III. MANEJO OPERATIVO DE LAS PILAS DE

Manejo de Pilas de Lixiviación de Oro en Minera Yanacocha S.R.L.
Manrique Martínez, José Antonio
Derechos reservados conforme a Ley
III.
MANEJO OPERATIVO DE LAS PILAS DE LIXIVIACIÓN
3.1
MINADO EN MINERA YANACOCHA
La construcción de más áreas plastificadas obedece a las necesidades
programadas por el departamento de Planeamiento de Mina. Anualmente
se presenta un plan de producción donde se detalla todas las
necesidades en las distintas áreas de producción.
Este plan es desarrollado por el área de proyectos y para esto cuentan
con el asesoramiento de la compañía Knight Piésold LLC y Fluor Daniels.
Knight Piésold LLC está en Minera Yanacocha orientado específicamente
a todo lo relacionado con la construcción de áreas plastificadas, diseño
de pilas de lixiviación, botaderos de desmonte, canales plastificados,
pozas de solución y el manejo del sistema de agua.
Fluor Daniels está orientada al diseño de las instalaciones, las plantas de
procesos, sistema de bombeo, distribución de tuberías, generación y
distribución de energía, y son los que supervisan la construcción e
instilación de los equipos.
3.1.1 PLANIFICACIÓN
Tres meses antes de terminar el año se presenta el plan de producción
para el próximo año; en ella se detalla:
Producción de mineral que será enviada
a las canchas de
lixiviación.
Producción de desmonte que será enviada a los botaderos.
Cantidad de oro recuperable por lixiviación que se depositarán en
las pilas.
Cantidad de oro que se producirán en las plantas de procesos.
Volumen de solución que es necesario procesar en las plantas.
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Otros datos que servirán para generar el presupuesto de las áreas de la
compañía y los planes de ampliación para proyectos.
Este plan normalmente es cambiado en el transcurso del año debido
principalmente al precio del oro y los compromisos con los inversionistas.
En lo que se refiere al área de lixiviación un cambio en los planes significa
el incremento o reducción del mineral depositado en las canchas de
lixiviación, la variación en el tiempo de regadío y la ubicación del mineral
en la pila.
Esto además genera un reajuste en el consumo de los reactivos,
combustibles, tuberías, mangueras, accesorios y personal.
3.1.2 CARGUIO Y ACARREO DEL MINERAL
La naturaleza del mineral ha permitido que el mineral de las minas de
Carachugo, San José, Chaquicocha, Maqui-Maqui, Yanacocha Norte y
Sur, sean directamente enviados a las pilas de lixiviación sin ningún
tratamiento previo. En La Quinua se ha diferenciado dos tipos de mineral,
el que necesita aglomerarse y otro que va directamente a la pila de
lixiviación
Con excepción de La Quinua, la granulometría del mineral apilado en un
75% es menor a 3”; algunas veces se tienen bancos de 1.5 metros de
diámetro constituyendo un problema para la lixiviación.
El mineral producido en la voladura es cargado y transportado por
camiones de 90 -120 o 260 TM.
Esta etapa de la producción constituye el 50% del costo de producción de
una onza de oro.
3.1.3 PROGRAMA DE APILADO DE MINERAL EN LAS PILAS.
El programa de producción de mineral esta dividida en dos etapas: Largo
Plazo y Corto Plazo. A continuación se detallan.
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Corto Plazo: Esta encargada de planificar la producción del mineral y el
apilado de este en las pilas, en un periodo de una semana, un mes, tres
meses y un año.(Ejemplo: Julio 05 – julio 06)
Largo Plazo: Esta encargada de planificar la producción del mineral y el
apilado de este en las pilas, hasta el fin de vida de la explotación minera.
(Ejemplo: Julio 06-diciembre 06; 2007, 2008 ….)
El programa de carguío de corto plazo se divide en: Planificación de esta
semana, planificación para la próxima semana, planificación a un mes y
planificación a tres meses.
Celdas en lixiviación
E
l
Ruta de los camiones
gigantes
p
r
o
g
r
a
m
a
d
e
Area a ser rellenada con mineral
Grafico N° 8
lixiviación esta más relacionado con la planificación a Corto Plazo, debido
a que este define que parte de la pila será rellenada con mineral, y donde
es necesario retirar el sistema de riego para que ingrese el mineral. Este
es un trabajo de mucha coordinación entre los departamentos de
Metalurgia de lixiviación y Planeamiento Corto Plazo.
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3.2
ALCALINIZACIÓN DEL MINERAL
El mineral que va a las canchas de lixiviación esta constituido por óxidos,
sílice, sulfuros primarios, el mineral tiene un pH natural de 4.5, es por eso
que tiene que adicionarse cal antes de la lixiviación. En las pruebas
metalúrgicas la cantidad de cal necesaria para alcalinizar es de 0.35 a
0.40 Kg/Tm, en los sulfurados de 1.0 a 2.0 Kg/Tm. Estas cantidades son
para condiciones ideales, es por eso que en la práctica la dosificación es
de 50 a 100 % más que los resultados de las pruebas metalúrgicas.
La cal es dosificada en forma de lechada, es esparcida directamente
sobre el mineral depositado en las pilas.
Inicialmente cada pila de lixiviación tenía una planta de preparación de
lechada y estaba ubicada a 1,000 metros de la pila, con el crecimiento de
las pilas estas plantas han quedado a más de 2,500 metros, resultando
ser inconveniente ya que no se podía mantener el pH de la solución rica y
encarecía el proceso por el uso de cal adicional. El año 1,999 un grupo de
trabajadores formo un taller de trabajo con la finalidad de generar ideas
para solucionar este inconveniente, el año 2,001 dio su primer resultado
al construirse la planta de cal “El Mirador” a un costo de 1.5 millones
USD.
El año 2,002 se inauguró la nueva planta de cal, Esta planta tiene una
capacidad de producción de 180 TM de lechada de cal por día. Además
tiene dos estaciones de almacenamiento ubicadas a 500 metros de las
pilas.
Ver gráficos 9 – 10 y 11.
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pH y la degradación del cianuro de sodio a ácido cianhídrico
CN-
HCN
100
90
80
70
60
50
40
30
20
- +-H2O
CN
10
0
5
6
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
HCN + OH 9.38
7
8
9 pH
10
Gráfico N° 9
11
12
13
14
Planta de Preparación de lechada de cal
Hidrociclon 4"
Silo de
cal fina
300 TM
Molino de
Tk 400 m3
bolas 10"
10 TM/día
Cal en polvo
Tk 150m3
Tk 150m3
Lechada deCal
Lechada de
Cal
Pad
Carachugo
Pad Yanacocha
Gráfico N° 10
Descarga de lechada de cal en la pila
Manguera de riego
Lechada de Cal
Talud
Lechada de cal
Bulbo húmedo
Gráfico N° 11
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3.3
REGADIO DEL MINERAL
El diseño de pilas de lixiviación estáticas como los que hay en Minera
Yanacocha tienen dos tipos de inconvenientes:
§ El constante incremento en la capacidad de bombeo de la solución a las
pilas.
§ La acumulación de inventario oro.
En este punto debo de hacer algunas definiciones:
§ Solución Rica: Es la solución que proviene de las pilas, producto de la
lixiviación del mineral, la principal característica es que contiene de 0.5 gr.
A 4.0 gr. oro/m3. La solución rica es bombeada de la poza hacia la planta
de precipitación Merrill Crowe o a la planta de Adsorción en Columna de
Carbón.
§ Solución pobre: Llamada solución barren, solución con bajo contenido
de oro y otros metales que provienen de las plantas de precipitación o de
adsorción la principal característica es que contiene de 0.03 gr. A 0.10 gr.
De oro/m3.
§ Solución de Recirculación: Es la solución rica que se encuentra en
una poza llamada Menores Eventos que por su contenido de oro o
turbidez no puede ser enviado a la planta de procesos, por eso son
bombeadas directamente a las pilas.
La capacidad de bombeo de solución pobre a la pila está directamente
relacionado con la capacidad del proceso de las plantas, esto quiere decir
si la planta incrementa su capacidad de tratamiento la pila también
incrementará su capacidad de contener más mineral nuevo, en caso
contrario habría una disminución en el contenido de oro de la solución
rica.
Además por el tiempo que dura la lixiviación, es necesario bombear una
cantidad extra de solución a la cual llamamos recirculación.
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La taza de riego promedio del mineral es de 10 l/h-m2; pero como la pila
crece en sentido vertical, mayor al horizontal, las plantas de recuperación
deben incrementar, su capacidad de bombeo en volumen y altura de
bombeo.
La solución barren y de recirculación son bombeadas por los perímetros
de la pila por tuberías separadas, cada una forma un anillo. En el
perímetro hay lugares donde las soluciones se juntan por un sistema de
válvulas, y los llamamos “BY PASS”, de esta unión salen tuberías de 12”
de diámetro, y son enterradas y protegidas porque van por la base de la
pila, hasta un punto determinado por donde asciende a la superficie de la
pila en construcción, a las tuberías que ascienden los llamamos “RISER”.
Además en la tubería perimétrica hay válvulas en las líneas de solución
barren y recirculación, las llamamos tomas independientes. Estas nos
sirven para conducir la solución por los taludes de la pila.
Actualmente se bombea más de 15,000 m3/h a una altura de 150 m.
3.3.1 DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO
En el diseño del sistema de regadío se toma dos consideraciones:
§
Geometría de la celda de lixiviación:
Se busca que la forma de un área nueva que va ha ser lixiviado sea un
cuadrado de 100 m de lado, es decir de 10,000 m2.
§
Distancia entre la toma de solución y la celda de lixiviación:
La distancia entre los riser que alimentan la solución pobre o de
recirculación y la celda de lixiviación es muy importante ya que la presión
de de ingreso debe ser como mínimo 20 PSI. Para lograr esto son
importantes los cálculos de las pérdidas de presión por la distancia y
diámetro.
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3.3.2 INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO
El diagrama muestra una instalación típica del sistema de riego, esta se
inicia en el riser.
La solución es conducida a la celda por mangueras flexibles de 6
pulgadas de diámetro.
Al inicio de la celda son instalados una válvula y un medidor de caudal,
que son controlados diariamente. En la tubería principal son instaladas
las mangueras de regadío, cada una de ellas tiene 16 milímetros de
diámetro y son colocados diametralmente opuestos, hay una separación
entre ellas de 80 centímetros.
Las mangueras de riego son instaladas desde la manguera principal
hacia las mangueras secundarias. Este diseño ayuda a mejorar la
distribución de la presión y la solución. En las mangueras secundarias se
logra el flujo laminar que permite la sedimentación de las partículas que
obstruirían los goteros de las mangueras. Ver Gráfico N° 12.
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100 m
V
M
V
Manguera Secundaria
Manguera flexible
M
125 mangueras
V
RISER
V
F
Manguera Principal
M
M
Mangueras de riego
M
125 mangueras
Man ómetro
V
Válvula
F
Medidor de caudal
Manguera Secundaria
V
80 cm
Grafico N°12
M
V
V
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3.3.3 CALIDAD DE RIEGO
Una de las principales preocupaciones del área de lixiviación es
mantener la calidad de riego y esta definida por la uniformidad de riego y
el taponamiento de los emisores (goteros).
Uniformidad de riego:
Es la cantidad de solución que descarga cada emisor en unidad de
tiempo, esta no debe tener más de 5% de variación entre ellas.
Taponamiento:
Es la cantidad de emisores que se obstruyen y dejan de descargar flujo.
Indicadores de calidad:
Cada semana se realiza el monitoreo de la cantidad de emisores
obstruidos, esta información es reportado al departamento de Metalurgia
de Lixiviación para que tomen las acciones correctivas cuando halla
desviaciones al programa.
% Taponamiento -N° Celda / Fecha 23-mayo-05
3
2
1
956
955
954
953
952
951
950
949
948
947
946
945
943
942
941
940
939
938
937
936
935
934
933
932
931
930
927
926
925
0
Celda de lixiviación N°
Grafíco N° 13
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De igual manera diariamente se monitorea la cantidad de solución que
ingresa a la celda, para contrastar con el programa y tomar las acciones
correctivas.
CELDA 923: Solución m3/h - Ratio mineral / solución: Fecha: 23-05-05
250
1.0
Real S/O
Estimado S/O
Programado m3/h
Real m3/h
0.9
200
0.8
0.7
150
0.6
0.5
100
0.4
0.3
50
0.2
0
22-May
20-May
18-May
16-May
14-May
12-May
10-May
08-May
06-May
04-May
30-Abr
02-May
28-Abr
26-Abr
24-Abr
22-Abr
20-Abr
18-Abr
16-Abr
14-Abr
12-Abr
10-Abr
08-Abr
06-Abr
04-Abr
02-Abr
31-Mar
29-Mar
27-Mar
25-Mar
23-Mar
21-Mar
0.0
19-Mar
0.1
Grafico N° 14
S/O
Ratio Solución/ Mineral - Actual / Programado Fecha: 23-mayo-05
1.4
ACTUAL Ratio Sol/
Mineral
PROGRAMADO Ratio Sol/
Mineral
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
959
958
957
956
955
954
953
952
951
950
949
948
947
946
945
943
942
941
940
939
938
937
936
935
934
933
932
931
930
927
926
-
925
0.2
Cell N°
Grafíco N° 15
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3.4.
MANEJO DE PILAS DE LIXIVIACION
En pilas estáticas con gran crecimiento en área y mineral es común ver el
incremento de inventario de oro en la pila, sin embargo la necesidad de
cumplir con la producción y la reducción de mineral en la mina hace que
debamos cambiar la estrategia de producción y empezar a reducir el
inventario de oro antes que producir más mineral en la pila que solo
llevaría a un mayor aumento de inventario.
3.4.1 CAUSAS PARA EL INCREMENTO DE INVENTARIO
Las principales causas para el incremento de inventario son:
Reducción de la calidad de riego.
Distribución de mineral en las pilas.
Distribución de solución en las pilas.
3.4.2 REDUCCIÓN EN LA CALIDAD DE RIEGO
La influencia que puede tener un gotero en la lixiviación debe ser
considerada como muy importante, esto que no parece importante es una
de los puntos clave para una buena recuperación.
El año 2001 se inicia la operación de la planta de carbón en Yanacocha
Norte.
Uno de los principales problemas era el sistema de filtración de carbón
fino a la salida de los tanques de adsorción.
Al iniciar la operación de esta planta el porcentaje de goteros obstruidos
en la pila se incrementó de 10% a 35% haciendo que sea inmanejable el
riego.
Una celda de lixiviación tiene 10,000 m2, esto quiere decir que hay 3,500
m2 que no tenían contacto con la solución de cianuro, si lo llevamos a
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toneladas serian 71,400 TM de mineral aproximadamente o 780 onzas de
oro que no se recuperarían y quedarían como inventario.
Para definir los temas de inventario se realizaron estudios geofísicos con
la intención de definir el problema que estábamos enfrentando.
En los años 1999 empezamos los primeros estudios en la cual se
determinó la existencia de los siguientes tipos de inventario:
Inventario pasivo: Es el oro recuperable que aun no ha sido lixiviado y el
oro disuelto que está atrapado como humedad.
Inventario activo: Es el oro que esta en solución y que esta en tránsito
por la pila o en las pozas o tuberías.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Oro no lixiviado: Es el oro que no se está recuperando debido a
una ineficiencia en el riego o el tipo de mineral.
Oro en el mineral: Es el oro que se encuentra en la plataforma que
no esta lixiviándose.
Oro soluble atrapado como humedad: Es el oro en solución que
esta atrapado como humedad en el mineral.
Oro soluble en pozas y tuberías: Es el oro en solución que está
en las pozas y las tuberías.
Oro soluble en tránsito: Es el oro soluble que está en solución y
está en tránsito a través de la pila.
Oro máximo recuperable: Es el porcentaje de oro máximo que se
puede recuperar del mineral, este valor es obtenido en las pruebas
metalúrgicas; para el mineral de Yanacocha Norte la recuperación
es 72 %.
Casos:
1.
Oro soluble en tránsito >> Oro atrapado como humedad: El
paso de oro en tránsito a oro atrapado como humedad es fácil ya
que el mineral tiene una humedad final de saturación de 12% y
humedad final de 9%.
2.
Oro atrapado como humedad >> Oro soluble en transito: El
paso de oro atrapado como humedad a oro en transito en mas difícil
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3.
debido a la compactación y canalización que sufre el interior de la
pila.
Oro no lixiviado > Oro soluble en tránsito: El origen del oro no
lixiviado se encuentra en las ineficiencias en el riego, la
compactación y las canalizaciones en el interior de la pila.
Mejorando la eficiencia de riego es posible pasar al estado de oro
en tránsito.
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Concepto de inventario
vo 1 – 2 - 3
vo 4 - 5
2 - Oro en mineral Fresco
1 - Oro no lixiviado
5 - Oro soluble
en transito
o como
Gráfico N° 16
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3.4.3 ESTUDIOS SOBRE LA EFICIENCIA DE RIEGO
Una de las preocupaciones que tenemos, es como podemos mejorar la
eficiencia de riego ya que la probabilidad de incrementar nuestro
inventario de oro no lixiviado es mayor debido al incremento en el
porcentaje de taponamiento de las mangueras.
Estudio Geofísico: El estudio geofísico se realiza en la superficie de la
celda de lixiviación. Para esto se instalan electrodos a lo largo del área a
estudiar. Después se le aplica una corriente de 1200mv, esta corriente
ingresa al terreno y es detectado por un sensor que a través de un
software lo convierte en un mapa de dos o tres dimensiones con
coloraciones que van desde el púrpura al rojo, el púrpura corresponde
al área donde se ha detectado mayor paso de corriente y en
consecuencia de mayor humedad, mientras que el rojo indica que se ha
detectado una baja conductividad y en consecuencia poca humedad.
El Gráfico N°8 corresponde a una prueba de conductividad que se
realizó a dos celdas, en una se usó una manguera distinta de la otra.
Riego uniforme: El gráfico muestra que un gran porcentaje de ella tiene
un color azul, esto indica que hay distribución homogénea de la solución
en el interior de la pila.
Riego no uniforme: El gráfico muestra áreas con diferentes tonos de
azúl a verde, esto indica que la solución se ha concentrado en algunos
lugares más que en otros.
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Riego No uniforme
Riego Uniforme
Conductividad-Humedad
ALTA Conductividad-Humedad
BAJA Conductividad-Humedad
Grafico N° 17
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¿Qué es lo que está pasando con los emisores?
En el Gráfico N° 9 se puede ver lo que esta sucediendo con los emisores,
algunos están obstruidos y no descargan la solución. Y en los que no
están obstruidos hay una gran cantidad de solución.
La Foto N° 5 muestra una gran cantidad de finos que han migrado por
exceso de flujo en el emisor.
Gotero
Manguera de riego
Zona Seca
Zona Humeda
Gráfico N° 18
Foto N° 5
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El Grafico N° 10 muestra la vista de un estudio geofísico del perfil de una
plataforma.
En este gráfico se puede ver que hay una gran probabilidad de tener oro
sólido sin lixiviar.
Las causas para obtener este tipo de ineficiencia se debe al gotero o al
mineral que por la cantidad de finos se compacta y forma canalizaciones
internas que segregan la solución. Para nuestro caso la mala distribución
de solución en la pila se debe al carbón que no está siendo clasificado en
lalanta.
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Riego No uniforme
ConductividadHumedad
ALTA Conductividad-Humedad
BAJA Conductividad-Humedad
Gráfico N° 19
Riego Uniforme
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La Foto N°6 muestra la gran cantidad de carbón en la celda de lixiviación
debido a la mala separación sólido / líquido de las zarandas de la planta
de carbón en columnas.
Foto N° 6
Inicialmente la respuesta a este problema fue la instalación de un sistema
de filtros en la manguera principal que ingresa a la celda de lixiviación,
esto puede verse en la Foto N° 7. Obviamente esto no fue la mejor
solución debido a la gran cantidad de carbón que tenía que filtrar cada
uno de ello.
Foto N° 7
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3.4.4 DOS ACCIONES QUE MEJORARON LA EFICIENCIA DE RIEGO.
CAMBIO EN EL SISTEMA DE FILTRACIÓN:
Debido a la distancia, el manejo de filtros en la pila de lixiviación era
dificultoso, el control era solo de día y la distancia entre ellos era de
180m. Definitivamente la ubicación de los filtros no favorecía a
incrementar la eficiencia de riego.
Además la cantidad de carbón que era enviada a la pila saturaba
rápidamente el filtro reduciendo su eficiencia en pocas horas.
Para esto surge la idea de mover los filtros a un lugar donde deberíamos
operar y controlar constantemente y que, mejor lugar, que la planta de
carbón.
Después del cambio el carbón en la solución se ha reducido a 1.5 gr/m3
la Foto N° 8 muestra el filtro de tipo centrifuga, la Foto N° 9 muestra los
nuevos filtros tipo centrifuga con malla.
Foto N° 8
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Foto N° 9
CAMBIO DE LAS MANGUERAS:
Desde el año 2000 se habían programado pruebas para cambiar el tipo
de mangueras, dentro de ellas se consideró también a los aspersores. A
pesar de que los aspersores dieron buen resultado, estos fueron
descartados por un tema de imagen de la compañía.
Después de cuatro años de comparaciones, las mangueras que dieron
un excelente resultado fue un emisor plano Leach Line de Netafim.
El gráfico N°20 muestra la forma, como se realizaban las pruebas, un
tipo de mangueras se instalaron a un lado y al otro las del tipo Leach
Line.
En todo momento el propósito era tener la misma distribución de las
partículas de carbón en ambos tipos de mangueras. Se realizó la
medición del caudal a todos los goteros y conteo de los goteros
tapados en toda la celda. Con esto se evitó tener algún dato que pudiera
dar un error en el cálculo estadístico.
La primera etapa fue evaluar el comportamiento del caudal del gotero
ante los cambios de presión y observar, si se conservaba la eficiencia
de aplicación en todas las mangueras.
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100 m
Manguera
50
Manguera
125
RISER
Manguera
125
Manómetro
Válvula
Manguera
Medidor de
Grafico N° 20
50
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Las tablas 2 y 3 muestran el resultado de una de las evaluaciones
realizadas durante el estudio de comparación
Tabla N° 2
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Manejo de Pilas de Lixiviación de Oro en Minera Yanacocha S.R.L.
Manrique Martínez, José Antonio
Derechos reservados conforme a Ley
Tabla N° 3
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Manejo de Pilas de Lixiviación de Oro en Minera Yanacocha S.R.L.
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EFICIENCIA DE APLICACIÓN.
La eficiencia de aplicación es la relación de la uniformidad con las
pérdidas de cargas totales y las pérdidas con encharcamientos.
Mediante la siguiente ecuación podemos calcular los valores dados en
la tabla:
Ea = CU * Ks
Donde:
Cu: Es la Constante de uniformidad
Ks: Son las pérdidas de cargas totales y las pérdidas por
encharcamientos; tomando el valor de 0.98 para ambos casos,
solamente considerando pérdidas de cargas.
Mangueras
Cu
KS
Ea
Max-Emitter
79.43
0.98
77.84
Leach Line
93.99
0.98
92.11
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COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD.
Determinamos los coeficientes:
Para:
Para:
COEFICIENTE DE VARIACIÓN.
Max-emitter
Lt/H-m2
Coeficiente de variación
7.86
Leach Line
Coeficiente de variación
Lt/H-m2
4.68
Lt/H-m2 Lt/H-m2
6.53
9.73
Lt/H-m2 Lt/H-m2
3.92
3.92
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Taponamiento de goteros.
Max-Emitter
Fechas de Evaluación
# Muestra
2-Apr-04 7-Apr-04 15-Apr-04 23-Apr-04 29-Apr-04 5-May-04 18-May-04
1
1
5
6
24
28
28
31
2
4
7
6
21
25
27
23
3
2
2
10
17
19
28
27
4
0
5
10
22
26
27
29
5
2
2
10
28
34
31
33
6
1
4
8
32
30
30
33
7
0
1
3
29
27
24
40
8
4
6
11
31
32
27
38
9
2
0
3
28
23
35
34
10
0
5
6
30
34
34
33
Promedio
1.6
3.7
7.3
26.2
27.8
29.1
32.1
% Taponamiento
2.5
5.9
11.6
41.6
44.1
46.19
50.95
Tabla N° 4
Lech Line
Fechas
de Evaluación
Derechos reservados conforme a Ley
# Muestra
2-Apr-04 15-Apr-04 8-Apr-04 23-Apr-04 29-Apr-04 5-May-04 18-May-04
1
0
0
0
0
4
5
8
2
0
0
0
0
1
1
2
3
0
0
0
0
1
2
7
4
0
0
0
0
1
10
21
5
0
0
0
0
0
0
7
6
0
0
0
2
3
3
4
7
0
0
0
1
4
4
3
8
0
0
0
2
6
6
2
9
0
0
0
1
5
5
0
10
0
0
0
2
4
4
11
Promedio
0
0
0
0.8
2.9
4
6.5
% Taponamiento
0.0
0.0
0.0
1.3
4.6
6.35
10.32
Incremento del % de taponamiento a travez del tiempo
60
Max-Emitter
50
Leach Line
41.59
% de taponamiento
40
44.13
46.19
50.95
30
20
11.59
10
0
2.54
0.00
02-Abr-04
5.87
0.00
07-Abr-04
10.32
Tabla N° 5
1.27
0.00
15-Abr-04
23-Abr-04
Fechas de Evaluación
Grafico N° 21
4.60
29-Abr-04
6.35
05-May-04
18-May-04
Comportamiento del caudal por la presión .
Max-Emitter
Ratio
Promedio
Lt/H-m2
Lt/H-m2
Lt/H-m2
P: 7.5 psi
P: 15.5 psi
P: 13.5 psi
6.07
12.30
10.45
Lt/H-m2
Lt/H-m2
Lt/H-m2
P: 7.5 psi
P:15.0 psi
P: 13.5 psi
7.06
13.06
11.02
Leach Line
Ratio
Promedio
Taponamiento %
35 %
11 %
10 %
1%
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
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3.4.5 RIEGO CON DIFERENTES CONCENTRACIONES DE CIANURO
El consumo de cianuro de sodio en el proceso de lixiviación es el 31% del
costo, las investigaciones realizadas para la reducción de este costo
fueron orientadas a la reducción de la concentración de cianuro en la
solución de lixiviación.
Riego con diferentes concentraciones de cianuro, se ha convertido en un
proyecto muy importante que permitió reducir el costo de la lixiviación de
minerales oxidados en un millón ocho cientos mil de dólares anuales
aproximadamente, sin considerar los otros beneficios en la precipitación y
fundición del precipitado.
3.4.5.1 ANTECEDENTES
Minera Yanacocha en 1994 inicia la operación de lixiviación, la
concentración de cianuro libre en la solución de lixiviación tenia 200 ppm.
En 1995 los resultados de las pruebas realizadas por el departamento de
Investigaciones Metalúrgicas, concluyó que la concentración de la
solución de lixiviación podría ser reducida a 100 ppm. de cianuro libre,
esto no afectaría la recuperación del oro ni el ciclo de riego de 60 días.
En 1996 la concentración de mercurio en la solución rica se había
incrementado debido a la mayor cantidad de mercurio en el mineral; se
realizaron pruebas metalúrgicas de lixiviación con la finalidad de reducir la
disolución del mercurio, el resultado fue la reducción de la concentración
a 50 ppm. de cianuro libre, al igual que en la primera reducción la
recuperación del oro no se ve afectada, sin embargo la reducción de la
plata, mercurio y cobre se reduce considerablemente. Actualmente la
concentración de la solución es 50 ppm. de cianuro libre.
El año 2002 se inicia la etapa IX del pad de Carachugo, en este pad se
inició la lixiviación de la primera celda el 18 de noviembre;
simultáneamente se inició el monitoreo de la solución rica que
descargaba la pila, el objetivo era ver el tiempo de percolación, y el
comportamiento de la concentración de cianuro con el tiempo. Ver Gráfico
23.
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En enero del 2003 se inicia las pruebas de alcalinización en el pad
Yanacocha, la intención de estas pruebas era cambiar el sistema de
dosificación de cal (lechada por cal viva); los resultados llamaron mi
atención debido al comportamiento del oro en la solución, al igual que el
pH y cianuro libre en la descarga, similares al Gráfico 23.
El gráfico 26, muestra el comportamiento típico de la cantidad de oro que
descarga la pila, este mismo comportamiento se repitió en 7 pruebas que
se realizaron en el pad Yanacocha Norte y La Quinua. Como se puede
ver a los 30 días la cantidad de oro por metro cúbico que descarga la pila
es el mismo en el tiempo.
Oro ppm en la descarga celda 721
6
5
oro (gr/m3)
4
3
2
1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
Dias
Gráfico N° 23
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Recuperación de oro - ratio Solución/Mineral
Rec %
70
60
50
40
30
20
10
S/O
0
-
0.2
0.6
0.9
1.2
1.6
1.9
2.2
2.5
2.9
3.2
3.5
3.9
4.2
4.3
Gráfico N° 24
Au Recuperación% - Au en solución ppm /Ingreso de cianuro
80
10
70
9
60
8
50
6
40
5
30
4
20
3
Au Rec %
Au gr/m3
10
1
-
0
224
672
1,134
1,589
2,044
2,509
2,967
3,426
3,888
4,351
4,796
5,230
Gráfico N° 25
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Oro en solucion - ratio Solucion /mineral
Au ppm
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
S/O
0
0.0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.7 0.9 1.1 1.2 1.4 1.6 1.7 1.9 2.1 2.2 2.4 2.5 2.7 2.9 3.1 3.2 3.4 3.5 3.7 3.9 4.1 4.2 4.3
Gráfico N° 26
Al tener evidencia que era posible lixiviar en dos etapas con soluciones a
diferentes concentraciones, en junio del 2003 se solicitó al departamento
de metalurgia la realización de 7 pruebas en columnas de 25 Kg de
mineral cada una; el objetivo era lixiviar en dos etapas, la primera con una
concentración de 50 ppm de cianuro libre, y concluir con 30 ppm de
cianuro libre.
3.4.5.2 ANALISIS DE LOS RESULTADOS
Los resultados de la prueba industrial nos muestran el comportamiento
que sigue la solución rica que descarga la pila y que éste es similar a los
resultados obtenidos en el laboratorio (Gráfico 23 – Gráfico 26).
En los Gráficos 23 y 26, se puede observar el contenido de oro en la
solución y la relación Solución/Mineral, de este gráfico podemos ver las
tres etapas de lixiviación. La lixiviación que disuelve las partículas de oro
que está en la superficie del mineral, ésta se caracteriza por el alto
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contenido de oro en la solución. La lixiviación que ocurre por la mezcla de
la disolución de las partículas superficiales y la difusión donde se puede
ver que el contenido de oro en la solución se está reduciendo; y
finalmente la lixiviación que ocurre por difusión, donde el oro que está en
el interior del mineral tiene que migrar hacia la superficie,
caracterizándose por el poco contenido de oro en la solución.
En el Gráfico 26 se puede ver que la lixiviación por difusión se inicia
cuando la relación solución mineral es de 0.30; en consecuencia, el resto
de cianuro que entra a la pila servirá para disolver otros metales y un
mínimo porcentaje de oro.
En el Gráfico 25 se puede ver que la cantidad de cianuro que es
necesario para alcanzar a la etapa de difusión está entre 1,000 y 1,500
Kg de cianuro libre que ingresan al mineral. Esto refuerza la idea de tener
dos etapas de lixiviación.
Si comparamos el comportamiento del contenido de oro en la descarga
según el Gráfico 23 se ve que a los 30 días de iniciada la lixiviación se
alcanza la etapa de difusión.
Al lixiviar en dos etapas primero con 50 ppm de cianuro libre y después
con 30 ppm, la recuperación de oro al finalizar el período de lixiviación no
es afectada y la recuperación promedio es de 72.0 % según el Gráfico 24.
Las pruebas en columna son repetibles a nivel industrial en 80%, los
cálculos del ejemplo dan como resultado que debemos de lixiviar con 50
ppm de cianuro libre por 26 días y el resto del tiempo se puede reducir a
30 ppm, en consecuencia habrá un ahorro en el consumo de cianuro.
Las recuperaciones de los otros metales se reduce, tal es el caso de la
plata de 6.5% a 5.9 % (Gráfico 38). El cobre de 7.8% a 5.0 % (Gráfico
39).
Para la plata ocurre lo mismo; en cuanto a la recuperación de cobre y
mercurio observamos una menor recuperación cuando usamos
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concentraciones combinadas (50ppm y 30ppm CN-) 55.8% y 27.8%
menos cobre y mercurio respectivamente.
Lo que se confirma con la literatura existente que a más bajas
concentraciones de cianuro, la reacción de disolución se hace más
selectiva hacia el oro y los beneficios son múltiples.
La cal agregada con un ratio de 0.5 Kg/ton garantiza que el pH sea de
10.5 durante todo el ciclo de lixiviación.
Observamos que el promedio de cianuro remanente (en solución rica
lixiviación a 50ppm CN-) que retorna al proceso es de 19 ppm CN- más
que cuando lixiviamos con concentraciones combinadas.
En teoría podríamos lixiviar en 11 días con una concentración de cianuro
libre de 50 ppm, pero en el Gráfico 26 podemos ver que necesitamos
llegar a un ratio de solución/mineral de 0.3 esto equivale a 30 días. Lo
último se debe a que tenemos que contar la solución que se queda
atrapado por humedad y la velocidad de percolación, esto es
aproximadamente 12 días.
Después de los 30 días, la lixiviación con 30 ppm de cianuro libre solo
servirá para lixiviar el oro por difusión y la reducción del inventario en
áreas que han cumplido el ciclo de riego de 60 días.
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Ejemplo: Cálculo de la cantidad de cianuro que necesita una celda.
Ejemplo
Celda
TM
Area
837
236,676
9,944
(a)
(b)
Datos obtenidos de las pruebas
Ratios
Para alcanzar la etapa de difusión
Kg-CN1,500
S/O
0.3
10 l /h-m2
Taza de riego
(c)
(g)
Calculos:
Cantidad de solucion para alcanzar
1
0.3
S/O
(a ) x (c )
=
71,003 m3
( h)
Calculo de los días para alcanzar este volumen
2
( h ) / (( b ) x ( g ) / 1,000)/24
=
30 días
=
3,550 Kg-CN-
Cantidad de cianuro
3
( h ) * 50 * 1.88 / 1,000
(i)
(e)
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3.4.5.3 REDUCCION DE COSTOS AL REGAR
CONCENTRACIONES DE CIANURO
CON
DIFERENTES
Calculo del consumo de cianuro de sodio mt
Solucion enviada al pad m3/h
Carachugo
Yanacocha
La Quinua
a
Barren
1,600
1,100
500
Recirculación
1,100
2,500
3,000
Factor de conversion Cianuro libre cianuro de sodio
1.81
Actual
Propuesto
Concentracion de cianuro libre en la
descarga ppm
Barren
b
Carachugo
Yanacocha
La Quinua
18
23
27
Recirculación
18
23
27
Concentracion de cianuro libre en la
descarga ppm
Barren
c
Concentracion de cianuro libre en
solucion enviada al pad ppm
Barren
d
Carachugo
Yanacocha
La Quinua
50
50
50
Recirculación
50
50
50
Barren
812
471
182
Recirculación
558
1,070
1,094
Total
1,370
1,541
1,276
4,187
Cianuro TM (e) = (d-b) x 1.180 x a x 24 x 365
Carachugo
Yanacocha
La Quinua
9
9
9
Recirculación
9
9
9
Concentracion de cianuro libre en
solucion enviada al pad ppm
Barren
e
Consumo de cianuro de sodio por
TM / año
e
Total
2,700
3,600
3,500
9,800
Carachugo
Yanacocha
La Quinua
50
50
50
Recirculación
30
30
30
Consumo de cianuro de sodio por
TM / año
f
Barren
812
471
182
Recirculación
209
277
143
Total
1,021
748
325
2,095
Cianuro TM (f) = (e-c) x 1.180 x a x 24 x 365
Diferencia cianuro TM ( e - f )
Costo de la TM de cianuro de sodio (USD)
Ahorro por año (USD)
2,093
1,104
2,310,605
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GASTOS PARA LA IMPLEMENTACION
Cantidad
Unidad
Compra de tuberias y accesorios
Precio Unitario
USD
Manguera flexible de 8"
Manguera flexible de 6" Lay Flat
Accesorios para manguera flexible de 6"
Trabajos de soldadura para las tuberias
Mantenimineto de valvulas reguladoras
100
3,000
300
30
120
pza
mt
pza
unidad
unidad
1,000
95
50
150
100
Gasto de la implementación (USD)
Porcentaje de reduccion del presupuesto
USD
100,000
285,000
15,000
4,500
12,000
416,500
BALANCE DE LA PROPUESTA
Ahorro por año (USD)
Gasto de la implementacion (USD)
TOTAL (USD)
Costo total
2,310,605
416,500
1,894,105
45%