La Geometalurgia como Pilar de la Minería Moderna

Desbloqueando el Valor Mineral

La Geometalurgia como Pilar de la Minería Moderna

Sumérgete en la geometalurgia, la disciplina esencial que integra la geología con la metalurgia para optimizar cada etapa del proceso minero. Descubre cómo el análisis mineralógico cuantitativo, predictivo y sistemático revoluciona desde la planificación minera a largo plazo hasta la optimización de flujos mineralúrgicos.

Lixiviación y la flotación

Aprende a identificar y gestionar minerales indeseables, comprender el impacto de las gangas en la conminución, la lixiviación y la flotación, y la importancia crucial de la caracterización geometalúrgica (análisis químico, mineralógico, textural y físico-mecánico). Explora la aplicación del Modelo Geometalúrgico en la selección de mineral, la reducción de variabilidad, la optimización de la recuperación, la disminución de pérdidas metalúrgicas, y la reducción del consumo de energía y reactivos como el ácido.

Modelo Geometalúrgico

Entiende la relevancia del muestreo QA/QC y la aplicación de herramientas como el variograma en el monitoreo y optimización de flujos mineralúrgicos, desde la roca total hasta el producto final. Este conocimiento es vital para tomar decisiones informadas, reducir costos operativos y maximizar la rentabilidad en la industria minera.

Contenido:

Mineralogía de Procesos y Operaciones

Mineralogía de Procesos y Operaciones:
- Diferencia entre Procesos y Operaciones:
  - Operaciones: No hay transformación química (ejemplos: conminución, gravimetría, flotación).
  - Procesos: Comprenden transformaciones químicas (ejemplo: hidrometalurgia).
  - La «Mineralogía de Procesos» suele incluir ambos.
- Mineralogía Aplicada a Procesos y/o Operaciones («Mineralogía de Procesos»):
  - Los procesos de beneficio de mineral pertenecen a la mineralurgia.
  - La palabra clave es MINERAL: se procesan minerales en todos los casos (concentración gravimétrica, lixiviación, flotación, etc.).
  - Es necesario realizar análisis mineralógicos para optimizar:
    - La operación de minado (Modelo Geo-Met, planificación a largo plazo).
    - La selección de mineral (modelo a corto plazo en base a «blast holes«).
    - La operación de conminución.
    - El proceso de lixiviación.
    - La operación de flotación.
  - Los análisis químicos clásicos son útiles pero insuficientes.
  - Problemas como resistencia a la conminución, consumo de energía, consumo de ácido, recuperación, pérdidas metalúrgicas están relacionados con las gangas más que con las menas.
  - Trabajar sin análisis mineralógicos cuantitativos, predictivos y sistemáticos es trabajar al tanteo.
  - No considerar la mineralogía implica perder oportunidades de mejora valoradas en cientos de miles a millones de dólares.
  - Más allá de la ley y el tonelaje.

Aplicaciones en el Planeamiento a Corto Plazo

Aplicaciones en el Planeamiento a Corto Plazo: Análisis Mineralógico Sistemático de “Blast Holes”:
- Objetivo Específico: Anticipar la respuesta del mineral a los procesos metalúrgicos para ajustar los parámetros de operación.
- Actividad: Basado en determinaciones mineralógicas cuantitativas (DRX y NIR) sistemáticas anticipadas.
- Beneficios Principales: Reducción de la variabilidad, asegurar un buen «throughput«, optimizar la recuperación, reducir las pérdidas metalúrgicas, etc..
- Ejemplo de aplicación del análisis mineralógico “Bulk” con DRX (ejemplos de % de sulfuros y gangas).
- Ejemplo de análisis modal por microscopía óptica y distribución granulométrica de menas.
Principales Aplicaciones en Chancado:
- En base a una estimación predictiva de la Competencia Mecánica de las rocas (MPa).
- Planificación de la limpieza de zarandas, «chutes«, etc., basada en análisis sistemáticos de arcillas de muestras de «blast holes«.
- Objetivo: Reajuste de parámetros en el circuito de chancado secundario y terciario.
- Actividad: En base a mediciones directas de carga puntual en roca intacta (MPa).
- Variación del Ratio Competente / Incompetente (R C/I).
Reducción del consumo de ácido:
- Formas de consumo de ácido: por reacción, adsorción y absorción (especialmente por esmectitas con pérdidas de Cu por intercambio iónico).
- Beneficios de la reducción del consumo de ácido (ejemplo económico).
- Ejemplo de la variación del consumo de ácido con la adición de ácido a aglomeradores.

Flujos Mineralúrgicos

Flujos Mineralúrgicos:
- Se caracterizan por flujos de mineral, soluciones preñadas, electrolitos, pulpas, etc..
- Viajan por fajas transportadoras, tuberías, mineroductos, etc., en circuitos de conminución, flotación, cianuración, lixiviación, etc..
- Se toman muestras sistemáticas, generalmente a intervalos de tiempo específicos.
- Generan data cronológica, monodimensional (1D).
- La Geoestadística, específicamente el variograma, es muy efectiva para detectar errores, entender variaciones cíclicas y no cíclicas, monitorear y optimizar su «performance«.
- Ejemplo de variación del Ratio C/I como flujo mineralúrgico.
- Ejemplo de lixiviación ácida de Cu en Pads y concentración de Cu en el electrolito.
- Ejemplo de histograma y variograma del contenido de finos en chancadora terciaria.
- Diagrama de variación diaria del % de recuperación de Cu y % de arcillas.
- Gráfico de control del % total de arcillas.
Minerales Indeseables:
- Portadores de As, Sb, Bi, etc..
- Las arcillas y sus principales efectos en procesos y operaciones mineralúrgicos.
- Principales minerales consumidores de ácido (carbonatos, cloritas, biotita, arcillas, otros).
- Minerales cianicidas (oxisales de Cu, cuprita, bornita, Cu nativo, calcosita, enargita, cobregris, crisocola, calcopirita, etc.).
- Minerales antiespumantes y aglutinantes.
- Gangas con flotabilidad natural.
- Contribución del Cu y As en una muestra hipotética según los minerales presentes.
- Intercrecimientos típicos de cobregrises.
- Otros minerales y fases importantes: calizas y rocas carbonatadas, organitas naturales, minerales abrasivos, minerales dañinos.

Modelo Geometalúrgico

Introducción al Modelo Geometalúrgico:
- El concepto de roca total.
- La Caracterización Geometalúrgica.
- La importancia de la textura.
- Variables fisicomecánicas críticas: densidad y competencia mecánica.
- El Modelo Geometalúrgico.
- Base Conceptual: El concepto de “ROCA TOTAL”:
  - En yacimientos de baja ley, las menas son un pequeño porcentaje de la roca; el resto son gangas.
  - En toda operación minera y de beneficio, las gangas son las protagonistas.
  - Problemas operativos se relacionan más con las gangas.
  - Muchas empresas mineras implementan sistemas de caracterización “geo-metalúrgica” (químico, mineralógico, textural y físico-mecánico).
  - Ejemplos de roca con mena de baja ley (oro).

MODELO GEOMETALURGICO

Caracterización Geometalúrgica de las Rocas:
- Se realizan análisis químicos sistemáticos, pero no bastan.
- Se recomienda introducir análisis de lixiviabilidad o cianuración (Cu Secuencial, Au secuencial, etc.).
- La caracterización debe ser además mineralógica, textural y físico-mecánica.
- Esta caracterización completa es la CARACTERIZACION GEOMETALURGICA, información básica para planificar, monitorear, corregir y optimizar los procesos minero-metalúrgicos.
- La información antelada tiene un gran valor predictivo y se usa para el MODELO GEOMETALURGICO.
- Diagrama de los análisis que componen la caracterización geometalúrgica.
- Ejemplos de % de gangas y sulfuros en un nivel de mina.
La importancia de la textura:
- Ejemplos de cómo la textura (distribución de minerales) influye en la liberación de mena (cuarzo y muscovita).
- Ejemplos de intercrecimientos (auroestibina-cuarzo, oro-muscovita).
- Liberación de calcopirita y tetraedrita por molienda y partículas mixtas.
- Representación digital de partículas y mapas de QemSEM aplicados a flotación.
- Importancia de las texturas e intercrecimientos (ejemplo de calcosita encapsulada).
- «Accesibilidad» de menas secundarias de Cu (calcosita y covelita).
Variables fisicomecánicas críticas:
- Fracturamiento y RQD para monitorear voladura y chancado primario.
- Optimización del chancado secundario y terciario.
- Medición sistemática de la desviación de taladros y sus implicaciones en la ubicación de bloques.
- Densidad: variable aditiva que afecta el tonelaje de recursos estimados.
- Recomendación de realizar mediciones sistemáticas de densidad.
- Tabla de sensibilidad de la estimación de probados + probables según la densidad.
- Competencia Mecánica:
  - El chancado secundario y terciario se relaciona con la competencia mecánica de la roca intacta.
  - Necesidad de mediciones sistemáticas de carga puntual (MPa).
  - El chancado primario se relaciona con RQD y la densidad de fracturamiento.
  - El chancado es una de las fases más caras de la operación minera.
  - Ejemplo de costos de minado y planta.
  - Ejemplo de modelo Geo-metalúrgico de bloques con diferentes variables.
  - Diferencia entre base de datos tradicional y geometalúrgica.

Implementación de Modelos Geo-Metalúrgicos

DIAGRAMA DE FLUJO: Implementación de Modelos Geo-Metalúrgicos.
QA/QC DESDE EL MUESTREO:
- ERROR GLOBAL = ERROR DE MUESTREO + ERROR ANALÍTICO.
- El error de muestreo primario es el más significativo.
- Los sistemas de QA/QC se focalizan en el análisis químico y muestreo secundario, raramente en el primario.
- Estructura general de los errores en las fases del muestreo y análisis.
- Herramientas e implementos proscritos y recomendables para el cuarteo.
Referencias bibliográficas.
Bibliografía adicional.

Autor y Fecha de Publicación:

Autor: M. Sc. Samuel Canchaya Moya
Fecha de Publicación: Octubre 2009

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