Este documento describe el potencial minero de Ecuador, especialmente los relaves y desechos mineros, y los problemas ambientales asociados. También explica métodos para el manejo de desechos mineros, incluyendo la recuperación de metales de baja ley a través de la biolixiviación en pilas. Finalmente, proporciona detalles sobre procesos como la biolixiviación de cobre y la biooxidación de oro y plata.

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
É
La Universidad Católica de Loja
BIOMINERIA:
Manejo y Recuperación de Minerales de Baja Ley
de los Desechos Mineros Mediante
Lixiviación Biológica “Heap”.
Francisco Gordillo,.
Portovelo – Ecuador
2006

2. TEMÁTICA
• Potencial minero del Ecuador (Relaves).
• Problemática Ambiental de los desechos mineros.
• Manejo de desechos mineros.
• Recuperación de Metales de Baja Ley.
• Biolixiviación en “heap”.
• Tratamiento de relaves en la etapa de cierre.
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3. Potencial minero del Ecuador
(Relaves)
(R l )
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4. Francisco Gordillo E.
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5. PUNTOS DE DEFLEXIÓN DE LA CORDILLERA DE LOS ANDES

6. Magmas associated with Middle-Late Tertiary depos
205 230Ma
205-230Ma are enriched at the source by pelagic sediments an
contaminated by continental crust
180-201Ma
Evidence of hydrothermal mobilization of crustal le
from basement lithologies during ore events
65Ma
POTENCIAL MINERO DEL ECUADOR
DE MINERALES METALICOS
1.8Ma
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7. Junin
El Torneado
Bella Rica
San Bartolomé
Chaucha
Middle-Late Tertiary Portovelo-Zaruma
deposits
Los Li d
L Linderos

9. POTENCIAL MINERO DEL PAIS
1.600 TM
1'500.000 TM
700 TM
Au (onz) 700 TM
Ag (onz) 1.600 TM
Cu (onz) 1.500.000 TM
FUENTE: Prodeminca 2000

10. Bolsa de Valores mayo 2006

11. H
SECTORES ESTUDIADOS
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14. PROCESO TRADICIONAL DE RECUPERACIÓN
> 100.000 tn/año
(38451 m³/año)
0.8% cu
1.1%
1 1% Pb
1.4% Zn
1.5 gr/tn Au
62 gr/tn Ag
g g
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15. Problemática Ambiental de los
desechos mineros.
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16. Contaminación: Minería en Ecuador

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18. Influencia Ambiental
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21. CENDA, acuerdo M. 217(31/08/1996)
• 240 Tn CN/año
• 420 Tn CaO/año
• 1.000.000 m3 H2O/año
• 1000 Kg Hg/año
• CN es arrojado cada 3 meses por
sobresaturación de thiocianatos
• Los relaves tienen 15% de CN
• Metales pesados son desalojados al río
í
• 50% de Hg es arrojado al río
• Hg, Cu, Ag, se consideran los mas contaminantes
g, , g,
• PROYECTO ERT (Empresas de recuperación
terciarias).

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23. Manejo de Desechos Mineros Sólidos
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25. Dr. Marcos Monroy
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26. Portovelo: E-NE-SE

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29. MANEJO INTEGRADO DE
DESECHOS SÓLIDOS
1.
1 ESPACIO
2.
2 MANEJO
3. TRATAMIENTO
4. MONITOREO
5. CIERRE
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35. Recuperación de metales de baja ley
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36. Recuperacion de metales Au, Ag, Cu
Tostacion (pretratamiento)
99% RECUPERACION
1ª ETAPA 500°C (6Horas) ALTO COSTO AMBIENTAL
GASTO ENERGETICO MUY ALTO
2ª ETAPA 600°C (6Horas)
Ataque Químico (li i i ió )
At Q í i (lixiviación)
Disolución de metales
• Biolixiviación (pretratamiento y/o lixiviación)

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38. OXIDO-REDUCCIÓN
OXIDO REDUCCIÓN
• L oxidación es una reacción química en l que
La id ió ió í i la
un metal o un no metal cede electrones. La
reacción química opuesta a la oxidación se
conoce como reducción, es decir cuando una
especie química acepta electrones Estas dos
electrones.
reacciones siempre se dan juntas, es decir,
cuando una sustancia se oxida, siempre es por
, p p
la acción de otra que se reduce. Una cede
electrones y la otra los acepta. Por esta razón,
se prefiere el término general de reacciones
redox.
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39. 1947

40. Dr. Marcos Monroy
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42. Biomineria:
Biolixiviación y/o
Biooxidación
Biorremediación.
Flotación
Recuperación
Remediación Ambiental
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43. BIOLIXIVIACIÓN
Incremento en la velocidad de disolución de ciertos componentes
en una matriz insoluble o poco soluble,
por acción directa o indirecta de microorganismos
HONGOS BACTERIAS LEVADURAS
ARQUEAS
LIXIVIACIÓN
BACTERIANA
Dr. Edgardo Donati
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45. MS(s) + 2 O2(g) MSO4(ac)
2 Fe2+ + 1/2 O2 + 2 H+ A. f./L.f. 2 Fe3+ + H2O
MS + 2 Fe3+ M2+ + S + 2 Fe2+
S + 3/2 O2 + H2O A.f./A.t./A.c.c. H2SO4
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48. MUESTREO
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49. Aislamiento
Cultivo
- 9K - 0K
- FeTSB

50. Caracterización Molecular
ADN

51. Bioactividad

52. Acidithiobacillus
ferrooxidans
Acidófilo (pH 1-4) Resistente a metales)
Oxida Fe2+ y S 55 g/l Cu(II)
Es un bacilo 72 g/l Ni(II)
Aeróbico 120 g/l Zn(II)
Usa CO2 160 g/l Fe(II)
30 g/l Co(II)
Mesófilo (20-40 oC)
(20 40
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53. EL BIOPROCESO
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54. BIOLIXIVIACIÓN
Vía del polisulfuros y azufre
elemental para los sulfuros
metálicos solubles a los
ácidos.
Cu, Zn, Pb, ……..
BIOOXIDACIÓN
Vía tiosulfato y politionatos que
sugiere la oxidación de los
g
sulfuros metálicos insolubles a
los ácidos.
Au, Ag, Pt Francisco Gordillo E.
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55. BIOLIXIVIACIÓN
Cu
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56. Metales de transición
Minerales de cobre
Cu (nativo)
Cu2O (cuprita)
( p )
CuCO3.Cu(OH)2 (malaquita)
CuFeS2 (calcopirita)
CuS (covelita)
Cu2S (calcocita)
Cu5FeS4 (bornita)
14.000.000 de toneladas Cu Dr. Edgardo Donati
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57. MINERALES DE COBRE
Generalmente en la capa superior
p p
se encuentran los minerales
oxidados (cuprita), junto a cobre
nativo en pequeñas cantidades, lo
que explica su elaboración
milenaria ya que el metal podía
extraerse fácilmente en hornos de
fosa. A continuación, por debajo
,p j
del nivel freático, se encuentran
las piritas (sulfuros) primarias
calcosina (S2Cu) y covellina (SCu)
y finalmente las secundarias
calcopirita (S2FeCu) cuya
explotación es más rentable que la
de las anteriores. Acompañando a
p
estos minerales se encuentran
otros como la bornita (Cu5FeS4),
los cobres grises y los carbonatos
azurita y malaquita que suelen
formar masas importantes en las
minas de cobre por ser la forma en
la que usualmente se alteran los
q
sulfuros.
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58. Heap Leaching
Cerro C l
C Colorado, Chile
d Chil
Cananea, Mexico
Chuquicamata SBL, Chile
Collahuasi,
Collahuasi Chile
Girilambone, Australia
Ivan Zar, Chile
Morenci,
Morenci USA
Punta del Cobre, Chile
Quebrada Blanca, Chile
Salvador QM Chile
QM,
Sociedad Minera Pudahuel, Chile
Zaldívar, Chile
PRODUCCIÓN CHILE CHILE
MUNDIAL (TOTAL) (BIOLIXIVIACIÓN)
14.000.000
14 000 000 4.740.000
4 740 000 1.500.000
1 500 000
TONELADAS TONELADAS TONELADAS

59. Mina de cobre
Chuquicamata
Chile
(1993-…)
Produce 640.000 t C
P d 640 000 tn Cu
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60. BIOOXIDACIÓN
Ó
Au-Ag
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61. CÓMO SE ENCUENTRA EL ORO EN LA NATURALEZA?
LIBRE O NATIVO
ASOCIADO A OTROS MINERALES REFRACTARIO

62. MINERALES DE ORO
Minerales refractarios
El oro está finamente diseminado en la matriz y no puede ser
á fi di i d l i d
liberado ni siquiera con muy fina molienda.
Alto consumo de cianuro
Baja recuperación de oro (30-35 %)

64. Biolixiviacion “Heap”
(Relaves)
(R l )
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65. BIOLIXIVIACIÓN “HEAP” (pila)
Utilizado para minerales oxidados y/o sulfurados de cobre:
Pila de 6-20 metros de altura de mineral triturado
Base de concreto cubierto de polietileno de alta densidad, PVC, etc.
Poco control bacteriano.
Costos bajos.
METALES
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66. Preparación de la base de la Pila
Ing. Enrique C
Geobiot

67. Instalación de la tubería de
oxigenación
Ing. Enrique C
Geobiot

68. Preparación de la piscina de
biolixiviados
Ing. Enrique C
Geobiot

69. Acumulación de relaves en Pila
Ing. Enrique C
Geobiot

70. Pilas ya listas para el proceso
Ing. Enrique C
Geobiot

71. BIOLIXIVIACIÓN “HEAP” (pila)
Ing. Enrique C
Geobiot

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73. DIAGRAMA BIOTECNOLÓGICO PARA RECUPERAR Laboratorio
COBRE CONSERVACION Y
MANTENIMIENTO
DE CEPAS
Relaves
Cámara
de cultivo BACTERIANO
SULFOHIEROO-OXIDANTES
Pila de
Biolixiviación
50x50x6m
METALES
Clarificación
Cu + Sedimentación -
Extracción
60% recuperación por solvente Francisco Gordillo E.
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74. RECUPERACIÓN DE ORO Y PLATA DE PILAS BIOLIXIVIADAS
Laboratorio
Pila de lixiviación
Solución Solución
CN rica CN pobre
METALES
Au
Ag
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75. Tratamiento de relaves en la etapa
de i
d cierre.
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76. Dr. Marcos Monroy
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82. PRECIPITACIÓN DE METALES PESADOS
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83. Tipos de Bioremediación
In Situ: El tratamiento de agua subterránea o suelo sin excavar.
Típicamente se trata de la inyección de nutrientes y aceptores de
electrones en pozos de infiltracion combinados con pozos de
extracción para controlar la zona hidráulica
Bioventilacion: Una forma de bioremediación in situ - Se inyecta
y extrae aire en lugar de agua Aplicado a zonas vadosas
agua. vadosas.
Pilas Biológicas: El tratamiento de suelos en pilas con
suministro activo de aire, humedad y nutrientes. Típicamente se
añade un material poroso ligero para facilitar la aeracion.
Barreras Biológicas: Una trinchera para interceptar y tratar una
pluma contaminada. La trinchera se rellena con materiales que
contaminada
estimulan la actividad biológica.

84. In Situ Bioremediación
Descarga
Nutrientes, aire y/o aceptor de
electrones alternativos
Tratamiento
de agua
Bomba Tanque de mezcla
Deposito subterráneo con
Pozo de
inyección fuga Pozo de
extracción
Nivel de agua
subterránea
Flujo de agua subterránea

85. Bioventilación

86. Pila Biológica

87. Barrera Biológica

89. CBCM UCG
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA Centro de Biología Unidad de Ingeniería Civil
La Universidad Católica de Loja Celular y Geología y Minas
Molecular
CINDEFI
Centro de Investigaciones y Desarrollo
en Fermentaciones Industriales Argentina
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90. GRACIAS por su Atención
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