CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención se relaciona con la industria de la extracción y procesamiento de oro. En particular, la presente invención consiste en un sistema de recuperación y procesamiento de oro que posee un diseño compacto, altamente eficiente y que no utiliza reactivos químicos.

ANTECEDENTES

En la actualidad, los procesos de recuperación de oro para la obtención de un concentrado mineral utilizan métodos de amalgamación con mercurio en el caso de la pequeña minería, mientras que la mediana y gran minería usan diferentes procesos que utilizan cianuro. Como es sabido, tanto el mercurio como el cianuro son altamente tóxicos.

Otro método menos peligroso que es igualmente utilizado para la recuperación de oro es la flotación, sin embargo, este proceso requiere de la utilización de múltiples químicos, lo cual provoca que el proceso sea altamente contaminante y con costos muy elevados.

Además, la eficiencia de todos estos métodos es muy relativa, ya que puede variar entre un 40 a un 70%, en donde la razón se debe a que los procesos deben estar muy bien calibrados, o de lo contrario habrían severas pérdidas, lo que provocaría elevar considerablemente los costos.

Los procesos de recuperación de oro se pueden realizar mediante equipos de concentración gravitacional, mediante la utilización de concentradores centrífugos como el concentrador Knelson, Falcon o JIG. Dichos concentradores proveen de varias ventajas que permiten la recuperación de mineral de manera eficiente. Sin embargo, en el estado actual de la técnica, para poder procesar cantidades relativamente altas de concentrados de mineral, los procesos son complejos y utilizan una gran cantidad de equipos y etapas de proceso. Lo cual conlleva a costos considerables de producción y mantenimiento. Un ejemplo de lo anterior se describe en el documento de patente número WO 2009/039559 A1 , el cual expone un sistema modular de procesamiento de minerales para concentrados de minerales que puede ser utilizado en las unidades subterráneas o túneles de las minas, con el fin de concentrar los minerales antes de que necesiten ser llevados a la superficie. Dicho sistema comprende una pluralidad de módulos separados construidos para ser dispuestos en serie de manera de formar un sistema de procesamiento de alimentación para la concentración de un material deseado en el mineral, en donde los módulos son individualmente transportables a un sitio de procesamiento para ser operativamente unidos y formar el sistema de procesamiento de mineral modular.

Sin embargo, el sistema descrito en el documento anterior corresponde a un sistema bastante complejo y poco compacto, en donde el problema asociado a la complejidad del sistema se resuelve a través de un diseño modular que puede ser ensamblado in situ. La complejidad del sistema, y dado el gran número de elementos que este comprende, conlleva a un alto consumo de energía que redunda por lo tanto en altos costos de operación y mantenimiento. Además, el sistema descrito en dicho documento utiliza la flotación, entre otros procesos, por lo cual también requiere de la utilización de elementos químicos que contaminan el medio ambiente.

De esta manera, existe en el estado de la técnica la necesidad de contar con un sistema de molienda y concentración para procesar oro que posea un diseño compacto y eficiente, permitiendo una disminución en tiempo y consumo energético de la planta, disminuyendo de esta manera los costos asociados al proceso de recuperación, y proveyendo una solución amigable con el medio ambiente al evitar la utilización de reactivos químicos contaminantes.

Para subsanar los problemas planteados se presenta un sistema de recuperación y procesamiento de oro, con concentración gravimétrica presurizada de pulsación continua y horno de fundición basculante, que permite procesar oro sin el uso de reactivos químicos. Este sistema utiliza sólo agua en muy baja cantidad, ya que esta se recicla constantemente durante el proceso de obtención de oro.

El sistema se subdivide en cuatro etapas, en donde la primera etapa corresponde a la molienda, comprendiendo un chancador y un molino de impacto, ambos unidos como un sistema "dúplex", compartiendo un sólo medio de accionamiento. La segunda etapa corresponde a la pre-concentración, que comprende un separador magnético que permite separar magnéticamente el material. La tercera etapa corresponde a la concentración, en donde dicho material proveniente del separador magnético es mezclado con agua en un mezclador para formar una pulpa homogénea, siendo esta impulsada a unos concentradores para permitir la obtención de concentrado rico en mineral. Además, en esta etapa el sistema comprende un separador de residuos y de aguas, el cual recibe las colas provenientes de los concentradores para separarlos en residuos y agua, en donde los residuos salen del sistema y el agua ingresa a un concentrador centrífugo que permite recuperar las partículas finas de oro presentes en el agua, para que dichas partículas finas se unan finalmente con el resultado de los concentrados de los concentradores. Finalmente, la cuarta etapa corresponde a la fundición, en la cual se descargan los concentrados de los concentradores y del concentrador centrífugo, y se cargan en un horno de fundición basculante con lingotera, con lo cual una vez terminada la fundición se entrega el doré lingoteado. En la otra salida del concentrador centrífugo sale agua de reciclado, la que es clarificada y filtrada para ser reutilizada en el mezclador.

El sistema posee la ventaja comparativa de que tanto el chancador como el molino de impacto utilizan un mismo medio de accionamiento para ambos procesos, logrando una disminución del consumo energético y de tiempo, dado que evita por ejemplo el transporte de la molienda.

Además, el agua utilizada para formar la pulpa homogénea es procesada después de su paso por el concentrador centrífugo de tal manera que vuelve a ser enviada nuevamente a dicho concentrador centrífugo.

Por otro lado, una ventaja importante es que el sistema no deja residuos, dado que tanto el material estéril como los residuos que dejan el sistema poseen valor agregado, siendo perfectamente comercializables.

La presente invención en todo su proceso no utiliza ningún reactivo químico, sino sólo agua, en donde además ésta última es reciclada durante el proceso. Además, la presente invención maximiza la eficiencia energética mediante el uso de un único medio de accionamiento y un sistema de transmisión que mueve todos los componentes del sistema. En consecuencia, las características anteriores implican que no sólo se logra bajar considerablemente los costos operativos y de mantención, sino que además se provee una solución eficiente y amigable con el medio ambiente, en donde el sistema puede alcanzar una eficiencia en la recuperación de oro de hasta un 90%.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra un diagrama del sistema de recuperación y procesamiento de oro de acuerdo a una configuración preferida la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Tal como se indicó anteriormente, y según se puede apreciar en la figura 1 , la presente invención consiste en un sistema de recuperación y procesamiento de oro (1 00), el cual posee un diseño compacto y eficiente permitiendo una disminución en tiempo y consumo energético de la planta. Dicho sistema comprende:

un chancador (1 01 ) y un molino de alto impacto (1 02), que comparten un mismo medio de accionamiento;

un separador magnético (103), que separa magnéticamente material estéril y material pre-concentrado;

un estanque mezclador (1 04), en donde el material pre-concentrado es mezclado con agua para formar una pulpa;

al menos un concentrador, que recibe la pulpa y la procesa para obtener un concentrado rico en mineral ;

un separador de residuos (107) que recibe colas provenientes del al menos un concentrador, permitiendo separar residuos y agua;

un concentrador centrífugo (1 08) que recibe el agua proveniente del separador de residuos (107), permitiendo recuperar partículas finas de oro presentes en el agua, y uniendo dichas partículas recuperadas al concentrado rico proveniente del al menos un concentrador; y

un horno de fundición basculante (109) que recibe y procesa el concentrado rico proveniente del al menos un concentrador y las partículas finas del concentrador centrífugo (108); en donde en otra salida del concentrador centrífugo (108) sale agua de reciclado, la cual es procesada por una planta de filtrado y clarificado de aguas (1 10), para ser reutilizada en el estanque mezclador (1 04). En una configuración preferida de la invención, el sistema comprende un primer concentrador (1 05) y un segundo concentrador (106), dispuestos en serie, cuyo concentrado rico en mineral se une para ser enviado al horno de fundición (109). Además, el o los concentradores (1 05, 106) pueden ser seleccionados de un grupo que comprende: concentradores Dember, Valtar, Yuba, Geko u otros. Sin embargo, una configuración preferida de la invención considera la utilización de concentradores J IG de pulsación con vibración continua y presurizado. Además, preferente el separador magnético es de imanes permanentes.

Preferiblemente el chancador (101 ) usa un amortiguador diferenciado, provocando que la roca se desintegre evitando el exceso de molienda. Esto permite obtener una molienda más eficiente y rápida, logrando la eliminación por ejemplo del "oro laminar" u oro en "escamas" (el cual se produce normalmente con la utilización de otros molinos, como: trapiche, de bolas, de barras, de conos, de morteros, de pisones, etc.). En este sentido, es importante tener en cuenta que la presencia de oro "laminar" impide la recuperación del mismo, logrando escaparse de los demás procesos.

Además, tal como se mencionó, el sistema comprende una planta de filtrado y clarificado de aguas (1 1 0), conectada a una salida del concentrador centrífugo, de tal manera que utiliza el agua proveniente de dicho concentrador centrífugo (1 08) y la procesa de tal manera que la deja en condiciones de ser reutilizada en el estanque mezclador (104).

En una configuración alternativa de la invención, se pueden unir más de un sistema, trabajando en paralelo, de tal manera de formar un "modulo productivo" que puede alcanzar las 200 toneladas por día, multiplicando la producción y disminuyendo de manera considerable los costos, debido a que esta configuración permite que en caso de que uno de los sistemas se paralizara (ya sea por mantenimiento o alguna falla), la producción de metal no se detiene. El material en bruto ingresa al chancador (101 ) y al molino de alto impacto (1 02) de tal forma que el resultado de la molienda de alto impacto produce un tamaño final de roca de alrededor de 2 mm. Posteriormente, durante el paso del mineral a través del separador magnético (1 03) de imanes permanentes, el material pre-concentrado proveniente del molino de alto impacto (1 02) cae por gravedad al estanque mezclador (104), donde dicho material es mezclado con agua formando una pulpa homogénea de material con agua, y donde dicha pulpa es enviada a través de una primera bomba (1 13) al primer concentrador (105). Así, en el primer concentrador (1 05) el material que contiene alta concentración de mineral es separado por peso específico, siendo almacenado en un lugar de concentrado dentro del primer concentrador. El material que contiene una concentración menor pasa al segundo concentrador (1 06) para la recuperación de material valioso adicional.

De esta manera, el material pre-concentrado ingresa a los concentradores (1 05, 106) J IG a alta presión, donde es recibido por una cama pulsante, la que impulsa material fino a una atmosfera presurizada, evitando la pérdida de oro laminar. En una etapa posterior, la pulpa de material liviano, o cola, que proviene como residuo del segundo concentrador (106), pasa por el separador de residuos (107), donde dicha pulpa es separada en residuos (1 1 1 ) que salen del sistema y agua que ingresa al concentrador centrífugo (108). El concentrador centrífugo (108) logra aumentar el peso específico de las partículas finas de mineral, permitiendo la separación de las partículas finas del agua. Así, se unen los concentrados de ambos concentradores (1 05, 106) con el resultado del concentrador centrífugo, el cual es rico en mineral, para pasar a la fundición y obtener finalmente el Doré.

En la otra salida del concentrador centrífugo (108) sale agua de reciclado, la que es enviada a través de una segunda bomba (1 14) a la planta de filtrado y clarificado de aguas (1 1 0), en donde se procesa el agua de tal forma de dejarla apta para ser reingresada al sistema en el estanque mezclador (1 04).

Durante el paso de material a través del separador magnético, en que el sistema separa magnéticamente el material estéril del valioso, se reduce drásticamente el volumen del material a procesar, con los consiguientes ahorros en los costos que ello involucra. Además, la concentración gravimétrica presurizada de pulsación con vibración continua, lograda a través de los concentradores J IG, optimiza la concentración de tal manera que no se hace necesario utilizar ningún otro proceso para la recuperación de material valioso, sino que tras la salida de los concentradores el material se puede ir directo a la fundición.

Además, preferiblemente la invención comprende un único medio de accionamiento y un sistema de transmisión mecánica que acciona todos los componentes del sistema utilizando un solo medio de accionamiento, de tal manera que se maximiza la eficiencia energética al mismo tiempo que se disminuyen los costos de operación y mantenimiento, permitiendo además reemplazar el uso de generación eléctrica y motores eléctricos.

De esta manera, el sistema comprende un único medio de accionamiento, preferiblemente un motor estacionario diesel, al cual a su eje principal va adosado un disipador de vibraciones y de golpes de torque, y el cual incluye 4 poleas dobles, permitiendo accionar el chancador (1 01 ), el molino de alto impacto (102) y el separador magnético (1 03), a su vez que acciona adicionalmente 2 árboles de trasmisión. El primer árbol de transmisión permite accionar el estanque mezclador (1 04) y la segunda bomba (1 14), mientras que el segundo árbol de transmisión permite accionar los concentradores (105, 106), el separador de residuos (1 07), concentrador centrífugo (1 08), y la primera bomba (1 1 3). El conjunto de los distintos movimientos y fuerzas, funciona suave y armoniosamente, gracias a los disipadores de vibraciones, situados estratégicamente en su conjunto.

Como consecuencia de las características anteriores, se puede observar que la presente invención provee una solución altamente eficiente que minimiza el consumo de insumos tales como el agua, el combustible y energía eléctrica, gracias a la configuración de los elementos del sistema, y al sistema de accionamiento y transmisión previamente descrito. Las siguientes tablas comparativas muestran los niveles de consumo de las variables mencionadas para producir un gramo de oro, con la presente invención y una planta convencional del estado de la técnica. CONSUMO DE AGUA

Sistema convencional Presente invención

Litros por día 7000 400

Litros por mes (24 días hábiles) 168000 9600

Toneladas por día 50 50

Litros por tonelada 140 8

Ley de cabeza Au(grs.)/Ton 6 6

Eficiencia del sistema 50 % 90 %

Gramos de oro por tonelada 3 5,4 del sistema

Litros por gramo de Oro 46,67 1,48

Costo por litro ($/litro) 1,5 1,5

Gasto en Agua por gramo de $70,00 $2,22 oro producido

CONSUMO DE COMBUSTIBLE (DIESEL)

Sistema convencional Presente invención

Litros por día 200 70

Litros por mes (24 días hábiles) 4800 1680

Toneladas por día 50 50

Litros por tonelada 4 1,4

Ley de cabeza Au(grs.)/Ton 6 6

Eficiencia del sistema 50 % 90 %

Gramos de oro por tonelada 3 5,4 del sistema

Litros por gramo de Oro 25,9 1,54

Costo por litro ($/litro) 640 640

Gasto en diesel por gramo de $474,0 $165,9 oro producido

CONSUMO DE ENERGÍA

Sistema convencional Presente invención

Watts por día 400.000 0

Watts por mes (24 días hábiles) 9.600.000 0

Toneladas por día 50 50

Watts por tonelada 8.000 0

Ley de cabeza Au(grs.)/Ton 6 6

Eficiencia del sistema 50 % 90 %

Gramos de oro por tonelada 3 5,4 del sistema

Watts por gramo de Oro 2.666 0

Costo por Watt $ 0,32 640

Gasto en Watts por gramo de $853 0 oro producido En consecuencia, se desprende de las tablas anteriores que el costo global (que considera costos de agua, energía eléctrica y combustible) asociado a la producción de un gramo de oro, a través de un sistema convencional en el arte previo, es de $1357; mientras que utilizando la presente invención, el costo global por cada gramo de oro producido se reduce a $168, es decir, se puede obtener una disminución en costos de producción de hasta un 88 %.