El documento resume los principales conceptos de la hidrometalurgia, incluyendo su definición, etapas (lixiviación, extracción por solventes y electro-obtención), ventajas y desventajas. También describe factores que afectan la cinética de lixiviación como la temperatura, concentración de reactantes, agitación y catalizadores.

1. Introducción
De acuerdo conla mineralogía delas especies cupríferas a tratar,se puede optar por una deéstas dos vías,es decir,pirometalurgia
para aquellos minerales considerados sulfurados y vía hidrometalúrgica para aquellos que son oxidados.
Sin embargo, esta concepción ha idoevolucionando a través delos años debido a la problemática que sugiere elagotamientode los
minerales oxidados de cobre, dejandocomoalimentación,minerales sulfurados para las plantas hidrometalúrgicas instaladas. Esto
ha tenidocomo consecuencia eldesarrollodeinvestigaciones para el tratamiento desulfuros primarios y secundarios por ésta última
vía.
Parte de la problemática mencionada, debesuorigen enla distribucióngeológica delos minerales al interior dela corteza terrestre.
Se sabe que, para el casoparticulardel cobre, éstese encuentra generalmentepresente, en nuestro país, en depósitos porfídicos
diseminados en granos finos en las rocas con estructuras deltipo cobre –hierro –azufre, es decir, minerales sulfurados de cobre
como calcosina (Cu2S), bornita (Cu5FeS4) y calcopirita (CuFeS2). Además,selepuedeencontrarcomo minerales oxidados enla forma
de carbonatos, óxidos, sulfatos e hidróxido –silicatos.
 Pórfido cuprífero: Se denomina pórfido cuprífero o pórfidode cobrey molibdenoa un tipo de mineralización de origen
magmático e hidrotermal.Los pórfidos cupríferos constituyen la principal fuente de extracción tantode cobrecomode
molibdeno. Los depósitos de pórfido sepuedensubdividir en distintos tipos considerando su contenido metálico. Estos
tipos incluyen Cu-Mo, Cu-Au, Cu, Au y Mo.
Introducción 2
En el norte deChile, los principales yacimientos de cobre son pórfidos cupríferos formados en cinco episodios enelinterval oentreel
Cretácico y el Plioceno. Los principales depósitos de pórfidos cupríferos del norte de Chile —Chuquicamata,Collahuasi,El Abra, El
Salvador, La Escondida y Potrerillos— están todos emplazados sobre la falla Domeyko.
En los últimos años, las tendencias en la metalurgia extractiva delos metales comunes y preciosos sehanvistocondicionadas portres
hechos:
1. Disminución en las leyes de los minerales
2. Impacto ambiental de las industrias mineras y metalúrgicas
3. Precios bajos de los metales en los mercados internacionales
Esta situación ha desembocado en las necesidades de acciones concertadas de investigacióny desarrolloen los campos de minería,
procesamiento de minerales, pirometalurgia e hidrometalurgia, tendentes a:
1. Incrementar las recuperaciones
2. Abaratar los costos
3. Disminuir los problemas medioambientales
La hidrometalurgia se presenta entonces como una alternativa para el tratamiento de diversas materias primas. Es el mediomás
económico para la obtenciónde oro, uranio, níquel laterítico,aluminio y cobres oxidados. Sin embargo, es un proceso que nopuede
competir con la pirometalurgia en cuanto al procesamiento de minerales como los sulfuros de cobre, mediante la producción de
concentrados de cobre con altas recuperaciones.
HIDROMETALURGIA
Una definición adoptada de manera general en metalurgia extractiva es: “La hidrometalurgia es el tratamiento de minerales,
concentrados y otros materiales metálicos a través demétodos húmedos que producen la disoluciónde alguno desus componentes
y su posterior recuperación a partir de la solución”.
De la anteriordefiniciónsededuceque la hidrometalurgia es la rama de la metalurgia
extractiva que utiliza disoluciones acuosas para la obtención de los metales,
normalmente en un rango de temperaturas comprendido entre los 25°C y 250°C. Al
mismo tiempo, los procesos pueden operara presiones de soloalgunos kPa, inclusive a
vacío, pero alcanzando sólo hasta los 5000 kPa.
Uno de los campos deaplicación mejor definidos es eltratamiento de minerales pobres,
e inclusomarginales,sinnecesidad detransformar la grancantidad deganga inerte en
la cual seencuentranocluidos. Asímismo,se caracteriza por la posibilidad de elección
de los reactantes entre un amplio rango, tanto por su naturaleza como por su
concentración y además por el alto grado de control que se puede ejercer sobrelas
reacciones que utiliza.
HIDROMETALURGIA 2

2. Varios sonlos factores responsables del tardío desarrollode la hidrometalurgia frentea la pirometalurgia,entre los quese pueden
mencionar:
1. Se requierela utilización dereactivos ácidos y básicos y engeneral reactivos inorgánicos y orgánicos quefueron en algún
momento de la historia desconocidos.
2. Los reductores necesarios para recuperarlos metales a partir de las soluciones quelos contienen, tales comola electricidad
y el hidrógeno, no estuvieron disponibles a escala industrial hasta épocas cercanas al siglo XX.
3. Se requierela utilización demaquinaria pesada y compleja para realizarla preparacióndelas menas medianteoperaciones
de trituracióny molienda,suataqueengrandes y complejos reactores,la separación sólido-líquido, elmanejodegrandes
volúmenes de soluciones y pulpas.
El proceso hidrometalúrgico consta de tres etapas unitarias: Lixiviación(LX), extracción por solventes (SX) y electro-obtención (EW).
En la figura que se presenta a continuación se muestra un diagrama típico.
HIDROMETALURGIA 3
El uranio también requierede procesos hidrometalúrgicos para su obtención a partir de minerales de baja ley. Una característica
importante es que tanto las técnicas de extracción por solventes y resinas intercambiadoras de iones, para la purificación y
concentración desoluciones de lixiviaciónfueron desarrolladas hacía 1940, precisamentepara tratar las soluciones cargadas en iones
de uranio.Hoy en día,sobretodo la primera, se aplicancon éxito para la separacióny obtenciónde la mayoría de los metales, sean
comunes o raros.
El níquel es otrode los metales queseobtienevía húmeda. En 1954semontó enCanadá la primera planta que utilizaba lixiviación a
presión con soluciones de amoniaco-sulfato de amonio y posterior precipitación del metal con hidrógeno gaseoso.
Otro de los ejemplos importantes es la lixiviación a presiónpara la obtencióndezinc sintostación previa del mineral. Se sumaa esto,
la utilización de bacterias para el tratamiento de menas refractarias de oro, minerales de uranio y cobre.
VENTAJAS DE LA HIDROMETALURGIA
1. Los procesos hidrometalúrgicos son los más adecuados para el tratamiento de menas complejas y para la producción de
un gran número desubproductos.Los minerales y concentrados complejos en lo queestán presentes una gran variedad
de metales valiosos pueden ser procesados con ventaja por vía húmeda.
2. La economía global de estos procesos se puede ver muy favorecida por los ingresos provenientes de la venta de estos
subproductos, lo cual hace a la vía hidrometalúrgica muy atractiva.
3. Los costos de personalpara la hidrometalurgia sonsignificativamente menores que para la pirometalurgia. Estoes una
ventaja cuando las plantas no operan al máximo, haciendo a la vía húmeda más competitiva.
4. Puede ser utilizada ventajosamentepara el tratamientodemenos pobres y/omarginales condifícilconcentración, locual
no podría ser rentable por vía pirometalúrgica.
5. Se trabaja a temperaturas relativamente bajas con lo cual los consumos energéticos son reducidos.
6. Es una alternativa a los procesos de vía sea para reducir la polución atmosférica, especialmente la provocada por las
emisiones de dióxido deazufreen los procesos pirometalúrgicos.Es decir,es unprocesomedioambientalmenteamigable.
7. Los residuos hidrometalúrgicos,comosoluciones y pulpas, pueden ser manejados con facilidad consistemas debombeo
nada complejos.
8. Es el único método válido para eltratamientode menas quenopuedensertratadas físicamenteportrituracióny molienda.
Así, un mineralsimplemente fracturado puedeser tratado porlixiviación estática conun ahorroconsiderablede costesy
recuperaciones aceptables, más nunca máximas
DESVENTAJAS DE LA HIDROMETALURGIA
1. Plantas hidrometalúrgicas requieren de controles estrictos para mantener los parámetros de operación dentro de los
márgenes satisfactorios.
2. No hay ventajas económicas apreciables en eltratamiento deminerales ricos o concentrados frente a los métodos devía
seca.
3. Desde elpuntodevista del consumode reactivos, la hidrometalurgia es más problemática ya que requiereel uso deácido
sulfúrico, el cuales escaso. En estecasola hidrometalurgia y la pirometalurgia son sinérgicas ya que las plantas deácido
de las fundiciones generan el ácido, el cual es comercializado.
4. La ingeniería de las plantas hidrometalúrgicas suele ser más compleja que la de las plantas de vía seca.
5. Los procesos hidrometalúrgicos no generan residuos gaseosos, pero si importantes cantidades de residuos sólidos y
líquidos que son fuente de problemas muy importantes en caso de no ser dispuestos de forma adecuada.

3. Diagramade Pourbaix (Eh-pH)
Los procesos de lixiviación pueden realizarseen diferentes condiciones, tantoen soluciones ácidas comobásicas, bajo condiciones
oxidantes, neutras o inclusive reductoras y en presencia o ausencia de iones complejantes.
La eleccióndelas condiciones para cada proceso dependerá de la naturaleza delmateriala tratar y delgradodeselectividadrequerido
por el propioprocesode lixiviación.Es decir, utilizando las condiciones adecuadas,será posiblesolubilizar ciertos metale s a partir de
una alimentaciónmásomenos compleja,dejandoa otrossinatacaroconvirtiéndolosenespeciessólidas insolublesquesedesecharán
junto con los residuos de la lixiviación.
Velocidad de redacción
La cinética química estudia las velocidades de las reacciones químicas y los mecanismos a través delos cuales éstas seproducen. La
velocidadde reacciónes la velocidad conla quedesciendela concentración deun reactivo o aumenta la de un productoen elcurso
de una reacción.
Se ha encontrado que la velocidad de una reacción dependede la naturaleza de los reactivos (estado físico, granulometría, entre
otros), la concentración de estos, la temperatura y los catalizadores.
De los estudios experimentales dela cinética de una reacción química, se deducequesuley de velocidad tiene la siguiente forma:
𝑣 = 𝑘∗[𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠]𝑛
Se debe tenerenconsideraciónqueesta ecuación develocidad se encuentra enfunciónde las concentraciones de las sustancias que
toman parte en la reacción.
Constante de velocidad o constante cinética: k
 Depende de la reacción, de los catalizadores (cuando se usan), y de la temperatura
 Su valor indica si la reacción es rápida o lenta
 Tiene unidades, que dependen del orden de la reacción
Diagrama de Arrhenius.
La velocidad de una reacción aumenta al elevar la temperatura. Mediante observaciones experimentales, Arrhenius obtuvouna
relación matemática entre la constante de velocidad y la temperatura:
𝑘=𝐴∗𝑒(−𝐸𝑎/𝑅𝑇)
Donde Aes una constante que depende de la reacción.
Este diagrama es utilizado para analizar elefectode la temperatura en las tasas de rapidez delas reacciones químicas. El gráfico de
Arrhenius da una línea recta, desde la cual puede ser determinada la energía de activación.
Arrhenius argumentó que para que los reactivos se transformen en productos, deben primero adquirir una mínima cantidad de
energía,llamada la "energía deactivación"Ea a una cierta temperatura absoluta T. Tiempode disoluciónpara diferentes especies de
cobre.
Factoresque afectan lacinéticade lixiviación:
Para aumentar la velocidad global de un proceso hidrometalúrgico debemos considerar modificar las siguientes variables:
1. Temperatura
La velocidad de una reacción química generalmenteaumenta con aumentos de temperatura. Para describireste efecto seutiliza la
conocida ecuación de Arrhenius:
¿Control difusional o control químico?
Se utiliza el criterio de la evaluación del valor de la energía de activación:
 Si Ea ≤25 kJ/mol significa que la reacción es rápida y el control del proceso es difusional.
 Si Ea ≥40 kJ/mol significa que se desarrollará un proceso bajo control químico.
2. Concentración de reactantes
A bajas concentraciones de ácido el control es disfuncional, al aumentar el ácido disponible se para a control químico.
3. Agitación
Es de comúnacuerdoqueel aumentoenla velocidad de agitacióndurante la lixiviacióntieneunefecto sobre la cinética delixiviación.
Además, es importante mencionar que el proceso va a estar controlado por la difusión si la velocidad de reacción aumenta al
incrementar la velocidad de agitación.
Este aumentose debea que, alincrementar la agitación,sedisminuye elespesor dela capa límite(capa difusora),lo cual mejorala
difusión de los reactantes y productos.
4. Catalizadores
En término generales, no existe una teoría que explique demodoglobal su forma deintervenir los procesos. Sepuededecir,quecada
reacción tiene un tipo de catalizador específico.
Los catalizadores puedes ser sustancias sólidas, líquidas o gaseosas que pueden formar con los reactantes una sola fase (catálisis
homogénea) o varias fases (catálisis heterogénea).
Es importantemencionar quelos catalizadores no afectanla constantede equilibriotermodinámico,pero permitellegar a ella más
rápido al aumentar la velocidad de reacción.
Algunoscatalizadores:
 Sílice de nano tamaño
 Carbón activado
 Pirita

4. Losionesde plata son considerados por varios investigadores como los más efectivos para catalizar la lixiviación dela calcopirita. El
principal inconveniente es elcostoasociado a este reactivo, por loquea menos que estépresenteenel mineralsu utilizaciónno será
posible. Apesar deesto, para poder desarrollar catalizadores más efectivos y baratos es necesarioestablecer elmecanismodel efecto
catalizador de los iones de plata
Iones de manganeso. El óxido de manganeso se ha utilizado en la disolución de calcopirita producto de su característica como
semiconductor y alto potencial dereposo quetieneun valor de 1,2 V . De acuerdocon estos antecedentes seespera queelsistema
calcopirita –pirolusita presentetres vías para la oxidaciónde la calcopirita. Deviet al., (2000) proponen que alentraren contacto
momentáneo ambos minerales en una solución agitada, seformeun pargalvánico en dondeambas especies sedebierandisolver de
acuerdo con las reacciones:
5. Auto-catálisis
6. Tamaño de partícula
Una disminuciónde partícula enun proceso hidrometalúrgico beneficiará tantoa la reacción química como a la difusión al habermás
superficie reactiva disponible disminuyendo los recorridos de los reactantes
7. Formación de un producto sólido

5. Aglomeración de minerales1:
La lixiviación enpilas es un métodousadopara recuperar unmetaldesde minerales debaja ley con un bajocostode inversión, bajo
costo de operación y con flexibilidad operativa. Los costos asociados con la molienda y la concentración se están volviendo mas
costosos, permitiendo que mas minerales de baja ley estén disponibles para la lixiviación. En la lixiviación en pilas, el mineral
conminuido se disponeen una cancha de lixiviación formandouna pila, dondees irrigadoconuna solución delixiviación. La solución
de lixiviación reacciona conelmineral, extrayendoun PLS, que puedeser recolectado y purificadoenun proceso posterior. Para este
proceso, el lecho de mineral deber ser poroso y permeable para permitir el flujo de la solución de lixiviación.
Las técnicas de aglomeración sonampliamente utilizadas por la industria para formarpartículas denominadas glómeros,que están
constituidas tanto por partículas finas como gruesas, que son más fáciles de manejar y procesar. Se ha demostrado que la
aglomeración mejora las recuperaciones dela especiedeinterés desdeelmineral enelproceso de lixiviación en pilas,particularmente
en la industria del oro, plata y cobre.
Sin aglomeración, las pilas de lixiviación presentan problemas de percolación. La mala permeabilidad se debe principalmente a
partículas finas quemigran a través dela pila. Estas partículas obstruyen los intersticios entrelas partículas de mineral más grandesy
dan lugar a una distribución desigual de la solución de lixiviación.
Aglomeración de minerales2:
Esto conduce a una pobre interacción entre el mineral y la soluciónlixiviante, produciendo bajas recuperaciones de la especiede
interés. Estopuedellevar a la extensión delos tiempos definidos para la operación delixiviación. La mala construcción dela pila puede
conducir a una pobrefiltración y permeabilidad,que puedeconvertirseen una limitantedelproceso. Para mejorar la recuperación,
es necesario mejorar la permeabilidad eliminando la canalización, distribuyendolos finos sobrelas partículas más gruesas y evitando
la compactación accidental que pudiese ocurrir durante la construcción de cada módulo.
La distribución actualdel mineral sinunaglomeradoprevio seilustra en la figura (A), dondelas partículas mas pequeñas yfinas migran
a través de las capas impermeables que forman el montón dentro del lecho de minera. La solución elige el camino de la menor
resistencia, comúnmente llamado canalización.
Si se ha acumulado suficientematerial fino, existela posibilidadde quela soluciónno pueda fluir a través dela pila en absoluto. En
este casola solución se acumula, generandozonas de pozas dentro dela pila. Porlo tanto, el mineral en estas áreas noes lixiviadoo
lixiviado parcialmente por difusión de la solución, extendiendo el tiempo para lograr las recuperaciones esperadas.
Una distribución ideal delmineralque podría resultarde la aglomeración es cuando las partículas finas se adhierena las pa rtículas
más gruesa, permitiendo que la solución fluya libremente a través del lecho de mineral poroso. Esto permite que la solución de
lixiviación entre en contacto con todo el mineral, permitiendo también una extracción uniforme a través de la pila.
La aglomeraciónpermite quelas partículas finas seadhierana las partículas demineralmás grandes y elimina la posibilidadde que
estas migreny causenproblemas depercolación. La aglomeración puedeserbeneficiosa cuando hay una cantidadexcesiva dearcilla
o material fino. Las partículas con una granulometría menos a la malla #100 causan problemas de permeabilidad y porosidad,al
mantener una distribución detamaño departícula uniforme,sepermitirá la percolación deseada.Además, se determina que,como
regla general, una alimentaciónque seconminuyóa un valornominalde19mm(0,75pulgadas) o más finotendrá queser aglomerado.
Descripción de lafenomenología
Mecanismos:
 Puente solido: pueden formarse puentes solidos por sinterización, fusión parcial reacciones quimicas, aglutinantes de
endurecimientoy recristalización a menudo forman puentes soludos debido a un cambiode temperatura delsistema.A
medida que aumenta la temperatura, se produce la fusión. En este caso, los puentes se forman cuando el materialse
enfría. Puentes solidos formados por reacciones químicas o aglutinantes deendurecimientoa menudo tienelugar conla
adición de humedad.. la temperatura y la presión elevadas pueden aumentar la resistencia de estos puentes.
 Adhesion y cohesion: las fuerzas deadhesión y cohesion se producen enlas interfaces solido-líquido cuando seemplean
aglutinantes altamente viscosos. Estas fuerzas también conducen a la atracción de átomos o moléculas libres de la
atmosfera circundantea la superficiedelos solidos,formando capas deadsorción, las cuales puedenpenetraren capas de
adsorción sobre otras particulas.
 Tensión superficial y fuerzacapilar: La tensiónsuperficial y las fuerzas capilares sonfactores clave enla aglomeración en
húmedo. Los glomeros estánunidos porpuentes líquidos quese formana partir de agua o condensación capilar,La presión
capilar se crea cuando todoelvolumendeporoentrelas partículas sellena con líquido, causandoquese formen meniscos
en los extremos de los poros. Estoconducea una presión capilar negativa queda la fuerza y estabilidad alglomero.Sin
embargo, la uniónpor tensión superficiala solas no proporciona fuerzas suficientementefuertes para las condiciones de
manipulación que debe soportar el material tratado.
 Fuerzas de atracción entre sólidos: Las fuerzas de atracción entre partículas sólidas son principalmente fuerzas
moleculares,eléctricas y magnéticas, representadas enla Figura a continuación (Pietsch, 2002). Apequeñas distancias, el
efecto de estas fuerzas puedeser grande, aunque disminuyen rápidamentecon la distancia. Estas fuerzas tambiénpueden
mejorar las fuerzas debidas a otros mecanismos de unión. Acontinuación se presenta una brevedescripción de estas
fuerzas:

6. FUERZAS DEATRACCION ENTRE SOLIDOS
Fuerzasmoleculares: Las fuerzas moleculares incluyen fuerzas de Van der Waals y fuerzas de valencia. Las fuerzas deVan der
Waals sonfuerzas físicas deatraccióny repulsión existenteentrelas moléculas, queseproducen debido a la polarización de la
partícula inducida por la presencia de otras. Las fuerzas de valencia surgen cuando los enlaces entre átomos o moléculas se
rompen, creando nuevas superficies con valencias incompletas. Si la superficiereciéncreada es grande, las propias valencias
pueden recombinarsesi las superficies recién creadas se acercan una a la otra. Otro tipode fuerza molecular,correspondea los
puentes de hidrógeno. La unión del hidrógeno ocurrecuando los átomos del hidrógeno se unen por los enlaces covalentes
polares a un pequeño átomo de alta electronegatividad. El átomo de hidrógeno interactúa con el par de electrones no
vinculantes de otro átomo electronegativo.
Fuerzas eléctricas: Pueden existir fuerzas eléctricas debido a campos electrostáticos. Cuando dos sólidos con campos
electrostáticos entran encontacto,seformandobles capas eléctricas. La doblecapa eléctrica se forma debido a la migración de
electrones entre partículas, hasta que se alcanza el equilibrio.
Fuerzas magnéticas: Las fuerzas magnéticas actúande forma similar a las fuerzas electrostáticas. Estemecanismo se limita a
partículas que poseen propiedades magnéticas
 Enlaces entrelazados: cuandolas particulas seentrelazandurantela aglomeración, seproducen enlaces entrelazados. Este
mecanismo también puede ocurrir si las partículas se compactan.
Cuando los mecanismos deuniónnaturales, tales como enlaces enrelazados, fuerzas de atracción o puentes solidos ,fallan
en la producción deaglomerados estables, se necesita utilizar un aditivo deuniónadicional. Estos agentes aglomeradores
utilizaranprincipalmente una combinaciónde fuerzas de adhesión,cohesion, tensión superficial, capilar y atractivas.
Es porco probable que solo se este produciendo un solo tipo de mecanismos durante el proceso de aglomeración. La
resistencia delaglomerado y el mecanismodeunión empleado sebasanen variables comoel tipode materialqueseesta
utilizando,el tipode agente aglomeranteañadido, la cantidad deagua agregada y las reacciones que tienenlugardentro
del proceso. En la lixiviación en pilas, los enlaces solidos se forman por endurecimiento o por aglomerantes altamente
viscosos, produciendo glómeros más estables que ayudan a mantener la permeabilidad de la pila.
Mecanismo (fenomenología):
 Puente solido
 Adhesión y cohesion
 Tensión superficial y fuerza capilar
 Fuerzas de atracción
 Enlaces entrelazados
Métodosde aglomeración
a) Tambor aglomerador: El método de aglomeración en tambor aglomerador es uno de los tipos mas comunes, para
operaciones de lixiviación en pilas, ya quepermite aplicaciones de altorendimiento. Estemétodode aglomeración seha
utilizado en la industria de plata, oro y cobre.
las principales variables de operación de este método de aglomeración incluyen la velocidad de rotación del tambor, la
inclinación y lasbermasde retención enel extremo dealimentación, o en ocasionesde descarga. La inclinación deltamblor
esta generalmenteentre 1 y 4 grados respecto ala horizontal y el tiempo de rotación delmineral en eltambor es de uno a
cuatro minutos. El tiempo de retención debe ser un minuto si la alimentación esta compuesta de mineralgrueso con pocas
puntas y cuatro minutos para el mineral que requiere mucha humedad. Los tambores funcionan entre el 20% y 60% de su
velocidadcritica, permitiendo quelos aglomerados rueden en cascada, dando comoresultado la creaciónde mejores glómeros.
La velocidadcriítica del tambor sedefine comola velocidad a la cualel material será transportado alrededor deltamborpor
fuerza centrífuga y se puede determinar usando la siguiente ecuación.
𝐶𝑠 =
42,32
√ 𝐷
Puntos importantes: la relación entre la longitud del tambor y el diámetro debe estar entre 2,5 y 5.
Cualquier soluciónañadida debe agregarsecomogotas grandes o un chorroconstanteen lugar de un aerosol.En general,los
aglomerados se mantienen usualmente en el tambor durante aproximadamente entre uno a cinco minutos.
Ecuación para dimensionar equipos como el tambor aglomerador, la cual se presenta a continuación.
Tiempo medio de residencia:
𝑇 =
1,77∗ √∅∗ 𝐿
𝑆 ∗ 𝐷 ∗ 𝑁
Donde:
T: Tiempo de residencia (min)
Ø: Angulo de reposo del mineral
L: Longitud del tambor aglomerador
D: Diámetro del tambor aglomerador (m)
N: Revoluciones por minuto del equipo (rpm)
𝑇𝑟 =
𝑚
𝐶
Donde:
T= tiempo de residencia promedio (horas)
M: masa total en el tambor aglomerador.
C: capacidad del equipo (t/h)

7. Descripcion general del equipo:
Tambor cilíndricorotatorio conuna longitud de 9 a 12 meros de largoy de 3 a 4 metros de diámetro (depende del equipode sus
especificaciones deingeniería). El tambor aglomerador descansa sobre dos conjuntos de muñones o soportes giratorios.La inclinación
del tambor sepuedeajustar entrelos 4 a 7 grados. El equipo gira entre5 y 12 rpmpor la acción demotores hidráulicos develocidad
variable que reacciona a través de un conjunto de piñón y anillo de engranaje. El interior del tambor está recubierto con un
revestimiento y posee salientes (paletas de levantamiento) que tienen por objetivo levantarel mineral duranteel giro del equipo.
Parámetros operacionales que deben ser controlados durante el proceso de aglomeración:
 Capacidad de tratamiento (t/h)
 Porcentaje de humedad (%)
 Flujo de ácido sulfurico (kg H2S04/t mineral)
 Flujo de agua (kg H20/t mineral)
Ventajasde laaglomeración:
 Mejora y homogeniza la permeabilidad de la pila
 Disminuje las canalizaciones de las soluciones (fenómeno que deja zonas sin lixiviar o parcialmente lixiviadas)
 Disminuye la posibilidad deformación denapas freáicas oanegamiento delas pilas (condición negativa para la estabilidad
de la pila)
 Permite el udo de pilas de mayor altura. Esto disminuye el área base de las pilas (de alto costo)
 Asegura, en gran medida, el contacto homogéneo del ácido sulfúrico con el mineral.
 Mejora la cinetica de lixiviación química y recuperacion final para un tiempo dado
 Produce la sulfatación sobre las partículas (glómero) después de cierto tiempo de reposo (curado)
b) Aglomerado en disco:
El método de aglomeracióndediscos rara vez seutiliza para operaciones de lixiviación en pilas distintas de las de laborato rio.
El método de alomeracion en disco es beneficiosocuandose trabaja con materialfino y suele ser capaz de producir un tamaño de
aglomerado uniforme con una gran resistencia. Varios de los parámetros operativos mas importantes incluyen el angulo y la
velocidad del disco, el punto dealimentacióndel material y laubicación y cantidad deaguarociada. Seafirma quela colocaciónde
las paletas de levantamiento también es otro factor importante con los aglomeradores de discos.
La pendientedeldisco esta generalmenteentre40° y 65°respectodela horizontal.Las rotaciones por minutodel discopuedenoscilar
entre 30 y 50 rpm, dependiendo del diámetro del disco y la pendientedelmismo. Los discos suelenfuncionarentreel 50% y 75% de
su velocidad crítica.
La profundidaddeldisco puedevariar desde los 0,46a 0,91m (1,5a 3 pies), dependiendodeltamaño delmineraly el diámetrodel
disco. Los aglomeradores dedisco se pueden encontrar en tamaños que parten desdelos 300mm(12 pulgadas) dediámetropara los
procesos a escala de laboratorio y hasta 10 m (33 pies) de diámetro para las unidades de produccióna gra n escala. Los discos mas
grande pueden procesar aproximadamente 110 t/h.
El tiempo deresidencia medio puedecalcularse utilizandola misma ecuación utilizada para determinareltiempoderesidencia medio
en un tamboraglomerador, la ubicacióndelos aerosoles sobre eldisco es un factor importante dentrodel proceso. Cuandomas cerca
esten el material de alimentación y el riego en solución, mas grande serán los glómeros que se formarán.
𝑛 𝑐𝑟í𝑡𝑖𝑐𝑜 = 42,3 ∗
√𝑐𝑜𝑠(𝛼)
√𝐷
Donde:
n crítico: Velocidad crítica (rpm)
α: Ángulo de inclinación respecto a la horizontal (grados)
D: Diámetro del disco (m)

8. a) Aglomeración en stockpile
La aglomeraciónen stockpile, quesemuestra en la figura,es uno de los métodos más simples de aglomeración para implementar y
usar. Este método funciona mejor cuando hay relativamente pocos materiales finos en el mineral de alimentación.
En la aglomeración enstockpile, una corrientedeminerales humedecida por rociadores pulverizadores,desde elfrentey desdeatrás.
Las barras dedispersiónsesuspenden en la corrientede mineralquecae para permitirla mezcla dela capa externa humedecida y el
mineralseco interno.Amedida queel mineralcaeaproximadamentedesdelos 4,6 a 6,1m (15 a 20 pies) de un transportador a la
pila, el materialse aglomera almezclarsemientras cae porlas pendientes del material apilado. El materiales entonces recogido por
un cargador frontal y transportado a la pila.
b) Aglomeración en correastransportadoras
La aglomeraciónde correas transportadoras es uno delos métodos mas comunes debido al bajocosto. Este tipo deaglomeraciónes
adecuada cuandohay muy poco material fino. Las correas transportadoras suelen tener una velocidadque varía entrelos 76 a 91
m/min y están a menudo en un ángulodeaproximadamente15° . Elmaterial semezcla a través de múltiples puntos detransferencia.
Las barras de dispersión metálicas se suspenden en la corriente de mineral que cae para ayudar en la mezcla en cada punto de
transferencia.
Se necesitan aproximadamente 1,8m (6 pies) de espacio verticalentre los puntos de transferencia para permitir pulverizaciones y
barras de dispersión. Esteespacio también permite que elmineralse mezcle. El numero depuntos detransferencia dependede la
cantidad de finos en el material.Si el 5% del material es menos a 150 um, solo se necesita dos o tres puntos de transferencia. Se
necesitarancuatro o cincopuntos de transferencia si el 10% al 15% del materiales menos a 150um. Siel 15% delmateriales menor
a 150 um, entonces el material debe ser aglomerado en un disco o en un tambor.
El material sepuederociar conagua mientras sedescarga sobre un transportador de cinta enlos puntos de transferencia a lo largo
de la cinta. A menudo es común agregar la pulverización de humedad final al final del transportador final para ayudar en la
aglomeración, locual puedeocurrir cuando los aglomerados caen porel montón o el acopio. En general,los aglomerados tienen un
tiempo de residencia de aproximadamente 10 a 15 segundos.
c) Aglomeración en correareversa
En la aglomeración en correa reversa elmaterial sealimenta enla parte superior deuna cinta transportadora inclinada. Amedida que
el materiales transportado a la partesuperior,el ángulopronunciado dela correa hace que el mineralruedehacia atrás por la cinta.
La mezcla y la aglomeración adecuada pueden tener lugar dependiendo del tiempo de retención del mineral en la correa. Los
rociadores de agua se encuentran por encima de la cinta.
Reactivosaglomerantes:
Agentesaglomerantes:
 Reactivos orgánicos, inorgánicos, material de proceso y polímeros.
Los aglutinantes son productos que se añaden para aumentar la resistencia de los glómeros, puede ser necesario un agente
aglutinante si el 10% del material es -75 um.
La segregaciónde los tamaños de particulas dentro de una pila crea áreas con menos permeabilidad debidoa una acumulación de
finos en los espacios entrelas partículas demineral mas grandes. Un aglomeranteo aditivoayudaría a las partículas finas a adherirse
a las partículas mas gruesas, minimizando los problemas de percolación y permeabili dad.
El aumento de la permeabilidadconducirá a un aumentoen la recuperación delmetalaumentando elcontactodisponibleentre el
mineraly la solución delixiviación.También sepuedeobtener una aireaciónmas adecuada, una necesidad enla lixiviación e npilas,
con el uso de floculantes,o aglutinantes,cuandose usanpara ayudar a mejorar la porosidad mediantela floculaciónde partículas
finas.

9. Aglomeración mediante reactivos.
La solución lixiviante se utiliza como un algomerador en varias aplicaciones o se aplica a menudo en conjunto con algún agente
aglomerador. Puedeser un parámetroclavepara asegurar queselogrela recuperacion esperada. Esto permitequese utilicen varios
mecanismos deunióndiferentes, debidoa la solución y alreactivo aglomerante. En algunos casos, las fuerzas de tensiónsuperficialy
la accióncapilar entrela solución y las particulas sonsuficientes para queel materialfino sesotenga enlas particulas mas gruesas.
Una practica común en los procesos deaglomeración,dentrode la industria delcobre,es aglomerar usando ácido sulfúrico y aguao
refino.
Pueden formarseestructuras de puente por formación de yeso, uniendo partículas demineralde cobreen aglomeraciónácida. Las
soluciones de aglomeración también pueden incluir agua o solución de lixiviación, talcomocianuro en pilas de lixiviación deoro y
plata.
El porcentajede humedaden el proceso de aglomeración es importante.El contenido dehumedad adecuado para la aglomeración
está determinado por el tamaño de particula, el contenido de arcilla, las características de humectación y el grado deseado de
compactación durante la aglomeración.
Las tasas depermeabilidad y percolación dependen dela cantidad deagua utilizada en la aglomeración. Siseutiliza un porcentajede
humedad elevado, la presión capilar en el aglomerado va a cero debido a que los meniscos cóncavos en la superficie de los
aglomerados ya no sepueden formar y retener la tensión superficial y las fuerzas capilares. Siesto ocurre,elmaterial sevuelve barro,
no se aglomerará y no permitirá la percolación. Elporcentaje de humedad tambiénes importantepara la características y resistencias
a largo plazo delos glomeros. Seafirma quealno alcanzar la dosis propuesta dellíquidoaglomerante,esto resultará en la segregacion
de acuerdo al tamaño de partícula durante el apilamiento y una mala calidad de los glómeros. Estos factores conducen a la
acumulación, percolación parcial o inexistente, una permeabilidad desigual, caudales de riego limi tados y una permeabilidad
deteriorada.
La aglomeración con solución (refino), habitualmente una mezcla de ácido y agua, en la industria del cobre ha demostrado
incrementarla recuperación de la especiede valor aumentandola permeabilidad de la pila y, por lo tanto, permitiendouna mejor
aireación del material. Sin embargo, el aumento en la recuperación del cobre también puede deberse al hecho de que el ácido
adicional acelera la oxidación ferrosa en la primera etapa de la lixiviación con calcosina.
Cuandoseusala soluciónsólocomounauxiliardelaaglomeración,losglómerostiendentodavíaa desarmarse,dejandoasíunmargen
para mejorar la calidad del producto aglomerado, lo que ayudaría a aumentar aún más la recuperación.
Aglomeración en pulpa
En estos estudios una corriente de mineralchancadosemolió formandouna pulpa.Esta pulpa seutilizó entonces enla aglomeración
de la corrienteprincipal demineral. De acuerdocon los resultados,se ha informado deque los glómeros formados con el uso depulpa
son más estables y tienen una mejor permeabilidad,lo que permite extraer mucho más oro. Las pruebas delaboratorio realizadas
indicaron que la recuperaciónpodría aumentarse enaproximadamente un25%con el uso deaglomeración conpulpa. Sinembargo,
debe tener en cuenta que aglomerar con pulpa no es adecuado para todos los cuerpos minerales.
Reactivosorgánicos
 Agar:
Es un polisacárido formado a partir de materia vegetal(algas marinas). el uso de agar en la aglomeraciónde mineral deníquelde
baja ley diolugar a glómeros que se desintegraron al entrar encontacto con ácido sulfúricodiluido. seconcluyó quelas moléculas de
polisacárido del agar se hidrolizan en ácido para formar monómeros sacáridos. Estos monómeros sacáridos parecen reducir las
propiedades adhesivas del agar.
 Celulosa:
La carboximetilcelulosa es establedentro delintervalo depHde 2 a 10, pero sedice que precipita por debajo deun valor de pH de2.
los glómeros con bajas proporciones de carboximetilcelulosa tienen una resi stencia insignificante al ataque ácido.
El primero fueun derivado decelulosa, elcual es un agente de aglomeración, quemostró pobres resultados al generar una migración
de finos del 22,8%. Estefue un porcentajeligeramenteinferior respecto a la migración de finos generadas por el usoderefino(28,7%)
El otro producto de celulosa fue metilcelulosa. Los glómeros producidos con este producto producen migraciones de un 17,5%,
ligeramentemejorqueel derivadodecelulosa.Aunquesetrata dela migración definos más baja detodos los aglutinantes orgánicos,
se demostró que varios aglutinantes poliméricos tenían una migración de finos aún más baja
 Gelatina
 Gum
 Lignin
 Starch
 Tall oil pitch:
El Tall oil pitch es un producto secundariode la industria de pulpa de madera. Se compone deésteres, colofonia y ácidos grasos. El
uso de este agente aglomerante dio como resultado una migración de finos de 8,7%. El reactivo produjo el menor porcentajede
migración de finos detodos los aglutinantes orgánicos, inorgánicos y varios polímeros ensayados duranteesa seriede ensayos.Los
glómeros obtenidos presentaron cambios menores en la densidadaparente, lo cualfue indicadorde queno seestaban rompiendo
con el tiempo. Tambiénprodujeron una mayorconductividad hidráulica y un valor de migración definos bajo. Por último,debidoal
buen rendimiento enlas columnas ensayadas, a pruebas en columnas de lixiviación más grandes y en un periodo detiempomayor.
Se determinóquelas dosificación delaglomerante más adecuadas erande3 kg/t.Los glómeros hechos con una dosificación de3 kg/t
produjeron recuperaciones de cobreligeramenteinferiores a las de los glómeros hechos con refino. La recuperaciónfinal de cobre
para el Tall oil pitch fue de 86,6%, en comparación con el 89,3% para el refino.

10. Reactivos inorgánicos:
 Dolomita calcinada, cloruro de calcio, magnesia.
 Cemento
 Arcillas
 Lima
 sulfato de hierro
 acido silícico
 tripolifosfato de sodio
 sulfato de calcio
 silicatos
Reactivos polímeros
 Acrylamide / Acrylic acid copolymer / Polyacrylamide
 Cross-linkedBorated
Polyvinyl alcohols
 Extract ore 9560
 Extract ore 9760
 PolyDADMAC
 Polyethylene oxide resins
 Polyvinyl acetate emulsion
Evaluación de calidad de glómero.
Pruebasde inmersión: Se realizan pruebas de inmersiónpara determinar la fortaleza de los glómeros en presencia dehumedad, lo
cual permite calcular la razón de migración de finos de un mineral aglomerado.
Esta prueba consisteen aglomerar mineral(500 g) conrefinoy/o un agente aglomerante(2,5g/kg de mineral, generalmente) y el uso
de suficientesolución lixiviante para humedecer los glómeros formados, para después transferir el mineral a una malla 10 Tyler
(aperturas de 1,65mm) donde se deja curar en seco, lo cual permitirá a los glómeros pasar por una experiencia similar a lo que
ocurriría enla formación deuna pila, y además permiteeliminaragentes aglomerantes que pierden fuerza alser expuestos al aire.
Luego del curado, la malla 10Tylerquecontiene al mineralaglomerado es sumergida en una solución con6 g/L deH2SO4(pH de 1,8
aproximadamente) por 30minutos, luegode los cuales la malla es removida y el mineral que pudo pasar a través dela malla debido
a la degradación de los glómeros se compara con la cantidad inicial de finos bajo malla 10 Tyler de la muestra mineral antes de
aglomerar.
La razón de migración de finos, entonces, es el gradoen el queel mineralfino migra fuera de un lecho mineral, de acuerdo con la
siguiente ecuación:
Migración de finos =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑚𝑖𝑔𝑟ó 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 −10 𝑇𝑦𝑙𝑒𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
De esta manera se obtiene una medida cuantitativa del grado con elcual los glómeros sedesintegran en funcióndelmineralqueha
migrado durante el experimento. Los mejores glómeros son, obviamente, los que liberan la menor cantidad de material.
Opcionalmente, luego de aplicar una prueba de inmersión y medir el porcentaje de finos pasante, se pueden realizar pruebas de
compresióndiametral para determinar y comparar elestrés de fractura de los glómeros, dondeun estrés de fractura más alto sería
correlativo a una mayor estabilidad en el glómero (Quaicoe et al., 2013).
Utilizando un equipo de pruebas mecánicas, se realizan pruebas de compresión diametral, aplicando peso -máximo de 1000 N,
avanzando a una velocidad de10 mm/min-alglómero sostenidoentredos superficies planas, dondeuna semantiene estacionaria.
Basándose en el diámetro delglómero y la fuerza a la que ocurrió el rompimiento según el equipo, se puedecalcular el estrés de
fractura:
σf =
2,80 𝑃 𝑚𝑎𝑥
𝜋𝑑 𝑓
2
(21)
Donde σf es el estrés de fractura medido en(MPa), df es eldiámetro delglómeropuestoa prueba y Pmax es la carga decompresión
diametral (uniaxial) o fuerza al momento de fractura medido en (N).
Aunque comparar la fortaleza de glómeros alrompimientopor estrés puedevislumbrar siun glómero formado conalgúnreactivo
aglomeranteserá más establequeotro en una situación dondeseleapliquen fuerzas externas, esrecomendablerealizar pruebas de
percolación tomando en cuenta otras variables queseencuentranen una pila delixiviación, comola deformación dela pila debido al
flujo de solución lixiviante y la resistencia a la acidez en la que están sujetos los glómeros a través del tiempo.

11. Pruebasde percolación.
Se realizan pruebas depercolaciónen columnas para determinar la fuerza de los glómeros con elpasardeltiempoalser sujetosa un
flujo de solución lixiviante. Esta prueba consiste en aglomerar mineral (1,5 kg) con un agente aglomerante y el uso de sufi ciente
solución lixiviante para humedecer los glómeros formados de manera similar alprocesoquese realiza enuna prueba de inmersión,
pero el mineral se deposita en una columna con diámetro de 76,2 mm aproximadamente donde se deja curar en húmedo.
Se recomienda queel mineralsea curado enseco para simular las condiciones deconstrucción deuna pila delixiviación (24horas).
Luego del curado,sedeja gotearsoluciónen la parte superiorde la columna a una taza suficientecomo para causar undesbordeen
el lecho mineral.
El gran flujo de solución sometealminerala condiciones más severas que las que experimentaríanen una pila delixiviación deuso
comercial, dondese espera observar las consecuencias usuales causadas por la desintegración de glómeros y migraciónde finos, lo
que permitemedir la compresión dellecho mineral, que sedefinecomola mediciónde la razóncon la cual la pila se comprime a
causa delquiebrede glómeros y movimiento demineral,en forma de densidadaparente, deacuerdoa las siguientes ecuaciones:
Δρaparente =ρaparente (final) -ρaparente (inicial)
ρaparente =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙
De esta forma, seentrega otra medida cuantitativa del grado conel cual los glómeros sedesintegran de acuerdo a la diferencia en
densidadaparenteentreuna muestra mineral y otra,aglomeradas con distintos agentes en un periodo de 72horas.Sin embargo, el
cambio dedensidad aparente deuna pila dependede la razón conla cualelflujo desolución lixiviantees ingresada en la corona de
la pila.
Para analizar correctamenteuna mejora enla fortaleza de los glómeros, sedebe conocer la razóncon la cualesta solución escapaz
de atravesarel lecho mineral,lo quese puede determinarcalculando la conductividad hidráulica enel lecho, usandola ecuación de
Darcy:
Q = 𝐴 · 𝐾 ·
𝛥ℎ
𝐿
Donde Q es la razón deflujovolumétrico(m3/s), L es la distancia querecorre el flujo dentro del lecho (m), A es el área perpendicular
a L (m2), Δh es la diferencia enaltura entreeltopedelfluido dentro de la columna y el punto más alto dela salida de solución dela
columna (m), y K es la conductividad hidráulica del mineral (m/s).
El área (A) es la única variable que se mantieneconstante, y todas las otras variables semiden directamente para obtener elvalor de
conductividad hidráulica (K). Una alta conductividad hidráulica delmineralse traduce en quela soluciónlixiviantepasa a travésdel
lecho mineral fácilmente. Con la cantidad de finos liberada desde el lecho mineral durante la prueba se puede realizar el mismo
procedimiento que en las pruebas de inmersión, comparándolo con la cantidad de finos totales de la mues tra inicial.