AVANCES Y DESAFÍOS EM MATERIA DE RECUPERACIÓN DE METALES DESDE RESIDUOS MINEROS

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AVANCES Y DESAFÍOS EM MATERIA

DE RECUPERACIÓN DE METALES

DESDE RESIDUOS MINEROS

ARMANDO VALENZUELA JARA

DIRECTOR, AL PROSPECTA CONSULTORES

SANTIAGO, CHILE

8ª Jornada Ibero-Americana Técnico-Científica de “Medio Ambiente Subterráneo y Sustentabilidad” MASyS2013-2

Congreso Iberoamericano de Minería Sustentable

Santiago – Chile

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AGENDA

1. Minería y Metalurgia en Chile

2. Recuperación de metales desde

residuos mineros

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1.1 Producción minera

Fuente: Ministry of Mining; Cochilco (for Cu: Informe Tendencia Mercado del Cobre 2011-2012); USGS for other minerals and metals 50% de la producción mundial de Re obtenido como

subproducto del procesamiento de concentrados tostados de Mo.

Hoy Chile es el mayor productor de cobre a nivel mundial, y un importante productor y exportador de Mo, Ag, Au, y minerales industriales como nitratos, litio, yodo, boro, entre otros. Producción 2012 2021 (*) Cobre (Mton) 5,4 8,1 Molibdeno (kton) 37 74 Oro (ton) 50 178 Plata (ton) 1.195 2.721 Hierro (Mton) 10,2 19 Nitratos (Mton) 0,9 3,4 Yodo (kton) 17,5 28,5

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1.2 Producción de cobre

Source: 2010 Cochilco 2010 Yearbook and Report on Mining Investment for Copper and Gold; Analysis AL Prospecta

Evolución producción 1990 a 2012

• +90% de la nueva producción de cobre será por la vía de concentrados

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1.3 Procesos de cobre

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• 12 grandes operaciones (> 50 kton/a Cu producido)

• 10 operaciones de mediano tamaño

Sulfide ore

Waste rock and low grade rock

Acid drainage Fresh Wat er

CRUSHING/ Recycled wat er

GRINDING

THICKENING/ FILTRATION

Mo concentrate

Tailings

THICKENING/ Ef f luent TAILINGS

FILTRATION DAM Cu concentrate Wastewat er MINE FLOTATION Mo THICKENING Evaporat ed wat er FLOTATION Cu 300 Mton/y

a) Plantas concentradoras

= principales residuos

• 13 grandes operaciones (> 50 kton/a Cu) • Varias operaciones mediano tamaño

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1.3 Procesos de cobre

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c) Fundiciones de cobre

• Fundiciones usando tecnología Flash, Teniente y Noranda

• Capacidad fusión: 100 a 580 kton/y copper

Cu concentrate

Slag

SLAG CLEANING SMELTING/ Gas GAS HANDLING H2SO4 Sulf uric

FURNACE Whit e met al CONVERTING and CLEANING PLANT acid Blister Cu Dust

Final slag t o disposal ANODE

FURNACE

Dust t o t reat ment t o

recover Cu Acid ef f luent t o t reat ment Cu anode ELECTRO-REFINING Electrolytic sludges Cu Cathodes H2SO4 Acid wastewat er DRYING 5 Mt/y CHUQUICAMATA (CODELCO), * POTRERILLOS (CODELCO), * ALTONORTE (XSTRATA) CHAGRES (ANGLOAMERICAN) VENTANAS (CODELCO), * CALETONES (CODELCO) PAIPOTE (ENAMI) (*) with refinery

Source: analysis AL Prospecta using data from companies

+3 Mton/y

= main wastes 110 kt/a 4.100 m3/día

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1.4 Regulaciones ambientales

Emisiones de SO

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y As desde fundiciones de cobre y el

estándar actual y futuro a ser alcanzado en 2018

• Inversión de +1.500 US$ millones entre 1992 y 2002 (US$ 1.526 por ton S recuperado)

• Captura de SO2 aumentó desde 20 a 80%

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AGENDA

1. Minería y Metalurgia en Chile

2. Recuperación de metales desde

residuos mineros

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Recuperación de cobre desde drenaje ácido

El Teniente hydrometallurgical plant, Codelco

• Primera operación comenzó en 1984 (US$ 20 millones) con una capacidad anual de producción de 6 kton de cátodos de cobre (hoy, fluctuando entre 3-4 kton)

• Desafíos: disminución concentración de Cu en el drenaje, tratamiento del refino

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• Otras compañías estudiando otros proyectos

• Desafíos: acceso a puerto (exportar hierro), altos niveles S y variabilidad %Fe en relaves de Cu

• Por su parte, EcoMetales recupera Cu-Mo desde relaves de planta

Chuquicamata, mientras Valle Central hace lo mismo con relaves El Teniente

Source: Environmental Impact Report, Magnetita Plant, CMP, SEIA,

Recuperación de hierro desde relave flotación de Cu

% Solid Fe Total (%) Fe Mag (%)

P (%) S (%) SiO2 (%) CaO (%) MgO (%) Al2O3 (%)

30 18 -22 10 - 13 0.2 – 0.4 1 - 4 40 3.5 – 4.0 3.5 8 - 9

Composición química típica de un relave generado en un proceso de flotación Cu:

Planta Magnetita CMP (productor de hierro)

• Desde 2008 en operación con una inversión de US$ 70 millones para producir cerca de 3,5 Mton/año de concentrado de hierro (68% Fe)

• Proceso incluye: concentración magnética (Rougher), molienda, concentración magnética (Finisher), flotación (neumática inversa).

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Recuperación de Cu desde polvos de fundición (1/2)

Generación anual: +110 kton/año (50% desde fundición Chuquicamata)

• Concentración típica: 3-30% Cu; 1-17% As; 0,8-13% S%; 0,1-0.9% Bi; 0,2-20% Cd; 0,5-12% Pb; 0,1-1,5% Sb; más Ge, Mo, Ag, entre otros.

El Teniente Arsenic treatment plant, Codelco (1982)

• Principales desafíos:

 Concentración Cu y As no estable, afectando el rendimiento del proceso

 Compuesto As como arseniato férrico amorfo (no estable para disposición a largo plazo)

 Residuo final no cumple test EPA para Cd en base a cumplimiento del D.S. 148

 Recuperación Bi no realizada

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Ecometales plant at Codelco norte`s facilities, Chile

• Principales logros:

 +300 kton de polvos para recuperar 54 kton Cu en solución PLS

 Planta también trata efluentes de refinería (1.000 m3/día)

 As es precipitado como escodorita (arseniato férrico cristalino), 10 kt/a de As abatido

 Precipitación también incluye al Sb y Cd, cumpliendo con D.S. 148

Nuevo foco: recuperación de Mo, Re, Ge, Pb, Ag, and otros metales desde solución PLS y residuo lixiviado.

• Desde 2007, Ecometales trata > 60 kt/año de polvos de fundición generados principalmente de la fundición Chuquicamata, Potrerillos, Ventanas

Recuperación de Cu desde polvos de fundición (2/2)

2.3 Fundición de cobre

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• Adicionalmente, usos alternativos de las

escorias podrías ser permitidos. Por ejemplo, como insumos para materiales de

construcción o caminos, como ocurre en la UE, India, Brasil, China, etc.

Escorias de Cu: investigación para recuperar metales

Análisis químico: 30-45% Fe, 35-40% Silica, 10% calcium oxide+alumina, 0.8-1% Cu, 0,2-0.3% Mo, así como Zn y metales preciosos, entre otros)

Propuesta de investigación y procesos:

• Objetivo: recuperación de Cu, Mo, Fe, principalmente

• Vías hidro y piro han sido propuestas, incluyendo tostación-lixiviación, IX Mo y SX-EW.

• A la fecha, no más avances y por lo tanto mayor investigación es requerida para resolver algunos desafíos, como la óptima separación del Mo-Fe, y el alto consumo de ácido

Source: Propuesta recuperación Mo desde escorias, Proyecto FONDEF D02 I 1159, Univ. De Concepción, Chile, 2006

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b) Recuperación de tierras raras, litio desde relaves flotación

• Principal tema: bajas concentraciones

a) Sulfato de cobre desde relaves de flotación o residuos lixiviados:

• Mejor calidad que este desde chatarra, principalmente para cumplir con exigencias desde la industria alimenticia

• Hoy Chile produce +15 kton/año de sulfato de cobre desde minerales oxidados de Cu.

c) Varios metales desde barros anódicos

• > 1,000 ton/a son exportadas hoy (+US$ 120 millones)

• Proyecto Codelco-LS Nikko Copper para recuperar metales preciosos y del Grupo del Platino (Pt, Pt), Te, Se y sulfato de cobre

2.4 Otras iniciativas

d) Mo, Re y uranio desde solución PLS de SX

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AGENDA

1. Minería y Metalurgia en Chile

2. Recuperación de metales desde

residuos mineros

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a) Residuos Mineros:

Nueva fuente de metales y materiales

MINING AND

METALLURGICAL

OPERATIONS

- Mining and processing

 Acid drainage

 OTR Tyres, Oil (mining trucks)

 Flotation tailings

- Hydrometallurgical plants

 Waste rock

 Leached ore

 Raffinate effluent

Main gas, liquid and solid wastes

Copper Resources

Copper Mining products

Final user or Additional processing

Inputs - Water - Energy - Chemicals - Oil - Tyres - Steel, etc.

- Smelting and Refining

 SO2, arsenic and PM emissions.

 Slags

 Flue dust

 Refinery effluent

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3. Reflexiones finales

Reciente boom en la demanda de algunos de estos metales

Fuente: Umicore

• Algunos metales de interés considerados estratégicos o de alto interés tecnológicos por la UE, EE.UU., Japón, China, Taiwán, entre otros, debido a que:

Son usados en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas emergentes

Su producción está concentrada en un o dos países (alto riesgo de controlar oferta).

b) Metales estratégicos

Fuente: Análisis AL Prospecta en base a información de Umicore, Comisión Europea, British Geological Survey, United States Geological Survey

Origen:

•Sb: minería primaria (China), subproducto proceso Cu

•Bi: subproducto proceso Pb, Cu, Zn, minas tungsteno (China)

•Ge: minería primaria (China), subproducto Zn-Cu, reciclaje

•As: subproducto proceso Cu, Pb, Zn, y reciclaje

•Cd: subproducto proceso Zn, reciclaje

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LOS INVITAMOS A PARTICIPAR!!

Durante Expomin 2014 (Abril 21-25, 2014)

www.congreso.expomin.cl

24 de Abril 2014 – Santiago - Chile

3° WORKSHOP INTERNACIONAL

M2R2

SOBRE RECUPERACIÓN

DE METALES DESDE

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AVANCES Y DESAFÍOS EM MATERIA

DE RECUPERACIÓN DE METALES

DESDE RESIDUOS MINEROS

ARMANDO VALENZUELA JARA

DIRECTOR, AL PROSPECTA CONSULTORES

SANTIAGO, CHILE

8ª Jornada Ibero-Americana Técnico-Científica de “Medio Ambiente Subterráneo y Sustentabilidad” MASyS2013-2

Congreso Iberoamericano de Minería Sustentable

Santiago – Chile

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