Definiciones de un proceso de conminución

Chancado

Etapa en la cual grandes máquinas reducen las rocas a Un tamaño uniforme de no más de 1,2 cm.

Molienda

Grandes molinos continúan reduciendo el material, Hasta llegar a unos 0,18 mm, con el que se forma una pulpa con agua y reactivos Que es llevada a flotación, en donde se obtiene concentrado de cobre.
En esta Parte, el proceso del cobre puede tomar dos caminos: el de la fundición y Electrorrefinación o el de la lixiviación y electroobtención

Fundición

Para separar del concentrado de cobre otros Minerales (fierro, azufre y sílice) e impurezas, este es tratado a elevadas Temperaturas en hornos especiales. Aquí se obtiene cobre RAF, el que es Moldeado en placas llamadas ánodos, que van a electrorrefinación.

Lixiviación

Proceso hidrometalúrgico, que permite obtener el Cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una mezcla de ácido Sulfúrico y agua.

– Electrorrefinación:

 los ánodos provenientes de la Fundición se llevan a celdas electrolíticas para su refinación. De este proceso Se obtienen cátodos de alta pureza o cátodos electrolíticos, de 99,99% de Cobre.

Electroobtención

Consiste en una electrólisis mediante La cual se recupera el cobre de la solución proveniente de la lixiviación, obteniéndose Cátodos de alta pureza.

Definiciones de un proceso de obtención

Cátodos

Obtenidos del proceso de electrorrefinación y de Electroobtención, son sometidos a procesos de revisión de calidad y luego Seleccionados, pesados y apilados.

Despacho y transporte

Los cátodos son despachados en Trenes o camiones hacia los puertos de embarque y desde ahí, a los principales Mercados compradores.

Lixiviación

Basándose en el principio de que los minerales Oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas, se aplica una sustancia De este tipo al material triturado, que viene del chancado.
Este material, que Se encuentra en las pilas de lixiviación, es regado (con aspersores o goteo) Por unos 50 días con una disolución de ácido sulfúrico y agua, que formará una Mezcla homogénea llamada sulfato de cobre.

Esta es llevada a unos estanques donde son limpiadas y luego a una Planta de extracción por solvente (mezcla de parafina y resina orgánica), donde Se obtiene una solución concentrada de cobre que pasa a la etapa de Electroobtención.

– Electroobtención

Aquí la solución electrolítica de cobre es Llevada a las celdas de electroobtención, que tienen en su interior sumergidas Unas placas metálicas. Estas corresponden alternadamente a un ánodo y un cátodo.
Los ánodos son placas de plomo que hacen las veces de polo positivo, ya Que por estos se introduce la corriente eléctrica; en tanto que los cátodos son Placas de acero inoxidable, que corresponde al polo negativo, por donde sale la Corriente. Así, el cobre del solución de sulfato de cobre migra hacia el Cátodo, depositándose en su superficie.

Luego de siete días, se procede a su cosecha. Esta consiste en la Limpieza con agua caliente y la extracción del cobre con una máquina especial (despegadora de cátodos), en ambas cara de la plancha.

Proceso de reducción de tamaño del mineral

Reducción de tamaño de las partículas minerales

 Una vez que el mineral ha sido Extraído desde la mina, este puede presentar variados tamaños de partículas, Los cuales pueden ir desde varios metros de diámetro a unos cuantos micrones. Por lo anterior, se hace necesario manejar y reducir el tamaño de las rocas Minerales obtenidas, por las siguientes razones:

· Liberar especies minerales comerciales, desde una matriz formada por Minerales de interés y ganga

· Promover reacciones químicas o físicas rápidas, a través de la Exposición de una gran área superficial.

· Producir un mineral con carácterísticas de tamaño deseable para su Posterior procesamiento, manejo y/o almacenamiento.

· Satisfacer requerimientos de mercado, en cuanto a especificaciones de Tamaños particulares en el producto.

Para lograr lo anterior, se aprovecha que los minerales poseen Estructuras cristalinas, y sus energías de uníón se deben a diferentes tipos de Enlaces, que participan en la configuración de sus átomos. Estos enlaces Interatómicos son efectivos solo a corta distancia, y pueden ser rotos por la Aplicación de esfuerzos de tensión o compresión. Para desintegrar una partícula Mineral se necesita aplicar una energía, debido a que todos los materiales Presentan fallas que pueden ser macroscópicas (grietas) o microscópicas. Logrando que esta energía se propague por las grietas, se permite el rompimiento De los enlaces atómicos.

Procesos básicos en la obtención de cobre

El mineral extraído pasa en primer lugar por un proceso de moliendao conminución

En el caso de los minerales oxidados el proceso productivo Implica someter el material a una solución de lixiviación, que producirá Soluciones de sulfato de cobre, las cuales son sometidas a un proceso de Extracción con solventes y posteriormente a un sistema de electroobtención cuyo Resultado final son los cátodos de cobre con 99,99 por ciento de pureza.

Los minerales sulfurados pasan primero por el proceso de  molienda, luego por mecanismos de Clasificación hasta obtener el concentrado de cobre, (proceso de Concentradoras)  que tiene 30 por ciento Del metal. Su purificación posterior se realiza en hornos que permiten obtener Blíster o ánodos con 99 por ciento de pureza. Finalmente la electrorefinación Permite transformar los ánodos en cátodos con 99,99 por ciento de pureza.

PROCESO DE CONMINUCION

¿Cómo son los equipos?

Los chancadores son equipos eléctricos de grandes dimensiones. En estos Equipos, los elementos que trituran la roca mediante movimientos vibratorios Están construidos de una aleación especial de acero de alta resistencia. Los Chancadores son alimentados por la parte superior y descargan el mineral Chancado por su parte inferior a través de una abertura graduada de acuerdo al Diámetro requerido. Todo el manejo del mineral en la planta se realiza mediante Correas transportadoras, desde la alimentación proveniente de la mina hasta la Entrega del mineral chancado a la etapa siguiente. 
El chancador primario es el de mayor tamaño 16,5 m de ancho por 22,5 m de alto. En algunas plantas de operaciones, este chancador se ubica en el interior de la Mina.

Los mecanismos por los cuales se puede Producir la fractura de un mineral son:

• Compresión: Se logra la fractura de la roca, al aplicar esfuerzos Compresivos de baja velocidad.

• Impacto: Se logra la fractura De la roca, por la aplicación de esfuerzos compresivos de alta velocidad.

• Abrasión: Ocurre como un Esfuerzo secundario, al aplicar esfuerzos de compresión y de impacto

¿En qué consiste el proceso de chancado?

Para lograr el tamaño deseado De ½ pulgada, en el proceso del chancado se utiliza la combinación de tres Equipos en línea que van reduciendo el tamaño de los fragmentos en etapas, las Que se conocen como:

 En la etapa primaria, el chancador primario reduce el Tamaño máximo de los fragmentos a 8 pulgadas de diámetro.
 En la etapa secundaria, el tamaño del material se reduce a 3 Pulgadas.
 En la etapa terciaria, el material mineralizado logra llegar Finalmente a ½ pulgada.

Tipos de chancadores

Chancador de mandíbulas

Chancador giratorio

Chancador  de rodillos

Chancador de conos

Chancador de martillos

Chancador de impacto.

¿En qué consiste el proceso de molienda?

Se realiza utilizando grandes equipos giratorios o molinos de forma Cilíndrica, en dos formas diferentes. En esta etapa, al material mineralizado Se le agregan agua en cantidades suficientes para formar un fluido lechoso y Los reactivos necesarios para realizar el proceso siguiente que es la Flotación.

Molienda convencional

La molienda convencional se realiza en dos etapas, utilizando molino de Barras y molino de bolas, respectivamente, aunque en las plantas modernas sólo Se utiliza el segundo. En ambos molinos el mineral se mezcla con agua para Lograr una molienda homogénea y eficiente. La pulpa obtenida en la molienda es Llevada a la etapa siguiente que es la flotación.

Molino de barras

Este equipo tiene en su interior barras de acero de 3,5 pulgadas de Diámetro que son los elementos de molienda. El molino gira con el material Proveniente del chancador terciario, que llega continuamente por una correa Transportadora. El material se va moliendo por la acción del movimiento de las Barras que se encuentran libres y que caen sobre el mineral. El mineral molido Continúa el proceso, pasando en línea al molino de bolas.

Molino de bolas

Este molino, cuyas dimensiones son 16 x 24 pies (es decir, 4,9 m de Diámetro por 7,3 m de ancho), está ocupado en un 35% de su capacidad por bolas De acero de 3,5 pulgadas de diámetro, las cuales son los elementos de molienda. En un proceso de aproximadamente 20 minutos, el 80% del mineral es reducido a Un tamaño máximo de 180 micrones.

Molino SAG

La instalación de un molino SAG constituye una innovación reciente en Algunas plantas. Los molinos SAG (SemiAutóGenos) son equipos de mayores dimensiones  11,0 m de diámetro por 4,6 m de ancho, y Más eficientes que los anteriores. Gracias a su gran capacidad y eficiencia, Acortan el proceso de chancado y molienda.

¿En qué consiste la molienda SAG?

El mineral se recibe directamente desde el chancador primario (no del Terciario como en la molienda convencional) con un tamaño cercano a 8 pulgadas (20 cm, aproximadamente) y se mezcla con agua y cal. Este material es reducido Gracias a la acción del mismo material mineralizado presente en partículas de Variados tamaños  y por la acción de Numerosas bolas de acero, de 5 pulgadas de diámetro, que ocupan el 12% de su Capacidad. Dados el tamaño y la forma del molino, estas bolas son lanzadas en Caída libre cuando el molino gira, logrando un efecto conjunto de chancado y Molienda más efectivo y con menor consumo de energía por lo que, al utilizar Este equipo, no se requieren las etapas de chancado secundario ni terciario.

La mayor parte del material molido en el SAG va directamente a la etapa Siguiente, la flotación, es decir tiene la granulometría requerida bajo los 180 Micrones, y una pequeña proporción debe ser enviado a un molino de bolas.

La Flotación:

es un proceso  Físico-químico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre y Otros elementos como el molibdeno, del resto de los minerales que componen la Mayor parte de la roca original.

Los reactivos que se incorporan en la molienda tienen diferentes Naturalezas y cumplen diferentes funciones:

Reactivos espumantes

Tienen como objetivo el producir burbujas resistentes.

Reactivos colectores

Tienen la misión de impregnar las partículas de sulfuros de cobre y de Molibdeno para que se separen del agua (eefecto hidrófobo y se peguen en las Burbujas.

Reactivos depresantes

Destinados a provocar el efecto inverso al de los reactivos colectores para Evitar la recolección de otros minerales como la pirita, que es un sulfuro que No tiene cobre.

Otros aditivos

Como la cal sirven para estabilizar la acidez de la mezcla en un valor de pH determinado  proporcionando el ambiente adecuado para que Ocurra todo el proceso.

Lixiviación:

Formación de la pila

El material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia El lugar donde se formará la pila. En este trayecto el material es sometido a Una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfúrico, conocido Como proceso de curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de Sulfatación del cobre contenido en los minerales oxidados. En su destino, el Mineral es descargado mediante un equipo esparcidor gigantesco, que lo va Depositando ordenadamente formando un terraplén continuo de 6 a 8 m de altura: La pila de lixiviación. Sobre esta pila se instala un sistema de riego por Goteo y aspersores que van cubriendo toda el área expuesta.
Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana Impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberías ranuradas) Que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del 

Sistema de riego

A través del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte Lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de Las pilas. Esta solución se infiltra en la pila hasta su base, actuando Rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, Formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de Drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas Impermeabilizadas.
El riego de las pilas, es decir, la lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, Después de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la cantidad De cobre lixiviable. El material restante o ripio es transportado Mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de Lixiviación para extraer el resto de cobre.

Electroobtencion: Es un Proceso de electrometalúrgica mediante el cual se recupera el cobre que se Encuentra concentrado en la solución de cobre (que se obtiene del proceso de Lixiviación) con el propósito de producir cátodos de alta pureza de cobre (99,99%), muy cotizados en el mercado.

1era etapa: Obtención del cobre

2da etapa: cosecha De cátodos:Su Propósito es recoger cátodos en perfecto estado, con una pureza de 99,99%, los Que serán embalados para su despacho a los lugares de embarque.

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