Ciclo Minero

Caso Andacollo

Ciclo minero

Los ciclos mineros o etapas para la producción de metales puros tiene muchas similitudes, sin embargo, cada mineral tiene un proceso diferente de extracción, procesamiento y purificación.

En Chile la mayoría de los ciclos mineros son de cobre y sus derivados, pero además del cobre se extraen y procesan zinc, plata, oro, hierro, manganeso, molibdeno, cadmio, cromo, níquel, galio, telurio, cobalto y antimonio. Todos los metales se extraen de la roca y pasan por procesos de triturado y reducción de tamaño del material, sin embargo, por su naturaleza química se deben utilizar diferentes solventes y técnicas de extracción. En este caso, utilizaremos el proceso del cobre como guía para entender la mayoría de los ciclos mineros.

Ciclo minero del cobre

1.- Exploración y prospección (descubrimiento y estudios que definan el proyecto).

Proceso en el cual se realizan estudios para determinar principalmente la magnitud de la faena y la ley de cada mineral que puede ser extraído y procesado. Las condiciones particulares del lugar definirán cada detalle en particular de la inversión, diseño, construcción, tecnología y operativa que se expondrán en un Estudio de Factibilidad Económica y un Estudio de Impacto Ambiental.

2.- Desarrollo de Faenas (preparación).

Existen dos tipos de minas o faenas: Extracción Rajo Abierto o Extracción Subterránea,

Su principal diferencia es que la de rajo abierto explota los minerales cercanos a la superficie y se realiza extrayendo material desde la misma superficie, creando un gran hoyo descubierto donde siempre existirá luz natural. Al contrario, la extracción subterránea explota los minerales alejados de la superficie y se debe realizar un agujero o puerta de entrada extrayendo material desde abajo de la tierra. El proceso se realiza sin luz natural y se debe ir excavando formando túneles, cavernas y verdaderas ciudades subterráneas. Ambas según las condiciones del lugar serán creadas bajo los mismos procesos consecutivos de:

  • Perforación y/o Disparo y/o Tronadura (Procesos en donde se rompe la roca)
  • Transporte (Movilización de los fragmentos de roca)
  • Carguío (Transporte de los fragmentos de roca a la planta de mineral o Botaderos (Roca que tiene baja ley y lastre o estéril, roca sin valor que se extrae para poder llegar donde hay mineral)

3.-Explotación (Generación de valor):

a) Extracción

• Extracción del mineral desde la faena hasta la planta de procesos

b) Procesamiento

• Reducción de tamaño por métodos físicos para liberar las partículas metálicas desde la roca.

• Aumento de la concentración de los metales por métodos físico-químicos.

Existen dos técnicas de procesamiento según si el mineral, según su profundidad de extracción, se encuentra sulfurado u oxidado. 

b.1.) Flotación o concentración para Sulfuros (minerales profundos):

La primera etapa para la realización del proceso de flotación corresponde al chancado. El chancado es un proceso de conminución en donde se homogenizan los fragmentos de roca que provienen de la mina a un máximo de ½ pulgada (1,27 cm). Los chancadores son equipos eléctricos gigantes que muelen roca a través de movimientos vibratorios. Pueden instalarse dentro o fuera de la mina según la mejor operatividad.

La segunda etapa corresponde a la Molienda, la cual es el proceso que recibe los fragmentos homogenizados del chancado para seguir reduciendo su tamaño y conseguir una granulometría máxima de 180 micrones (0,18 mm). Este proceso permite tener gran porcentaje de las partículas del mineral de manera independiente. La molienda utiliza grandes equipos giratorios y su proceso puede dividirse en molienda convencional o molienda Semiautógenos (SAG).

Molienda convencional: La roca proveniente del chancado entra a un cilindro giratorio que posee barras de acero libres y montadas una sobre otra. El movimiento giratorio permite que la roca ingrese entre las barras de acero y se fragmente al ser presionada por éstas. Luego que su granulometría se reduce pasa a un molino giratorio que tiene bolas de acero de 3,5 pulgadas de diámetro las cuales al girar aplastan aún más los pequeños fragmentos de roca consiguiendo los 180 micrones.

Molienda Semiautógena (SAG): La roca proveniente de un proceso intermedio del chancado el cual pasa directamente a un molino. El proceso giratorio del molino permite que la misma roca mineralizada se muela entre sí la cual es ayudada por la caída libre a gran altura de bolas de acero de 5 pulgadas. Este proceso es más eficiente debido a que reduce etapas y también el gasto energético.

La Flotación o concentración es un proceso físico-químico que permite la separación de los minerales de la roca. La roca molida de 180 micrones es mezclada con reactivos que forman una pulpa la cual es depositada en piscinas de flotación. Las piscinas tienen un sistemas de celdas que emiten burbujas. El proceso físico- químico permite la separación de los minerales u otros en capas estratificadas. Los reactivos que se incorporan en la molienda tienen diferentes naturalezas. Existen los reactivos espumantes, reactivos colectores, reactivos depresantes, reactivos reguladores de pH. Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se obtiene el concentrado con porcentaje de 30% en el caso del cobre. El concentrado final es secado mediante filtros y llevado al proceso de fundición. Todo lo que no es mineral concentrado se denomina Relaves, el cual es separado solido -liquido (Espesado-Filtro) y se deposita en un lugar cercano a la faena.

b.2.) Lixiviación para Óxidos (minerales en superficie):

La primera etapa para la realización del proceso de lixiviación es el chancado. El chancado es un proceso de conminución en donde se homogenizan los fragmentos de roca que provienen de la mina a un máximo de ½ pulgada (1,27 cm). Los chancadores son equipos eléctricos gigantes que muelen roca a través de movimientos vibratorios. Pueden instalarse dentro o fuera de la mina según la mejor operatividad. Para el proceso de lixiviación es necesario realizar sólo 2 de las tres etapas que componen el proceso de chancado, por lo tanto, el producto es una roca triturada de 0,75 a 1,5 pulgadas.

El material es transportado y depositado en forma de pilas sobre una membrana impermeable y una maquina armará una pila plana de 7 metros de altura aprox. El material en la pila es irrigado constantemente con ácido sulfúrico y agua. Este proceso se le conoce como lixiviación (paso de un solvente sobre un soluto) y permite que el ácido reaccione con la roca oxidada extrayendo el cobre por la formación de sulfato de cobre, el cual es arrastrado por el agua hacia un gran tranque en donde se seguirá eliminando impurezas y se concentrará una solución llamada PLS con 9 a 10 gramos de sulfato de cobre por litro. Todo el material de roca que no se disolvió junto al cobre es trasladado, junto a otros materiales de desecho, hasta el deposito que formará el Relave.

El PLS es mezclado con una solución de parafina y resina, la cual por un proceso de extracción iónica forma dos producto; uno es el complejo resina-cobre y el otro es una solución con muy poco cobre, la cual se recoge y reutiliza en el proceso de lixiviación.

El complejo resina–cobre es extraído y tratado en otro lugar con una solución ácida rica en electrólitos (carga negativa), lo que provoca la separación del complejo resina- cobre y la obtención de una solución de hasta 45 gramos por litro de cobre. Esta solución es llevada a la planta de electro-obtención.

c) Proceso de Refinación

Consiste en la obtención de los metales en un estado de pureza tal, que están aptos para su transformación industrial. Por ejemplo.

-Refinación a fuego (pirometalúrgia) Producto Intermedio -99,2%Cu

Consiste en la separación de los metales contenidos en los concentrados por un proceso pirometalúrgico (con altas temperaturas se funde el concentrado, transformándolo de sólido a líquido).De este modo se obtienen metales en forma impura, con un alto porcentaje del metal deseado. También se obtienen subproductos como gases, ácidos o sólidos que pueden ser comercializados, reutilizados o captados para su neutralización.

-Refinación por Electro-obtención (EW) Producto Final cátodos de cobre -99,99 % de Cu.

La solución de electrólitos unidos a nuestro cobre es sometida a un proceso llamado electrólisis. En donde se sumerge una plancha de acero inoxidable con carga positiva y se adiciona una corriente eléctrica de baja intensidad. La corriente provoca que los electrólitos se separen del cobre y este se pegue a la plancha formando láminas de cobre de alta pureza

Consiste en la obtención de los metales en un estado de pureza tal, que están aptos para su transformación industrial. Por ejemplo.

-Refinación a fuego (pirometalúrgia) Producto Intermedio -99,2%Cu

Consiste en la separación de los metales contenidos en los concentrados por un proceso pirometalúrgico (con altas temperaturas se funde el concentrado, transformándolo de sólido a líquido).De este modo se obtienen metales en forma impura, con un alto porcentaje del metal deseado. También se obtienen subproductos como gases, ácidos o sólidos que pueden ser comercializados, reutilizados o captados para su neutralización.

-Refinación por Electro-obtención (EW) Producto Final cátodos de cobre -99,99 % de Cu.

La solución de electrólitos unidos a nuestro cobre es sometida a un proceso llamado electrólisis. En donde se sumerge una plancha de acero inoxidable con carga positiva y se adiciona una corriente eléctrica de baja intensidad. La corriente provoca que los electrólitos se separen del cobre y este se pegue a la plancha formando láminas de cobre de alta pureza

4.- Cierre de faenas:

Una vez terminada la faena, ya sea por agotamiento del mineral o por cambios macro-económicos se debe realizar el plan de cierre en donde se ejecutan las medidas que fueron implementadas durante la vida de la operación. La finalidad de un plan de cierre de faenas es de prevenir, minimizar y/o controlar los riesgos y efectos negativos que se pueden generar o continúen presentándose con posterioridad al cese de las operaciones de una faena minera, en la vida e integridad de las personas que se desempeñan en ella, y de aquellas que bajo circunstancias específicas y definidas están ligadas a ella y se encuentren en sus instalaciones e infraestructura. El cierre de faenas esta regulado por la ley 20.551 del año 2011 y se rige sobre los siguientes objetivos:

  • Medidas destinadas a mitigar efectos de la industria extractiva minera.
  • Asegurar la estabilidad física y química de las faenas mineras y sus PAM.
  • Resguardar la vida, salud y seguridad de las personas y del medio ambiente.
  • Evitar el abandono de las faenas mineras.
  • Establecer garantías para el cierre efectivo de faenas mineras.
  • Crear un fondo post-cierre para el monitoreo de faenas cerradas.

 

3 Responses to “Ciclo minero”

  1. felipe

    hola necesito sabes cuales son los riesgos fisicos cuales son los peligros riesgos y metodos de control gracias

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  2. Marcela Arenas

    Acutalmente tambien se considera parte del ciclo minero el cierre y el abandono de la faena, y creo que todos debieramos considerarlos asi al momneto de plantear a las mineras su responsabilidad en cuanto a sus desechos.

    Responder
    • relaves

      Hola Marcela, gracias por tu comentario, la web esta todavía en construcción y por supuesto si hemos considerado el cierre de faena, pronto publicaremos el ciclo completo. Saludos

      Responder

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