Para definir las condiciones ideales a las cuales se debe desarrollar un proceso de lixiviación de minerales, se realizan diversas pruebas y ensayos con la finalidad de encontrar rangos de parámetros fundamentales que mejoren los resultados obtenidos en cuanto a recuperación y consumo de ácido. Uno de estos ensayos son las pruebas de lixiviación iso-pH, las cuales nos permiten determinar los valores máximos de extracción de cobre y el consumo de ácido que se observa para distintas muestras de mineral analizadas.
Las pruebas de lixiviación iso-pH comúnmente son realizadas en botellas con capacidad de 5 a 10 litros y se desarrollan en un sistema de agitación constante, proporcionado por una mesa con rodillos giratorios, que permite rotar en forma continua la botella y que gira a una velocidad típica de 20 RPM.
Para realizar la prueba se llena una botella con 0,5 a 3 Kg de mineral, preparado a una granulometría 100% bajo 6 o 10 # Ty, según el estándar que utilice cada cliente. Adicionalmente se agrega un volumen de agua característico para cumplir con la razón sólido/líquido en peso especificada, la cual usualmente es de 1:3 o 1:2. A continuación se procede de acuerdo con los pasos que siguen:
- Calibrar el medidor de pH, siguiendo la metodología indicada por el fabricante.
- Mezclar el mineral y el agua agregados a la botella haciendo girar dicho envase en el rodillo algunos segundos, tras lo cual detener el rodillo.
- Pesar mineral + agua + botella y registrar valor en formulario. Ajustar peso si fuere necesario con agua.
- Aforar una bureta con H2SO4 y registrar volumen inicial.
- Medir pH inicial de líquido sobrenadante de la botella y anotar en formulario.
- Agregar el volumen necesario de H2SO4 hasta llegar al pH objetivo de la prueba (típicamente 1.5). Una vez ajustada la botella, el volumen final de H2SO4 observado en la bureta se deberá anotar en el formulario para conocer la adición total de ácido sulfúrico utilizado durante el transcurso de todo el test.
A continuación, se inicia la lixiviación propiamente en el rodillo, haciendo girar la botella en períodos predefinidos. Se recomienda controlar y ajustar el pH cada 1 hora durante las primeras 24 horas, cada 3 horas durante las 24 y 48 horas y cada 6 horas entre las 48 y 72 horas de la prueba.
Para el muestreo, se debe iniciar el control del tiempo desde que el rodillo comience a girar con la botella y se deben realizar muestreos de la pulpa en diferentes intervalos de tiempo, los cuales son determinados por cada cliente y suelen ser realizados en los siguientes intervalos de tiempo: 0.5, 1, 2, 4, 6, 10, 24, 36, 48 y 72 horas.
En cada muestreo se debe detener el rodillo, sacar el reactor, esperar a que la pulpa decante y tomar 50 ml de la solución sobrenadante con ayuda de una pipeta aforada. Se deben devolver a la botella los 50 ml de agua acidulada al pH estipulado. La muestra de solución extraída será analizada por Cu, H2SO4, FeT y Fe+2).
El término de la prueba es a las 72 horas de iniciada la operación. Alcanzado este tiempo se procede a filtrar toda la pulpa. Se mide el volumen de solución rica recuperada, mientras que el ripio con solución residual impregnada es lavado en filtro con agua al pH estipulado. La solución de lavado es recuperada y se mide el volumen. Tanto la solución rica como la de lavado son analizadas por cobre y ácido libre, midiendo además el pH. Estos resultados son utilizados para hacer el balance de cobre y ácido libre. El ripio recuperado se pesa húmedo, se seca a 80ºC, se pesa seco y luego se prepara para análisis químico por cobre total, cobre soluble y hierro total.
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