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
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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
Investigacin y Desarrollo
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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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
pH and Eh of PLS vsTime
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
pH and Eh of PLS vsTime
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
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Cintica de variacin de pH y Eh en columna.Termofilo extremo Cuarzo
pH and Eh of PLS vsTime
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
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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
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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
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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
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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
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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
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Concentracin en gr/l de Cu y FeT en la Alimentacin v/sElusin de columna.
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
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Concentracin en gr/l de Cu y FeT en la Alimentacin v/sElusin de columna.
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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Concentracin en gr/l de Cu y FeT en la Alimentacin v/sElusin de columna.
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
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Concentracin en gr/l de Cu y FeT en la Alimentacin v/sElusin de columna.
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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41/53
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
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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
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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.
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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
Investigacin y Desarrollo
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)
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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 (
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clonamiento
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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.
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Muchas Gracias
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