Extracción de cobre y manganeso mediante procesos de lixiviación

Abstract

[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. Esta Tesis se centra en la recuperación de Cu y Mn desde cuatro posibles minerales estratégicos para la minería chilena y mundial: los nódulos de manganeso marinos, los óxidos de cobre negros, la calcosina y la calcopirita. Este es uno de los ejes de desarrollo de la industria minera en el sector del cobre que, ante el descenso de leyes y el aumento del consumo, busca nuevas fuentes de abastecimiento, recuperación de otros metales y subproductos y emplear, para los procesos industriales de tratamiento mineral, las sustancias de desecho en otros sectores como el de la desalinización de agua o la industria siderúrgica. Se analizan las condiciones de disolución de los metales procedentes de estos minerales utilizando la técnica de lixiviación forzada a escala de laboratorio. Se evalúa el uso de diferentes aguas para la solución lixiviante, como el agua de mar y la salmuera de descarte en las plantas desalinizadoras, probando el uso de diferentes agentes oxidantes en base al hierro y manganeso. Bajo las mismas condiciones de trabajo, se obtienen resultados similares para la disolución de Mn desde MnO2 presente en nódulos de manganeso y cobres negros. Por lo cual, se presume es posible replicar procesos previos en nódulos de manganeso para los minerales de cobre negro que se desechan en la gran minería en Chile, siendo el tiempo de curado un parámetro muy importante a considerar, ya que al trabajar en tiempos prolongados (sobre 48 h) se puede trabajar a bajas concentraciones de NaCl, y a la vez incrementar de forma significativa la extracción de Cu por la previa disolución de MnO2. Por otra parte, la combinación de aditivos entre agua residual de plantas desalinizadoras y MnO2 en el sistema, se presenta como una alternativa que incrementa la disolución de Cu desde minerales sulfurados a temperatura ambiente en la literatura actual, esto debido a que permite trabajar a altos valores de potencial en el sistema.

[ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication. This Thesis are focused on the recovery of Cu and Mn from four possible strategic minerals for Chilean and worldwide mining: marine manganese nodules, black copper oxides, chalcocite and chalcopyrite. This is one of the main development axes of the mining industry in the copper sector given the decline in grades and increased consumption. Mining enterprises are seeking new sources of supply, recovery of other metals and by products and also employ waste substances from other sectors for industrial processes of mineral treatment, such as brine from water desalination or the steel industry wastes. The dissolution conditions of the metals from these minerals are analyzed using the vat leaching technique on a laboratory scale. The use of different waters for the leaching solution is evaluated, such as seawater and waste brine from desalination plants, testing the use of different oxidizing agents based on iron and manganese. Under the same working conditions, similar results are obtained for the dissolution of Mn from MnO2 present in manganese nodules and black coppers. Therefore, it is presumed possible to replicate previous processes in manganese nodules for black copper minerals that are discarded in large mining in Chile. Being a very important parameter to consider the curing time, since when working for long times over 48 h) it is possible to work at low concentrations of NaCl, and at the same time significantly increase the extraction of Cu by the previous dissolution of MnO2. On the other and, the combination of additives between wastewater from desalination plants and MnO2 in the system, is presented as the alternative that most increases the dissolution of Cu from sulphide minerals at room temperature in the current literature, this because it allows working at high potential values in the system.