucobre


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Comienza en enero del 2003 para investigar la factibilidad del

tratamiento de los Ripios de lixiviacin de Planta Biocobre.

En la actualidad desarrolla proyectos de Innovacin tecnolgicaen las reas de:

Biolixiviacin

Biorremediacin de pasivos mineros ambientales Recuperacin de aguas de procesos mineros medianteBioprecipitacin.

Laboratorio de Investigacin Aplicada.LIAP


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Caractersticas de GeoBioticsCompaa de Biotecnologa en Minerales

Gran portafolio de Patentes

vasta experiencia en Biotecnologa, ingeniera.

Propiedad y financiamiento PrivadoOficinas en EEUU, Chile, Sudfrica, Australia.

Pruebas de laboratorio independientes en

Johannesburgo, Brisbane, Santiago, CETEM Brazil,Golden Colorado y Copiap.

Planta en construccon en Caraiba, Brazil.


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TecnologasGeoBiotics

Sulfuros deMetales Bsicos

SulfurosRefractarios de Oro

Concentrados

GEOCOAT GEOLEACH

Aplicaciones

Otras Tecnologias

HotHeap

BioPro Minerales


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GEOCOAT

Sistema de Biolixiviacin de Concentrados en Pilas

Aireacin e irrigacin controlada para conservar el calor y asimaximizar la biolixiviacin

Especies Biolgicas atacan los sulfuros y liberan los metalesbsicos a la solucin

El concentrado es recubierto sobre un sustrato de tamaocontrolado (Roca estril o mineral de baja ley) y apilado.

La pila se irriga con solucin cida con nutrientes que se reciclaSe emplea aire a baja presin para suplir oxigeno- soplado desdela base de la Pila.

SX-EW

Fierro y Arsnico se remueven va precipitacin.

Los metales preciosos pueden recuperarse si estn presentes.


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Objetivo General Desarrollar pruebas de biolixiviacin de concentrados de calcopirita. en columnas piloto del proceso Geocoat de Geobiotics Inc.

Objetivos especficos

Desarrollar test de columnas de biolixiviacin a escala piloto.

Establecer tipo de roca soporte a utilizar en el proceso.

Implementar tcnicas de monitoreo del proceso en la planta mediante anlisis de ADNcomunitario.

CINTICA DE LIXIVIACIN DE COBRE YDIVERSIDAD BACTERIANA EN PRUEBAS DE

BIOLIXIVIACIN DE CONCENTRADOS DE

MINERAL CALCOPIRTICO EN COLUMNASMEDIANTE TECNOLOGIA GEOCOAT TM.


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GEOCOAT

Concentrado aglomerado (0.5 1.0mm)sobre roca soporte.

Roca soporte generalmente entrevalores de +4mm 25 mm

Espacios generados entre las particulaspermite la permeabilidad del aire alinterior de la pila

Air Flow

Solution Flow


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1. Anlisis mineralgico, qumicos,granulomtricos y lixiviaciones dediagnstico.

2. Pruebas de lixiviacin Batch:Reactor de tanque agitado

3. Pruebas en columnas

4. Anlisis moleculares

Resultados


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Composicin Mineralgica Global Concentrado Rougher Calcopirtico

1a.- Composicin mineralgica global

ESPECIES %

PESO %S %CU %FE %ZN %ASCALCOPIRITA 52,68 18,44 18,23 16,02COVELINA 0,11 0,04 0,08ENARGITA 0,05 0,02 0,03 0,01PIRITA 27,73 14,81 12,92ESFALERITA 0,05 0,02 0,03MAGNETITA 2,78 2,01HEMATITA 1,36 0,95LIMONITA 0,05 0,03RUTILO 0,05GANGA 15,12 (*) TOTAL 100,00 33,32 18,33 31,93 0,03 0,01ANALISIS QUIMICO: 18,33 32,40 0,02 0,03(*) Contenido de Fe

indeterminado


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15/53

Cinticas de recuperacin de Cu de concentradoRougher calcopirtico en

Reactores Batch 5%.


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Condiciones ExperimentalesColumnas de Biolixiviacin

Condiciones Operacionales ColumnasTemperatura:

Mesfilos 39 C.Termfilos Moderados 49 C.

Termfilos Extremos 70 C.

Aireacin: 2 a 3 L/m.Irrigacin: 18 a 30 L/h/m 2Slidos:

Roca soporte 39 kg.RipioCuarzo

Concentrado Rougher 4 kg.Volumen de Irrigacin 40 L.pH de irrigacin 1,5


17/53

Metal Extraction vs Time

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Time (Days)

Total Fe

Total Cu

Cu Solids

Cinticas de recuperacin de Cu y Fe en columna.Mesfilo Ripio


18/53

Cinticas de recuperacin de Cu y Fe en columna.Termfilo Moderado Ripio

Metal Extraction vs Ti

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Time (Days

Total Fe

Total Cu

Cu Solids


19/53

Cinticas de recuperacin de Cu y Fe en columna.Termfilo Extremo Ripio

Metal Extraction vs Tim

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days

Total Fe

Total Cu

Cu Solids


20/53


21/53

Cinticas de recuperacin de Cu y Fe en columna.Termofilo moderado Cuarzo.

Metal Extraction vs Time

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

Total Fe

Total Cu

Cu Solids


22/53


23/53

Cintica de variacin de pH y Eh en columna.Mesofilo Ripio

pH and Eh of PLS vsTime

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

E h ( m V v

A g

/ A g

C l )

pH Eh


24/53

Cintica de variacin de pH y Eh en columna.Termofilo Moderado Ripio

pH and Eh of PLSTime

1,00

1,201,40

1,60

1,80

2,00

2,202,40

2,60

2,80

3,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days

250

300350

400

450

500

550

600

650

700

E h ( m V v

A g

/ A g

C l )

pH Eh


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Cintica de variacin de pH y Eh en columna .Termofilo Extremo Ripio

pH and Eh of PLS vTime

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,002,20

2,40

2,60

2,80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days

250

300

350

400

450

500550

600

650

700

E h ( m V v

A g

/ A g

C l )

pH Eh


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Cintica de variacin de pH y Eh en columna.Mesofilo Cuarzo


1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

E h ( m V v

A g

/ A g

C l )

pH Eh


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Cintica de variacin de pH y Eh en columna.Termofilo Moderado Cuarzo


0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Time (Days)

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

E h ( m V v

A g

/ A g

C l )

pH Eh


28/53

Cintica de variacin de pH y Eh en columna.Termofilo extremo Cuarzo


1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

E h ( m V v

A g

/ A g

C l )

pH Eh


29/53

Consumo de acido en columna.Mesofilo Ripio

Acid Consumption

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Time (Days)

-50,0

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

T o

t a l ( k g

/ t )

Daily Cons

Average Daily Cons

Total Cons


30/53

Consumo de acido en columna.Termofilos Moderado Ripio

Acid Consumption

0

2

4

6

8

10

1214

16

18

20

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Time (Days)

-50,0

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0300,0

350,0

400,0

450,0

T o

t a l ( k g

/ t )

Daily Cons

Average Daily Cons

Total Cons


31/53

Consumo de acido columna.Termofilos Extremo Ripio

Acid Consumption

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Time (Days)

0

50

100150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

T o

t a l ( k g

/ t )

Daily Cons

Average Daily Cons

Total Cons


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Consumo de acido en columna.Mesofilo Cuarzo

Acid Consumption

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

-40,0

-20,0

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

T o

t a l ( k g

/ t )

Daily Cons

Average Daily Cons

Total Cons


33/53

Consumo de acido en columna.Termofilos Moderado Cuarzo

Acid Consumption

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Time (Days)

-40,0

-20,0

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

T o

t a l ( k g

/ t )

Daily Cons

Average Daily Cons

Total Cons


34/53


35/53

Consumo neto

Acid consumption vs Copper recovered

-100

-50

050

100

150

200

250300

350

400

Conc. with Quartz Conc. with Ripios

Mesophile Moderates Thermophile


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Concentracin en gr/l de Cu y FeT en la Alimentacin v/sElusin de columna.

Mesofilo Ripio

Feed and PLS

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

Fe On

Cu On

Cu Off

Fe Off


37/53


Termofilo Moderado Ripio

Feed and PL

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0 20 40 60 80 100

Time

Fe On

Cu On

Fe Off

Cu On


38/53


Termofilo Extremo Ripio

Feed and PLS Teno

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (days

Cu on

Fe Off

Cu Off

Fe On


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Mesofilo Cuarzo

Feed and PLS

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

Fe On

Fe Off

Cu On

Cu Off


40/53


Termofilo Moderado Cuarzo

Feed and PLS

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

Fe On

Fe Off

Cu On

Cu Off


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Concentracin en gr/l de Cu y FeT en la Alimentacinv/s

Elusin de columna.Termofilo Extremo Cuarzo

Feed and PLS

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (Days)

Fe On

Cu On

Fe Off

Cu Off


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Extraccin de DNA genmico

1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8

1) Marcador de peso molecular 100bp.2) DNA genmico mesfilo,3) DNA Termfilo moderado,

4) DNA Termfilo extremo A,5) DNA Termfilo extremo B,6) DNA Termfilo moderado C (Wizard),7) DNA Acidiothiobacillus ferroxidans,8) marcador de peso molecular 100bp.

- 5 gr. Calcopirita- 5 gr. Rougher- 1 gr. Azufre- 400 ml Medio Basal + 25g/L sulfato ferroso

33C

Cultivo precipitado durante 30 min. Cultivo homogenizado

4 semanasde cultivo

Se toma sol o el sobrenadante Se toma del Homogenizado

50 mlpor tubo

50 mlpor tubo

4000 rpm 90 min 4000 rpm 90 min

El pellet fue lavadocon agua cida ( X3)

El pellet fue lavado

con agua cida ( X3)

El pellet fue lavado conPBS-Tween 20 ( X3)

El pellet fue lavado conPBS-Tween 20 ( X3)

Centrifugar en Speed Vacparasecar el pellet, 40 minCentrifugar 13.000 rpm 3 min

0.5 gr para Kit MoBioPellet paraKit Wizard

OBTENCIN DNA GENMICO

PelletparaKit MoBio


43/53

8f,1392r 8f,1492 27f,1392r 27f,1492r

21fa,1392r 21fa,1492r 514f,1392r 514,1492r

8f,1392r 8f,1492 27f,1392r 27f,1492r

21fa,1392r 21fa,1492r 514f,1392r 514,1492r

Amplificacin del gen 16S rDNA utilizando lospartidores en stock

Se realizaron las amplificaciones mediantePCR para determinar el juego de partidoresacorde para la obtencin del fragmento deinters. Los fragmentos se visualizaron engeles de agarosa al 1,2% teidos conBromuro de Etidio.

Mediante este experimento se pudo

estandarizar la reaccin de PCR para losfuturos anlisis moleculares, se decidiutilizar los partidores 8f y 1392r. Estospartidores tambin reciben el nombre departidores universales fD1 y rP2.


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Una vez estandarizada las condiciones de PCRse procedi a amplificar el gen 16S rDNA paralos consorcios bacterianos mesfilos, termfilosmoderado y termfilos extremo.

1) Marcador de peso molecular 100 bp,2) Mesfilos,3) Termfilos moderado,4) Termfilo extremo a5) Termfilo extremo b6) Termfilo extremo c7) Acido Thiobacillus ferroxidans

1 2 3 4 5 6 7


45/53

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1) 50bp,2) HaeIII mesfilo,3) HaeIII t. Moderado4) MspI mesfilo,5) MspI t.moderado,6) AluI mesfilo,7) AluI t.moderado,8) HhaI mesfilo,9) HhaI t.moderado,10) 50bp,11) 100bp.

Digestin enzimtica realizada para losconsorcios de mesfilo y termfilomoderado con las enzimas de restriccinHaeIII, MspI, AluI y HhaI.


46/53

SampleSample

Los amplicones fueron digeridos mediante lasenzimas de restriccin HaeIII y HhaI, las cualespresentaron mayores polimorfismos, las muestrasfueron incubadas en bao termorregulado a 37 CO.N.(over night). En la figura se resume la tcnica deT-RFLP realizada


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TRFLP Mina Subterranea y a rajo

abierto

Buena ubicacin Geogrficade las faenas

Tecnologa de punta en planta


TRFLPHaeIII mesfilos batch inculo

0204060

80100

50 150 250 350 450 550Fragment length (bp)

HaeIII T.Moderado Batch Inculo

020406080

100

50 150 250 350 450 550

Fragment length (bp)

HaeIII T. Extremo Batch

020

406080

100

50 150 250 350 450 550Fragment length (bp)


48/53

Mesfilos Ripio (2mt)Hae 1

0

50

100

50 150 250 350 450 550Fragment length (

Mesfilos Ripio (

0

50

100

50 150 250 350 450 550Fragment length (

Mesfilos Rpio (2mt)Alu 1

0

50

100

50 150 250 350 450 550

Fragment length (

Mesfilos Cuarzo (6mtHa

0

50

100

50 150 250 350 450 550Fragment length (

Mesfilos Cuarzo (6mt)Hha 4

0

50

100

50 150 250 350 450 550Fragment length (

Mesfilos Cuarzo (6mt)Alu 4

0

50

100

50 150 250 350 450 550

Fragment length (


49/53

clonamiento


50/53


51/53


52/53

Algunas Conclusiones1) Las empresas mineras de mediana mineria podemos aportar al desarrollar

investigacin aplicada a nuestros procesos, existen herramientas publicaspara tales efectos.

2) Nuestros resultados demuestran la factibilidad tcnica de lixiviar unconcentrado de calcopirita en columna a travs del proceso Geocoat.

3) El consumo de cido en las pruebas de columnas con ripios crece alaumentar la temperatura de la prueba, esta relacin se ve invertida al utilizarcuarzo como roca soporte.

4) Es posible extraer, amplificar y clonar DNA de las muestras de inoculos delaboratorio, Reactores Batch y de columnas, estas herramientas nos permitendeterminar estrategias de monitoreo del proceso.

5) Al parecer las comunidades presentes en las pruebas de lixiviacin sondiscretas, esto hace al sistema un buen candidato para desarrollar estrategiasde metagenomica.


53/53

Muchas Gracias

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