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Identificar Elementos de Valor en Residuos
Mineros (Relaves) y Evaluar su Recuperación como
Productos Comerciales
Dr. Roberto Mallea
Director Proyecto BGR - Camchal
Contenidos:
•
•
•
•
•
•
Proyecto BGR-DERA-AHK
Objetivos
Resultados esperados
Actividades realizadas
Resultados Obtenidos (químicos, mineralógicos, lixiviaciones)
Reflexiones Finales
Proyecto:
“Identificar elementos de valor en residuos mineros (relaves) y evaluar su
recuperación como productos comerciales”
Concurso Bienes Públicos para la Competitividad 2013, InnovaChile CORFO
Objetivo General:
El presente proyecto tiene como objetivo principal identificar y documentar
la presencia de elementos de valor en relaves mineros, mediante
caracterización química, física y mineralógica, proponiendo además
esquemas tecnológicos que permitan recuperar éstos elementos como
productos comerciales.
Resultados Esperados:
• Se espera proveer, principalmente al sector minero pero también a
inversionistas y autoridades locales y regionales, de información
necesaria que permita respaldar la toma de decisiones con respecto
de eventuales nuevos negocios:
 Identificando elementos de valor en residuos mineros (relaves),
 Caracterizándolos desde el aspecto físico-químico y mineralógico y
 Proponiendo esquemas tecnológicos que permitan la recuperación
de estos elementos como productos comerciales.
Actividades Realizadas en el Proyecto:
 Recopilación de información  Catastro Relaves, análisis existentes, legal, otras.
 Primera Selección de relaves : 11 relaves
 Toma de muestras (1 y 2 metros profundidad), Total 51 muestras  enviadas a
Análisis químico (57 determinaciones) Chile y Alemania.
 A la luz de los resultados  Segunda Selección  4 relaves
 Toma de muestra , 25 kilos por relave  análisis químico (57 determinaciones y
análisis mineralógicos FRX – DRX y microscopia y microsonda electrónica en
Alemania BGR).
 Testeos metalúrgicos  Separación magnética (tubo Davis y manual), separación
gravitacional, lixiviaciones agitadas en medio acido sulfúrico – clorhídrico a 20 y 70
°C, en sistema abierto con adición ion férrico como agente oxidante, lixiviación
bacteriana a 30°C durante 21 días.
Actividades Realizadas en el Proyecto:
 Primera Selección de relaves : 12 relaves de un total de 29 faenas contactadas.




Visitas a terreno
Toma de muestras , 1 a 2 metros de profundidad, 4 puntos en promedio
Total se obtuvieron 51 muestras, 57 determinaciones para cada una
Análisis solicitados por muestras ( Sernageomin – BGR).
Cu
(ppm)
V
(ppm)
Cr
(ppm)
Co
(ppm)
Ni
(ppm)
Zn
(ppm)
Rb
(ppm)
Sr
(ppm)
Y
(ppm)
Zr
(ppm)
Nb
(ppm)
Ba
(ppm)
Pb
(ppm)
Mayores:
SiO2
(%)
Al2O3
(%)
TiO2
(%)
Fe2O3
(%)
CaO
(%)
MgO
(%)
MnO
(%)
Na2O
(%)
K2O
(%)
P2O5
(%)
PPC
(%)
SO3
(%)
SUMA
(%)
Trazas
Esp.
Cs
(ppm)
Hf
(ppm)
Ta
(ppm)
Th
(ppm)
U
(ppm)
REE:
La
(ppm)
Ce
(ppm)
Pr
(ppm)
Nd
(ppm)
Sm
(ppm)
Eu
(ppm)
Gd
(ppm)
Tb
(ppm)
Dy
(ppm)
Ho
(ppm)
Er
(ppm)
Tm
(ppm)
Yb
(ppm)
Trazas 2
As
(ppm)
Mo
(ppm)
Sb
(ppm)
Sn
(ppm)
Ag
(ppm)
Cd
(ppm)
Bi
(ppm)
W
(ppm)
Se
(ppm)
Ga
(ppm)
Ge
(ppm)
Sc
(ppm)
Lu
(ppm)
Actividades Realizadas en el Proyecto:
 Segunda Selección  4 relaves de un total de 12 seleccionados Elementos
interesantes a estudiar en relaves:
•
•
•
•
Minera Clarita, San Felipe (V Región)
Cobre: fluctúa entre 3000 a 40000 ppm
Galio: entre 600 a 2600 ppm
Teluro: valor máx. detectado 800 ppm
Planta ENAMI Taltal (II Región)
Cobre: entre 2500 a 6000 ppm
Magnetita: entre 30% a 54%
Planta ENAMI El Salado (III Región)
Cobre: 7000 a 17000 ppm
Planta Carola (III Región)
Cobre: 884 a 7350 ppm
Magnetita: entre 20% a 34%
Tierras Raras: Valor máx. detectado 843 ppm
Actividades Realizadas en el Proyecto:
 Toma de muestras a los 4 relaves seleccionados  25 kg por relave  análisis
químico (57 determinaciones por relave), análisis mineralógicos FRX
(fluorescencia de rayos X), DRX (Difracción de rayos X), microscopía y
microsonda electrónica (BGR Alemania).
•
Testeos metalúrgicos: Separación magnética (Tubo Davis y manual), Separación
gravitacional, lixiviaciones agitadas en medio acido sulfúrico – clorhídrico,
Lixiviación bacteriana.
Resultados Separación magnética Tuvo Davis:
Alimentación:
•Susceptibilidad Magnética = 322x10-3 S.I (Max 366x10-3 S.I) (25-30 % FET)
•Densidad aparente: 1.81 g/cm3
Análisis DTT a 3 campos diferentes:
Davis Tube Test (DTT)
Campo Magnético (Gauss)
1000
3000
4000
Producto
Masa (g)
Concentrado
Cola
Concentrado
Cola
Concentrado
Cola
21,5
26,9
22,4
26,2
22,5
26,2
Recuperación en Peso
Campo Magnético (Gauss)
1000
3000
4000
Masa Duplicado
(g)
21,2
27,33
21,76
26,90
22,79
25,75
Recuperación (%)
42%
44%
46%
Resultados Separación Magnética Manual:
Muestra
Fracción Magnética (%)
en peso
Fracción No Magnética
(%) en peso
Minera Carola
41,09
58,91
ENAMI Taltal
87,32
12,68
ENAMI El Salado
3,72
96,28
San Felipe
19,86
80,14
Resultados Separación Magnética Manual:
Muestra
Recuperación en Peso
Concentrado
Magnético (%)
Fracción No
Magnética (%)
Minera Carola
41,09
58,91
ENAMI Taltal
87,32
12,68
ENAMI El Salado
3,72
96,28
San Felipe
19,86
80,14
Resultados Químicos por Elementos Relevantes  Separación
Magnética Manual:
ENAMI - Taltal:
Elemento
SiO2
Al2O3
TiO2
Fe2O3
Cu
V
Ni
Zn
Recuperación en Fracción Recuperación en Fracción
Magnética (%)
No Magnética (%)
87,6
12,4
86,5
13,5
86,3
13,7
91,2
8,8
84,9
15,1
91,5
8,5
89,4
10,6
80,0
20,0
Resultados Químicos por Elementos Relevantes  Separación
Magnética Manual:
ENAMI - El Salado:
Elemento
SiO2
Al2O3
TiO2
Fe2O3
Cu
V
Ni
Zn
Recuperación en Fracción Recuperación en Fracción
Magnética (%)
No Magnética (%)
2,46
97,54
2,77
97,23
4,22
95,78
14,21
85,79
3,04
96,96
8,17
91,83
9,82
90,18
22,33
77,67
Resultados Químicos por Elementos Relevantes  Separación Magnética
Manual:
Minera Carola:
Elemento
SiO2
Al2O3
TiO2
Fe2O3
Cu
La
Ce
Pr
Nd
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Recuperación en Fracción
Magnética (%)
29,80
35,38
35,81
69,84
29,52
39,99
39,59
38,71
39,36
38,82
41,09
36,15
44,15
40,39
36,42
39,75
Recuperación en Fracción No
Magnética (%)
70,20
64,62
64,19
30,16
70,48
60,01
60,41
61,29
60,64
61,18
58,91
63,85
55,85
59,61
63,58
60,25
Resultados Químicos por Elementos Relevantes  Separación
Magnética Manual:
San Felipe (Bellavista):
Elemento
SiO2
Al2O3
TiO2
Fe2O3
Cu
Te
Ga
Recuperación en
Recuperación en Fracción No
Fracción Magnética (%)
Magnética (%)
8,08
91,92
17,63
82,37
20,93
79,07
42,57
57,43
13,30
86,70
16,40
83,60
16,67
83,33
Resultados de los Análisis Mineralógicos
Método Empleado: Difractometría de Rayos
Muestra
Taltal fracción magnética
Componentes Principales y Secundarios
Magnetita, Fe3O4
Trazas
Cuarzo, SiO2
Hematita, Fe2O3
Cuarzo, SiO2
Apatita,
Ca5(PO4)3(F.Cl.OH)+2H20
Pirita, FeS2
Hematita, Fe2O3
Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2
Clorito, NaClO2
Hornblenda(Ca,Na) 2(Mg,Fe,Al) 5(Al,Si) 8O ...
Anatasa, TiO2
Calcita, CaCO3
Salado fracción magnética
Magnetita, Fe3O4
Cuarzo, SiO2
Hematita, Fe2O3
Salado fracción No magnética
Hematita, Fe2O3
Cuarzo, SiO2
Taltal fracción No magnética
Apatita,
Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)+2H20
Rutilo, TiO2
Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2
Clorito, NaClO2
Resultados de los Análisis Mineralógicos
Método Empleado: Difractometría de Rayos
Muestra
Bellavista fracción magnética
Componentes principales y segundarios
Magnetita, Fe3O4
Trazas
Cuarzo, SiO2
Rutilo, TiO2
Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2
Hematita, Fe2O3
Bellavista fracción No magnética
Cuarzo, SiO2
Pirita, FeS2
Feldespato, K2OAl2O3.6SiO2
Ankerita, (FeMgMn).Ca.(CO3)2
Clorito, NaClO2
Calcita, CaCO3
Muscovita,
KAl2(OH.F)2[AlSiO10]
Illita
Carola fracción magnética
Magnetita, Fe3O4
Cuarzo, SiO2
Pirita, FeS2
Carola fracción No magnética
Pirita, FeS2
Hematita, Fe2O3
Calcopirita, CuFeS2
Resultados Análisis Químicos, Fracción No Magnética
RNM [%]
Elementos
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
PPC
Taltal
43,39
12,05
14,61
5,97
5,49
5,81
1,66
9,41
Cu
V
Cr
Co
Ni
Zn
Rb
Sr
Y
Zr
Ba
4140
178
32
88
100
174
43
115
17
100
235
Salado
61,14
15,20
8,46
1,63
2,45
1,06
4,47
3,88
ppm
4355
134
31
31
17
223
120
113
< 10
213
652
RNM [ppm]
Carola
50,03
12,89
13,78
3,66
5,89
0,73
5,12
6,31
Bellavista
57,41
13,40
10,52
3,79
3,26
1,23
4,87
3,67
1184
84
31
180
124
2177
78
86
< 10
93
1082
1440
179
38
90
18
514
73
170
13
102
5038
Elementos
Pb
Sc
Cs
Hf
Ta
Th
U
La
Ce
Pr
Nd
Sm
Gd
Dy
Yb
As
Mo
Sn
Te
Ga
Ge
Taltal
152
11
1,92
3,04
1,30
7,21
4,17
49,43
82,41
8,17
29,47
5,16
4,46
3,63
1,76
78
46
46
7
44
32
Salado
61
15
2,26
6,01
0,63
7,33
5,96
61,87
97,98
10,69
32,11
4,37
3,77
2,62
1,24
82
122
97
19
47
24
Carola
106
12
0,82
2,84
2,86
3,58
1,28
205,14
331,58
28,35
73,60
6,54
3,77
1,40
0,72
87
<5
23
24
76
32
Bellavista
140
12
4,85
2,87
1,91
3,62
0,90
12,53
29,72
4,13
17,06
4,06
3,61
2,55
0,96
54
5
10
115
259
31
Condiciones de Lixiviación
•
•
•
•
•
•
•
•
Medio lixiviante: H2SO4 > 0,25 M
HCl
> 0,25 M
Medio oxidante: O2
Fe2(SO4)3 > 5g/l ión férrico
FeCl3
> 5g/l ión férrico
Relación Sol./liq.: 1 / 10
Temperaturas : 20, 70 °C
Duración prueba : 2 hr.
Resultados Lixiviación
Taltal
Mejores Resultados [%]
Elementos
H2SO4
HCl
Cu
97
95
V
53
45
Cr
74
65
Co
64
53
Ni
62
50
Zn
72
67
Rb
70
68
Sr
78
80
Y
89
80
Ba
40
30
Pb
85
92
Mejores Resultados [%]
Elementos
H2SO4
HCl
Sc
63
61
Cs
58
53
Ta
53
87
Th
87
85
La
55
50
Pr
58
53
Cd
84
91
Se
73
76
Te
93
86
Ga
75
73
Ge
97
96
Resultados Lixiviación
Salado
Mejores Resultados [%]
Elementos
Cu
V
Cr
Co
Ni
Zn
Pb
Sc
Th
H2SO4
98
19
51
62
55
65
45
65
56
HCl
98,0
15,0
37,0
51,0
43,0
51,0
50,0
58,0
45,0
Mejores Resultados [%]
Elementos
As
Mo
Sb
Sn
Cd
Bi
Se
Te
Ga
Ge
H2SO4
45
43
30
95
92
78
64
95
35
93
HCl
34,0
26,0
24,0
95,0
93,0
79,0
26,0
96,0
41,0
92,0
Resultados Lixiviación
Carola
Mejores Resultados [%]
Elementos
Cu
V
Ni
Zn
Sr
Ba
Pb
Sc
Cs
Hf
H2SO4
87,0
30,0
23,0
94,0
58,0
57,0
75,0
Mejores Resultados [%]
HCl
65,0
62,0
93,0
65,0
93,0
81,0
89,0
74,0
96,0
94,0
Elementos
Ta
Th
La
Ce
Sn
Bi
Se
Te
Ga
Ge
H2SO4
92,0
31,0
94,0
74,0
98,0
47,0
92,0
HCl
98,0
94,0
95,0
70,0
94,0
84,0
51,0
98,0
85,0
92,0
Resultado Lixiviación
Bellavista
Mejores Resultados [%]
Elementos
Cu
Cr
Co
Ni
Zn
Sr
Y
Pb
Sc
H2SO4
85,0
64,0
47,0
62,0
75,0
49,0
53,0
53,0
60,0
Mejores Resultados [%]
HCl
81,0
52,0
45,0
55,0
72,0
68,0
71,0
80,0
61,0
Elementos
La
Ce
Nd
Eu
Sb
Cd
Se
Te
Ga
Ge
H2SO4
19,0
19,0
17,0
11,0
72,0
90,0
88,0
99,0
86,0
97,0
HCl
64,0
70,0
68,0
67,0
76,0
99,0
98,0
38,0
97,0
Conclusiones y Reflexiones Finales:
• Logramos evidenciar , cuantificar y caracterizar
(química y mineralógicamente), elementos de valor.
• Mediante separación magnética logramos dos
fracciones con diferentes contenidos de elementos
de valor.
• Las pruebas de lixiviación demostraron la factibilidad
de disolver, con altas tasa de recuperación
metalúrgica, varios elementos de valor.
Tareas Futuras
• Definir mediante estudio de mercado, los
productos comerciales que se desean obtener.
• Validar a escala mayor, resultados obtenidos.
• Definir y probar procesos que permitan
recuperar elementos de valor disueltos.
• Caracterizar nuevos productos y residuos.
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION!
Dr. Roberto Mallea Correa
[email protected]
Fono: 56226726502 - 56989550783