Gangas en LX de Cu

FUNDAMENTOS DEL ROL DE FUNDAMENTOS DEL ROL DE GANGAS MINERALES EN GANGAS MINERALES EN HIDROMETALURGIA DEL HIDROMETALURGIA DEL

COBRECOBRE

Prof. Dr. J. Mauricio TapiaProf. Dr. J. Mauricio TapiaLabLab. Procesos . Procesos AcusosAcusos LPALPA

EFECTO GANGAS EN SISTEMAS DE LIXIVIACIONEFECTO GANGAS EN SISTEMAS DE LIXIVIACION

LA SILICO GANGA ASOCIADA A LOS MINERALES DE COBRE INFLUENCIAN EL SISTEMA EN BASE A:

CONSUMOS DE ACIDOS.

DISOLUCION Y PRECIPITACION DE IMPUREZAS.

CINETICA DE LIXIVIACION.

CARACTERISTICAS AL ESCURRIMIENTO DE LECHOSPERCOLANTES.

PERDIDAS DE COBRE, Y

VIABILIDAD TECNICO ECONOMICA DEL PROCESO

RANGOS NORMALES DE CARACTERIZACION DE GANGAS

RANGOS NORMALES DE CARACTERIZACION DE GANGAS

ESPECIE RANGO

FDP 60 65

Fe Mg 14 18

ARCILLAS 5 12

SiO2 16 24

Ox. Fe

YESORESTO

CALCITA

OTROS

ALGUNOS ASPECTOS GEOQUIMICOSALGUNOS ASPECTOS GEOQUIMICOS

GANGAS

FELDESPATOS ARCILLAS

(PRIMARIOS) (HIDROTERMAL QUIMICA) (SECUNDARIOS)

(METEORIZACION)LIMONITASGOETITASHEMATITASJAROSITAS

(SECUNDARIOS)

HIDROMICAS(SERICITA, ILLITA,

PIROFILITAS)

FERROMAGNESIANOS(PRIMARIO)

BIOTITA, CLORITAS,PIROXENOS, ANFIBOLAS

HIDROTERMALQUIMICA

ALTERACION

FELDESPATOS ARCILLASFERROMAGNESIANOS

OXIDOS DE FIERRO

FELDESPATOS:ESPECIES DE LA FAMILIA DE LOS SILICATOS, SON MINERALES FORMADORES DE ROCAS PRIMARIAS, IGNEAS Y SU CRISTALIZACION ESTA ASOCIADA A LA CRISTALIZACION DEL MAGMA.

PLAGIOCLASA: ES LA DENOMINACION COMUN PARA LOS FELDESPATOS DE SODIO Y CALCIO. LA PROPORCION Na/Ca GENERA UNA FAMILIA DE FELDESPATOS.

MINERAL PROPORCIONAb/An

% Na 2O % CaO % Al2O3 % SiO 2 DENSIDAD

ALBITA Ab100 11.8 - 19.5 68.7 2.61

OLIGOCLASA Ab80 An20 9.5 4.0 22.5 63.6 2.64

ANDESITA Ab60 An40 7.1 8.1 26.3 58.5 2.67

LABRADORITA Ab40 An60 4.7 12.1 29.8 53.4 2.70

BYTOWNITA Ab20 An80 2.4 16.1 53.2 48.3 2.73

ANORTITA An 100 - 20.1 35.6 44.3 2.76

ARCILLAS: ALUMINO SILICATOS HIDRATADOS, FORMADOS POR DESCOMPOSICION Y ALTERACION DE FELDESPATOS, Y POR TANTO, DE CARACTER SECUNDARIO.

NOMBRE GRUPOGENERICO

FORMULAPROPIEDAD

(SOLUBILIDAD)

ATTAPULGITA ARCILLA Mg 5 Si 8 O 20 (OH) 2.8H 2 O

NONTRONITAARCILLA

MONTMOR. Fe (Al Si) 8O 20 (OH) 4SOLUBLE EN HCl

BEIDELITA ARCILLA Al 2 O 3 3SiO 2. 4 H 2O

HECTORITA ARCILLA (Mg, Li) 6 Si 8O 20 (OH) 4

SAPONITA ARCILLA (Mg, Al) 6(Si, Al) 8O 20 (OH) 4

SERICITA ARCILLA K Al2

(AlSi3

O10

) (OH)INSOLUBLE EN

ACIDOS

SOLUBLE EN H 2 SO 4

Caracterizacin Geoqumica de Gangas asociadas a minerales de cobre


FORMULA PROPIEDADES(SOLUBILIDAD)

- CUARZO MINERAL Si O 2INSOLUBLE EN H 2 SO 4 SOLOEN HF Y MEDIO ALCALINO

ORTOCLASA FELDESPATO K K Al Si 3 O 8 SOLUBLE EN MEDIO ACIDO

ALBITAFELDESPATO Na(PLAGIOCLASA) Na Al Si 3O 8

SE DISUELVE O

DESCOMPONE EN MEDIOACIDO

ANORTITAFELDEPATO Ca

(PLAGIOCLASA)Ca Al 2 SI 2O8 SOLUBLE EN MEDIO ACIDO

BIOTITA FERROMAGNESIANO K2 (Mg Fe) 6 Si 6 Al 2 O 20 (OH) 4SOLUBLE EN H 2SO 4

CONCENTRADO

HORNBLENDA FERROMAGNESIANONa Ca 2(Mg, Fe) a (Al, Fe )

(Si,Al) 8 O 22 (OH, F) 2

SE DISUELVEN ODESCOMPONEN EN MEDIO

ACIDO


NOMBREGRUPO

GENERICO FORMULAPROPIEDAD

(SOLUBILIDAD)

MUSCOVITA MICA K 2Al 4Si 6Al 2O 20(OH) 4INSOLUBLE EN

ACIDO

CLORITA FERROMAGNESIANO (MgFeAL) 6 (Si Al) 4 O40 (OH) 8 SOLUBLE EN ACIDO

VERMICULITA ARCILLA(Mg)

0.7(Mg Fe

+3 AL) 6

(Al Si)8O

20(OH)

4. 8H

2O

INSOLUBLE EN MEDIO

ACIDO. AUMENTA DEVOLUMEN AL CALENTARSE

MONTMORILLONITA ARCILLA(0.5 Ca Na) 0.7 (Al Mg Fe) 4(Si Al)

8O

20(OH)

4. nH

2 OSOLUBLE EN ACIDOS,SE HINCHA EN AGUA

ILLITA ARCILLA K Al 4 Si7 AlO 20(OH) 4SE DESCOMPONE Y

DISUELVE EN MEDIOACIDO

LAUMONTITA ARCILLA Ca Al2Si

4O

124H O

4

ALTO CIC. ESTABLEEN Ph ACIDO



FORMULAPROPIEDAD

(SOLUBILIDAD)

ACTINOLITA ANFIBOLA Ca2(Mg, Fe) 6(Si 8O 22 ) (OH) 2 INSOLUBLE EN ACIDOS

EPIDOTA MAT. METAMORFICOSECUNDARIO

Ca 2(Al, Fe) 3(Si 3 O 12 ) (OH) INSOLUBLE EN ACIDOS

GRANATE MAT. METAMORFICOSECUNDARIO

(Ca, Mg, Fe, Mn)3 Al 2(SiO 4 )3

BAJA SOLUBILIDAD ENMEDIOS ACIDOS

AUGITA PIROXENOS (Ca, Mg, Fe, Al) 2(Al, SI)

2 O 6DEBILMENTE SOLUBLE EN

ACIDOS, EXEPTO HF.

KAOLINITA ARCILLA Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8SOLUBLE EN H 2SO 4

CALIENTE

GIBSITA ARCILLA Al (OH) 3INSOLUBLE EN AGUA,

SOLUBLE EN ACIDOCALIENTE

ESMECTITAFERR0MAGNIANO(ILLITA, CAOLIN)

Al 4 (( 4OH)

8Si O )

10

SE DISUELVE EN MEDIOACIDO, EXPANDIBLE Y

AFECTA PERCOLABILIDAD


NOMBREGRUPO


(SOLUBILIDAD)

PIROFILITA ARCILLA Al 4 Si 8O 20 (OH) 4 INSOLUBLE EN ACIDOS

ESMECTITAARCILLA

FERRUGINOSA(Al, Fe) 4 Si 4 O 10 (OH) 8

ALTAMENTE HINCHABLE

EN AGUA

YESO SULFATO Ca SO 4 * 2H 2 O0.2, A 80C AGUA LEVEMENTE

SOLUBLE EN HCL.

CALCITA CARBONATO Ca CO 30.0014, A 25 C AGUA,

SOLUBLE EN HCL

LIMONITA LIMONITAS 2 Fe 2O

3* 3 H

2O SOLUBLE EN H 2 SO4

HEMATITA LIMONITAS Fe 2O 3INSOLUBLE EN AGUA,

SOLUBLE EN HCL, CALIENTE.

INSOLUBLE. EN H 2

SO4


NOMBREGRUPO


(SOLUBILIDAD)

GOETITA LIMONITAS FeO*OH SOLUBLE EN HCL YSULFURICO EN MEDIO

JAROSITA LIMONITAS(K, NH 4

+,..) Fe 3 (SO 4 )2(OH) 6

SOLUBLE EN ACIDOS

PIRITA SULFURO Fe S 2SOLUB. EN HNO 3 Y EN ACIDOS

DILUIDOS, EN FORMA LENTA

PIRROTITA SULFURO Fe SBAJA SOLUB. EN ACIDOS

DILUIDOS. (HCL, HNO 3 )

MAGNETITA OXIDO Fe 3 O 4INSOL. EN AGUA, BAJA

SOLUBLE EN HCL

RIPIDOLITA FERROMAGNESIANO(Mg Fe +2Al) 6 (Al, Si) 4

O 10 (OH) 8

SOLUBLE EN H 2 SO 4


REACCIONES DE DISOLUCION DE LAS SILICO-GANGAS EN MEDIO ACIDO.REACCIONES DE DISOLUCION DE LAS SILICO-GANGAS EN MEDIO ACIDO.

ANORTITA. (Ca - FELDESPATO)

NaAlSi3O8 + 4H+ + 4 H2O Na+ + Al+3 + 3H4SiO4H4SiO4 SiO2 * 2H2O

BIOTITA.

K2(MgFe)6 Si6Al2O20(OH)4 + 20H+ 2K+ + 3Mg+2 + 3Fe+2 + 2Al+3 + 6H4SiO4

ORTOCLASA. (K - FELDESPATO)

KAlSi3O8 + 4H+ + 4H2O K+ + Al+3 + 3H4SiO4

CAOLINITA.

Al4Si4O10(OH)8 + 12H+ 4Al+3 + 4H4SiO4 + 2H2O

ILLITA (MONTMORILLONITA)

KAl4Si7AlO20(OH)4 + 16H+ + 4H2O K+ + 5Al+3 + 7H4SiO4

CLORITA.(MgFeAl)6 (OH)8 (AlSi)4 O10 + 20H+ 2Mg+2 + 2Fe+2 + 4Al+3 + 2H4SiO4 + 10H2O

RIPIDOLITA.

(MgFeAl)6(AlSi)4O10(OH)8 + 20H+ 2Mg+2 + 2Fe+2 + 4Al+3 + 2H4SiO4 + 10H2O

SAPONITA.

(MgAl)6(SiAl)8O20(OH)4 + 27H+ 3Mg+2 + 7Al+3 + 4H4SiO4 + 7,5H2O + O2

GIBSITA.

Al(OH)3 + 3H+ Al+3 + 3H2O

AUGITA.

(CaMgFeAl)2(AlSi)2O6 + 8H+ Ca+2 + Mg+2 + Fe+3 + 3/2Al+3 + H4SiO4 + 2H2O


ALBITA (Na FELDESPASTO)

NaAlSi3O8 + 4H+ + 4H2O Na+ + Al+3 + 3 H4SiO4

NONTRONITA (EN MEDIO CLORHIDRICO)

Fe (AlSi)8O20 (OH)4 + 14 H+ Fe +2 + 4 Al+3 + 4 H4 SiO4 + H2O + 3,5 O2

HORNBLENDA

NaCa2 (MgFe)4 (AlFe)(SiAl)8 O22(OH,F)2 + 28H+ Na+ + Ca+2 + 2 Mg+2 + 2Fe+2 + 4,5 Al+3+ 0,5 Fe+3 + F + 0H- + 4H4 SiO4 + 6 H2O

MUSCOVITA

K2Al4Si6Al2O20(OH)4 + 20H+ 2K+ + 6 Al+3 + 6 H4 SiO4

ESMECTITA

Al4 ((OH)8 Si4O10 ) + 12H+ 4Al+3 + 4 H4 SiO4 + 2 H2O


ANALISIS DE LAS REACCIONES 1 A 14

TODAS LAS REACCIONES CONSUMEN ACIDO SULFURICO, Y POR TANTO INCIDEN EN UN AUMENTO DEL CONSUMO NETO DEL REACTIVO EN EL SISTEMA.

1

GANGAS ASOCIADAS A ANORTITA, ORTOCLASA, MONTOMORILLONITA, ILLITA, ALBITA INCORPORAN AGUA A SU ESTRUCTURA Y PODRIA ELLO DERIVAR EN COMPLEJIDADES OPERACIONALES, TALES COMO:

2

TECNICAFENOMENOLOGIA PROBLEMA

AGITACION - TIXOTROPIADIFICULTAD EN LA

SEPARACION SOLIDOLIQUIDO

BATEAS- HIGROSCOPIA- DELICUESCENCIA

DIFICULTAD EN ELMANEJO Y

DISPOSICION DERESIDUOS

PILAS - HIGROSCOPIA ESTABILIDAD DEPILAS

LIXIVIACION

CRUD

2Al+3 + SiO2 nH2O + 3H2O Al2O3 SiO2 nH2O + 6H+

EL SWELLING (HINCHAMIENTO) DE CIERTO TIPO DE ARCILLAS, POR ABSORCION DE AGUA Y SOLUTOS, GENERA SERIOS PROBLEMAS DE ESCURRIMIENTO HIDRAULICO EN LOS LECHOS RESPECTIVOS.3

GANGAS ASOCIADAS A CAOLINITA, CLORITA, RIPIDOLITA, SAPONITA, GIBSITA, AUGITA, NONTRONITA HORBLENDA, Y ESMECTITA, ENTRE OTRAS, DESPRENDEN AGUA DURANTE LA LIXIVIACION Y POR TANTO, SON MAS BENEFICAS QUE LAS ANTERIORES PARA SU PROCESAMIENTO RESPECTIVO.

4

PRESENCIA DE BIOTITAS, Y EN MENOR GRADO, MUSCOVITAS NO ALTERAN LAS CARACTERISTICAS DEL RESIDUO MINERAL POR EFECTOS DE FENOMENOS COMO LOS MENCIONADOS, DADO QUE NO ATRAPAN NI LIBERAN AGUA EN SU REACCION.

5

LOS PRODUCTOS DE REACCION ASOCIADOS A IONES Al+3 Y ACIDO POLISILISICO (H4SiO4), A TRAVES DE POLIMERIZACION E HIDROLIZACION, FORMAN COLOIDES QUE FAVORECEN LA PRESENCIA DE CRUD EN SISTEMAS DE SX.

6

REACCIONES DE DESCOMPOSICION Y PRECIPITACIONEN SISTEMAS DE LIXIVIACION

REACCIONES DE DESCOMPOSICION Y PRECIPITACIONEN SISTEMAS DE LIXIVIACION

1 LOS IONES CODISUELTOS PUEDEN PERMANECER EN DISOLUCIONO FORMAR PRECIPITADOS, LO CUAL PUEDE LLEGAR A AFECTAR LAPERMEABILIDAD Y LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA DE LOSLECHOS.

ALGUNAS DE ESTAS REACCIONES SON:

K++ 5Al +3+ 7H 4SiO4 Al5Si7O20(OH)4+ 16H + + 20 H 2OILLITA

3.7 Mg +2 + 3Fe +2 + 4Al +3 + 4H 4SiO4 Mg0.7 (MgFe)6(AlSi) 8O20(OH) 4 8H 2OVERMICULITA

Fe+3 + 2H2O FeOOH + 3H+

GOETITA

3Fe+3 + K+ + 2SO4-2 + 6H2O KFe3(SO4)2(OH)6 + 6H+

JAROSITA

Ca+2+ SO4-2+ 2H2O CaSO4 2H2OYESO

K+ + 3Al+3 + 2SO4-2 + 6OH- KAl3(SO4)2(OH)6ALUNITA

ARCILLAS DE ALTA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO, COMO LA LAUMONTITA (4.25 meq / 100 gr), Y ESTABLES EN MEDIOS ACIDOS, FAVORECEN LA CAPTURACION DE CATIONES CUPRICOS DESDE LA SOLUCION, AFECTANDO LARECUPERACION DEL PROCESO.

Ca Al Si O4

* 4H2

O + 3 Cu Ca Cu Si O12 2

+23 4 12

* 4H O + 2Al 2

+3

H++ K-FELDESPATO ILLITA + CATIONES + H4SiO

4

SILICE + CAOLINITA PIROFILITA

EN OTROS CASOS, SE PRODUCEN REACCIONES DE DESCOMPOSICION, TALES COMO:

H++ ILLITA CAOLINITA + CATIONES + H4SiO

4

LA VELOCIDAD DE ESTAS REACCIONES ES DEPENDIENTE DE LA RAZON LOGARITMICA M+/H+ EN SOLUCION, DE ACUERDO A UNA REACCION TIPO:

4NaAlSi3O8 + 4H+ Al4Si8O20(OH)4 + 4Na+ + 4SiO2

4log K = log [ Na+] + 4 pH

1 TODO ESTE CONJUNTO DE REACCIONES CONSTITUYE ELLLAMADO CICLO DE LAS IMPUREZAS EN LIXIVIACION, EL CUALIMPIDE, EN FORMA NATURAL, UN AUMENTO CRECIENTE YPROGRESIVO DE LAS IMPUREZAS EN EL SISTEMA.

ROL DE LAS GANGAS ASOCIADAS A Fe.

LOS SULFUROS DE HIERRO EN MEDIO ACIDO, PUEDEN REACCIONAR POR ACCION QUIMICA DIRECTA, DE BAJA CINETICA POR LO GENERAL, O POR ACCION BACTERIAL, MEDIANTE REACCIONES DEL TIPO:

FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O 15Fe2+ + 2SO 4-2 + 16H+

4Fe2+ + O 2(g) + 4H+ 4Fe3+ + 2H 2OBACTERIAS

2FeS2 + 7O2(g) + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4

FeS + 2Fe 3+ 3Fe2+ + S0

FeS2+ 2Fe3+ 3Fe +2 + 2S0

1 EN GENERAL, EL Fe III PRODUCIDO, ADEMAS DE ACTUAR COMOAGENTE LIXIVIANTE, FAVORECE LA ACCION QUIMICA DE LAPIRROTITA Y PIRITA, EN ESE MISMO ORDEN CINETICO, PARAGENERAR AUN MAS Fe III AL TERMINO DEL CICLO.

FLA HEMATITA Y MAGNETITA, ASI COMO LAS PIRITAS YPIRROTITAS, SON VIRTUALMENTE INSOLUBLES EN MEDIOACIDO.

FLAS LIMONITAS , EN CAMBIO, SE DISUELVEN EN BASE A:

2Fe2O3 * 3H 2O + 12H+

4Fe+3+ 9H2O

EL Fe III Y Fe II DISUELTO PUEDEN GENERAR POR HIDROLISIS PRECIPITADOS COLOIDALES, TALES COMO, LA JAROSITA, GOETITA, LIMONITAS Y OTROS COMPUESTOS QUE PUEDEN AFECTAR SERIAMENTE LA PERCOLABILIDAD DE LOS LECHOS.

ESTE CONJUNTO DE COMPUESTOS SON DEL TIPO:

FeSO4+ + OH- + 5H2O FeSO4OH 5H2OFIBROFERRITA

K+ + 3Fe+3 + 2SO4-2 + 6OH- KFe3(SO4)2(OH)6JAROSITAS

H+ + Fe+3 + SO4-2 + 4H2O HFe(SO4)2 4H2ORHOMBOCLASA

4Fe+2 + O2(g) + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8H+HIDROXIDOS

Fe(OH)3 + xH2O Fe(OH)3 * H2O FeO OH + (x+1)H2O LIMONITA GOETITA

Fe + 4Fe + 6SO4 + 2OH + 20H2O Fe+2 Fe+3(SO4)6(OH)2 20H2O COPIAPITA

+2 +3 -2 -

LAS CONDICIONES DE pH LOCAL Y LA CONCENTRACION DE LOS ELEMENTOS SON SUFICIENTES COMO PARA ACTIVAR ESTE TIPO DE REACCIONES, CUYA PRECIPITACION ES MAS RAPIDA QUE LA VELOCIDAD DE REDISOLUCION RESPECTIVA.

EN PRESENCIA DEL As DISUELTO, PARTE DEL ACUOSO SE CONSUME, TERMODINAMICAMENTE, PARA OXIDAR EL As III A As V Y LUEGO PARA FIJARLO COMO ESCORODITA, COMPUESTO QUIMICAMENTE ESTABLE Y NO CONTAMINANTE.

POR TANTO,

AsO+ + 2Fe+3 + 3H2O H3AsO4 + 3H+ + 2Fe+2

H3AsO4 + Fe+3 + 2H2O FeAsO4 * 2H2O + 3H+

AsO+ + 3Fe+3 + 5H2O FeAsO4 * 2H2O + 6H+ + 2Fe+2

LAS PRESENCIA DE OTROS ELEMENTOS DISUELTOS PUEDE TAMBIEN DAR ORIGEN A COMPUESTOS COMO:

EN ESTE CASO, LA PRECIPITACION ES DESEABLE POR EFECTOS AMBIENTALES, DADO QUE LA REDISOLUCION DE ESTE TIPO DE COMPUESTO PRACTICAMENTE ES NULA.

5Cu+2 + 2AsO4-3 + 4OH- Cu5(AsO4)2(OH)4CORNUBITA

Ca+2 + Cu+2 + AsO4-3 + OH- CaCu(AsO4)OHCONICHALCITA

2Ca+2 + 2Cu+2 + 3SiO2 + 6H2O Ca2Cu2Si3O10 *2H2O + 8OH-KINOITA

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