Gribbin, John. - Historia de la ciencia, 1543-2001 [EPL-FS] [2019].pdf
Elementos traza
1. DISTRIBUCIÓN DE ELEMENTOS TRAZA DE
INTERÉS ECONÓMICO EN EL PROCESO
PRODUCTIVO DEL COBRE
ROBERTO NOVAJAS PIÑOL
2. OBJETIVOS
▰ Detectar y cuantificar los elementos químicos de
interés económico presentes en un yacimiento
de cobre, de acuerdo a las diferentes zonas
mineralizadas ya definidas.
▰ Cuantificar los elementos traza detectadas en
las diferentes etapas de proceso de
concentración, fundición y refinación.
2
3. Diagrama
de Flujo del
Proceso de
obtención
del cobre a
partir de
minerales
sulfurados.
3
BotaderoEmbarqueEmbarque
Barros arseniacales
14
Barros anódicos
13
Cobre metal
12
Refinación
11
BotaderoReciclaje, atmósfera
Botadero
Embarque
Relaves
6
Concentrado de Cobre
5
Concentrado de
Molibdeno
4
Materiales agregados
2
Concentración
3
MINA
1
Materiales agregados
7
Fundición
8
Escorias
9
Polvos
10
4. BASES PRACTICAS DEL TRABAJO
▰ Los muestreos a realizar deberán ser cuidadosamente
realizados:
1. Toma de la muestra en lugares estratégicamente definidos.
2. Preparación mecánica de las muestras.
3. Análisis químico de las muestras según técnicas analíticas
adecuadas para los diferentes elementos químicos.
4. Análisis microscópico, fluorescencia de Rayos X y difracción
de Rayos X.
5. Ordenamiento de los datos obtenidos y su valoración
estadística.
6. Interpretación y resultados
4
5. BASES PRACTICAS DEL TRABAJO
▰ Técnicas metalúrgicas para la separación u obtención de
los elementos traza de valor económico; separación
según compatibilidad termodinámica:
1. Pretratamiento de las muestras mediante disolución en
autoclaves.
2. Separación mediante técnicas de intercambio iónico.
3. Separación mediante técnicas de cristalización fraccionada.
4. Separación mediante fusión zonal.
5
6. Elementos Mayores >= 1%
Elementos Menores 0,01 a 1%
Elementos Traza <= 0,01%
▰ Según Erich Schroll (1975), el concepto de concentración de
elementos químicos en un mineral o en una roca, pueden clasificarse
de la siguiente manera:
6
7. TRABAJO REALIZADO
Para el caso de la Mina, se tomaron 482 muestras de testigos de sondajes,
correspondientes a 12 tipos litológicos existentes en las cinco zonas ya definidas,
con las cuales se formaron 34 compósitos.
7
Las zonas definidas son:
Zona A: zona lixiviada
Zona B: zona de sulfuros superiores (0,2% > Cu Total < 0,69%)
Zona C: zona de enriquecimiento ( Cu Total > 0,69%)
Zona D: zona de sulfuros inferior (0,2% > Cu Total <0,69%)
Zona E: zona primaria
8. TRABAJO REALIZADO
8
En la Planta Concentradora, se muestreó durante un mes, con las muestras
recolectadas se formaron 5 compósitos. Los puntos de muestreo se situaron en la
alimentación a molienda, Concentrado final, Cu-Mo, Concentrado de Molibdeno,
Concentrado de Cobre y Cola final (relaves).
Los 39 compósitos obtenidos fueron analizados en Laboratorios nacionales y
de Canadá, en donde se analizaron tierras raras y elementos del grupo del
platino y otros.
10. Andesita: Cr, Sc, Nd, Sm, Dy, Pb, Ge,
Co.
Los elementos Au, Ag, As, Sb, Mo, Bi, Se, Eu y Lu, son anómalos en
todos los tipos litológicos de la Mina. Además, en cada zona de
enriquecimiento las diferentes litologías son caracterizadas como
sigue:
185,244 users
10
Resultados
Mina
Piroclásticos: Ce, La, Th, U, Hf.
Riolita: Cr, Cd, Ge, Th, U, Hf.
Pórfido Cuarcífero: Pt, Cr, Co, Sr.
11. Pórfido X: Cr, Zn, Ge, Sr, Rb.
Los elementos Au, Ag, As, Sb, Mo, Bi, Se, Eu y Lu, son anómalos en
todos los tipos litológicos de la Mina. Además, en cada zona de
enriquecimiento las diferentes litologías son caracterizadas como
sigue:
185,244 users
11
Resultados
Mina
Pórfido L: Pt, Zn, Pb, Ba, Sr, Cs.
Brecha Ignea: Pt, Cr, Zn, Ge, Ba.
12. Resultados de Mina
Elemento
(ppm)
Zona
X
A
s
Zona
X
B
s
Zona
X
C
s
Zona
X
D
s
Zona
X
E
s
Co 4 - 18 8,6 18 8,1 19 7,3 19 -
Ni 6 - 12 5,2 12 4,3 14 6,1 14 -
Cu 1500 - 3713 1,4 10410 3,0 4800 1,7 3700 -
Zn 32 - 38,3 20,4 53,6 34,9 63,2 41,1 150 -
Ga 16 - 19 2,5 17 3,5 19 2,5 18 -
As 123 - 65 48,6 106 72,0 57 71,3 19 -
Au (ppb) 90 - 50 43,6 98 70,5 72 74,9 90 -
Sc 11 - 8 6,2 8,8 4,8 11,2 8,2 11 -
Cr 80 - 152 56,6 165 50,4 112 22,5 140 -
Mn 34 - 29 16,7 35 21,0 48 31,7 210 -
Fe (%) 3,01 - 3,34 1,5 2,67 1,3 2,96 1,0 2,61 -
12
13. Resultados de Mina
Elemento
(ppm)
Zona
X
A
s
Zona
X
B
s
Zona
X
C
s
Zona
X
D
s
Zona
X
E
s
Ag 1,0 - 0,86 0,6 1,26 0,6 0,72 0,3 1,0 -
Cd 0,2 - 0,2 0,0 0,2 0,0 0,6 0,7 0,2 -
Rb 80 - 74 15,7 86 11,7 79 17,0 70 -
Sr 500 - 509 83,1 510 31,6 500 44,7 500 -
Mo 200 - 106 46,7 234 78,9 114 62,5 170 -
Sb 9,5 - 9,0 3,7 9,9 8,2 6,7 6,5 4,3 -
La 23 - 23,9 9,8 25,4 5,0 25,1 7,2 20,1 -
Ce 42 - 50.8 8,1 48,6 8,0 48,1 11,7 38 -
Sm 3,7 - 4,1 1,6 4,1 1,6 4,2 0,9 3,7 -
Eu 1,1 - 1,0 0,4 1,1 0,5 0,9 0,4 1,1 -
Dy 1,7 - 1,8 0,9 1,8 1,1 2,5 1,3 2,1 -
13
14. Resultados de Mina
Elemento
(ppm)
Zona
X
A
s
Zona
X
B
s
Zona
X
C
s
Zona
X
D
s
Zona
X
E
s
Cs 2,3 - 2,1 1,2 2,7 1,0 2,5 1,0 3,4 -
Lu 0,14 - 0,17 0,09 0,18 0,12 0,22 0,12 0,18 -
Hf 4 - 4,1 1,4 3,9 0,8 3,6 1,3 3 -
Ba 400 - 475 117 488 113 450 141 400 -
Pt (ppb) 10 - 14 5,2 10 0,0 10 0,0 10 -
Pb 36 - 16 6,8 18 7,9 16 6,2 28 -
Bi 1,0 - 1,5 1,2 1,4 1,2 0,8 0,5 1,0 -
Th 5,2 - 6,8 4,3 6,6 5,3 6,5 6,2 2,4 -
U 1,1 - 1,4 0,5 1,4 0,5 1,6 1,0 0,7 -
Se 6 - <3 - <3 - <3 - <3 -
14
17. Concentrado de molibdeno: Pd, Pt, Ag, Au,
Nd, As, Sr, Cs, Ba, Eu, Lu.
Los elementos de interés económico que se presentan en los
diferentes productos del proceso de concentración, se detallan a
continuación:
185,244 users
17
Resultados
Concentradora
Concentrados de cobre: Au, Se, Mo, Pd, Ag,
Cd, Lu, Pt, Bi, Co, Zn, As, Sb .
Relaves, son eluídos elementos importantes
con Au, Ge, Ga, Bi, Eu.
18. Resultados de Concentradora
Alimentación
Concentrado
Cu-Mo
Concentrado
Mo
Concentrado
Cu
Cola final
Au ppm 0,15 3,70 0,10 3,40 0,10
Sc ppm 18,0 2,8 1,0 3,2 20,0
Cr ppm 62 12 INF 10 45
Mn ppm 22 22 19 4 28
Fe % 2,59 20,1 0,47 22,6 2,27
Co ppm 20 180 15 180 16
Ni ppm 9 9 160 30 9
Cu ppm 9600 380000 1600 380000 2200
Zn ppm 45,0 45,0 - 530 31,0
Ga ppm 20 20 20 20 20
As ppm 191 3130 870 3700 110
18
25. Mina y Concentradora
▰ La existencia de elementos traza de interés económico en la mina, se debe a las propiedades
cristaloquímicas que estos presentan (radio iónico, electronegatividad, número de coordinación,
etc.), permitiendo que se presenten tanto en los minerales de mena (sulfuros) como de ganga.
▰ La Mina está caracterizada, en las cinco zonas de enriquecimiento, por anomalías de ocho
elementos, cuyos valores promedios son: Au (80 ppb), Ag (0,90 ppm), As (93 ppm), Sb (8,5
ppm), Mo (93 ppm), Bi (2,4 ppm), Eu (1,0 ppm) y Lu (0,2 ppm).
▰ Las tierras raras (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Dy, Lu, Yb) se encuentran principalmente en las zonas de
enriquecimiento B, C y D con concentración promedio de 102,3 ppm.
▰ La concentración de los elementos trazas en las diferentes zonas de la Mina es poco significativa
desde el punto de esta explotación. Son los concentrados de cobre, molibdeno y relaves los que
presentan valores atractivos, especialmente algunos elementos caros como Dy, Nd y otros.
CONCLUSIONES
25
26. Mina y Concentradora
▰ La mayor concentración de elementos traza de interés económico (Au, Co, Zn, As, Se, Ag, Cd,
Sb, Bi, Pt, Pd), se detectó en el concentrado de cobre, que después fue procesado en la
Fundición y Refinería.
▰ La concentración de los elementos traza contenidos en el concentrado de Cu es de Au (3,4
ppm), Co (180 ppm), Zn (530 ppm), Se (220 ppm), Ag (56 ppm), Cd (6 ppm), Sb (340 ppm), Bi
(15 ppm), Pt (0,010 ppm), Pd (0,015 ppm) y Mo (260 ppm).
▰ El concentrado de molibdeno se encuentra caracterizado por Co (160 ppm), Cu (1600 ppm),
As(870 ppm), Sr (2500 ppm), Pd (0,045 ppm), Cs (10 ppm), Ba (800 ppm), Nd (1400 ppm), Eu
(3,0 ppm), Lu (0,30 ppm), Pt (0,90 ppm), Pb (150 ppm).
▰ Se eluyen en los relaves, cantidades económicamente explotables de Cu (0,22%), Au (0,1 ppm),
Mo (200 ppm), Eu (1,5 ppm), Dy (3,7 ppm), Bi (13 ppm), Ge (3 ppm), Lu (0,3 ppm). El Ga pasa
directamente a los relaves, dado su afinidad por el aluminio existente en los minerales de ganga.
CONCLUSIONES
26
27. Fundición, Refinería y Relaves
▰ Los concentrados de molibdeno presentan leyes de 1.400 ppm de Nd (neodimio) por
tonelada de concentrado. Esto representa un valor in situ de US$ 967 por tonelada (7,5
ton/día) año 1987.
▰ Las escorias del horno reverbero y del escorial nuevo contienen cantidades apreciables de
cobre, molibdeno y valores anómalos de plata, zinc, cobalto.
▻ Cobre 0,79% Cu total
▻ Molibdeno 0,22 – 0,35 % Mo
▻ Plata 2,2 - 2,7 ppm
▻ Zinc 690 - 1950 ppm
▻ Cobalto 180 - 340 ppm
CONCLUSIONES
27
28. Fundición, Refinería y Relaves
▰ Las tierras raras presentes son Sc, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Dy, Yb y Lu y sus valores totales in situ
son los siguientes:
▻ Escoria horno reverbero US$ 2.895.057/mes
▻ Escorial nuevo (200.000 TM estimadas) US$ 31.550.913
▰ Los barros anódicos y arseniacal tienen contenidos anómalos de Ni y U. Existe una
concentración de Pt y Pd de 4 y 17 ppm/mes (valor 42 y 57 US$/mes).
▰ Los polvos del horno de reverbero, convertidor y limpieza tienen altas leyes de cobre, plata, oro y
molibdeno. Las leyes de las tierras raras son bajas comparadas con leyes de las escorias. Esto,
sumado al menor tonelaje producido, no presentarían mayor interés.
▰ Las arenas del relave de Potrerillos presentan valores interesantes de Au (x = 0,15 ppm) y Cu (x
= 0,26%)
CONCLUSIONES
28
29. RECOMENDACIONES
Realizar un estudio cuantitativo de los elementos traza presentes en los diferentes minerales de
mena de interés existentes en la Mina, que permitirían compararlos con los elementos trazas
existentes en minerales como pirita, calcopirita, calcosina encontrados en prospectos de interés.
29
Con los resultados obtenidos en la Concentradora, se puede estudiar la posibilidad de optimizar el
proceso de concentración tanto del concentrado de cobre como del concentrado de molibdeno, a
fin de un mayor rendimiento de elementos de interés económico que son eluídos en los relaves.
Realizar un estudio comparativo del concentrado de cobre y concentrado de Molibdeno del lugar
donde se realiza el estudio, que procesan parte de sus concentrados en una Fundición, a fin de
establecer métodos para la recuperación de elementos traza y así evitar duplicidad de esfuerzos.
Estudiar el comportamiento de las tierras raras en el yacimiento, dado que en estas se
encuentran elementos de gran valor económico y estratégico.
30. RECOMENDACIONES
Estudiar la distribución de elementos que caracterizan la zona A (zona de lixiviado) en cada uno
de los tipos litológicos existentes, que eventualmente servirían de referencia o guía en otras
zonas de alteración.
30
Se recomienda realizar estudios metalúrgicos para la obtención de Nd en los concentrados de
molibdeno de Fundición – Refinería.
Iniciar estudios por ejemplo (mineralogía y pruebas metalúrgicas) para la recuperación de cobre,
plata y molibdeno de las escorias de Fundición y estudios para una probable recuperación de
tierras raras.
Hacer estudios preliminares de concentración en los relaves de El Salvador, especialmente por el
elemento Sc (Valor 15905 US$/kg).
31. RECOMENDACIONES
Como los contenidos de tierras raras son similares en los concentrados de cobre de las
Divisiones de Codelco (varía entre 27,3 y 47,7 ppm) es recomendable realizar estudios de
tierras raras a nivel corporativo.
31
Efectuar estudios de comercialización de los elementos encontrados, el valor in situ
representa el valor de material, sin considerar costo de explotación, transporte, tratamiento
metalúrgico y otros.
Efectuar en los relaves de Potrerillos análisis granulométrico y pruebas de peletización y
lixiviación alcalina o bien lixiviación alcalina sola.
