LIXIVIACION

19
CAPITULO II
INTRODUCCION
Antes de desarrollar las materias correspondientes a la hidrometalurgia, es conveniente

recordar algunos conceptos respecto a los yacimientos minerales, particularmente en el caso
del cobre.
La clasificacin de los yacimientos puede realizarse desde la base a distintas caractersticas:
Tipo de producto de inters, esto es, metlico, no-metlico, etc.
Tipo de rocas asociadas, es decir, sedimentaria, metamrficas o magmticas.
Modo de formacin
Gnesis: yacimiento hidrotermal, de sustitucin, etc.
Mineraloga: sulfurados, oxidados, carbonatados, etc.
Estructura
Mtodo de extraccin: subterrneo o rajo abierto.
En el caso del cobre en Chile, este se encuentra mayoritariamente en los llamados prfidos
cuprferos (porphyry copper), que son yacimientos de gran extensin asociados a rocas
magmticas, producto de la fusin parcial de rocas de la corteza ocenica en zonas de
subduccin. Los metales (cobre, hierro, molibdeno,.....) estn presentes como sulfuros. En la
parte superior de los yacimientos, expuesta a la alteracin atmosfrica, se produce una
lixiviacin y oxidacin natural de los sulfuros. Ms abajo, aparece una zona de
enriquecimiento secundaria con presencia de sulfuros secundarios tales como: calcosina,
covelina, bornita, mientras ms abajo queda la zona de sulfuros primarios: pirita, calcopirita.
La figura siguiente esquematiza esta situacin.
Apuntes Hidrometalurgia, O.Herreros y R Quiroz

20
Figura 2.0 Esquema evolucin de leyes
2.1.- HIDROMETALURGIA
La Hidrometalurgia [11] puede definirse como aquella parte de la metalurgia extractiva que
agrupa los procesos que tratan una mena mediante el uso de un disolvente adecuado, pasando

21
el elemento til a una fase lquida y quedando la ganga inalterada para luego recuperar el
elemento til desde la solucin enriquecida.
Por lo tanto, podramos decir que la hidrometalurgia involucra las operaciones de:
DISOLUCIN, que implica el paso de la(s) especie(s) de valor desde la mena a una
solucin
PURIFICACIN, que involucra la eliminacin de algunos elementos contaminantes
desde la solucin, y
RECUPERACIN, es decir, obtener la(s) especie(s) o elemento(s) de valor desde la
solucin.
VENTAJAS
- Los metales se pueden obtener directamente en forma pura desde la solucin.

- Los problemas de corrosin son relativamente menores que en la pirometalurgia.
- Los procesos generalmente son a temperatura ambiente.
- El manejo de los productos y materiales es relativamente fcil.
- Se prestan para el tratamiento de menas de baja ley.
- No producen grandes problemas de contaminacin ambiental.
DESVENTAJAS
- La separacin entre la ganga y la solucin puede ser dificultosa.

- Los procesos hidrometalrgicos son relativamente lentos.
- Cantidades muy pequeas de iones contaminantes pueden afectar el proceso posterior.
De acuerdo a los procesos que involucra la hidrometalurgia podemos entonces mencionar que
esta implica lixiviacin, purificacin de soluciones (extraccin por solventes o intercambio
inico) y recuperacin (precipitacin o [electro obtencin]). Todo el estudio respecto a estos
temas ser abordado tratando principalmente al elemento cobre.
Para lixiviar o disolver la especie o elemento de valor debemos utilizar solventes o lixiviantes,
y que entre los ms comunes podemos mencionar:
a) El agua, que se utiliza cuando la especie de valor es altamente soluble como son los
sulfatos de cobre, el salitre y las calcinas de tuestas sulfatantes.
b) Sales en solucin acuosa, tales como sulfato frrico usado en la lixiviacin de minerales
sulfurados de cobre [12]; carbonato de sodio para lixiviar minerales de uranio; cianuro de
sodio o potasio para la lixiviacin de minerales de oro y/o plata.
c) Bases o lcalis, tales como hidrxido de sodio para menas de aluminio; hidrxido de
amonio para menas de cobre y nquel o concentrados de cobre (Proceso Minera Escondida
[13]).
d) cidos, tales como el sulfrico, ntrico y clorhdrico. El cido sulfrico [14] es el disolvente
o lixiviante que ms se emplea en la lixiviacin de minerales oxidados de cobre [15], debido
principalmente a su relativo bajo costo, facilidad para su almacenamiento y transporte,
relativa selectividad, posibilidad de regeneracin y relativa gran disponibilidad.

22
e) Agentes oxidantes, usados generalmente en la lixiviacin de especies sulfuradas de cobre y

oro tal como el cloro gaseoso [16-21].
En la Tabla 2.1 se muestra algunas especies de cobre ms comunes con su correspondiente

reaccin de disolucin.
Daremos a continuacin una muy sencilla definicin de LIXIVIACIN, diciendo que " es el
proceso de extraccin de un constituyente soluble desde un slido, mediante el uso de un
solvente adecuado.
Para escoger el agente lixiviante ms adecuado, se debe considerar entre otros:
- Caractersticas fsicas y qumicas del material a lixiviar.

- Costo del reactivo.
- Accin corrosiva del reactivo.
- La capacidad de regeneracin del reactivo, y
- Que no provoque problemas de contaminacin ambiental.
La lixiviacin de minerales de cobre depende de varios factores, que tambin son comunes en
la lixiviacin de otros minerales, y entre los que podemos mencionar:
1.- Tamao de partcula a que debe molerse o triturarse el mineral.

2.- Composicin y concentracin del lixiviante.
3.- Tiempo de contacto.
4.- Temperatura del lixiviante.
En la Tabla 2.2 se muestra algunos valores de solubilidades de minerales puros.
TABLA 2.1.- REACCIONES DE LIXIVIACIN DE MINERALES DE COBRE:
AZURITA: ( 2 CuCO3 * Cu(OH)2 ; 55.3% Cu)
2CuCO3*Cu(OH)2 + 3 H2SO4 -- 3 CuSO4 + 2 CO2 + 4 H2O
MALAQUITA: ( CuCO3 * Cu(OH)2 ; 57.6% Cu)
CuCO3*Cu(OH)2 + 2 H2SO4 -- 2 CuSO4 + CO2 + 3 H2O
CRISOCOLA: ( CuSiO3 * 2H2O ; 36.1% Cu)
CuSiO3*2H2O + H2SO4 -- CuSO4 + SiO2 + 3 H2O

23
TENORITA: ( CuO ; 79.7% Cu)
CuO + H2SO4 -- CuSO4 + H2O
ATACAMITA: ( CuCl2 * 3Cu(OH)2 ; 50.5% Cu)
CuCl2 * 3Cu(OH)2 + 3 H2SO4 -- CuCl2 + 3 CuSO4 + 6 H2O
ANTLERITA: ( CuSO4 * 2Cu(OH)2 ; 53.8% Cu)
CuSO4 * 2Cu(OH)2 + 2 H2SO4 -- 3 CuSO4 + 4 H2O
BROCHANTITA: ( CuSO4 * 3Cu(OH)2 ; 56.2% Cu)
CuSO4 * 3Cu(OH)2 + 3 H2SO4 -- 4 CuSO4 + 6 H2O
CUPRITA: ( Cu2O ; 88.8% Cu)
Cu2O + H2SO4 -- CuSO4 + Cu + H2O
Cu + Fe2(SO4)3 -- CuSO4 + 2 FeSO4

-----------------------------------------------------------------------
Cu2O + H2SO4 + Fe2(SO4)3 -- 2 CuSO4 + 2 FeSO4 + H2O
ESPECIES SULFURADAS
CALCOSITA: ( Cu2S ; 79.8% Cu)
Cu2S + Fe2(SO4)3 -- CuS + CuSO4 + 2 FeSO4
CuS + Fe2(SO4)3 -- CuSO4 + 2 FeSO4 + S

----------------------------------------------------------------
Cu2S + 2 Fe2(SO4)3 --- 2 CuSO4 + 4 FeSO4 + S
COVELITA: ( CuS ; 66.4% Cu)
CuS + Fe2(SO4)3 --- CuSO4 + 2 FeSO4 + S

24
BORNITA: ( Cu5FeS4 ; 63.3% Cu)
Cu5FeS4 + 6 Fe2(SO4)3 --- 5 CuSO4 + 13 FeSO4 + 4 S
CALCOPIRITA: ( CuFeS2 ; 34.6% Cu)
CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 -- CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 S
ACCIN DE LOS LIXIVIANTES CON LOS COMPONENTES DE LA GANGA:
PIRITA (FeS2): no es atacada ni por el cido sulfrico ni en mezclas con sulfato frrico.
PIRROTITA (FeS): se disuelve fcilmente en medio de cido sulfrico con sulfato frrico.
ARSENOPIRITA (FeAsS4): se disuelve menos fcilmente con los anteriores lixiviantes.
LIMONITA (2Fe2O3 * 3H2O): facilmente soluble en cido sulfrico.
HEMATITA (Fe2O3): insoluble en cido sulfrico.
MAGNETITA (Fe3O4): insoluble en cido sulfrico.
En el caso de la limonita, se pueden plantear reacciones que consumen cido, dependiendo de

la frmula qumica, esto es:
2 Fe2O3 3H2O + 6 H2SO4 = 2 Fe2(SO4)3 + 9H2O
2 FeOOH + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 4H2O
El software HSC, considera como limonita:
Fe2O3 H2O + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 4H2O
TABLA 2.2.- SOLUBILIDADES DE MINERALES DE COBRE PUROS:

(Tomada de Hidrometalurgia del Cobre, A. Reghezza, U de Concepcin)
Mineral Granulometra Lixiviante %E Tiempo Temperatura

25
Azurita -100+200 1-5% H2SO4 100 1 hr Ambiente
Tenorita -100+200 1% 98 1 hr Ambiente
Malaquita -100+200 1-5% 100 1 hr Ambiente
Crisocola 13.3 mm +3 # 5% 100 30 hr Ambiente
-10+28 5% 97 6 hr Ambiente
-10+28 1% 79 60 das Ambiente
-10+28 2% 98 60 das Ambiente
-10+28 5% 100 37 das Ambiente
Cuprita -10+28 Fe2(SO4)3 c 99 3 das Ambiente
-100+200 100 1 hr Ambiente
Calcosita -100+200 50 1 da 35C
-100+200 100 21 das 35C
-100+200 50 8 das 23C
-100+200 95 8 das 50C
Bornita -100+200 95 14 das Ambiente
-100+200 45 5 das 23C
-100+200 85 3 das 50C
Covelita -100+200 35 11 das 35C
-100+200 70 13 das 50C
Calcopirita -100+200 2 43 das Ambiente
-350 38 57 das Ambiente
-350 44 14 das 50C
2.1.- TCNICAS DE LIXIVIACIN
A.- Lixiviacin In Situ : Es la extraccin de los metales, desde el yacimiento mineral sin
ningn tipo de laboreo, solubilizndolos en una solucin que se hace pasar a travs del cuerpo
mineralizado, naturalmente permeable o con fracturas inducidas por fluidos inyectados a
presin o bien microtronaduras dirigidas. Esta tcnica es aplicable a minerales de muy baja ley,
los cuales en su beneficio no alcanzan a pagar los costos de explotacin minera. El tiempo de

26
lixiviacin en este caso es del orden de aos, ya que intervienen los sulfuros de hierro, el agua,
el aire, las bacterias y el tiempo, para transformar dichos sulfuros en sulfato frrico (agente
lixiviante). El terreno que est bajo el material a tratar debe ser impermeable para poder
recuperar las soluciones producto de la lixiviacin.
Figura 2.1.- Esquema de lixiviacin in-situ
B.-Lixiviacin In Place: Si el yacimiento ha sido tronado para desmenuzar la roca, o ha sido

afectado por algn tipo de laboreo minero existiendo rajos, galeras, cavidades, bloques
hundidos y crteres, la lixiviacin del material as afectado ha tomado la denominacin de in
place leaching ( "en el lugar").
C.- Lixiviacin en Botaderos o por Lotes ( Dump Leaching): Cuando el mineral ha sido
extrado principalmente en faenas a rajo abierto, las sobrecargas de estriles o mineralizados
bajo la ley de corte ( minerales marginales) se disponen en botaderos de baja permeabilidad,
los cuales posteriormente son lixiviados, entonces se adopta el trmino de lixiviacin en
botaderos. El tamao del mineral que se utiliza para el Dump es tal como sale de la mina
(ROM = run-of-mine), salvo que los trozos ms grandes se reducen a unos 10 a 20 cm. (4 a 8
pulgadas). Cuando se trata de lixiviar minerales de cobre de muy baja ley es necesario evitar el
costo de instalacin y de operaciones que involucren preparar mecnicamente el material, ya
que esto a veces resulta incosteable para su aplicacin a este tipo de minerales [22,23].

27
Figura 2.2. Lixiviacin en botadero (Dump leaching) ROM Minera Zaldvar
Figura 2.3. Lixiviacin en botaderos y piscinas almacenamiento soluciones
Tipos de botaderos
Existen distintos tipos de botaderos, dependiendo de las caractersticas del mineral, del tipo de
terreno y de la topografa de la zona.
a) Botadero Finger: este consiste en acopiar el material en un terreno de poca pendiente,

formndose largos lechos posicionados paralelos uno al otro. La longitud es mucho
mayor que el ancho y el alto. Las dimensiones tpicas son: 800 m de largo, 200 m de
ancho y 35 m de alto.

28
b) Botadero Talud: este consiste en acopiar el material en la ladera de un cerro, para
aprovechar la pendiente de este.
Estos dos tipos de botadero presentan una buena ventilacin y son apropiados para la
lixiviacin bacteriana de minerales sulfurados.
c) Botadero Terraza: este consiste en ir formando lechos de mineral apilados unos sobre
otros en un terreno inclinado. Cda terraza superior se construye una vez terminado el
perodo de lixiviacin de la terraza inferior. Este tipo de botadero es apropiado para
zonas con escaso terreno disponible.
d) Botadero Valley: Consiste en acopiar el material en el lecho de un valle, de modo de
aprovechar el cauce hidrolgico convergente que se produce en forma natural aguas
abajo del emplazamiento del botadero. El botadero valley posee muy mala ventilacin
debiendo utilizarse slo para el caso de minerales oxidados.

29
Figura 2.3.A.- Esquema de tipos de botaderos
2.1.- HITOS DE LA APLICACION DE LA TECNOLOGIA LX-SX-EW EN

CHILE
A continuacin se detallan las empresas precursoras que adoptaron esta tecnologa:

1969 -70 Primeras pruebas piloto de SX-EW en Chuqui ensayando soluciones de
lixiviacin en bateas de mina Extica.
1980 Parte Lo Aguirre: Primera aplicacin comercial del sistema de lixiviacin
T.L. y de SX-EW en Chile.
1981 Se concede a Pudahuel la patente, por 15 aos, del proceso de lixiviacin T.L.:
aglomeracin y curado cido, y
lixiviacin en pilas no inundada.
1985 Parte Lixiviacin Bacterial T.L. comercial en Lo Aguirre y segunda SX.
1986 Parte primera planta comercial SX-EW con soluciones diluidas: Lixiviacin In-
Situ del Crter de la Mina en El Teniente: 1-1,5 gpl Cu.
1988 Parte primera planta comercial SX-EW con soluciones concentradas:
Lixiviacin Ripios y Bateas Mina Sur en Chuquicamata: 10-12 gpl Cu.
1992 Parte primera planta LX-SX-EW usando T.L, con agua de mar en Lince,
Michilla.
1993-94 Parten primeras dos plantas LX-SX-EW usando T.L. Bacterial sobre minerales
exclusivamente sulfuros: Cerro Colorado y Quebrada Blanca.
LIXIVIACIN BACTERIANA:
Esta no es una tcnica de lixiviacin propiamente tal, sino un medio para lograr solubilizacin
de algunas especies sulfuradas principalmente, y que est estrechamente ligada a la lixiviacin
In Situ, In Place, en botaderos y en pilas [24-27].
Las bacterias que participan en la lixiviacin de minerales constituyen una de las formas de
vida unicelular ms notable. Estos microorganismos, de aproximadamente 1 m de longitud,

30
son quimiolitrficos, es decir, obtienen su energa de la oxidacin de compuestos inorgnicos.
Muchas de ellas tambin son autotrficos, o sea, fijan carbono para la sntesis de sus
componentes celulares a partir de CO2 del aire y no de nutrientes orgnicos, como la mayora
de las bacterias. Por otra parte, son capaces de desarrollarse en ambientes que resultaran no
tolerables para otros organismos. Por ejemplo, viven en un medio de elevada acidez tan bajo
como pH 2, y adems soportan altas concentraciones de ciertos elementos como ser : 55 gpl
de cobre, 120 gpl de zinc y 160 gpl de hierro.
En la Tabla 3 se lista una serie de bacterias que pueden actuar en la lixiviacin. En relacin con
su forma, las bacterias tipo bacillus tienen forma de bastn, las spirillum son espirales y las
lobus son esferas lobuladas.
TABLA 2.3.- Tipos de bacterias que participan en la lixiviacin de minerales
Este tipo de lixiviacin se debe a la presencia de bacterias que viven naturalmente en los
minerales de cobre, cuya principal funcin es que ayudan o aceleran el paso del ion ferroso a
frrico ( thiobacillus ferrooxidans) y del azufre elemental a ion sulfato ( thiobacillus
thiooxidans). Estas bacterias obtienen la energa necesaria para su existencia de estas
transformaciones (del intercambio de electrones), del oxgeno, nitrgeno y monxido de
carbono del aire y de condiciones de pH y temperatura del sistema como se ha mencionado.

31
La accin de estas bacterias puede ser directa o indirecta, por ejemplo:
Lixiviacin indirecta:
CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 ----- CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 S0
Obviamente que la reaccin anterior es en medio cido.
Accin o Lixiviacin Directa:
bacteria
0
S + 3/2 O2 + H2O ----------------- H2SO4 (t.thiooxidans).
Bacteria
2FeSO4 + O2 + H2SO4 ---------- Fe2(SO4)3 + H2O (t.ferrooxidans).
Industrialmente, en el caso del cobre, la lixiviacin bacteriana se aplica preferentemente en la

explotacin de minerales mixtos de leyes bajas e intermedias, realizndose este proceso en
botaderos y pilas. Este proceso tiene la ventaja que las inversiones de capital y los costos de
operacin son relativamente bajos. Sin embargo, necesita tiempos largos, desde varios meses a
aos, para extraer el metal con recuperaciones aceptables.
Uno de los problemas asociados a este tipo de lixiviacin lo constituye la hidrlisis,

principalmente del hierro, ya que se trabaja a pH cercano a 2.
Si se plantean, las reacciones de formacin de hidrxidos de fierro:
Fe2+ + 2(OH-) = Fe(OH)2 G = -19,33 kcal
y K = 1.48x1014 , log K = 14.17
Por lo que:
Log K = 14.17 = log([Fe(OH) 2]/[Fe2+][OH-]2
Asumiendo actividades unitarias para los compuestos de fierro, se puede escribir:
Log K = 14.71 = - 2 log [OH-] = 2 pOH
pOH = 7.09 y pH = 6.91

32
y para el frrico:
Fe3+ + 3(OH-) = Fe(OH)3 G = -49,58 kcal
y K = 2.22x1036 , log K = 36.34
Por lo que:
Log K = 36.34 = log([Fe(OH) 3]/[Fe3+][OH-]3
Asumiendo actividades unitarias para los compuestos de fierro, se puede escribir:
Log K = 36.341 = - 3 log [OH -] = 3 pOH
pOH = 12.11 y pH = 1.89
Termodinmicamente se formara primero el hidrxido frrico a partir de pH = 1.89, y

posteriormente el hidrxido ferroso a partir de pH = 6.91.
Lo anterior significara una disminucin del contenido de ion frrico en las soluciones, ya que
este precipitara como hidrxido a ese valor de pH y superiores, por lo tanto se dejara de
lixiviar especies sulfuradas.
Por otra parte, de manera anloga se puede plantear la formacin de hidrxido cprico:
Cu2+ + 2(OH-) = Cu(OH)2 G = -29,44 kcal
y K = 3.82x1021 , log K = 21.582
Por lo que:
Log K = 21.582 = log([Cu(OH) 2]/[Cu2+][OH-]2
Asumiendo actividades unitarias para los compuestos de cobre, se puede escribir:
Log K = 21.582 = - 2 log [OH-] = 2 pOH
pOH = 10.79 y pH = 3.2
En el caso del in cuproso, no exixten datos termodinmicos.
Otro elemento que generalmente se encuentra en las soluciones de lixiviacin es el aluminio,

principalmente por la lixiviacin de alumino-silicatos, y en este caso:
Al3+ + 3(OH-) = Al(OH)3 G = -41,819 kcal

33
30
y K = 4.53x10 , log K = 30,657
Por lo que:
Log K = 30.657 = log([Al(OH)3]/[Al3+][OH-]3
Asumiendo actividades unitarias para los compuestos de aluminio, se puede escribir:
Log K = 30.657 = - 3 log [OH -] = 3 pOH
pOH = 10.2 y pH = 3.8
En el caso del oro, la aplicacin de la lixiviacin bacteriana ha sido utilizada para procesar
concentrados de oro de baja ley, en los cuales el metal esta atrapado en pirita y arsenopirita.
De igual manera se ha reportado la lixiviacin bacteriana en pilas de oro refractario contenido
en relaves [28] .
Al respecto cabe destacar el trabajo de Miller et al. [29] en que se describe el desarrollo de
plantas de biolixiviacin, recalcando que esta tecnologa en muy promisoria para minerales
refractarios de oro. Se enfatiza que cada material refractario constituye un caso nico y que su
respuesta a la biolixiviacin no es siempre predecible. De ah la gran importancia de las
pruebas piloto para poder realizar un buen estudio de factibilidad.

34
Figura 2.4 Esquema de bacteria, indicando accin directa e indirecta

35
minerales y concentrados de oro, se han implementado mtodos de oxidacin usando altas
temperaturas y/o altas presiones. Una alternativa a esos mtodos es un pretratamiento
microbiolgico, por medio del cual los minerales sulfurados de hierro son degradados y son
liberados los granos de oro encapsulados, los que pueden ahora ser lixiviados por cianuracin.
La biolixiviacin de minerales de oro refractario es un relativo nuevo concepto. Al parecer se
origin de estudios bacteriolgicos en el Instituto Pasteur a mediados de los 60. A fines de los
70 aparece su primera aplicacin prctica en la ex Unin Sovitica. Pruebas comparativas han
demostrado que la biolixiviacin puede tener los mismos o mejores resultados que la tostacin
u oxidacin a presin, en trminos de la recuperacin del oro y economa del proceso.
Los microorganismos usados en lixiviacin son el thiobacillus ferrooxidans, y esta bacteria

puede desarrollarse fcilmente en minerales pirticos y arsenopirticos.
La qumica de la oxidacin por bacterias puede representarse por las siguientes reacciones:
FeS2 + 3.5 O2 + H2O ------ FeSO4 + H2SO4
FeS2 + H2SO4 + 0.5 O2 ------ FeSO4 + H2O + 2S
2 FeAsS + 5.5 O2 +3 H2O ------- 2 FeSO4 + 2 H3AsO3
2 FeSO4 + 0.5 O2 + H2SO4 ------- Fe2 (SO4)3 + H2O
H3AsO3 + 0.5 O2 ------- H3AsO4
2 S + 3 O2 + 2 H2O ------- 2 H2SO4
La experimentacin de la oxidacin bacteriana debe tener como objetivo optimizar 4

parmetros:
1.- El tamao de partcula ptimo para la lixiviacin bacteriana no es estndar para todos los
minerales y concentrados y debe establecerse experimentalmente. Corrientemente se trabaja
con tamaos menores que 35 m.
2.- La concentracin de slidos de la pulpa ha sido reportada como un parmetro crtico, ms
importante que la distribucin de tamaos de la alimentacin. Las velocidades mximas de
lixiviacin se obtienen con 15 a 20% de slidos.
3.- La optimizacin de la adicin de nutrientes debe tambin establecerse durante la
experimentacin. Pequeas cantidades de potasio, fsforo y nitrgeno se requieren para
mantener la accin y crecimiento de las bacterias.
4.- La aireacin a relativas bajas velocidades (0.5 - 1 l/min, por litro de pulpa) es adecuada
para mantener la velocidad de oxidacin y crecimiento.
Un proyecto de lixiviacin de biolixiviacin en pilas, en el cual un mineral de oro refractario es

oxidado biolgicamente, ha sido reportado por Peng Yu-mei et al [28]. Despus de la
oxidacin biolgica, la pila ha sido neutralizada con cal y subsecuentemente lixiviada con
cianuro.

36
D.- LIXIVIACIN EN PILAS ( HEAP LEACHING) [30]:
Generalmente se aplica este trmino cuando el acopio se programa con el propsito de lixiviar
el mineral. En este tipo de lixiviacin se debe contar necesariamente con instalaciones de
chancado , debido principalmente a la granulometra de mineral que va a ser tratado. El
tamao del mineral esta comprendido entre 1/2" a 4/5" para facilitar el escurrimiento de las
soluciones de lixiviacin, adems de dar un cierto grado de aireacin del lecho del mineral.
Entonces esta tcnica se aplica a minerales de mejor ley que los casos anteriores, y
reportndose leyes cercanas a 1% para en el caso del cobre (y obviamente mayores a 1%) y
de 3 gramos por tonelada en el caso del oro.
Este tipo de tcnica de lixiviacin ha tenido desde un tiempo a esta parte un desarrollo
notable, principalmente debido a los bajos niveles de inversin, respecto a otro tipo de tcni-
cas, y a los relativos bajos costos de operacin.
Una primera clasificacin define dos tipos bsicos de sistemas de lixiviacin en pilas [31]:
Figura 2.5.- Primera lixiviacin en pilas en Chile (Planta Lo Aguirre, 1980)

37
Figura 2.6.- Lixiviacin en pilas dinmicas
D.1.- Pila Permanente (piso desechable): en la cual el mineral es depositado en una pila
desde la cual no se retirar el ripio una vez completada la lixiviacin
D2.- Pila Renovable (piso reutilizable): en la cual se retira el ripio al final de la lixiviacin y se
reemplaza por mineral fresco.
La decisin acerca del tipo a emplear en un caso particular, tiene un fundamento econmico y
est basada en el comportamiento metalrgico del material y en los costos de su manipulacin.
La tabla siguiente presenta los aspectos comparativos de ambos casos.

38
Figura 2.7.- Lixiviacin en pilas con equipo de carguo

39
TABLA 2.4.-Aspectos comparativos de tipos de pilas.
PERMANENTE RENOVABLE
Campo de aplicacin 1.- Minerales de baja ley (~ 0.3%). 1.- Minerales de alta ley (0.5
2.- Minerales de baja extraccin. a 1%).
3.- Cintica lenta. 2.- Minerales de alta
4.- Lixiviacin secundaria de Extraccin.
Ripios. 3.- Cintica rpida.
5.- Amplio espacio disponible. 4.- Lixiviacin primaria de
minerales
Caractersticas generales 1.- Pilas altas para lograr una alta 1.- Pilas relativamente bajas
densidad de carga de para permitir una rpida
material/m2 de pila. carga y descarga de
Generalmente 15 m o ms. material. Generalmente
2.- Buena resistencia mecnica de 3 a 6 m.
la ganga. 2.- Granulometra ms fina
3.- Granulometra gruesa (ROM). (1/2 a 4/5).
4.- Comnmente diseadas para 3.- La altura queda definida
cargas sucesivas de mineral en por el sistema de carga y
capas. por la concentracin de
5.- La altura queda limitada por las las soluciones a obtener.
necesidades de oxgeno en el
interior de la pila.
Por otra parte, de acuerdo a la configuracin de la pila las pilas renovables o permanentes
pueden adoptar la configuracin de:
D.3.- Pilas Unitarias: todo el material depositado pasa simultneamente por las diversas
etapas del ciclo de tratamiento.
D.4.- Pilas Dinmicas: en una misma pila coexisten materiales que estn en diversas etapas
del ciclo de tratamiento.
En la Tabla 2.5 se presenta una comparacin entre ambas
TABLA 2.5.-Caractersticas de pilas unitarias y dinmicas.

40
UNITARIA DINMICA
- Carga de una vez la totalidad de la pila y la - En cada perodo, que puede ser diario o
descarga de una vez al trmino del ciclo de mltiplos de la alimentacin diaria, descarga
tratamiento. un mdulo y carga otro, los cuales adems van
directamente adosados a sus respectivos
sectores de la pila, con la condicin que no
haya contacto entre el mineral fresco y el
ripio. De esta forma la camada queda formada
por sub pilas internas.
- Menor inversin unitaria por mejor

aprovechamiento del piso impermeable.
- Ventajosa para plantas de baja capacidad.
- Ciclos de operacin muy regulares.
- Concentraciones muy estables y regulables

en las soluciones de proceso.
- Operacin ms simple y flexible. - Menor capital de trabajo.
La tcnica en s, consiste en disponer el mineral previamente chancado a la granulometra

adecuada (100% bajo " a 4/5" y con un contenido de finos del orden de 6 a 8% bajo 100
mallas) que permita el "mojamiento" total del lecho de partculas y no provoque problemas de
canalizaciones, sobre un terreno de caractersticas impermeables o sobre una carpeta de tipo
plstico de alta densidad. Previo a su disposicin en la carpeta, el mineral puede ser
aglomerado y/o "curado" con la finalidad de disminuir el contenido de finos (estos por la
accin del cido, se pegan a las partculas ms grandes favoreciendo la percolabilidad del
lecho), aprovechar tiempo de contacto mineral-lixiviante (la lixiviacin comienza antes),
permitir la evacuacin de gases producto de las reacciones qumicas (evita la meteorizacin
del lecho), aprovechar el calor de disolucin del cido sulfrico y en el caso del cobre darle
una estructura estable a la slice (en el caso de tratarse de crisocola)[32-35].

41
Figura 2.8.- Tambor aglomerador (Minera Rayrock)
Una vez dispuesto el mineral sobre la carpeta impermeable, se procede a lixiviarlo con
soluciones de lixiviante de una determinada concentracin (determinadas previamente en
pruebas metalrgicas) para ir logrando la disolucin de la(s) especie(s) tiles, mediante un
sistema de regado que puede ser usando aspersores o goteros, a una tasa de riego tal que no
produzca desmoronamiento de la pila. Estas tasas de riego estn en el orden de 5 a 20 l/m2/hr.
La eleccin del sistema de riego depende principalmente de las condiciones ambientales, i.e,
velocidad e intensidad de los vientos, tasa de evaporacin solar, temperaturas da-noche del
medio ambiente, etc. En la Tabla siguiente se caracteriza el tipo de riego de acuerdo a ciertas
condiciones operacionales y/o ambientales.

42
Figura 2.9.- Carguo de pilas, cargador mvil (El Abra)
Figura 2.10.- Sistema de riego por goteo

43
TABLA 2.6.- Criterios de eleccin sistema de riego

Riego por goteo Riego por aspersin
1.- Si el agua es escasa. 1.- Recurso agua no es limitante.
2.- Si el pH de trabajo no permite precipitacin 2.- Aguas muy duras y peligro de
de las durezas del agua. precipitacin de carbonatos.
3.- Peligro de congelamiento. 3.- Condiciones climticas favorables.
4.- Rgimen de viento fuerte y permanente. 4.- Rgimen de viento moderado o
intermitente a ciertas horas del da.
5.- Necesidad de O2 en la solucin.
Figura 2.11.- Distintos tipos de aspersores

44
Figura 2.12.- Goteros incorporados a la tubera
El ciclo de lixiviacin, para este tipo de tcnica, se ver en detalle cuando se trate la tcnica de
lixiviacin por percolacin, con la salvedad que en el caso de pilas se est trabajando con un
lecho mineral parcialmente inundado y en el caso de la percolacin, dicho lecho est inundado.
Hay que mencionar que una tcnica de lixiviacin por pilas corresponde a la llamada
lixiviacin T.L. (Thin Layer) o capa delgada [36,37].

45
Figura 2.13.- Esquema de pila unitaria
En la Figura 2.14 se muestra un esquema de la disposicin del mineral en una pila, con las
condiciones del terreno.

46
Corona
Lecho Mineral
Base
Capa de ridos gruesos o ripios
Capa de finos
Tubos drenaje
Carpeta impermeable HDP
Figura 2.14.- Esquema de preparacin del piso y carpeta en pila de lixiviacin.

47
Figura 2.14-A.- Preparacin del piso para carpeta en pila de lixiviacin
Para el dimensionamiento de una pila, se considera la forma geomtrica de una pirmide

truncada, y generalmente de base cuadrada [38,39]. Dicha pila queda entonces definida por:
h
V = ----- ( A2 + a2 + A2 a2 )
3
en la cual,
V = volumen de mineral a tratar

h = altura de la pila
A = longitud de un lado de la base
a = longitud de un lado de la corona
El volumen de la pila es funcin del tonelaje a tratar y de la densidad aparente del mineral
(densidad que considera los espacios o huecos del mineral y es funcin de la granulometra de
este). Por lo que:
V = Tonelaje/densidad aparente

48
Dimensionamiento pila unitaria
A-a
a
2
AP
A
R
A
Figura 2.15.- Esquema para dimensionar pila unitaria

49
a a
1 2 N
A A
Figura 2.16.- Esquema de formacin de pila dinmica (n pilas unitarias)
Esquema construccin pila dinmica
a1
a a a
1 2 N
A-a A-(A-a) A-(A-a)

2
2 2
A1
a A M
a1
M1
A1

50
Figura 2.17 Esquema constructivo pila dinmica
C I C LO S D E LI X I V IAC I O N
Los ciclos de lixiviacin se refieren a las etapas que comprenden el proceso de lixiviacin en
pilas
1.- CARGUO DE LAS PILAS: se realiza por diferentes medios, tales como carretillas,
cargadores frontales, correas transportadoras mviles (grasshoppers), etc. Debido a que el
rango de tamao del mineral es relativamente grande y heterogneo, al cargar las pilas tiende a
ocurrir una clasificacin por gravedad, donde las partculas ms grandes quedan en la parte
inferior y las de menor tamao arriba. Por esta razn se realiza un aglomerado con una cierta
cantidad de agua para que las partculas ms pequeas se adhieran a las ms grandes o bien se
hace un curado previo. La cantidad de agua adicionada es del orden del 5 a 10% en peso
respecto al mineral cargado. La carga de la pila se debe realizar por capas, para evitar el
problema antes mencionado que provoca canalizaciones en el lecho mineral (sectores al
interior del lecho que quedan sin "mojarse").
Figura 2.18 Carguo de pila en Minera Zaldvar
2.- PISCINAS DE SOLUCIN RICA Y PREPARACIN DE SOLUCIN LIXIVIANTE:

estas piscinas se usan para almacenar las soluciones ricas (PLS) provenientes de las pilas de
lixiviacin; estas piscinas sirven adems para ajustar las soluciones con cido sulfrico ( caso
cobre) que sern las encargadas de extraer la especie til del mineral. Para preparar estas
nuevas soluciones lixiviantes se usan soluciones dbiles o agua, teniendo la precaucin de

51
agregar el cido sobre el agua o solucin dbil. El agua utilizada puede ser agua de mar o agua
salobre.
Figura 2.19 Piscina acumuladora de soluciones
3.- PRIMERA ENTRANTE O ATAQUE: es la entrada de la primera solucin lixiviante la pila

de lixiviacin en este caso, la solucin entra por la superficie de ella segn una tasa de riego
predeterminada que permita que no se desmorone la pila. Ac existe un lecho de mineral
parcialmente inundado.
4.- TIEMPO DE CONTACTO: una vez que cada solucin entrante ( 1a., 2a., etc) haya
ingresado totalmente a la pila en forma secuencial, se empieza a recircular la solucin en la pila
por un cierto periodo de tiempo, que va a depender de la concentracin de cido libre y/o
sulfato de cobre que se encuentre en la solucin.
5.- AVANCE O SALIENTE: comprobado que la solucin lixiviante tiene baja concentracin
de cido libre o alta concentracin de cobre o que el mineral de la pila se ha "agotado", se
procede a sacar dicha solucin de la pila, recibiendo el nombre de avance o saliente. Cabe
destacar que a medida que una solucin sale de la pila, otra est entrando, la que desplaza a la

52
anterior segn un sistema de pistn. Generalmente las 3 primeras salientes van a proceso
posterior por su alto contenido de cobre y las restantes pasan a otros estanques para completar
su nivel adecuado de especie til.
6.- LAVADO ( ETAPA DE DESIMPREGNACION): una vez que el mineral se ha "agotado",

se retira la ltima saliente en las condiciones de concentracin en que se encuentre y se
procede a lavar el mineral que ha quedado impregnado de solucin (etapa optativa), la cual se
trata de recuperar al mximo. El "agua" de lavado es del orden del 30 a 35% en peso del
mineral cargado.
7.- DESCARGA DE LAS PILAS: es la etapa en la cual se procede a desechar el mineral

agotado (ripio), mediante el empleo de cargadores frontales y/o camiones, o roto palas.
Figura 2.20 Descarga de ripios mediante roto pala (Minera Zaldvar)
NOTA:
Los circuitos de lixiviacin en pilas pueden ser de dos tipos:

53
a) Circuito Rgido: es aquel en el cual se trabaja en base a un tiempo de tratamiento pre-
establecido.
b) Circuito Flexible: es aquel en que se deja de trabajar cuando se ha agotado el mineral (% de

extraccin pre-establecido).
Figura 2.21 Sistema de drenaje de soluciones
Extraccin o Recuperacin: es la relacin que existe entre la cantidad de especie til extrada a
la cantidad de especie til presente en el mineral o alimentacin. Generalmente, en el caso de
la lixiviacin se llama extraccin o porcentaje de extraccin

54
Si se aplica al esquema de la figura, resulta (caso cobre):
Vi, Ci, Hi
A, a EQUIPO LIXIVIADOR T,t
Vf, Cf, Hf
Vf * Cf - Vi * Ci
% Es = ----------------------- * 100
A* a
A* a - T * t
% Et = ----------------- * 100
A* a
n
% Etot. = Ei
i=1
Consumo de cido:
Vi * Hi - Vf * Hf
C.A = -------------------- ( kg.Acido/ Ton.Mineral)
A
Vi * Hi - Vf * Hf
C.A. = ------------------ ( kg.Acido/ kg.Cobre)

55
A * a * %E
Con:
%Es = extraccin por soluciones.

%Et = extraccin por cabeza y ripios.
%Etot= extraccin total.
Vf = volumen final de solucin.
Vi = volumen inicial de solucin.
Cf = concentracin de Cu2+ en solucin final.
Ci = concentracin de Cu2+ en solucin inicial.
A = masa de mineral en alimentacin (base seca).
T = masa de ripios (base seca).
a = ley de cobre en alimentacin.
t = ley de cobre en ripios.
Hi = concentracin de cido inicial.
Hf = concentracin de cido final
CICLOS DE LIXIVIACIN
La(s) especie(s) de valor de una mena cargada en una unidad puede extraerse por lixiviacin a
travs de varias etapas de procesamiento, hasta alcanzar una recuperacin razonable.
Cada etapa implica el hecho de introducir la solucin en la pila cargada de mineral, recircular
las soluciones durante ciertas horas y finalmente extraer el lquido (caldo o licor) con gran
parte de la especie de valor solubilizada. Si tomamos en cuenta que posterior a la lixiviacin,
las soluciones se sometern a otras operaciones de procesamiento, como por ejemplo
precipitacin, cristalizacin, electro obtencin, etc. debemos imaginarnos que ser preciso
cumplir con condiciones pre-establecidas de concentracin.
Es posible que las dos o tres primeras etapas de lixiviacin entreguen soluciones cuyas
concentraciones en especie de valor sean aceptables para la operacin siguiente, crendose el
problema de que hacer con las soluciones restantes.
Todo lo hasta ac dicho, significa que de las "n" soluciones, solamente las primeras estarn en
condiciones para continuar con las operaciones posteriores, por esto, a las restantes se las
lleva sucesivamente a lixiviar nuevas cargas de mineral. Tal modalidad implica un
ordenamiento en el camino que siguen las soluciones hasta que estas alcancen las
concentraciones requeridas en especie de valor o de los reactivos qumicos empleados. Dichos
ordenamientos son los que constituyen los llamados ciclos de lixiviacin.
El ciclo de lixiviacin ms empleado por su eficiencia es el basado en el patrn de flujo en

contracorriente. Su aplicacin prctica se realiza del modo siguiente:
Supongamos que se tiene una batera de seis o ms pilas cargadas con mineral sin ningn
procesamiento; se introduce solucin lixiviante en la pila # 1, se recircula durante un tiempo

56
dado experimentalmente. Ha trascurrido la primera etapa; extraemos el lquido, el que es
probable est en condiciones de entrar en la etapa posterior. Se procede de igual manera con la
2a. y 3a. etapa. Tan pronto como una etapa entregue una solucin que no cumpla las
condiciones de concentracin adecuadas, se la traspasa a la pila # 2, reponiendo en la # 1 el
lquido extrado por solucin lixiviante nueva; ahora tenemos 2 unidades en tratamiento.
Terminado el tiempo de recirculacin, es muy probable que la solucin de la # 2 haya
alcanzado las concentraciones deseadas, por lo que dicha solucin sale del ciclo; a su vez, la
carga lquida de la # 1 se traspasa a la # 2 y en la # 1 se vuelve a reponer lquido fresco.
Suceder que la pila # 2 proporcionar durante un nmero determinado de etapas, soluciones

acondicionadas con las concentraciones deseadas; tan pronto como esto deja de suceder, la
solucin se traspasar a la # 3 en donde se repetir la historia de la # 2. De esta manera irn
entrando en el ciclo cada uno de las pilas.
Despus de un cierto nmero de etapas, sabremos que se ha logrado la recuperacin deseada

para la pila # 1, la que estar en condiciones para descargarla y cargarla nuevamente con
mineral fresco.
A partir del instante en que la unidad # 1 sale del circuito, la solucin lixiviante fresca se
empieza a introducir al ciclo por la pila # 2, la que correr la misma suerte de la 1, despus de
trascurrido un cierto nmero de etapas. La salida de una pila del circuito implica la
incorporacin de otra con carga nueva.
Conviene a veces, disponer las cosas de un modo tal que salga una pila y se incorpore otra
cada 24 horas, as la capacidad diaria de lixiviacin equivale a la capacidad fsica de cada
unidad de lixiviacin.
En una batera de pilas que est en condiciones normales de trabajo, habr un grupo de pilas
en lixiviacin, una cargada esperando el avance de las soluciones y una en descarga o carga.
Supongamos que de 6 pilas, 4 se requieren para la lixiviacin, entonces los ciclos a formarse
han de ser:
ETAPA # Pila Da
En lixiviacin : 1 2 3 4 1er.da
En lixiviacin : 2 3 4 5 2do.da
En lixiviacin : 3 4 5 6 3er.da
En lixiviacin : 4 5 6 1 4to.da
En lixiviacin : 1 2 3 4 se repite el ciclo.
El ciclo que se ha descrito se caracteriza porque al avanzar la solucin ms enriquecida en

especie de valor, se encuentra con la mena no procesada.
TABLA 2.7 Parmetros operacionales comparativos

Parmetro Escondida Lomas Bayas

57
Ley promedio mineral 1.2% Cu total 0,497% Cu total (Heap)
1.0% Cu oxidado 0,223% Cu total (ROM)
Granulometra 100% -19 mm 100% -25,4 mm (Heap)
80% -13 mm 80% -16,4 mm(Heap)
100% -1066 mm (ROM)

80% -170 mm (ROM)
Altura de pila 6.0 m 6.0 m
Tiempo de lixiviacin 85 das 40 das (Heap)
60 das (ROM)
Dosificacin cido curado 18 Kg./ton 6 Kg./ton (Heap)
Humedad mineral curado 8% 4%
Tasa de riego 15 l/hr m2 12,5 l/hr m2 (Heap)
9,5 " (ROM)
Consumo de cido 22 Kg./ton
Porcentaje de Extraccin 87% 75% (Heap)
40% (ROM)
Concentraciones en PLS 8.0 gpl Cobre 8.0 gpl Cobre
3.0 gpl cido 1.0 gpl cido
2000 ppm Cloruros 12.0 gpl Cloruros
ss < 5 ppm ss < 5 ppm
pH 1.7 pH 1.9
Concentraciones en Refino 0.5 gpl Cobre 2.0 gpl Cobre
15 gpl cido 9.0 gpl cido
12.0 gpl Cloruros
pH 1.3
N mdulos x pila 130 20 (Heap)
10 (ROM)
Dimensin pila 900 m x 1280 m 850 m x 75 m (Heap)
150 m x 50 m (ROM)
6.- Lixiviacin por Percolacin o en Bateas (Vat Leaching) : (Actualmente y desde un tiempo
a esta parte, tiene slo un carcter histrico, no por ser menos eficiente que la lixiviacin en
pilas, sino que por el nivel de inversiones que implica, adems de su relativa ms compleja
operacin) Que es utilizada para minerales de tamao de chancado intermedio (" a 1/4").
Debido a la gran cantidad presente generalmente de cobre soluble, la mayora de los minerales
oxidados de cobre que se tratan por lixiviacin por percolacin se trituran en seco. La

58
trituracin en seco inferior a 1/4" resulta antieconmica, adems que en este tipo de lixiviacin
hay que asegurar tambin un adecuado volumen de huecos en el lecho del mineral, para evitar
las canalizaciones.
Este tipo de lixiviacin, se realiza en estanques o bateas las que generalmente son de concreto
reforzado, madera, acero inoxidable, fierro o fibra de vidrio. En los casos que se requiere los
estanques estn recubiertos interiormente para ser protegidos de la corrosin que pueden
provocar las soluciones lixiviantes. Dicho estanque de lixiviacin tiene un doble o falso fondo
que consiste en un entramado de tablones perforados, cubiertos con una tela sinttica o fibra
vegetal permeable, que impide que los slidos ms finos lleguen hasta el fondo del estanque y
que permite slo el paso de la solucin, al actuar como un verdadero filtro.
La tendencia era construir estanques de gran capacidad, es decir, de 5000 a 10000 ton. de
carga, para evitar el exceso de manipulacin de materiales y reducir considerablemente los
costos.
Algunas consideraciones que hay que tener en cuenta son: si la solucin entra por el fondo del
estanque y rebalsa por arriba, el sistema es percolacin por pistn ascendente que es el mtodo
ms comn si el flujo de solucin es continuo a travs de varios estanques. Si la solucin entra
por el fondo o por arriba del estanque pero se saca por el fondo, el sistema es percolacin por
pistn descendente, que es el mtodo ms comn si se emplea el sistema batch o discontinuo.
En cada estanque el mineral es cubierto por una solucin lixiviante; esta se deja recircular en el
estanque durante un cierto tiempo (tiempo de contacto) y finalmente se drena (en el sistema
batch) o se hace avanzar (en el sistema continuo) para pasar al estanque que lo sigue.
A las soluciones que avanzan de un estanque a otro se les llama avance (1er.avance,
2do.avance, etc.) dependiendo de su posicin en el proceso. Las soluciones que entran en los
estanques de lixiviacin se les llaman entrantes (1a.entrante, 2da.entrante, etc.).
Esta tcnica puede decirse que tiene actualmente slo una importancia histrica, ya que
existen instalaciones de este tipo bastante antiguas y que se siguen usando para aprovechar
dichas instalaciones cuyos costos de inversin estn totalmente amortizadas (Ej. Mantos
Blancos, Chuquicamata).

59
Figura 2.22 Bateas de lixiviacin de Mantos Blancos
LIXIVIACIN POR AGITACIN

60
Figura 2.23 Reactor o estanque de lixiviacin por agitacin
Esta tcnica en un principio fue aplicada para el beneficio de menas muy pobres en especie de
valor como lo son los casos de los minerales aurferos y argentferos en los cuales la parte til
se encuentra apenas en gramos/tonelada o partes por milln (p.p.m.), por lo que es necesario
aumentar considerablemente la superficie de la mena, es decir, se debe moler a polvo fino
( 100% -65 # o menor), para asegurar un buen contacto entre el reactivo incorporado en el
lixiviador y la especie a extraer.
Ahora bien, como hemos establecido, el tratamiento de finos por percolacin o pilas resulta
deficiente debido al bajo % de huecos de la carga, que son precisamente las vas por donde el
lquido escurre a la vez que lixivia. De aqu que se adopte, para estos casos, la tcnica de
agitar la carga en forma de pulpa, manteniendo las partculas en suspensin en el seno del
lixiviante mismo.
Es ventajoso mantener una velocidad relativa entre las partculas slidas y la masa lquida para
favorecer la cinemtica de la operacin; significa esto que una agitacin violenta es perniciosa
por cuanto las partculas de mineral, debido a su pequea masa, son arrastradas con facilidad
por el lquido y pueden en un momento dado alcanzar la misma velocidad del fluido,
anulndose la velocidad relativa y como consecuencia diminuye la intensidad del intercambio
de materia (lixiviacin).
En contraposicin a lo anterior, sucede que una agitacin lenta puede ser incompatible con el
peso de las partculas, lo que ocasiona la sedimentacin de stas en el fondo de la unidad,
disminuyendo la extraccin de la especie til.

61
La lixiviacin por agitacin se practica en estanques cilndricos de madera, metal, fibra de
vidrio, acero inoxidable, etc., recubiertos con caucho, resinas epxicas u otros materiales para
evitar la corrosin. El fondo de los estanques puede ser plano o cnico, siendo este ltimo tipo
ms ventajoso por cuanto ayuda a que todas las partculas permanezcan en suspensin. Para
evitar esta sedimentacin y a su vez evitar el efecto de vrtice, se instalan deflectores o baffles
en la parte interior del reactor, siendo su nmero generalmente de 4 a 6.
Con respecto a la agitacin, esta se logra de dos maneras:
a) Mecnica: por hlices, paletas o turbinas.

b) Neumtica: por air-lift o sistema pachuca.
FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LIXIVIACIN
1.- La velocidad de lixiviacin aumenta con la disminucin de tamao.

2.- Si la velocidad de disolucin es controlada por la difusin, una mayor agitacin provoca
un aumento de dicha velocidad.
3.- La velocidad de lixiviacin aumenta con el incremento de la temperatura.
4.- La velocidad es mayor a menor densidad de pulpa.
5.- La velocidad aumenta con la concentracin del agente lixiviante.
6.- Si sobre la superficie del material slido se forma un insoluble no poroso, disminuye la
velocidad de lixiviacin.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA LIXIVIACIN POR AGITACIN

RESPECTO A LA LIXIVIACIN POR PERCOLACION.
VENTAJAS:
- Permite el beneficio de menas de muy baja ley.
- Se logran ms altas recuperaciones debido a la gran superficie de contacto entre la mena y el
lixiviante.
- La operacin puede ser continua.
- La carga y descarga de la unidad es ms econmica ya que el manejo de las pulpas requiere
de menos equipos o de mano de obra.
- Para el caso de menas mixtas, puede conectarse en lnea con el proceso de flotacin.
- La cintica de disolucin es mayor.
DESVENTAJAS:
- El consumo de reactivos qumicos puede aumentar hasta lmites antieconmicos por accin
de las gangas, debido a la gran superficie de contacto (CaCO3 y SiO2).
- Por la agitacin misma se producen muchas lamas secundarias que ms tarde entorpecen la
separacin slido-lquido.
- Para altos tonelajes se requiere de muchas instalaciones auxiliares, tales como espesadores y

62
filtros.
- Necesita de una etapa especial de molienda fina.
LIXIVIACIN POR AGITACIN EN CONTRACORRIENTE
Este tipo de lixiviacin est basado en el patrn de flujo que ya se ha analizado y aplicado para
el caso de la percolacin. Trabajando de esta manera la operacin es continua, lo que se
traduce en una ventaja puesto que logrado el equilibrio de trabajo, los controles son bastante
veraces a la vez que el aprovechamiento de los equipos es mximo.
Un sistema consiste en slo utilizar decantadores o espesadores para el lavado del mineral
lixiviado, inicindose el proceso en l o los agitadores. Este esquema es el llamado
Decantacin Continua en Contracorriente ( D.C.C.) y en que generalmente el agua de lavado
entra en el ltimo espesador y la pulpa de lixiviacin al primero [40]. Un esquema de la
D.C.C. se muestra en la figura siguiente:
Figura 2.25 Sistema de Decantacin Continua en Contracorriente
Qw = flujo de solucin de lavado QL = flujo de solucin de lixiviacin.
Para el esquema anterior, se puede utilizar la ecuacin de PAGE, la que se obtiene de un

balance de masa etapa por etapa, y que est basada en condiciones de operacin de estado
estacionario y asumiendo:

63
a) No hay disolucin en los espesadores.
b) La solucin de lavado se alimenta solo al ltimo espesador.
c) La mezcla de la pulpa y solucin de lavado es completa en cada etapa.
d) El flujo de solucin en la pulpa de alimentacin es igual al flujo de los underflow de los

espesadores y el agua de lavado es igual al overflow de los espesadores.
La ecuacin de PAGE es:
Cl - Cw
Cn = -------------------- + Cw
1 + RL + RL2+...+RLn
Con:
Cn = concentracin de esp. til en etapa n
Cl = " " " " " en la solucin de lixiviacin.
Cw = " " " " " en el agua o solucin de lavado.
RL = razn de lavado ( Qw/QL)
n = nmero de etapas de lavado
Qw = flujo de solucin de lavado.
QL = flujo de solucin de lixiviacin.
Otra ecuacin similar a la anterior es la propuesta por BARNEA:
RL - 1
Cn = -------------- ( Cl - Cw) + Cw
RLn+1 - 1
LIXIVIACIN DE ORO [41,42]:
El descubrimiento del agua regia por el alquimista rabe Jabir Ibn Hayyan en el siglo sexto
introdujo la tecnologa qumica para la extraccin del oro desde sus minerales:
6 HCl + 2 NHO3 + 2 Au = 2 AuCl3 + 2 NO + 4 H2O
El cloro fue descubierto en 1774 por Scheele quin not que era capaz de disolver todos los
metales, incluido el oro. Plattner fue el primero que aplic la cloracin para la recuperacin

64
del oro en 1851.:
2 Au + 3 Cl2 = 2 AuCl3
Teoras de la Cianuracin del Oro
Varias teoras se han propuesto para explicar el mecanismo de la disolucin del oro y de la
plata en soluciones acuosas de cianuro.
1.- Teora del Oxgeno: Elsner en 1946 reconoci la importancia del oxgeno en la disolucin
de oro en soluciones cianuradas:
4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O = 4 NaAu(CN)2 + 4 NaOH
2.- Teora del Hidrgeno: Janin 1888,1892 present la ecuacin segn la cual el hidrgeno gas
evoluciona durante el proceso:
2 Au + 4 NaCN + 2 H2O = 2 NaAu(CN)2 + 2 NaOH + H2
3.- Teora del Perxido de Hidrgeno: Bodlander en 1896 sugiri que la disolucin del oro
por cianuro procede segn dos etapas:
2 Au + 4 NaCN + O2 + 2 H2O = 2 NaAu(CN)2 + 2 NaOH + H2O2
H2O2 + 2 Au + 4 NaCN = 2 NaAu(CN)2 + 2 NaOH

---------------------------------------------------------------------------------------
4 Au + 8 NaCN + O 2 + 2 H2O = 4 NaAu(CN)2 + 4 NaOH
4.- Formacin de Ciangeno: Christy sugiri en 1896 que el oxgeno es necesario para la
formacin de ciangeno, el cual es la especie activa para la disolucin del oro:
4 NaCN + O2 + 2 H2O = 2 (CN)2 + 4 NaOH
Au + 4 NaCN + 2 (CN) 2 = 4 NaAu(CN)2
esta teora de dos etapas conduce a la ecuacin de Elsner
5.- Teora de Corrosin: Boonstra mostr en 1943 que la disolucin de oro en soluciones
cianuradas es similar al proceso de corrosin metlica, en el cual el oxgeno disuelto se
reduce a perxido de hidrgeno e in hidroxilo:
O2 + 2 H2O + 2 e = H2O2 + 2 OH-

Au = Au + + e
+ -
Au + CN = AuCN
AuCN + CN- = Au(CN)2-

65
------------------------------------------------------------------------------
Au + O2 + 2 CN- + 2 H2O + e = Au(CN)2- + 2 OH- + H2O2
Cintica de la Cianuracin de oro
Estudios experimentales demuestran que la disolucin de oro es controlada por difusin

(transferencia de masa en el film) tanto por el nivel de oxgeno disuelto como por la
concentracin de iones cianuro. La velocidad de disolucin se incrementa con la concentracin
de oxgeno y por la intensidad de la agitacin. Sin embargo, cuando estas alcanzan un cierto
nivel, el oro puede ser pasivado y su velocidad de disolucin decrece.
A bajas concentraciones de cianuro, la presin de oxgeno no tiene efecto sobre la velocidad
de disolucin, mientras que a altas concentraciones de cianuro - cuando la velocidad no es
controlada por el cianuro- la velocidad de reaccin depende de la presin de oxgeno. La
expresin propuesta por Habashi [43] para la velocidad de cianuracin es:
2 A DCN- DO2 [CN-] [O2]

Rate = -----------------------------------------
( DCN- [CN- + 4 DO2 [O2])
donde A = rea superficial de la partcula de oro
[CN-] [O2] = Concentraciones de cianuro y oxgeno disuelto
DCN- = 1.83 x 10-5 (cm2 seg-1), coeficiente de difusin del in cianuro
DO2 = 2.76 x 10-5 (cm2 seg-1), coeficiente de difusin del oxgeno disuelto
= espesor del film, entre 2 x 10-3 y 9 x 10-3 cm
Se ha determinado que la velocidad de disolucin es mxima, cuando:
[CN-] DO2
-------- = 4 -------- = 6
[O2] DCN-
Aspectos Mineralgicos que Determinan la Recuperacin del Oro
Como ya hemos comentado, el proceso de cianuracin del oro es favorable

termodinmicamente, con control cintico por transporte en el film y limitado por la
solubilidad del oxgeno. En condiciones ptimas su velocidad es del orden de 10 -9 mol cm-2 seg
-1
. La cianuracin ,sin embargo, es muy sensible a factores mineralgicos [44,45]:
1.- El oro debe estar en contacto con el agente lixiviante

66
- Problemas de liberacin
- Posible pasivacin superficial
2.- La especie de oro debe ser soluble en cianuro y a una velocidad aceptable
- No todos los minerales de oro son solubles en cianuro
- Partculas > 10 m se disuelven muy lentamente
3.- Los minerales matriz deben ser estables en las soluciones lixiviantes
- No consumir CN- , O2 , OH-
Recomendaciones
a.- oro totalmente incluido en el mineral matriz

Grueso: Molienda ----- Cianuracin en pulpa
Fino : Tratamientos qumicos ----- Cianuracin en pulpa
b.- Distribucin en bordes de grano de un mismo mineral

Grueso: Molienda ----- Concentracin gravimtrica
Fino : Molienda ----- Cianuracin en pulpa
c.- Distribucin en fisuras

Grueso: Molienda ----- Concentracin gravimtrica
Fino : Cianuracin en montones (pilas)
d.- Distribucin en los bordes de grano de dos minerales distintos (2 sulfuros), (sulfuro-
xido), (sulfuro-silicato):
Trituracin gruesa y clasificacin----- Mineral 1
----- Mineral 2
----- Mixtos: trituracin fina,
cianuracin
La cianuracin es efectiva :
Oro y electrum, a granulometras < 20 m y liberados y con minerales matriz estables durante
la cianuracin: pirita, arsenopirita, cuarzo, galena y esfalerita.
La cianuracin No es efectiva :
1.- Electrum rico en plata: formacin de pelculas pasivantes de Ag2S. Se debe realizar
tratamientos previos de oxidacin o adicin de Pb2+.

67
Muestra
Test (+)
convencional A optimizacin
(-) (-)
anlisis
teluro
Anlisis relacin (-) Identificacin part.
Ag/Au finas Au en matriz.
(+) (-) Identificacin min.
(+) matriz.
Identificacin (-)
teluluros Identificacin
(+)
(+) capas Ag2S
Investigacin tratam.
(+)
Investigacin qumicos min. matriz
tratamientos Inv. tratamientos
2.- Teluluros: se debe hacer tratamientos previos de oxidacin (tostacin u oxidacin acuosa).
3.- tamaos finos incluidos en mineral matriz: se debe hacer tostacin (a menudo con flotacin
previa), preoxidacin a presin, lixiviacin bacteriana.
4.- Presencia de minerales matriz (e incluso minoritarios), como calcopirita, bornita, calcosita,
covelita, oxidados de cobre y pirrotita: consumen cianuro y oxgeno:
S2- + CN- + O2 + H2O = SCN- + OH-

FeS + 2 OH- = Fe(OH) 2 + S2-
En general no es problema su recuperacin ya que pueden obtenerse concentrados de estos

minerales cuyo oro es bien recuperado en la metalurgia del cobre (lodos andicos). Tambin
se puede realizar su eliminacin por tostacin previa, una lixiviacin previa o uso de otros
sistemas lixiviantes.
Destruccin del Cianuro
Por consideraciones medio ambientales, en algunos casos es deseable destruir el cianuro

68
presente en las soluciones de descarte.
El cianuro, cianato y tiocianato pueden destruirse con ozono:
2 CN- + 2 O3 = 2 CNO- + 2 O2
2 CNO- + O3 + H2O = N2 + 2 HCO3-
2 SCN- + 2 O3 + 2 H2O = 2 CN- + 2 H2SO4
Una oxidacin con cloro tambin destruye el cianuro libre:
2 NaCN + 5 Cl2 + 8 NaOH = 2 CO2 + N2 + 10 NaCl + 4 H2O
Otra alternativa es el uso de perxido de hidrgeno:
CN - + H2O2 = CNO- + H2O
esta reaccin tambin es importante en la cianuracin ya que si se destruye el cianuro, la

velocidad de disolucin disminuye ya que el in cianato no tiene accin en la disolucin del
oro.
Disolucin de Especies Sulfuradas de Cobre:
La disolucin de especies sulfuradas de cobre, ya sea estn presentes en minerales o

concentrados ha tenido bastantes esfuerzos desde hace algunos aos como una alternativa a
los procesos convencionales de fusin. Se han propuesto distintos reactivos y metodologas
para lograr ese objetivo y sealaremos los ms relevantes.
Lixiviacin con cido Sulfrico: este cido en combinacin con varios agentes oxidantes ha
recibido bastante atencin en la lixiviacin de sulfuros de cobre, principalmente por bajo costo
de capital, disponibilidad de cido, corrosin mnima y recuperacin del cido durante la
electro obtencin.
Lixiviacin con cido sulfrico concentrado: este proceso utiliza cido concentrado en caliente
(200-300C). Por ejemplo calcopirita se lixivia a 190C en una hora y la digenita a 260 C en
dos horas.
Calcopirita: CuFeS2 + 4 H2SO4 = CuSO4 + FeSO4 + 2 S0 + 2 SO2 + 4 H2O
Lixiviacin con cido Sulfrico Diluido-Oxgeno:
Calcopirita: CuFeS2 + H2SO4 + 2.5 O2 + 0.5 H2O = CuSO4 + Fe(OH)3 + 2 S0
Covelita: CuS + H2SO4 + 0.5 O2 = CuSO4 + S0 + H2O

69
0
Azufre S + 2 O2 + H2O = H2SO4
El control cintico para temperaturas sobre el punto de fusin del azufre es por reaccin
qumica y bajo dicha temperatura es por control en capa de producto ( azufre elemental).
Lixiviacin con cido Sulfrico Diluido-Sulfato Frrico :
Calcopirita: CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 = CuSO4 + FeSO4 + 2 S0
Calcosita: Cu2S + 2 Fe2(SO4)3 = 2 CuSO4 + 4 FeSO4 + 2 S0
La disolucin de la calcopirita es controlada por difusin en capa de producto
Lixiviacin con Cloruro Frrico: la lixiviacin con cloruro es importante ya que muchos
cloruros tienen una gran solubilidad en agua y actualmente los equipos y tuberas resisten bien
las condiciones corrosivas de estos sistemas.
Calcopirita: CuFeS2 + 3 FeCl3 = CuCl + 4 FeCl2 + 2 S0
Calcosita: Cu2S + 2 FeCl3 = 2 CuCl + 2 FeCl2 + S0
La lixiviacin de calcopirita con cloruro frrico es ms rpida que con sulfato frrico, y es
gobernada por la reaccin qumica superficial. Hay que destacar que la temperatura tiene
bastante efecto sobre la disolucin (sobre 80C).
Una ventaja es que si se forma cloruro cprico, este tambin reacciona, por ejemplo:
CuS + CuCl2 = 2 CuCl + S0
Lixiviacin con cido Ntrico: si bien es cierto que el cido ntrico tiene un alto poder
oxidante, no es menos cierto que tiene algunas limitaciones: alto costo, dificultades para su
regeneracin, naturaleza muy corrosiva de las soluciones y dificultad para recuperar el cobre
desde soluciones de nitrato. En experiencias de lixiviacin se ha usado en pequea cantidad
mezclado con cido sulfrico.
Calcopirita: 6 CuFeS2 + 15 H2SO4 + 10 HNO3 = 6 CuSO4 + 3 Fe2(SO4)3 + 10 NO + 12 S0
Lixiviacin con Cianuro: las soluciones de cianuro son capaces de disolver al sulfuro de
cobre en ausencia de agente oxidante, por ejemplo:
Cu2S + 6 CN- = 2 Cu(CN)32- + S2-
el azufre elemental no se forma en ausencia de un agente oxidante. la calcosita se disuelve

rpidamente en la solucin de cianuro, pero la calcopirita ni la pirita son atacadas.
En presencia de oxgeno, el in sulfuro se oxida a azufre elemental, segn:

70
2 Cu2S + 4 CN- + O2 + 2 H2O = 2 Cu(CN)32- + 2 S0 + 2 OH-
ALGUNAS TENDENCIAS EN LA HIDROMETALURGIA
Lixiviacin amoniacal de concentrados sulfurados de cobre:
Actualmente se encuentra paralizada y casi desmantelada (stand-by desde mayo de 1998), en

Caleta Coloso, a 15 Km al sur de Antofagasta una planta de Minera Escondida que trat
industrialmente sus concentrados calcosticos mediante el uso de amoniaco-oxgeno. El
concentrado est compuesto principalmente por calcosita, pirita y silicatos.
La qumica del proceso puede representarse por:
Cu2S + 2 NH3 + 2 NH4+ + O2 = CuS + Cu(NH3)42+ + H2O
Cabe destacar que aqu se trataba de una lixiviacin parcial del concentrado calcostico,
resultando un remanente de concentrado con covelita que es vuelto al concentrado original
para su posterior comercializacin, previo separacin slido-lquido.
Las soluciones resultantes derivaban a una planta de extraccin por solventes, cuya solucin
rica de entrada era de 3.5 gpl de cobre.
El extractante era Lix- 54 preparado al 70% y el diluyente Escaid-100, con una relacin
orgnico-acuoso de 1:1. El electrolito rico contena 100 gpl de cido y el pobre 145 gpl .
Lixiviacin en Medio Clorurado.
A.- Lixiviacin de Cobre Metlico en medio Clorurado"
En el estudio cintico de la disolucin de placas planas de cobre metlico en medio clorurado,

se ha determinado el efecto de la velocidad de agitacin, pH, temperatura, concentracin de
cloro y concentracin de cloruro.
El efecto de la velocidad de agitacin sobre la velocidad de disolucin es significativo en el
rango de 300 a 600 r.p.m., hacindose independiente de esta variable a velocidades iguales o
superiores a 600 r.p.m. En principio esto indicara un control cintico por difusin en el film
con una componente electroqumica.
El pH tiene un efecto muy marcado, y se ha determinado que en el rango de pH 1.0 - 1.18 la
velocidad de disolucin es constante, para luego ir decreciendo paulatinamente a medida que
el pH se hace mayor que 2 y hasta hacerse imperceptible a valores de pH cercanos a 4.
El efecto de la temperatura es poco significativo y en los valores estudiados, i. e., 8, 15, 24, 30

71
y 40C se ha determinado una energa de activacin de 17.85 KJ/mol (4.3 Kcal/mol), valor
que correspondera a un valor casi tpico para control cintico por difusin en el film, con una
componente electroqumica de xido-reduccin.
El efecto de la concentracin de cloro es el ms significativo y se ha determinado
experimentalmente un orden aparente muy cercano a 1 con respecto a esta variable en el rango
de concentraciones entre 0.5 x 10-2 y 1.9 x 10-2 M de cloro.
La adicin de cloruro de sodio al sistema de lixiviacin tiene un efecto negativo en la
disolucin, posiblemente por un cambio en la distribucin de las especies de cloro, en el rango
estudiado de 0.12 a 1.0 M.
Algunos experimentos cinticos realizados con otras geometras, asimiladas a cilindros,
indican una linealidad de la velocidad de disolucin respecto al inverso del radio, lo que
confirmara el control cintico propuesto, adems de obtenerse energa de activacin de 18.3
KJ/mol (4.4 Kcal/mol) para esta geometra.
Podra indicarse que la cintica de disolucin de cobre metlico en medio clorurado se
corresponde con expresiones del tipo:
= K1 t y velocidad = K2 [Cl2]
B.- Lixiviacin de Escorias de Fusin en Medio Clorurado
Se ha estudiado el efecto de la velocidad de agitacin, temperatura, tamao de partcula, pH,

concentracin de cloro y concentracin de cloruro sobre la disolucin del cobre contenido en
escorias de fusin.
Resultados de caracterizacin indican que el cobre aparece principalmente como pequesimas
partculas liberadas de eje y cobre metlico. Su caracterizacin qumica entrega del orden de
1.2 % y !.6 % en cobre para las escorias de horno reverbero y flash, respectivamente y de
32,2 % y 35,85 % en Fe.
Se ha estudiado la influencia de la velocidad de agitacin, en donde se observa que sobre 600
r.p.m. la velocidad de disolucin para ambos elementos se hace independiente de esta variable.
La temperatura tiene un efecto muy poco significativo en la disolucin del cobre. En efecto, a
20C la disolucin es del orden del 71% y a 45C del orden del 73%. En la disolucin del
hierro esta variable es ms significativa alcanzando la disolucin valores de 5% a 20C y 17%
a 45C. Como lo deseado es la disolucin del cobre, con mnima o nula disolucin del hierro,
es recomendable trabajar a 20C ( temperatura ambiente promedio).
El efecto del tamao de partcula es bastante significativo y a medida que el tamao disminuye
desde -65 a -325 mallas Tyler, la disolucin aumenta de 45% a 90% promedio, a los 30
minutos de lixiviacin. Para el caso del hierro es poco significativo este efecto. Se obtiene 3%
de disolucin para tamao -65 mallas y de 7% para -325 mallas. Esto est de acuerdo con la
caracterizacin microscpica en que el cobre se encuentra presente como muy finas partculas.
El efecto de la concentracin de cloro total tambin es significativo y a medida que aumenta,

72
tambin aumenta el porcentaje de disolucin de cobre. As, para una concentracin de cloro de
0.65 x 10-2 M ( 0.46 gpl) se obtiene 19 % de disolucin, mientras que para 1.5 x 10 -2 M (1.07
gpl) esta disolucin aumenta hasta un 58 %. Sobre el hierro esta variable es muy poco
significativa, estando sus valores entre 4 y 7% para las concentraciones de cloro anteriores,
respectivamente.
La adicin de cloruro de sodio a la solucin lixiviante tiene muy poco efecto sobre la
disolucin de cobre. Para 3 y 4.5 gpl de cloruro adicionado, las extracciones estn entre 59 y
62%. Para una adicin de 6 gpl el efecto es negativo, esto es, se obtiene una disolucin menor
del orden del 55%. Para el caso del hierro el efecto es poco significativo, y para las tres
concentraciones estudiadas, se logran disoluciones de 7%. En ambos casos el cloro se ha
generado in situ por la adicin de HCl sobre hipoclorito comercial.
Cuando el cloro se obtiene por la adicin de cido sulfrico sobre hipoclorito, la disolucin de
cobre disminuye con respecto a los valores anteriores, esto es, 51, 47 y 45 % para 3, 4.5 y 6
gpl adicionados. En el caso del hierro este efecto es ms significativo ya que se alcanzan
disoluciones del orden del 21, y 23% para 3 y 4.5 gpl. respectivamente (23% tambin para 6
gpl).
El pH tiene un efecto significativo y es recomendable trabajar con valores cercanos a pH 1.
Hay que destacar que ambas escorias presentan un comportamiento similar para las variables
estudiadas, con similares resultados en las extracciones de cobre y hierro.
Para finalizar, se puede concluir que es recomendable lixiviar preparando el cloro in situ por
la adicin de cido clorhdrico sobre hipoclorito comercial, a temperatura ambiente, a tamao
de partcula de -325 mallas Tyler, a pH cercano a 1 y teniendo en mente que la disolucin de
cobre est directamente ligada al contenido de cobre presente en la escoria con la
concentracin de cloro inicial, segn la expresin emprica:
0.125 x Masa cobre inicial (gramos) = Concentracin de Cloro (Molar) .
C.- Lixiviacin de Calcosina y Metal Blanco en Medio Cloro- Cloruro
Se ha estudiado la cintica de disolucin de calcosina natural y de metal blanco (calcosina

artificial) en un medio clorurado.
Para ambos materiales se ha investigado los efectos de la velocidad de agitacin, temperatura,

concentracin de cloro, concentracin de cloruro y tamao de partcula.
Los efectos ms significativos son los referentes a la concentracin de cloro, tamao de

partcula y concentracin de cloruro, que dejan de manifiesto que el cloro molecular es el
reactivo que posibilita la disolucin del cobre contenido en ambos materiales y que el cloruro
tiene un efecto negativo en la disolucin debido a un cambio en la distribucin de las especies
de cloro. Se descarta la formacin de alguna capa pasivante de CuCl, debido al valor de pH
empleado.
Ambos materiales han sido caracterizados por microscopa ptica, microscopa electrnica
SEM/ microanlisis EDS, siendo mayoritariamente calcosina y calcosina-bornita segregada en
la caso del metal blanco y de calcosina e inclusiones de hematita en el caso de la calcosina
natural.
Se ha determinado que el control cintico es por transferencia de masa en el film, con energas
de activacin de 4.98 Kcal/mol para el metal blanco y de 7.48 para la calcosina, valor

73
relativamente alto para este tipo de control, debido probablemente a la presencia de impurezas
de este material.
Anlisis de difraccin de rayos X, para un residuo lixiviado, dejan de manifiesto que la

transformacin ocurre sin la formacin de compuestos intermedios del tipo CuS.
D.- Cintica de Disolucin de Cobre de Ejes en Medio Cloro- Cloruro
Se ha estudiado el efecto de la velocidad de agitacin, tamao de partcula, temperatura,

concentracin de cloro y de cloruro.
Los materiales utilizados son ejes provenientes de la fundicin Refimet y de Codelco Chile
Divisin Chuquicamata, predominando bornita, calcosita, magnetita, sulfuros complejos de
cobre y hierro y cobre metlico en el caso del eje de Refimet y bornita y calcosita en el caso
del eje de Chuquicamata.
Los efectos ms significativos son la concentracin de cloro, encontrndose un orden aparente

muy cercano a uno respecto a la concentracin de este reactivo, y el tamao de partcula
obtenindose una linealidad entre la constante cintica experimental versus el inverso del radio
inicial. Hay que destacar que la transformacin es bastante rpida, obtenindose extracciones
del orden del 74% de cobre a los 10 minutos de lixiviacin.
La temperatura tiene muy poco efecto sobre la disolucin de cobre con energa de activacin
del orden de 8.4 a 16.8 KJ/mol ( 2 a 4 Kcal/mol).
La adicin de cloruro de sodio al sistema, disminuye la disolucin de cobre debido a un
cambio en la distribucin de especies de cloro. Este efecto tambin ha sido determinado en el
caso del cobre metlico, calcosita natural y calcosita artificial.
Al realizar una comparacin entre ambos ejes, se determina que el comportamiento cintico en
un medio cloro-cloruro es muy similar.
El factor ms importante es la concentracin de cloro en el sistema, ya que este es el reactivo

que hace posible la disolucin de las especies de cobre.
El modelo que rige esta cintica es el del ncleo sin reaccionar con control por transferencia
de materia en la pelcula.
E.- Lixiviacin de Concentrados de Cobre en Medio Cloro-Cloruro
Se ha estudiado, como una alternativa de recuperacin de cobre desde concentrados, una va

de lixiviacin usando un medio cloro-cloruro.
Para la realizacin de este estudio se utiliz la tcnica de lixiviacin por agitacin. Se

determin los efectos de la velocidad de agitacin, concentracin de cloro total, temperatura,
tamao de partcula, adicin de cloruro de sodio y la relacin slido lquido.

74
Los efectos ms significativos son el tamao de partcula y la concentracin de cloro, siendo la

transformacin es bastante rpida, obtenindose extracciones de cobre del orden del 91 y 88
% a los 12 minutos, en condiciones experimentales de 25C, 500 rpm, pH 1.3 y
concentraciones de cloro de 1.8 x 10 y 2.8 x 10 M, respectivamente.
La temperatura tiene muy poco efecto sobre la disolucin del cobre y la adicin de cloruro la
desfavorece.
Se realizaron tambin pruebas preliminares con pulpas de concentrado al 20% de slidos, a

partir de concentrados provenientes de Minera Escondida y Empresa Minera de Mantos
Blancos, obtenindose soluciones con 4.1 gpl de cobre y 2.9 gpl de hierro al trabajar a 25C,
450 rpm y pH 1.3. Los resultados de estas pruebas preliminares debern ajustarse en un
trabajo futuro.
F.- Lixiviacin de Oro [8]
Se ha estudiado los efectos del tamao y geometra de las partculas al trabajar con placas y
esferas, velocidad de agitacin, pH, concentraciones de cloro y cloruro y temperatura.
La cintica est gobernada por reaccin qumica en condiciones de total suspensin de las
partculas. Las dependencias del pH y concentraciones de cloro y cloruro indican que la
velocidad es esencialmente determinada por la concentracin del in tricloruro. La expresin
obtenida para la velocidad especfica es:
Rate (mol cm-2 min-1) = 4.25 x 105 [Cl3-] exp( -43.5/RT)

LIXIVIACION

Cargado por

Información del documentohacer clic para expandir la información del documento

Copyright:

Formatos disponibles

LIXIVIACION

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

LIXIVIACION

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

19

Antes de desarrollar las materias correspondientes a la hidrometalurgia, es conveniente

La clasificacin de los yacimientos puede realizarse desde la base a distintas caractersticas:

Tipo de producto de inters, esto es, metlico, no-metlico, etc.

Tipo de rocas asociadas, es decir, sedimentaria, metamrficas o magmticas.

Gnesis: yacimiento hidrotermal, de sustitucin, etc.

Mineraloga: sulfurados, oxidados, carbonatados, etc.

Mtodo de extraccin: subterrneo o rajo abierto.

La figura siguiente esquematiza esta situacin.

Apuntes Hidrometalurgia, O.Herreros y R Quiroz

Figura 2.0 Esquema evolucin de leyes

Apuntes Hidrometalurgia, O.Herreros y R Quiroz

- Los metales se pueden obtener directamente en forma pura desde la solucin.

- La separacin entre la ganga y la solucin puede ser dificultosa.

Apuntes Hidrometalurgia, O.Herreros y R Quiroz

e) Agentes oxidantes, usados generalmente en la lixiviacin de especies sulfuradas de cobre y

En la Tabla 2.1 se muestra algunas especies de cobre ms comunes con su correspondiente

Para escoger el agente lixiviante ms adecuado, se debe considerar entre otros:

- Caractersticas fsicas y qumicas del material a lixiviar.

1.- Tamao de partcula a que debe molerse o triturarse el mineral.

En la Tabla 2.2 se muestra algunos valores de solubilidades de minerales puros.

TABLA 2.1.- REACCIONES DE LIXIVIACIN DE MINERALES DE COBRE:

AZURITA: ( 2 CuCO3 * Cu(OH)2 ; 55.3% Cu)

2CuCO3*Cu(OH)2 + 3 H2SO4 -- 3 CuSO4 + 2 CO2 + 4 H2O

MALAQUITA: ( CuCO3 * Cu(OH)2 ; 57.6% Cu)

CuCO3*Cu(OH)2 + 2 H2SO4 -- 2 CuSO4 + CO2 + 3 H2O

CRISOCOLA: ( CuSiO3 * 2H2O ; 36.1% Cu)

CuSiO3*2H2O + H2SO4 -- CuSO4 + SiO2 + 3 H2O

Apuntes Hidrometalurgia, O.Herreros y R Quiroz

TENORITA: ( CuO ; 79.7% Cu)

CuO + H2SO4 -- CuSO4 + H2O

ATACAMITA: ( CuCl2 * 3Cu(OH)2 ; 50.5% Cu)

CuCl2 * 3Cu(OH)2 + 3 H2SO4 -- CuCl2 + 3 CuSO4 + 6 H2O

ANTLERITA: ( CuSO4 * 2Cu(OH)2 ; 53.8% Cu)

CuSO4 * 2Cu(OH)2 + 2 H2SO4 -- 3 CuSO4 + 4 H2O

BROCHANTITA: ( CuSO4 * 3Cu(OH)2 ; 56.2% Cu)

CuSO4 * 3Cu(OH)2 + 3 H2SO4 -- 4 CuSO4 + 6 H2O

CUPRITA: ( Cu2O ; 88.8% Cu)

Cu2O + H2SO4 -- CuSO4 + Cu + H2O

Cu + Fe2(SO4)3 -- CuSO4 + 2 FeSO4

CALCOSITA: ( Cu2S ; 79.8% Cu)

Cu2S + Fe2(SO4)3 -- CuS + CuSO4 + 2 FeSO4

CuS + Fe2(SO4)3 -- CuSO4 + 2 FeSO4 + S

COVELITA: ( CuS ; 66.4% Cu)

CuS + Fe2(SO4)3 --- CuSO4 + 2 FeSO4 + S

Apuntes Hidrometalurgia, O.Herreros y R Quiroz

BORNITA: ( Cu5FeS4 ; 63.3% Cu)

Cu5FeS4 + 6 Fe2(SO4)3 --- 5 CuSO4 + 13 FeSO4 + 4 S

CALCOPIRITA: ( CuFeS2 ; 34.6% Cu)

CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 -- CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 S

ACCIN DE LOS LIXIVIANTES CON LOS COMPONENTES DE LA GANGA:

ARSENOPIRITA (FeAsS4): se disuelve menos fcilmente con los anteriores lixiviantes.

LIMONITA (2Fe2O3 * 3H2O): facilmente soluble en cido sulfrico.

HEMATITA (Fe2O3): insoluble en cido sulfrico.

MAGNETITA (Fe3O4): insoluble en cido sulfrico.

En el caso de la limonita, se pueden plantear reacciones que consumen cido, dependiendo de

2 Fe2O3 3H2O + 6 H2SO4 = 2 Fe2(SO4)3 + 9H2O

2 FeOOH + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 4H2O