Mejor recuperación por lixiviación

En los circuitos de lixiviación simples, el objetivo de la molienda es liberar las partículas y exponer los minerales finos al lixiviante (e.g. exponer las partículas finas de oro al cianuro). En entornos de lixiviación más complejos, como aquéllos donde se procesan cuerpos mineralizados refractarios, los minerales “refractarios” pueden ser pasivados mediante productos reactivos que forman un “borde” de 2-3 micrones en las partículas. Este borde evita la lixiviación del material ubicado al centro de la partícula.

En sistemas de lixiviación más sencillos o más complejos, el tamaño de las partículas de mineral es clave. En un circuito más simple, si es posible lograr y mantener un tamaño óptimo de partículas para alimentar el circuito de lixiviación, se estará maximizando el área de superficie y optimizando la exposición del mineral fino al lixiviante. En circuitos más complejos, la granulometría óptima será el tamaño donde los valores puedan ser transferidos antes de que la capa pasivadora inhiba esta transferencia.

Un borde de productos reactivos pasivadores en una partícula de 9 micrones podría no evitar la lixiviación porque el borde no tiene suficiente tiempo para adquirir el espesor necesario para impedir la transferencia molecular. La transferencia molecular igualmente ocurre a través de las imperfecciones de la estructura reticular. En una partícula “extra grande” de 30 micrones, el borde podría tener tiempo de engrosarse lo suficiente para evitar la transferencia molecular y para que la reacción actúe a mayor profundidad dentro de la partícula. Si esto ocurriera, se perdería el mineral de valor dentro de la partícula.

Además de lograr una molienda eficiente para moler P80, el IsaMill™ también es capaz de lograr una distribución granulométrica muy homogénea y un tamaño de P98 más fino que las tecnologías de molienda alternativas.

Los siguientes son los parámetros que controlan la velocidad de reacción de la lixiviación en los sulfuros:

1. Difusión de iones en el mineral: interfaz de la capa de sulfato. La fase de azufre o sulfato se forma durante la reacción de la lixiviación en la forma de un borde en la superficie del mineral. Por ejemplo, en el caso de la lixiviación ácida con sulfato ferroso de la calcopirita, ésta es la difusión de iones de cobre y hierro a través de la capa de azufre que se forma durante la reacción.
2. Velocidad de la reacción química real.
3. Proceso de difusión dentro del mineral a granel. Si la superficie de un mineral presenta pocas deformaciones y defectos reticulares, la difusión de iones a través de la interfaz de la capa mineral:sulfato será el paso determinante de la velocidad. Si la superficie del mineral está activada, y tiene un gran número de deformaciones o defectos reticulares, el proceso de difusión se acelera y la reacción química se transforma en el paso determinante de la velocidad. El material mecánicamente activado termina en una estructura reticular desordenada con muchas más desarticulaciones que el material natural no activado. Las velocidades de reacción aumentan de acuerdo al número de defectos.

IsaMilling es un proceso altamente intensivo en energía –consume hasta 10 veces la energía que consume un molino de bola o de torre – cerca de 300kW/m3 de volumen en el IsaMill™ vs. los molinos de remolienda o de torre que consumen 20-40kW/m3.

El IsaMill™ reduce con gran eficiencia el tamaño de las partículas a la vez que aumenta la energía interna y superficial generando superficies altamente estresadas, aumentando el número de defectos y fracturas en la retícula mineral y reduciendo la estructura reticular de los minerales. Este proceso se conoce como activación mecánica o mecanoquímica.

La activación mecánica de un mineral sigue cuatro pasos:

1. Antes de que ocurra la desorganización estructural, una pequeña fuerza aplicada al mineral desvía los átomos de sus posiciones normales y desordena la estructura reticular.
2. A partir de este desordenamiento estructural se forma una nueva superficie y se originan grietas.
3. Nuevos procesos de molienda fina forman nuevas superficies y acumulan energía en la capa de la superficie – la resultante es importantes cambios en las propiedades de la estructura y del material.
4. Nuevos procesos de molienda (ultrafina) pueden llevar a que el mineral pierda su identidad original – transformándose en una sustancia con distinta estructura, propiedades y, a veces, hasta distinta composición, lo cual se conoce como activación mecanoquímica.

El entorno de alta intensidad que ocurre dentro del IsaMill™ hace que los defectos de la superficie actúen como sitios de transferencia de electrones que "activan" el mineral. Este cambio en la estructura superficial permite que los minerales se lixivien en condiciones mucho menos agresivas, aumentando la cinética de la lixiviación y reduciendo el tamaño del circuito de lixiviación requerido y, sobre todo, los costos– ¡tanto de capital como de operación!

Existen varios procesos de lixiviación emergentes basados en la molienda fina de alimentación – el proceso Activox, el proceso UBC/Anglo, el proceso Phelps Dodge y el Proceso Albion™ patentado de XT para lixiviación atmosférica posterior a la molienda fina (Albion Process^TM ).

El uso de medios de acero en molinos de remolienda previo a la lixiviación puede perjudicar el desempeño de la lixiviación.

Cuando los circuitos de lixiviación están diseñados para recuperar metales preciosos, como oro o plata, a partir de concentrados de pirita, es común aplicar una etapa de preaireación después de la etapa de molienda fina. La preaireación elimina los pequeños fragmentos de pirita y pirrotita activa antes de la cianuración. La preaireación aumenta el potencial rédox y oxida la pirita y pirrotita activa para disminuir el consumo de cianuro en el proceso de lixiviación. Esto es distinto a lo que ocurre en el proceso Albion patentado, donde volúmenes importantes de sulfuros (sobre 10%) son oxidados por lixiviación atmosférica para aumentar la recuperación de metal.

Si se utilizan medios de acero en el molino de remolienda, entre el mineral y los medios se forma una celda galvánica. La formación de una celda galvánica aumenta la velocidad de corrosión de los medios y la depositación de iones de hierro en la solución. La celda galvánica genera una reacción catódica y la precipitación de hidróxidos de metales en la superficie del mineral.

Los medios de acero desgastados en el concentrado de pirita triturado pueden aumentar importantemente el tiempo de preaireación requerido para la lixiviación mientras que la formación de hidróxidos de metales en la superficie del mineral puede retardar la reacción de la lixiviación.

El uso de medios inertes en lugar de acero en el circuito de molienda produce el doble efecto de:

• reducir el tiempo de residencia de preaireación y de consumo de cianuro en la lixiviación; y
• aumentar la cinética de las reacciones reduciendo la formación de capas no reactivas.

El resultado neto se traduce en una reducción en los costos de capital y de operación del circuito.