Manejo Y RecuperacióN De Minerales De Baja Ley De Los Desechos Mineros Mediante

ÉUNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

BIOMINERIA:BIOMINERIA:

Manejo y Recuperación de Minerales de Baja Ley Manejo y Recuperación de Minerales de Baja Ley de los Desechos Mineros Mediante

Lixiviación Biológica “Heap”.de los Desechos Mineros Mediante

Lixiviación Biológica “Heap”.

Francisco Gordillo,. Francisco Gordillo,.

Portovelo – Ecuador

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.

Francisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841

Potencial minero del Ecuador(R l )

Potencial minero del Ecuador(R l )(Relaves)(Relaves)

PUNTOS DE DEFLEXIÓN DE LA CORDILLERA DE LOS ANDESPUNTOS DE DEFLEXIÓN DE LA CORDILLERA DE LOS ANDES

Magmas associated with Middle-Late Tertiary deposare enriched at the source by pelagic sediments an205-230Ma are enriched at the source by pelagic sediments ancontaminated by continental crust

Evidence of hydrothermal mobilization of crustal lefrom basement lithologies during ore events

205 230Ma

180-201Ma

from basement lithologies during ore events

POTENCIAL MINERO DEL ECUADORDE MINERALES METALICOS

JuninJunin

El Torneado

Bella Rica

San Bartolomé

Chaucha

Middle-Late Tertiarydeposits

Portovelo-Zaruma

L Li dLos Linderos

POTENCIAL MINERO DEL PAISPOTENCIAL MINERO DEL PAIS

1'500.000 TM1.600 TM

700 TM

Au (onz) 700 TMAu (onz) 700 TMAg (onz) 1.600 TMCu (onz) 1.500.000 TM

FUENTE: Prodeminca 2000

Bolsa de Valores mayo 2006Bolsa de Valores mayo 2006

SECTORES ESTUDIADOSSECTORES ESTUDIADOS

Dr. Marcos MonroyCurso de Geología y Medio Ambiente- UTPL

PROCESO TRADICIONAL DE RECUPERACIÓNPROCESO TRADICIONAL DE RECUPERACIÓN

> 100.000 tn/año (38451 m³/año)

0.8% cu1 1% Pb1.1% Pb1.4% Zn

1.5 gr/tn Au62 gr/tn Agg g

Problemática Ambiental de los Problemática Ambiental de los desechos mineros.desechos mineros.

Contaminación: Minería en Ecuador

Influencia AmbientalInfluencia Ambiental

CENDA, acuerdo M. 217(31/08/1996)CENDA, acuerdo M. 217(31/08/1996)

• 240 Tn CN/año

• 420 Tn CaO/año

• 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

• 1.000.000 m3 H2O/año

• 1000 Kg Hg/año

• CN es arrojado cada 3 meses por• CN es arrojado cada 3 meses porsobresaturación de thiocianatos

• Los relaves tienen 15% de CN

• CN es arrojado cada 3 meses porsobresaturación de thiocianatos

• Los relaves tienen 15% de CN

í• Metales pesados son desalojados al río

• 50% de Hg es arrojado al río

• Hg, Cu, Ag, se consideran los mas contaminantes

• Metales pesados son desalojados al río

• 50% de Hg es arrojado al río

• Hg, Cu, Ag, se consideran los mas contaminantesg, , g,

• PROYECTO ERT (Empresas de recuperación terciarias).

g, , g,

• PROYECTO ERT (Empresas de recuperación terciarias).

Manejo de Desechos Mineros SólidosManejo de Desechos Mineros Sólidos

Dr. Marcos Monroy

Portovelo: E-NE-SEPortovelo: E-NE-SE

MANEJO INTEGRADO DEDESECHOS SÓLIDOSDESECHOS SÓLIDOS

1 ESPACIO

2 MANEJO

1. ESPACIO

2. MANEJO

3. TRATAMIENTO

4. MONITOREO

5. CIERRE

Recuperación de metales de baja leyRecuperación de metales de baja ley

Recuperacion de metales Au, Ag, Cu

Tostacion (pretratamiento)

99% RECUPERACION

1ª ETAPA 500°C (6Horas)2ª ETAPA 600°C (6Horas)

99% RECUPERACIONALTO COSTO AMBIENTAL

GASTO ENERGETICO MUY ALTO

At Q í i (li i i ió )Ataque Químico (lixiviación)

Disolución de metalesDisolución de metales

• Biolixiviación (pretratamiento y/o lixiviación)• Biolixiviación (pretratamiento y/o lixiviación)

OXIDO REDUCCIÓNOXIDO REDUCCIÓNOXIDO-REDUCCIÓNOXIDO-REDUCCIÓN

L id ió ió í i l• La oxidación es una reacción química en la que un metal o un no metal cede electrones. La reacción química opuesta a la oxidación sereacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones Estas dosespecie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por , p pla 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.

Biomineria: Biolixiviación y/o

Biomineria: Biolixiviación y/oBiolixiviación y/o

BiooxidaciónBiorremediación.

Biolixiviación y/oBiooxidación

Biorremediación.

FlotaciónRecuperaciónRecuperación

Remediación Ambiental

BIOLIXIVIACIÓN

Incremento en la velocidad de disolución de ciertos componentes en una matriz insoluble o poco soluble,

por acción directa o indirecta de microorganismospor acción directa o indirecta de microorganismos

BACTERIAS LEVADURASHONGOSARQUEAS

LIXIVIACIÓNBACTERIANABACTERIANA

Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina

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. H2SO42 2 2 4

MUESTREOMUESTREO

AislamientoAislamiento

Cultivo

- 9K - 0K

- FeTSB

Caracterización MolecularCaracterización Molecular

ADNADN

BioactividadBioactividad

Acidithiobacillusferrooxidansferrooxidans

Acidófilo (pH 1-4) Resistente a metales)Oxida Fe2+ y SEs un baciloAeróbico

Resistente a metales)55 g/l Cu(II)72 g/l Ni(II)

120 g/l Zn(II)Aeróbico Usa CO2Mesófilo (20-40 oC)

120 g/l Zn(II) 160 g/l Fe(II)

30 g/l Co(II)Mesófilo (20 40 C)Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina

EL BIOPROCESOEL BIOPROCESO

BIOLIXIVIACIÓNBIOLIXIVIACIÓNVía del polisulfuros y azufre elemental para los sulfuroselemental para los sulfuros metálicos solubles a los ácidos.

Cu, Zn, Pb, ……..

BIOOXIDACIÓNBIOOXIDACIÓNVía tiosulfato y politionatos que sugiere la oxidación de los gsulfuros metálicos insolubles a

los ácidos.

Au, Ag, PtFrancisco Gordillo E. fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841

BIOLIXIVIACIÓN Cu

Metales de transición

Minerales de cobre

Cu (nativo)

Cu2O (cuprita) 2 ( p )

CuCO3.Cu(OH)2 (malaquita)

CuFeS2 (calcopirita)

CuS (covelita)CuS (covelita)

Cu2S (calcocita)

Cu5FeS4 (bornita)

14.000.000 de toneladas Cu Dr. Edgardo Donati CINDEFI-Argetina

MINERALES DE COBREMINERALES DE COBRE

Generalmente en la capa superior p pse encuentran los minerales oxidados (cuprita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboraciónque explica su elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo , p jdel nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (S2Cu) y covellina (SCu) y finalmente las secundariasy finalmente las secundarias calcopirita (S2FeCu) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a pestos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelenazurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los qsulfuros.

Heap Leaching

C C l d ChilCerro Colorado, ChileCananea, MexicoChuquicamata SBL, ChileCollahuasi ChileCollahuasi, ChileGirilambone, AustraliaIvan Zar, ChileMorenci USAMorenci, USAPunta del Cobre, ChileQuebrada Blanca, ChileSalvador QM ChileSalvador QM, ChileSociedad Minera Pudahuel, ChileZaldívar, Chile

PRODUCCIÓN CHILE CHILE

14 000 000 4 740 000 1 500 000

MUNDIAL (TOTAL) (BIOLIXIVIACIÓN)

14.000.000 TONELADAS

4.740.000 TONELADAS

1.500.000 TONELADAS

Mina de cobreChuquicamataChuquicamata

Chile(1993-…)

P d 640 000 t CProduce 640.000 tn Cu

ÓBIOOXIDACIÓNAu-AgAu-Ag

CÓMO SE ENCUENTRA EL ORO EN LA NATURALEZA?

LIBRE O NATIVOLIBRE O NATIVO

ASOCIADO A OTROS MINERALESASOCIADO A OTROS MINERALES REFRACTARIOREFRACTARIO

MINERALES DE ORO

Minerales refractariosEl á fi di i d l i dEl oro está finamente diseminado en la matriz y no puede ser

liberado ni siquiera con muy fina molienda.

Alto consumo de cianuro

Baja recuperación de oro (30-35 %)

Biolixiviacion “Heap”(R l )

Biolixiviacion “Heap”(R l )(Relaves)(Relaves)

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

Preparación de la base de la PilaPreparación de la base de la Pila

Ing. Enrique CGeobiot

Instalación de la tubería de oxigenación

Preparación de la piscina de biolixiviados

Acumulación de relaves en Pila

Pilas ya listas para el procesoPilas ya listas para el proceso

BIOLIXIVIACIÓN “HEAP” (pila)

DIAGRAMA BIOTECNOLÓGICO PARA RECUPERAR COBREDIAGRAMA BIOTECNOLÓGICO PARA RECUPERAR COBRE

Laboratorio

CONSERVACION Y

MANTENIMIENTO

Relaves

DE CEPAS

Cámarade cultivo BACTERIANO

SULFOHIEROO-OXIDANTES

Pila de Biolixiviación

Pila de BiolixiviaciónBiolixiviaciónBiolixiviación

50x50x6m

METALES

Sedimentación + -

Clarificación

Extracciónpor solvente60% recuperación Francisco Gordillo E.

fpgordillo@utpl.edu.ec Cel: 099517841

Laboratorio

RECUPERACIÓN DE ORO Y PLATA DE PILAS BIOLIXIVIADASRECUPERACIÓN DE ORO Y PLATA DE PILAS BIOLIXIVIADAS

Pila de lixiviación

Solución

CN pobre

Solución

CN rica

METALES

Tratamiento de relaves en la etapa d i

Tratamiento de relaves en la etapa d ide cierre.de cierre.

PRECIPITACIÓN DE METALES PESADOSPRECIPITACIÓN DE METALES PESADOSPRECIPITACIÓN DE METALES PESADOSPRECIPITACIÓN DE METALES PESADOS

Tipos de Bioremediación

In Situ: El tratamiento de agua subterránea o suelo sin excavar. Típicamente se trata de la inyección de nutrientes y aceptores deTípicamente 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 vadosasy extrae aire en lugar de agua. Aplicado a zonas vadosas.

Pilas Biológicas: El tratamiento de suelos en pilas conPilas 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 quepluma contaminada. La trinchera se rellena con materiales que estimulan la actividad biológica.

In Situ BioremediaciónNutrientes, aire y/o aceptor de electrones alternativos

Descarga

Bomba Tanque de mezcla

Tratamiento de agua

Pozo de inyección Pozo de

extracción

Deposito subterráneo con

Nivel de agua subterránea

Flujo de agua subterránea

Bioventilación

Pila Biológica

Barrera Biológica

UCGUCGCBCMCBCMCentro de Biología

Celular y Molecular

UCGUCGUnidad de Ingeniería Civil

Geología y MinasUNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

CINDEFI

Centro de Investigaciones y Desarrollo en Fermentaciones Industriales Argentina

GRACIAS por su AtenciónGRACIAS por su AtenciónFrancisco Gordillo E. email: fpgordillo@utpl.edu.ec Cel:099517841099517841

Manejo Y RecuperacióN De Minerales De Baja Ley De Los Desechos Mineros Mediante

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