Investigación y desarrollo para la recuperación de elementos de valor desde relaves - CONSORCIO JRI Ingeniería - EcoMetales Limited
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Investigación y desarrollo para la recuperación de elementos de valor desde relaves CONSORCIO JRI Ingeniería – EcoMetales Limited Programa Tecnológico 16PTECME-66527 AGOSTO DE 2019 www.relavesconvalor.cl
La información contenida en esta presentación se entiende como confidencial y propiedad del Consorcio JRI Ingeniería S.A. y EcoMetales Limited. Se prohíbe su reprodución y divulgación.
De la mina al tranque: los cambios químicos
Procesos que Unidades Geometalútgicas (UGM)
modifican las
Molienda- flotación
características
químicas de un
depósito de relaves:
Migración de
elementos químicos
en el cuerpo del
relave
Contaminación de
aguas (superficiales
e infiltradas)
Relaves TOP 10 Representan el
del tonelaje total
de los 740 tranques
90% Suman
millones de
6.600
toneladas, las que
catastrados por aumentan a razón de
Sernageomin. un 10% anual.
ANTOFAGASTA
ANDINA
TARAPACÁ CHUQUICAMATA
LOS BRONCES
ESCONDIDA
FAENA COLLAHUASI ATACAMA RM
COQUIMBO
SALVADOR VALPARAÍSO
O’HIGGINS
LOS PELAMBRES
CANDELARÍA
EL TENIENTE
Pampa Talabre Laguna Pampa Candelaria El Los Ovejería Las Carén
DEPÓSITO Pabellón Seca Austral Mauro Leones Tórtolas
COMUNA Pica Calama Antofagasta Diego de Tierra Los Vilos Los Andes Til Til Colina Alhué
Almagro Amarilla
Capacidad (ton)
Modelos de Economía “Antiguo vs. Moderno”
Econom
ía c
irc
ECONOMÍA LINEAL Materias primas D iseñ
ul
o
ar
APORTE RESIDUO
do
icla
Pr labora
Re
Agua y Aguas
odu
e
Rec
alimentación residuales Desecho
residuales
ccción
s
Energía y Emisiones a
ción
combustibles la atmósfera
ogida
Productos Desechos de
Rec
manufacturados herramientas y
ió n
embalaje
uc
Madera, C b
Residuos re u o n s u m o ri
pasta, metales
D ist
y plásticos sólidos reptilización
a ra c i ó n
Tratamiento de Residuos Mineros
$ $
DISPOSICIÓN DE
RESIDUOS MINEROS
RESIDUOS
MINEROS TRATAMIENTO SUSTENTABLE DE RESIDUOS
Estabilización Recuperación
de Impurezas de valor
Altos en
impurezas As SO4 Pb Hg Cu Mo Fe Co
y otros y otros
REE
DISPOSICIÓN DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS $
$
Iniciativas público privadas asociadas a relaves Programa Tecnológico de Monitoreo en Línea de depósitos de relaves Programa identificación, cuantificación y extracción (bio) tecnológica de minerales/elementos de valor contenidos en depósitos de relaves Programa I+D para la recuperación de elementos de valor desde relaves
Objetivos del Programa
Generales • Identificar y cuantificar la existencia de minerales con valor eco-
nómico contenidos en los relaves.
• Promover la adopción, adaptación y/o desarrollo de tecnologías
que permitan capturar valor y contribuir a transformar los depósitos
de relaves “de un residuo minero a un activo”.
Específicos:
Generar una Identificar Escalamiento y
1 2 3
metodología procesos bases tecnológicas
para que permitan para la transferencia
caracterizar recuperar y comercialización,
los relaves. valor. considerando los
aspectos normativos.
CONSORCIO JRI Ingeniería & EcoMetales Limited
Programa I+D para la recuperación
de elementos de valor desde relaves
2017
Inicio del Programa
2018 2019 2020 2021
Término del Programa
Abril Junio Septiembre
Extracción Inicio Hito Enero
muestra Pruebas Evaluación Inicio Pruebas Banco/
compósito Laboratorio Continuidad Proceso Prototipo
E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D
aa
E TA PA 1 E TA PA 2
Proyecto 1: Metodología
Caracterización Relaves
Proyecto 3:
Proyecto 2: Pruebas Experimentales Validación Prototipo
para Definir Procesos Pruebas de Banco
Proyecto 1:
Énfasis:
Conocer cuáles minerales (fáciles de reconocer) están asociados a los
principales elementos estratégicos y de valor (rentables de recuperar).
Determinar qué tecnologías presentes en el mercado son las más
apropiadas para medir elementos y caracterizar relaves.
Proponer una metodología para buscar elementos de valor y
caracterizar representativamente los depósitos de relaves.
Producto final:
Guía de evaluación de tranques, enfasis en elementos estratégicos de
valorZona de interés para el estudio
TOTAL
TRANQUES Sotramin
CHAÑARAL
740 Op Mining Chile Spa
Jose Aranda (Irribarren)
Elias Resk Contreras
(Soc. Minera Santa Teresa)
Activos
VALLENAR
14% En esta franja
existen más de
Slm Tesoro
(Antofagasta Plc)
400
Pizarro Guerra y Cia
(Wilson Pizarro Guerra)
23%
63% Hugo Araya Carlos Gregorio Araya Campana
(Minera Araya y Araya)
Inactivos OVALLE Suc. Luis
depósitos Humberto
Rivera C.
Alvarez Sierra
de relaves LOS VILOS
Abandonados
FRANJA FERRÍFERA: formación geológica que caracteriza a
las regiones de Atacama y Coquimbo por sus altos contenidos
de fierro. Se asocia a la presencia de Tierras Raras (REE).¿EN QUÉ SE UTILIZAN?
FÓSFOROS:
REE - RARE EARTH ELEMENTS CERÁMICAS:
Pantallas CRT, LDP, TA B L A PE R I Ó D I CA Condensadores,
LCD, Lámparas Sensores, Colorantes,
Rare Earth Elements: REE, sigla en inglés.
Fluorescentes, Láseres, Refractarios.
Láseres, Fibra 1 Platinoides Tierras raras Tierras raras Otros 18
Óptica 1 1.008 livianas pesadas elementos 2 4.0026 CATALIZADORES:
1 H He
HIDRÓGENO
2 13 14 15 16 17 HELIO
Refino de Petróleo,
ALEACIONES: 2
3
Li
6.94 4
Be
9.0122 5
B
10.81 6
C
12.011 7 14.007
N
8
O
15.999 9
F
18.998 10 20.180
Ne
Convertidores
Baterías NiMH, LITIO BERILIO BORO CARBONO NITRÓGENO OXÍGENO FLÚOR NEÓN
Catalíticos, Aditivos
11 22.990 12 24.305 13 26.982 14 28.085 15 30.974 16 32.06 17 35.45 18 39.948
Pilas Combustibles, 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar del Diésel, Análisis
Piedras 19
SODIO
39.098
MAGNESIO
20 40.078
3 4
21 44.956 22 47.867
5 6
23 50.942 24 51.996
7
25 54.938
8
26 55.845
9
27 58.933
10
28 58.693
11
29 63.546
12
30 65.38
ALUMINIO
31 69.723
SILICIO
32 72.64
FÓSFORO
33 74.922
AZUFRE
34 78.971 35
CLORO
79.904 36
ARGÓN
83.798
Químicos
Encendedores, 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Súper Aleaciones VIDRIO/ÓPTICA:
POTASIO CALCIO ESCANDIO TITANIO VANADIO CROMO MANGANESO HIERRO COBALTO NIQUEL COBRE ZINC GALIO GERMANIO ARSÉNICO SELENIO BROMO KRIPTÓN
37 85.468 38 87.62 39 88.906 40 91.224 41 92.906 42 95.95 43 (98) 44 101.07 45 102.91 46 106.42 47 107.87 48 112.41 49 114.82 50 118.71 51 121.76 52 127.60 53 126.90 54 131.29
AL-Mg 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Pulidores, Cristales
RUBIDIO ESTRONCIO ITRIO CIRCONIO NIOBIO MOLIBDENO TECNECIO RUTENIO RODIO PALADIO PLATA CADMIO INDIO ESTAÑO ANTIMONIO TELURIO YODO XENÓN
55 132.91 56 137.33 57-71 72 178.49 73 180.95 74 183.84 75 186.21 76 190.23 77 192.22 78 195.08 79 196.97 80 200.59 81 204.38 82 207.2 83 208.98 84 (209) 85 (210) 86 (222)
con protección UV,
6 Cs Ba La-Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
IMANES: CESIO BARIO
Lantánidos HAFNIO TÁNTALO WOLFRAMIO RENIO OSMIO IRIDIO PLATINO ORO MERCURIO TALIO PLOMO BISMUTO POLONIO ASTATO RADÓN Imágenes R
Motores Híbridos, 87 88 89-103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
(223) (226) (267) (268) (271) (272) (277) (276) (281) (280) (285) (285) (287) (289) (291) (294) (294)
7 Fr Ra Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Disco Duros, FRANCIO RADIO Actínidos RUTHERFORDIO DUBNIO SEABORGIO BOHRIO HASIO MEITNERIO DARMSTATIO ROENTGENIO COPERNICIO NIHONIO FLEROVIO MOSCOVIO LIVERMORIO TENESO OGANESÓN
OTROS:
Turbinas Eólicas, Nuclear
Copyright © 2017 Eni Generalić
LANTÁNIDOS
57 138.91 58 140.12 59 140.91 60 144.24 61 (145) 62 150.36 63 151.96 64 157.25 65 158.93 66 162.50 67 164.93 68 167.26 69 168.93 70 173.05 71 174.97
Micrófonos La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Defensa
Altavoces
LANTANO CERIO PRASEODIMIO NEODIMIO PROMETIO SAMARIO EUROPIO GADOLINIO TERBIO DISPROSIO HOLMIO ERBIO TULIO ITERBIO LUTECIO
ACTÍNIDOS
89 (227) 90 232.04 91 231.04 92 238.03 93 (237) 94 (244) 95 (243) 96 (247) 97 (247) 98 (251) 99 (252) 100 (257) 101 (258) 102 (259) 103 (262)
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
ACTINIO TORIO PROTACTINIO URANIO NEPTUNIO PLUTONIO AMERICIO CURIO BERKELIO CALIFORNIO EINSTENIO FERMIO MENDELEVIO NOBELIO LAWRENCIOTécnicas de
perforación
Técnicas de
muestreo
Técnicas de perforación, Técnicas
muestreo y caracterización de análisis
para la recuperación de
elementos de valor desde relaves
CorrelacionesCaso de análisis: Relave Total: 12 depósitos
en comuna de Coquimbo Activos
2
Inactivos 8 s/i: 2
COQUIMBO
NTécnicas de
perforación
Técnicas de
muestreo
Técnica de muestreo puntual y
Técnicas
de análisis semi superficial: barreno
Correlaciones
ACTIVIDADES:
• Perforar 50 cm (sin tomar muestra).
• Toma de primera muestra.
• Continuar con la perforación y tomar
muestras cada 50 o 100 cm hasta
alcanzar el fondo del relave o los 400 cm.
Todas las muestras fueron
guardadas en bolsas
individuales y rotuladas
(depósito, pozo y
profundidad)Técnicas de
perforación
Técnicas de
muestreo
Técnica de muestreo masivo
Técnicas
de análisis
Con los resultados de los análisis (FRX e ICP) y mineralógicos (QEMSCAN), de
Correlaciones muestreo con barreno, se determinó sacar una muestra masiva (~9 ton).
Hipótesis del muestreo con barreno: Tierras Raras livianas, asociados a los
fosfatos (apatitos) y probablemente a óxidos de Fe y/o ferromagnesianos.
Muro de empréstitoTécnicas de
perforación
Técnicas de
muestreo
Técnica de análisis: Procesamiento de
la Información Química y Mineralógica
Técnicas
de análisis
Correlaciones Minerales de Mena:
Cu – Au – Ag – Fe – Pb – Zn - As
Óxidos
Mayores:
Análisis Químicos: AA - FRX Minerales:
- SiO₂
- S total - Silicatos
- Al₂O₃ - Óxidos
- TiO₂ - Carbonatos
Técnicas - Fe₂O₃ - Fosfatos
Utilizadas: - CaO - Aluminosilicatos
• ICP-MS. - MgO - Ferromagnesianos
• Análisis Químico AA. - MnO - Alcalinos
• Análisis Químico FRX. - Ácidos
- Na₂O
• SEM – EDS.
- K₂O - Básicos
• DRX (estructura).
- P₂O₅ Microscopio - DRX
FRX – Análisis
Químico
Elementos de Valor o Estratégicos:
RREE – Co – Sb – U – Th – Re – W – etc.
ICP MS – Microscopio Electrónico Barrido con EDSTécnicas de
perforación
Técnicas de
muestreo
Asociación de elementos de mayor
Técnicas
de análisis concentración con elementos traza
Correlaciones
Toma de muestra, análisis químico y mineralógico.
Al Mn
Cr Ti V Zn
Mn Mg Cu As Ti Fe Cu
Li
Mg Sn Cr Ni
Ni As Pb V B Br
Co Fe Ga
Mn
Cu Al Al
Tecnologia FRX, Fugro: Se observa una alta presencia de Fe y Cu. Ca/Si Zn Cl
Pb Fe
Rueda del Metal: Alta probabilidad de ocurrencia de tierras raras y Mg V
Sn
Fe Al Al Fe
otros metales de alto valor. Fe
e r a l e s s u l fu r a d o s
M i n e ra
Mn Mg Cr Nb
Al
PGM Zr
V Mg
Ca/Si Cr Ti Ta Mn
400.000
l e s ox i d a d o
Mg Ga Zn W
Iron (ppm)
Zn Sn
300.000 Ge Au Ag As Cu
Mn In Ta
Sb Bi
Pb Ni
Ag
200.000 Fe Cd Nb
Min
Ag Cu Pt
Cu Pb Ta
s
Cu Au Te Ir Se
100.000 Ag Au Mo Zn Ru Mg
Hg As Pb Co Rh Fe
Sb Bi Os Te
0 Pd Ru Pt Os Cr Sb
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ti Se
Rh Ni Co Bi As Hg As
Ca/Si Ca/Si
Ir
16.000 Fe Sb
Hg
Copper (ppm)
Ca/Si
12.000
Metal
8.000
principal
4.000
Infraestructura
0 limitada
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
metros Sin infraestructura
(residuos)Técnicas de
perforación
Técnicas de
REE
muestreo
Correlaciones de óxidos
Técnicas
de análisis mayores y elementos de valor Apatito
Correlación Apatito vs SREEL
Correlaciones Este análisis permite 600
escoger los procesos 500
SREEL = 26.496(%Apatito) + 153.06
R² = 0.8566
Fe
metalúrgicos específicos
SREEL, (ppm)
400
de concentración y 300
refinación, para la obtención 200
de un(os) producto(s) y 100
subproducto(s).
0
0 2 4 6 8 10 12 14
Apatito, (%)
Correlación Al2O3 vs SREEL Correlación Fe2O3 vs SREEL
600 600
SREEL = -33.62(%Al2O3) + 522.24 SREEL = 7.2162(%Fe2O3) - 57.936
El Fe y Al están
500 R² = 0.5865 500 R² = 0.6047 expresados como
Al2O3 y Fe2O3
S REEL, (ppm)
S REEL, (ppm)
400 400
300 300
200 200
100 100
0 0
0 2 4 6 8 10 12 0 10 20 30 40 50 60 70
Al2O3, (%) Fe2O3, (%)Proyecto 2: Identificar procesos
que permitan recuperar valor
Énfasis:
Definir y validar un esquema tecnológico para la recuperación de
elementos de valor desde relaves.
Que dicho esquema defina un producto comercial, que sea viable
técnica y económicamente y considere la disposición final de los
residuos generados.
Hacer recomendaciones técnicas para un marco regulatorio ad hoc.
Producto final:
Definir un proceso tecnológico.RESULTADO DEL MANUAL Disponibilidad de información básica
para la definición de una secuencia
DE CARACTERIZACIÓN: lógica de procesos de recuperación
de valor
Procesos físicos y químicos
PROCESOS FÍSICOS PROCESOS QUÍMICOS
Recuperación
Separación Separación Caracterización elementos
de Ultrafinos Magnética Física y estratégicos
Química
y de valor
Muestreo
en Tranque La presencia Lixiviación
de fierro permite Precipitación
la separación de SX/IX
elementos con
esta técnica Electro Depositación
Cristalización
Otros
Separación
Preparación Caracterización Caracterización de Fosfatos/ Refinación
de muestras Física y Física y
Química Química Sulfuros
de CuConcentración de valor con procesos físicos
convencionales
Arcillas
(24%de la masa)
0.18% Cu
970 ppm REE
Ultrafinos
(40% de la masa)
0.13% Cu
Concentrado de
600 ppm REE Magnetita
(16% de la masa)
0.05% Cu
50 ppm REE Concentrado de
Relave a Tratar Apatito
(100% de la masa)
(12% de la masa) Concentrado
0.06% Cu de Cu
0.2% Cu 800 ppm REE
Mineral de (1% de la masa)
360 ppm REE Apatito y Cu 24% Cu
(47% de la masa) 50 ppm REE
0.31% Cu
Fracción Gruesa 241 ppm REE
Mineral Cu
(60% de la masa) Sulfurado
0.25% Cu (35% de la masa)
200 ppm REE Concentrado 0.40% Cu Mineral a Geo
de Magnetita 50 ppm REE polímeros
(13% de la masa) (34% de la masa)
0.05% Cu 0.06% Cu
50 ppm REE 50 ppm REEProyecto 3: Generar un prototipo de
proceso para recuperar valor
Desafío:
Generar un prototipo de recuperación de valores de interés.
Qué buscamos:
Comprobar la validez del uso de metodologías de extracción,
recuperación y refinación de elementos de valor desde relaves.
Realizar un prototipo de proceso integral para la recuperación y
refinación de los elementos de valor.
Producto final:
Propuesta de proceso a partir de validación de prototipo.Proyecto 3 • Etapa 2: Diagrama de flujos de
separación Magnética y Flotación
Relaves
Separación
magnética
Validación de
Clasificación
prototipo para Transporte y
la recuperación preparación
de pulpa
de elementos de
Flotación de
valor desde relaves Fósforo y Cobre
Los mejores
parámetros Concentrado
Espesamiento de Magnetita
preliminares obtenidos
en las pruebas de Espesamiento Relave final
a depósito
laboratorio serán Concentrado
de Fósforo
validados a mayor
escala en pruebas de
banco. Lixiviación de
elementos
de valor Concentrado
de CobreAportes del Programa Ampliar el conocimiento minero a otros elementos que tienen valor distintos al cobre. Generar conocimiento, metodologías y validar tecnologías que permitan reconocer y recuperar elementos de valor que en Chile, habitualmente, no se aprovechan. Contribuir a resolver un problema ambiental y social, con propuestas cuyo modelo de negocios sea sustentable e innovador, que permitan definir los productos y detectar tempranamente posibles clientes (“elementos estratégicos”). Analizar el marco legal que permita viabilizar el reprocesamiento y disposición de tranques de relaves.
CONSORCIO
JRI Ingeniería &
EcoMetales Limited
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