MEMORIA DESCRIPTIVA.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud considera una Planta para la Obtención, en dos Fases en régimen, de Sulfato de Cobre Pentahidratado a partir de minerales oxidados de cobre, con contenido promedio de 20%Cu, con especies mineralógicas predominantes en óxidos de Cobre.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El Sulfato de Cobre pentahidratado es genéricamente el compuesto químico de cobre más importante a nivel industrial. Se le conoce desde épocas remotas como“vitriolo azul”. A partir de él se preparan la mayor parte de todas las demás sales de cobres usadas para fines industriales especiales, tales como: otros sulfatos, óxidos, carbonatos, cloruros y oxicloruros.

Las formas comerciales más importantes de sulfato de cobre son:

(1) Sulfato de Cobre Anhidro, CuS04

(2) Sulfato de Cobre monohidratado, CuS04 ^* H20

(3) Sulfato de Cobre pentahidratado, CuS04 ^* 5H20

Este último puede cristalizar con facilidad, desde soluciones acuosas formando grandes cristales azules de estructura triclínica, o bien, controlando la granulometría, como pequeños cristales celestes, conocidos como sulfato“tipo nieve”. Aplicándole calor a los 110°C, pierde moléculas de agua para formar un monohidratado de color blanco verdoso y, posteriormente a 250°C la correspondiente sal anhidra, que es absolutamente blanca.

El método descrito en la patente de 1943 reivindica un procedimiento de fabricación del sulfato de cobre, a partir de la tostación previa de los sulfuras, para su transformación en óxidos con corriente de aire y calentamiento al rojo, después se trituran y posteriormente se tratan con ácido sulfúrico en frió o caliente. (ES156342, 01- 04- 1943, Procedimiento de fabricación del sulfato de cobre, Enrique Rivas Hiera).

i Como se puede apreciar de la patente citada es relevante la tostacíón previa a altas temperaturas del mineral sulfurado y la reducción de tamaño para luego lixiviar el mineral oxidado.

El método descrito en la patente americana de 1950 para producir sulfato de cobre, comprende primero formar una masa de cobre que este sustancialmente porosa en todo, formando dicha masa de partículas de cobre que tienen un tamaño máximo de aproximadamente 10 pulgadas, manteniendo dicha masa sumergida a una temperatura entre 65 y 100°C en una solución aireada de sulfato de cobre y ácido sulfúrico, siendo el aire, continuamente Introducido en la parte inferior de la masa. (US2533245, 12-12-1950, Method of producing copper sulfate, TENNESSEE COPPER COMPANY, George Harike). Como se puede apreciar de la patente citada anteriormente el método consiste en un procedimiento hidrometalúrgico aplicado al metal cobre, pretratado para disminuir su tamaño y mejorar su disposición para la transformación a sulfato, se efectúa posteriormente la extracción o recuperación del sulfato de cobre a través del uso de soluciones líquidas.

El método descrito en la patente de 1978 reivindica un procedimiento para la obtención de sulfato de cobre de calidad comercial, a partir de precipitados de cobre que se lavan con agua acidulada, se pelletizan y secan, se someten posteriormente a un proceso de tostación y oxidación en hornos especiales, obteniéndose Oxido Cúprico y Oxido Férrico, este material se disgrega y muele.

El precipitado oxidado se lixivia a pH débilmente ácido, mezclado con solución de recirculación y agua, mediante el tratamiento con ácido sulfúrico concentrado, para elevar la temperatura a 90-95° C. Las impurezas y sólidos se eliminan mediante floculación y decantación (floculante - rango ácido como magna-fluor)(ES460108 , 01- 05-1978, Procedimiento para la obtención de sulfato de cobre de calidad comercial, INCOMET S A .Miguel Campo Rodríguez). Como se puede apreciar, de la patente citada anteriormente el mineral requiere un tratamiento previo a la lixiviación, no solo la tostación y reducción de tamaño, es importante considerar también la eliminación de impurezas después de lixiviar las sales de cobre, en este caso vía una floculación, para obtener un producto comercialmente atractivo En la literatura ( 2005) se han descrito varios métodos de obtención de sulfato de cobre, de manera general el sulfato de cobre se puede obtener a partir de la adición del ácido sulfúrico diluido sobre el cobre u óxido de cobre en grandes cantidades, seguida de evaporación y cristalización.

Uno de los primeros métodos de obtención del sulfato de cobre fue desarrollado por Okers basado en la reacción de:

2Cu + 2H2S04 + 02 2 CuS04 + 2H20

Los mejores resultados se obtuvieron a 25 °C y utilizando un exceso de aire, y con una concentración de ácido sulfúrico de 25 %. Con posterioridad se reemplazó el oxígeno por el aire, lo cual dio una productividad de sulfato de cobre por encima de un 28%, ocurriendo la cristalización cuando la temperatura de la solución se eleva a 30 °C con un exceso de aire y por debajo de las condiciones óptimas.

En el proceso desarrollado por Okers, a partir del cobre, se obtiene el vitriolo azul, el cual debe volverse a cristalizar para su purificación. En ácido sulfúrico al 50% se disuelve con las aguas madres del vitriolo hasta llegar a una densidad de 1 ,2 g/ml y esta solución después de clarificada es cristalizada.

La escoria de calcopirita es pulverizada con agua y una solución débil de sulfato de cobre, el hierro es tratado para precipitar el cobre, el cual es calentado a 400 - 500 °C y disuelto en un estanque de ácido sulfúrico, posteriormente la solución es concentrada para obtener cristales de sulfato de cobre.

La firma Rusa Kyshtymm Electrolytic Copper Works produce el sulfato de cobre a partir de una escoria básica de cobre, la cual se pulveriza y con un posterior tratamiento se obtiene una solución ácida de sulfato de cobre. Este producto es además purificado mediante recristalización.

La obtención de sulfato de cobre a partir de la calcopirita, se basa en la desulfonación y posterior tratamiento con ácido sulfúrico de concentración 1 ,07-1 ,09 g/ml, donde el aire es burbujeado a través de la mezcla a una temperatura de 80-90 °C y la solución es concentrada a 1 ,30-1 ,31 g/ml al vacío a una temperatura de 25-28 °C, la cantidad de ácido sulfúrico y cobre se calculan estequiometricamente teniendo en cuenta el cobre presente en el mineral. El sulfato de cobre se puede producir a partir de un material de cobre que se obtiene en la fundición de metales, para lo cual el material es molido y lixiviado con una solución de ácido sulfúrico de 5-10% a una temperatura de 60-70 °C. La solución se filtra, se decanta y se evapora obteniendo cristales con un 50% de sulfato de cobre.

Los métodos más comunes de purificación comprenden: destilación, cristalización, extracción, cromatografía. En algunos casos las impurezas volátiles y otras, pueden ser eliminadas simplemente por calentamiento.

El método de purificación más empleado en el caso de compuestos inorgánicos es la cristalización y recristalización, mediante la cual se eliminan la mayor cantidad de impurezas presentes.

Los procedimientos más utilizados para la purificación de un producto sólido por recristalización de una solución incluyen los siguientes pasos:

1. El material se disuelve en un solvente adecuado, mediante agitación vigorosa y se caliente a una temperatura cercana hasta el punto de ebullición, para formar una solución cercana a la saturación.

2. La solución caliente se filtra para eliminar las partículas insolubles. Para prevenir la cristalización durante la filtración, puede emplearse un embudo filtrante enchaquetado y la solución puede ser diluida con más solvente.

3. La solución se enfría hasta que las sustancias disueltas cristalicen.

4. Los cristales son separados del licor madre, ya sea por centrifugación o por filtrado al vacío, a través de un vidrio sinterizado o Buchner.

Usualmente la centrifugación es la más usada debido a la mayor eficiencia en la separación de los cristales del licor madre y el ahorro de tiempo, particularmente cuando los cristales son muy pequeños y finos.

Los cristales son lavados con una pequeña cantidad de solvente fresco y se separan del licor madre, posteriormente se secan(Síntesis y purificación de sulfato de cobre calidad farmacéutica, Perdomo Lorenzo, Revista Cubana de Química, vol. XVII, núm. 2, 2005, pp. 122-128). Como se puede apreciar en esta publicación del 2005 la lixiviación es una parte del proceso común a la mayoría de los procesos industriales empleados y las variaciones dependen mucho del material de partida (composición del mineral) y las impurezas que se deben eliminar, para lograr un producto comercialmente aceptable. La producción de sulfato de cobre es una tecnología muy difundida a partir de minerales oxidados y de soluciones ácidas de agua de mina; para que el sulfato de cobre alcance las características de la norma técnica respectiva, usualmentese hace mediante purificación y concentración de las soluciones de lixiviación mediante: extracción y reextracción con solventes orgánicos; como es de conocimiento general, esta tecnología es costosa.

Producir sulfato de cobre directamente de la solución que viene de la lixiviación del mineraloxidado da un sulfato de cobre que escasamente alcanza la ley mínima requerida en cobre, pero los contaminantes Fe+++ y Cl- son altos, lo que se agravará conforme se recirculen las soluciones, deteriorando progresivamente la calidad del producto. (Producción de sulfato de cobre pentahidratado a partir de cemento de cobre, Ángel Azañero Ortiz, Revista del Instituto de Investigación FIGMMG, Vol. 8, N.° 15, 9- 13 (2005)). Como se puede apreciar en esta publicación la lixiviación es el método de elección para obtener Sulfato de cobre, pero el proceso varía según la ley del mineral y los contaminantes que son parte del material de partida. La purificación para tener un producto comercial aceptable es una limitante por los costos asociados.

En esta publicación se menciona una Planta de Chancado, Aglomeración, Lixiviación y Extracción por solventes y Cristalización que tendrá una capacidad de producción de unas 15.000 TMS de sulfato de cobre pentahidratado cristalizado.

La planta de chancado que tiene como objetivo reducir el mineral a una granulometría de 100% - ½" a razón de 1.250 ton/día.

La Planta de Lixiviación de Minerales consiste en la construcción a una Pila Dinámica de 12.000 m ² de área aproximadamente. Esta lixiviación se realizará en dos ciclos de lixiviación mediante soluciones de Refino y de PLS.

La Planta de extracción por solventes posee dos etapas de extracción en contracorriente, una etapa de lavado y dos etapas de re-extracción.

El orgánico cargado va a una etapa de coalescencia en donde se realiza el trabajo fuerte de retención de acuoso y sólidos y posteriormente es enviado a una etapa de lavado de las mismas características de las etapas de extracción con la diferencia que posee solo el mezclador principal, el agua de lavado es recirculada en un 90 % y se acidifica con ingresos de purga de electrolito pobre. (Planta de sulfato de cobre pentahidratado, Región de Antofagasta, Declaración de Impacto Ambiental, Enero de 2011). En general las plantas productivas emplean métodos de extracción en la obtención de Sulfato de cobre, lo que complejiza la operación y encarece los costos. El Sulfato de Cobre cristalino que se comercializa en la generalidad de los casos, se produce a partir de soluciones acuosas de sulfato de cobre, principalmente en cristalizadores por enfriamiento, o en bateas. Típicamente las soluciones se preparan comercialmente haciendo circular una solución de ácido sulfúrico por una torre que contiene gránulos metálicos de cobre secundario (recortes de alambrea chatarra y otros despuntes industriales) de hasta 5,08 [cm] de diámetro, mientras que en forma simultánea circula aire en contracorriente para oxidar gradualmente el cobre metálico a ion cúprico. ( Memoria para optar al titulo de ingeniero civil de minas, Proyecto Anico, Universidad de Chile, Francisca Ignacia Tabilo, junio 2012). Como se puede apreciar de la Tesis Publicada el 2012 la mayor parte del Sulfato de Cobre producido industrialmente proviene de la oxidación del cobre metálico, de un determinado tamaño, a ion Cúprico por tratamiento con Ácido Sulfúrico y suministro de aire al sistema de reacción.

En las etapas del Proceso de Lixiviación el material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia el lugar donde se formará la pila(torta de materiales). En este trayecto el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfúrico, conocido como proceso de curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso desulfatación del cobre contenido.

En su destino, el mineral es descargado mediante un equipo esparcidor de grandes dimensiones, depositándolo ordenadamente, formando un terraplén continuo: pila de lixiviación. Sobre esta pila se instala un sistema de riego (goteo aspersores) que van cubriendo toda el área expuesta. A través del sistema de riego se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico. Esta solución se infiltra desde la superficie hasta la base de la pila, actuando rápidamente.

El riego de las pilas se mantiene por 45 a 65 días, recuperando, en algunos casos, el 80% del cobre contenido en el mineral. El material restante (ripio) es transportado mediante correas a botaderos donde se “podría” reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto de cobre (Lixiviación Secundaria).

Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable, sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberías ranuradas) que permite recoger las soluciones que se infiltran a través del material. En la extracción por solventes el objetivo general es capturar selectivamente los iones Cu++ desde una solución de baja concentración impura y liberarlos en una solución de alta acidez, obteniéndose una solución de mayor concentración de cobre con menores impurezas (electrolito).

El proceso es altamente selectivo. La solución acuosa es puésta en contacto con un solvente orgánico capaz de extraer desde ella el cobre que contiene.

En un paso siguiente el cobre es reextraído desde el orgánico, obteniéndose una solución de sulfato de cobre de alta pureza.

Etapas del Proceso de Extracción por Solventes:

Para extrae el cobre de la solución PLS, ésta se mezcla con una solución de parafina y resina orgánica. La resina de esta solución captura los iones de cobre(Cu++) en forma selectiva. De esta reacción se obtiene por un lado un complejo resina- cobre y por otro una solución empobrecida en cobre que se denomina refino, la que se reutiliza en el proceso de lixiviación concentración del cobre en esta solución hasta llegar a valores entre 45 y 50 gpl. Esta es la solución (electrolito) que se lleva a la planta de electro- obtención. (Conceptos Generales de Hidrometalurgia de Minerales de Cobre, Evaluación de Procesos Mineralógicos, Departamento de Ingeniería en Minas, Hernán Vives Navarro, Noviembre 2013).

En general las plantas productivas emplean la lixiviación en pilas para recuperar cobre en minerales de baja ley, proceso que requiere un tiempo largo de tratamiento del mineral con soluciones de ácido sulfúrico, el método de extracción descrito para la obtención de Sulfato de cobre considera una resina, lo que dificulta la operación de obtención.

La patente publicada en el 2014 se refiere a la producción de sulfato de cobre y / o cobalto a partir de concentrados de sulfuro de cobre y / o cobalto con bajo contenido de azufre.

El cobre y el cobalto tienen en común que en los casos naturales no se presentan en forma pura, sino junto con una multitud de otros metales. Los metales acompañantes en los minerales que contienen cobre y / o cobalto son principalmente el hierro y el níquel. Los metales cobre y cobalto, además, están presentes en los minerales como sulfuras u óxidos. Para recuperar los metales de los compuestos sulfídicos y además separar los otros metales acompañantes mediante un proceso de tostado. Para este propósito, una corriente de alimentación que contiene cobre y cobalto en forma sulfídica se introduce en un proceso de tostado.

En tiempos de creciente escasez de materias primas, se debe extraer el cobalto y el cobre, que tienen un contenido de azufre más bajo, ya que normalmente se utiliza para el proceso de tostado con sulfatación. Como resultado, ya no se dispone de suficiente azufre (S) o dióxido de azufre (S02) para mantener el proceso con su control de proceso convencional. Hoy en día, los concentrados típicos de cobre y cobalto tienen un contenido de azufre entre 8 y 20% en peso.

Debido al bajo contenido de S02, se debe reconsiderar el tratamiento posterior de la corriente de gas residual obtenida durante el tostado. Mientras que en el pasado el S02 se ha utilizado para producir ácido sulfúrico (H2S04), esto ya no es económicamente conveniente o incluso técnicamente factible para ciertas fracciones, ya que el contenido de S02 es inferior al 4,5% en volumen. El dióxido de azufre se debe eliminar de la corriente de gas residual de otra manera.

De acuerdo con la invención descrita, este objeto se resuelve mediante un proceso con las características reivindicadas. Para este propósito, una corriente de alimentación que contiene sulfuro de cobre y / o cobalto se suministra a una etapa de tostado en la que la corriente de alimentación se expone a temperaturas entre 600 y 730 ° C en una atmósfera oxidante y se convierte en sulfato de cobre y / o cobalto. Durante el tostado, también se obtiene una corriente total de gas residual que contiene S02. Según la invención, la energía térmica y / o un gas que contiene azufre se suministran a la etapa de tostado como portador de energía a través de la corriente de alimentación y / o el gas de fluidización, por ejemplo para un lecho fluidizado o similar proporcionado en la etapa de tostado. ( WO2014127808, 28-08-2014, Process and plant fo rproducing copper and/orcobalt sulfate , Outotec Finland OY , Jochen Güntnerj.Como se puede apreciar, de la patente citada anteriormente un mineral rico en derivados sulfurados de cobre se debe someter a elevadas temperaturas ( 600 y 730 ⁰ C ) en un proceso de tostación con atmósfera oxidante para transformar los derivados sulfídicos en sulfatos, etapa necesaria previa, de un alto consumo de energía, para posteriormente continuar con la lixiviación. El proceso de producción del sulfato de cobre pentahidratado a partir de chatarra de cobre consta básicamente de siete etapas: recepción y preparación de la chatarra de cobre, reacción, cristalización, escurrimiento, secado, cernido y molienda, pesado y ensacado. La reacción se efectúa a 90°C en un reactor por lotes donde ocurre la oxidación del cobre en presencia de aire y ácido sulfúrico (H ₂ S0 ₄ ) en medio acuoso, y tiene una duración de unas 18 horas, por lo que el tiempo de elaboración del producto final es alto.

Antes del proceso principal para la obtención del sulfato de cobre pentahidratado, la chatarra de cobre tiene que ser sometida a preparación, esta preparación consiste en la limpieza y la separación de la chatarra.

El proceso de limpieza de la chatarra de cobre será hecho mediante la limpieza manual y mecánica. El reactor donde se llevará a cabo la reacción tiene que contar con características especiales para poder soportar la reacción de un compuesto ácido, la reacción ocurrirá a una temperatura de 90°C, en el interior del reactor se produce la oxidación del cobre en solución ácida aireada. Las etapas del proceso son: (1) migración de iones hidrógeno a la superficie del cobre; (2) flujo de electrones sobre la superficie metálica de cobre a los iones hidrógeno; (3) formación de hidrógeno atómico; (4) formación de moléculas de hidrógeno; (5) liberación de hidrógeno molecular desde la superficie del cobre.

La mezcla que resulta en el reactor es sulfato de cobre y agua la cual se evapora hasta una densidad de 1200 [Kg/m ³ ], posteriormente se enfría para obtener los cristales de sulfato de cobre.(Su!fato de Cobre Pentahidratado a Partir de Chatarra de Cobre, en La Ciudad de Oruro, SCRIBD, Marcelo Callapa, Nov 21 , .2017). La planta productiva descrita en esta publicación emplea la oxidación del cobre a su forma iónica para aprovechar cobre metálico de desecho, proceso que requiere un tratamiento del cobre con soluciones de ácido sulfúrico y oxígeno, el método de obtención descrito para la obtención de Sulfato de cobre considera una evaporación para concentrar la solución de Sulfato de Cobre, lo que complejiza la operación respecto al material y el diseño de los estanques. El medio ácido y las elevadas temperaturas para evaporar disminuyen la vida útil de los equipos empleados. DESCRIPCION DE LA INVENCION

Ante la necesidad de dimensionar una Planta de Obtención de Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuS04 ^* 5H20) para producir 600 t/m a partir de minerales oxidados de cobre con contenido promedio de 20%Cu, con especies mineralógicas predominantes en óxidos de Cobre, cuyas leyes de cabeza fluctúan entre 2 y 3%Cu, y cuya calidad es reflejada en el análisis de Multielernentos mostrado en Tabla N°1 , realizado a muestras de cabeza de dicho mineral de concentración menor en cobre al considerado para el diseño de la planta. Las muestras señaladas han sido usadas para efectuar“Pruebas de lixiviación por agitación y cementación de cobre con chatarra de fierro” en laboratorios durante mayo 2013. Del análisis citado se destaca que el contenido de impurezas al nivel de cabezas que pueden afectar la calidad del producto a obtener en Grado Técnico es bastante bajo, teniendo presente además que el mineral a alimentar a la presente Planta es sometido a una concentración mayor. Por otra parte, la existencia de Azufre a nivel de 1 ,59%, pese a que indica la presencia probable de especies sulfuradas asociadas a elementos como Plomo(Pb) (PbS), Zinc(Zn) (ZnS), Hierro(Fe) (FeS2), e incluso de Cobre(Cu) entre otros, sin embargo a concentración reducida de ellas. En la Tabla N°2 se aprecia el análisis químico realizado a las mismas muestras de cabeza, estos resultados refuerzan lo ya observado, como es que el Cobre en su mayoría se encuentra en estado oxidado (sobre el 90% es Cu”S” (cobre soluble)) para las cabezas de Media y Alta ley. Quizás, la situación más preocupante es el contenido de Calcio, si su concentración es de 2,81% en el mineral de cabeza, donde podría estar constituyendo carbonato de Calcio (CaC03), especie fuertemente consumidora de ácido, pero controlable con regulación del pH.

Sin embargo la presencia de todos estos elementos que pudieran afectar la calidad del producto, en un mineral concentrado a 20%Cu generado por procesos de separación gravitacional u otro semejante, es esperable que su presencia sea reducida y por ende su impacto en la calidad del producto. El mineral en cuestión, dada sus características de solubilidad mostrada en la Tabla N°2, sus especies predominantes en cobre pudieran ser Tenorita (CuO) y/o Cuprita (Cu20), especies minerales de alta densidad, 6,1 y 6,45 gr/cm3 hecho que facilita su concentración frente a las otras especies presentes en la cabeza, pudiendo asegurar que mediante el presente proceso de Obtención de Sulfato de Cobre Pentahidratado se obtiene al menos en calidad Grado Técnico de 98,2% de pureza con 25%Cu mínimo. El proceso diseñado para la planta consiste básicamente en dos fases de obtención, las cuales se muestran esquemáticamente en la figura N° 1 y son las siguientes:

1. Primera Fase de Formación de la Solución Madre, mediante Lixiviación por Agitación del 45% del mineral a procesar, conformada por dos líneas de operación idénticas con tres estanques operando instalados en serie de 12,75m3 cada una.

2. Segunda Fase de Saturación de la Solución y Cristalización del Sulfato de Cobre en la cual se procesa durante el proceso de saturación el 55% del mineral restante, conformada también por dos líneas de operación idénticas, constituidas por un reactor de 18,5 m ³ , un estanque mezclador de 11 ,5 m ³ , baterías de Hídrocíclones, dos estanque cristalizadores de 12,5 m ³ , un Filtro Centrífugo y un sistema común de envasado y de refrigeración de agua para enfriamiento.

El proceso de recirculación y logro de la solución saturada puede tomar 3 a 4horas para alcanzar el contenido de Cobre cercano a 100 gCu/l, entre 96,3 y 117,7 gCu/l, y por ende la condición requerida para la generación máxima de los cristales posible de sulfato de cobre pentahidratado, a una temperatura promedio entre 80 y los 100 °C

Para la generación del Sulfato de Cobre Pentahidratado cristalizado en su forma comercial se procede posteriormente a enfriar la solución saturada en estanque cristalizadores, con circulación de agua para su enfriamiento a través del manto encamisado y por serpentines en su interior, hasta lograr una temperatura final entre los 8 y 12°C

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Ante la necesidad de dimensionar una Planta de Obtención de Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuS04*5H20) para producir 600 t/m a partir de minerales oxidados de cobre con contenido promedio de 20%Cu, con especies mineralógicas predominantes en óxidos de Cobre, cuyas leyes de cabeza fluctúan entre 2 y 3% Cu, y cuya calidad es reflejada en el análisis de Multielementos mostrado en Tabla N°1 , realizado a muestras de cabeza de dicho mineral de concentración menor en cobre al considerado para el diseño de la planta. Las muestras señaladas han sido usadas para efectuar “Pruebas de lixiviación por agitación y cementación de cobre con chatarra de fierro” en laboratorios durante mayo 2013. Del análisis citado se destaca que el contenido de impurezas al nivel de cabezas que pudieran afectar la calidad del producto a obtener en Grado Técnico es bastante bajo, teniendo presente además que el mineral a alimentar la presente Planta es sometido a una concentración mayor. Por otra parte, la existencia de Azufre a nivel de 1 ,59%, pese a que indica la presencia probable de especies sulfuradas asociadas a elementos como Plomo(Pb) (PbS), Zinc(Zn) (ZnS), Hierro(Fe) (FeS2), e incluso de Cobre(Cu) entre otros, sin embargo a concentración reducida de ellas.

Ante la necesidad de efectuar una concentración ya sea gravitacional o de otro tipo, para aumentar el contenido de cobre a alimentar al proceso y reducir el impacto de las impurezas mencionadas, el mineral a alimentar es sometido a un proceso de molienda con condiciones que permitan disponer de un mineral molido en el cual el D ₈ o, tamaño de partículas bajo el cual se encuentra el 80% en peso del material, sea igual o menor de 1mm.

En la Tabla N°2 se aprecia el análisis químico realizado a las mismas muestras de cabeza, estos resultados refuerzan lo ya observado, como es que el Cobre en su mayoría se encuentra en estado oxidado (sobre el 90% es Cu”S” (cobre soluble)) para las cabezas de Media y Alta ley. Quizás, la situación más preocupante es el contenido de Calcio, si su concentración es de 2,81% en el mineral de cabeza, donde podría estar constituyendo carbonato de Calcio (CaC03), especie fuertemente consumidora de ácido, pero controlable con regulación del pH.

Sin embargo la presencia de todos estos elementos que puede afectar la calidad del producto, en un mineral concentrado a 20%Cu generado por procesos de separación gravitacional u otro semejante, es esperable que su presencia sea reducida y por ende su impacto en la calidad del producto. El mineral en cuestión, dada sus características de solubilidad mostrada en la Tabla N°2, sus especies predominantes en cobre pudieran ser Tenorita (CuO) y/o Cuprita (Cu20), especies minerales de alta densidad, 6,1 y 6,45 gr/cm ³ hecho que facilita su concentración frente a las otras especies presentes en la cabeza, pudiendo asegurar que mediante el presente proceso de Obtención de Sulfato de Cobre Pentahidratado se obtiene al menos en calidad Grado Técnico de 98,2% de pureza _. con 25%Cu mínimo.

TABLA N° 1. ANALISIS MULTIELEMENTOS

TABLA N° 2. CARACTERIZACION QUIMICA DE LA CABEZA MINERAL

El proceso diseñado consiste básicamente en dos fases y son las siguientes: Primera fase de Lixiviación por Agitación y Formación de Solución Madre

Teniendo presente que las condiciones de molienda consideradas nos llevan a disponer de un mineral molido en el cual el D ₈ o, tamaño de partículas bajo el cual se encuentra el 80% en peso del material, o de partículas finas, sea igual o menor de 1mm.

La etapa de Formación de la Solución Madre mediante Lixiviación por agitación del 45% del mineral a procesar, conformada por varias líneas de operación idénticas con numerosos estanques operando instalados en serie de cada una. En esta fase con agitación y concentración se logra la generación de la solución madre de 73,4 gCu/l , entre 60 y 80 gCu/l y 90,7 gH2S04/l, entre 80 y 100 gH2S04/l, con densidad promedio de 1.175,3kg/m ³ .

Segunda fase de Saturación de la Solución y Cristalización del Sulfato de Cobre.

En esta fase, en la cual se procesa durante el proceso de saturación el 55% del mineral restante a tratar, conformada también por líneas de operación idénticas, constituidas por reactores, estanque mezclador, baterías de Hidrociclones, estanques cristalizadores, Filtro Centrífugo y un sistema común de envasado.

Al final de este proceso se obtiene una solución saturada en cobre (107 gCu/l , entre 96,3 y 117,7gCu/ly 200 gH2S04/l, entre 180 y 220 gH2S04/l). Dicho proceso de disolución de cobre y de saturación de la solución ingresada se lleva a cabo a una temperatura de entre 80 y 90°C.

La limpieza de la solución saturada en Hidrociclones (HCI-n) es fundamental para asegurar la calidad del producto de interés (Sulfato de Cobre Pentahidratado, CuS04*5H20) ante la posibilidad de la existencia de partículas finas generadas en el proceso de molienda, las que se retiran por estos equipos. La solución saturada en Sulfato de Cobre Pentahidratado que ingresa a una temperatura promedio entre 80 y 90°C a los Estanques Cristalizadores, la que permanece en agitación durante todo el proceso de Cristalización, donde es sometida a enfriamiento, mediante la circulación de agua refrigerada (alrededor de entre 8 y 12°C) por serpentines instalados en su interior y al mismo tiempo por la refrigeración de su manto encamisado. Este enfriamiento da origen a la formación de los cristales de Sulfato de Cobre Pentahidratado de alta pureza. El Sulfato de Cobre cristalizado y una vez decantado, es retirado controladamente por el fondo de los Cristalizadores y alimentado a un proceso de Centrifugación y Filtración

Con este proceso relativamente sencillo se logran obtener cristales de Sulfato de cobre de gran pureza, sobre un 98,2% con 25%Cu mínimo, con alto valor comercial y a un costo competitivo en los mercados Internacionales.

El diseño de la planta es para la producción de 600 t/m de Sulfato de Cobre, a partir de mineral de cobre oxidado con un contenido promedio de 20%Cu, que conforme al análisis químico mostrado en Tabla N°2, el 92,75% de . éste es Cu soluble, es decir 18,55% del mineral, al no considerar la muestra mineral de Baja Ley. El producto comercial generado se caracteriza por.CuSO^ 5H ₂ 0 (Cristales vitrolio azul tipo nieve 100% bajo 3 m ó 20mallasTyler), con una pureza equivalente a 98,2% y 25%Cu contenido.

Eficiencia de Planta h = 98%. Luego el mineral a alimentar es (600 * 0,25)/(0,98 * 0,1855) = 825,1 t/m = 27,5tpd.

El diseño de la planta es modular compuesto por dos líneas de operación por fase de proceso, que procesan 412,55t/m de mineral, es decir, 13,75 tpd/línea

Con un inventario de recepción de mineral de respaldo para mínimo 10 días, cuyas características son:

Mineral de Cobre Oxidado de 20%. Mineral molido 97% bajo 2mm .Densidad Aparente del mineral, p = 1 ,7 t/m ³

Dada la capacidad para 10 días de inventario de recepción, el volumen de mineral a almacenar es:

27,5 tpd 10 d

161,7 ³

9 Considerando que la figura formada por el almacenamiento es un paralelepípedo de área vertical trapezoidal de altura máxima, h=2,5 m, de lado superior 2,5m y ángulos básales a=35° determinamos que el área basal del paralelepípedo b, tendría un ancho de 10,15m y 10, 2m largo, para configurar los 95,3 ² que significa,

(0/4 + b) - h

= 161,7 ³

2 b = 103,5 m ²

Considerando un perímetro para tránsito de cargadores de 6 m por alrededor del depósito, se tiene finalmente que el Área de Carguío y Almacenamiento corresponde a: A _C A ⁼ 500 m ²

Fases de Procesos consideradas:

Primera fase: Lixiviación por Agitación y Formación de Solución Madre (45gplCu y 70gplH ₂ SC> ₄ ) (inicial)

El 45% del mineral alimentado diariamente al proceso, de un total de 27,5tpd de 20%Cu, que equivalen a 12,375tpd se someten a un proceso de Lixiviación por Agitación y Concentración para la formación de la solución madre con la cual debe iniciarse la siguiente Fase y final del proceso de cristalización, como es la Saturación de la solución y Cristalización del producto. El proceso indicado se desarrollará en dos líneas de operación de igual capacidad, una de las cuales se esquematiza en la Fig. 1 , la que debe ser capaz de generar diariamente la solución requerida en cantidad y calidad en la Segunda Fase para la línea de operación correspondiente [23, 9m ³ con 45,42 gr/l de Cu y 4,52 gr/l de H ₂ S0 ₄ (ácido sulfúrico)], es así que cada línea de operación estará constituida por tres estanques con sistema de agitación (TK) de 12,75m ³ útiles c/u que operan en serie secuencial de manera tal que por Lixiviación Agitada, el 45% del mineral diario alimentado al proceso (12.375 kg/d en total es decir 1031 ,25kg/ciclo(c) por estanque), con ácido sulfúrico (314,18kg Acido (100%)/ciclo, diluido en agua, genera la solución madre ya mencionada, necesaria para la siguiente fase. Así el primer estanque,

TK _X (E1 de 12,75 m ³ útiles)

Entrada: A cada línea de operación , dos en total, se alimentarán 1031 ,25 Kg/ciclo de mineral, con un equivalente a 191 ,30Kg/ciclo de Cu soluble junto con adicionar a la solución 174,23 l/ciclode // ₂ S0 ₄ (98%) (314, 18kg/ciclo de Acido(100%)), completando con agua (12,1423m ³ ) el volumen útil del estanque, 12,75m ³ , para así iniciar el proceso de formación de la solución madre requerida al término de la Primera Fase, obteniendo así después de un ciclo de Agitación de 6 a 8 horas, 11 , 9421 m ³ de lasolución de lixiviación cargada (PLS) extraíble de este TK, el que una vez obtenido en la calidad indicada a continuación, se extrae libre del material sólido remanente (ripio) para lo cual una vez detenido el proceso de agitación se deja decantar hacia el fondo cónico del estanque. Se estima que en cada uno de los estanques que conforman esta fase, el material remanente, ripio junto a la solución que no es posible extraer, constituyen en el fondo una pulpa de aproximadamente 69% de sólidos, dado que al disponer en el estanque un ducto de extracción de solución limpia de ripio a 2cm sobre el inicio del fondo cónico, el volumen remanente por estanque es de 0,8079m ³ , constituyendo dicho volumen la salida sólida del proceso.

La salida líquida diaria requerida será, después de dos ciclos de proceso/día: 23,8842m ³ /d de PLS con 15,57 gr/l de Cu y 1 ,56 gr/l de H ₂ S0 ₄ , con densidad promedio de 1.028,9kg/m3 , con pH de 1 ,8.

La salida sólida: Ripio agotado (humidificado en solución rica en forma de pulpa de aproximadamente 69% de sólidos) resulta en 788,91 Kg/ciclo/estanque de sólido, y en total 1.141 ,9kg/ciclo de pulpa (0,8075m ³ /ciclo de pulpa) cantidad que unida a los otros ripios agotados retirados de los otros TK’s de esta etapa (en total 12 por día) como también de los reactores de la segunda fase del proceso en las líneas de operación componentes de esa fase, son sometidos a una Separación Sólido Líquido (en un Espesador y Filtros Prensa), a fin de recuperar el agua utilizada en su lavado como la presente en la solución remanente como también el cobre soluble contenido en la solución humidificante del ripio, mezcla líquida que se utiliza como composición de agua para el presente proceso.

TK ₂ (E2 de 12,75m ³ )

Entrada: Alimentando a la solución saliente del estanque anterior (11 ,9421m ³ /ciclo de PLS con 15,57 gr/l de Cu y 1 ,56 gr/l de H ₂ SO ₄ ) 1031 ,25Kg/ciclo de mineral con un equivalente a 191 ,30Kg/ciclo de Cu soluble, junto con adicionar también 174,231/ciclode H ₂ S0 ₄ (98%), Y 0,0271m ³ de agua para ajustar al volumen útil del estanque, y generar después de un ciclo de Agitación de 6 a 8 horas, 11 ,9421m ³ /d del PLS requerido para la formación de la solución madre inicial del siguiente proceso.

Salida líquida diaria: 23,8842m ³ /d de PLS con 30,71 gr/l de Cu y 3,074 gr/l deH ₂ 50 ₄ , con densidad promedio de 1.057,1 kg/m ³ . Salida sólida: Ripio agotado (humidificado en solución rica, como pulpa de 69% sólidos) aproximadamente de 2.285,4 Kg/d/estanque, equivalente a 1 ,616m ³ de material que se alimenta el sistema de Separación Sólido Líquido (Espesador + Filtro Prensa) ya descrito, para la recuperación de soluciones ricas en cobre y las aguas utilizada en lavado de ripios y telas filtrantes de filtros, que servirán de composición para esta etapa de proceso.

TK ₃ (E3 de (12,75 m ³ )

Entrada: Alimentando la solución saliente del estanque anterior (11 ,9421m ³ /ciclo de PLS con 30,71 gr/l de Cu y 3,074 gr/l de U ₂ S0 ₄ ) así como 1031 ,25Kg/ciclo de mineral con un equivalente a 191 ,30Kg/ciclo de Cu soluble, junto con adicionar también 174,23 l/ciclode // ₂ 50 ₄ (98%), y agregar 0,0271 m ³ de agua para ajustar al volumen útil del estanque, y por tanto generar después de un ciclo de agitación de 6 a 8 horas, 11 ,9421 m ³ del PLS requerido.

Salida líquida: 23,8842m ³ /d de PLS con 45,42gr/l de Cu y 4,51 gr/l de H ₂ S0 ₄ , con densidad promedio de 1.084,4kg/m ³ .

Salida sólida: ripio agotado (humidificado en solución rica, como pulpa de 69% sólidos) aproximadamente 2.285,4 Kg/d/estanque, equivalente a 1 ,616m ³ de material que se alimentará el sistema de Separación Sólido Líquido (Espesador + Filtro Prensa) ya descrito, para la recuperación de soluciones ricas en cobre y las aguas utilizada en lavado de ripios y telas filtrantes de filtros, que servirán de composición para esta fase del proceso.

Por cada línea de operación de agitación se generan 11 ,9421m ³ /ciclo de solución madre con 45,42gr/l de Cu y 4,51 gr/l de H ₂ S0 ₄ , con densidad promedio de 1.084,4kg/m ³ requiriéndose para iniciar la siguiente fase de Saturación y Cristalización el volumen de solución equivalente a dos ciclos de agitación.

Dimensionamiento de cada TK, para un Volumen útil de 90% en altura de estanque, se requiere:

V _TK = 12,75m ³ útil (equivalente a 14,289m ³ total), Si diámetro 0 = 2,4 m,h = 3 m

De este modo, el área a ocupar por estanque de agitación y su bomba de recirculación y vaciado, más sistema de alimentación de mineral será un cuadrado de 4m de lado con pasillos internos entre áreas de estanques de 5m y pasillos periféricos al área total de 6 m de ancho para circulación de vehículos y grúas de mantención, de esta manera, el requerimiento para los seis estanques de 12,75 m ³ útil de este proceso (tres estanques por cada línea de operación), será un área rectangular de lado 34m * 25m y así el Area Total de proceso de Agitación/Concentración, A _AC = 850 m ²

Segunda Fase: Saturación y Cristalización del Producto.

Saturación inicial

Para esta última fase del proceso de Generación de Sulfato de Cobre Pentahidratado a partir de Minerales Oxidados de Cobre se lleva a cabo en un esquema operativo de disolución de cobre donde el material portante de cobre es el 55% restante de mineral requerido alimentar diariamente al proceso, es decir, 15,125tpd en dos líneas de operación , vale decir, 7,5625tpd por cada línea, que se disuelve con un volumen de solución madre equivalente a dos ciclos de agitación inicial, es decir, 23,8842m ³ con 45,42gr/l de Cu y 4,52 gr/l de H ₂ S0 _A . Dada la granulometría del mineral este se dosifica en su totalidad al estanque mezclador de 11 ,50m ³ de volumen útil, que dispone de un sistema de agitación, para formar con parte de la solución madre una pulpa inicial de densidad 1.400kg/m ³ cuyo fin es fluidizar adecuadamente el mineral previo a iniciar la disolución del cobre contenido en él, utilizándose para ello 4,313m ³ de la solución madre generada en la fase anterior del proceso. El proceso de pulpación puede tomar del orden de 1 ,0 a 1 ,5 horas. Una vez formada la pulpa mencionada, se inicia la adición del resto de solución requerida para la saturación 19,571 m ³ , compartiéndola entre el estanque y el reactor , así como también la dosificación controlada del ácido requerido para la disolución y para generar la solución saturada de 200gpl de ácido en ella, teniendo presente que el mineral alimentado consumirá 2163,63 kg/ciclo de Acido (100%) para disolver el Cu soluble en la solución, de ello resulta una dosificación de4,217m ³ de / ₂ 50 ₄ (98%), es decir (7.884,0kg/d/ciclo) dada que la dilución del ácido concentrado en una solución diluida genera una reacción exotérmica. Junto a lo anterior, se inicia el calentamiento del material en proceso mediante un serpentín con vapor circulante instalado en el interior del estanque a fin de mantener la temperatura entre los 80 y 90°C, como también al iniciar la recirculación de la mezcla de pulpa y solución, dosificada con el ácido requerido hacia el reactor cerrado, se da inicio al calentamiento del proceso en dicho reactor mediante un serpentín de vapor interno que permite mantener la temperatura entre los 80 y 90°C. El proceso de recirculación y logro de la solución saturada puede tomar 3 a 4horas para alcanzar el contenido de Cobre cercano a 100 gCu/l, y por ende la condición requerida para la generación máxima de cristales posible de sulfato de cobre pentahidratado. En términos prácticos y en operación Lote de Producción, ciclada, significa alcanzar una concentración final de ácido Sulfúrico de 200 g/l, entre 180 y 220 g/l, solución saturada que es enfriada durante la cristalización hasta entre 8 y 12°C sólo dejará en solución 35gpl de cobre, para ello se debe dosificar la solución entrante la cantidad de ácido ya indicada anteriormente. A igual que en la Fase anterior se continúa con la modulación de dividir el procesamiento diario en dos líneas de operación, una de las cuales se esquematiza en la Fig.1, donde se muestran los equipos que conforman la Fase Final del Proceso (Saturación y Cristalización) en cada línea operativa. La calefacción de las soluciones para alcanzar y mantener los 80 y 90°C requeridos para el proceso de disolución y saturación en cobre se lleva cabo por recirculación de vapor saturado entregado por una caldera a través de una red que alimenta serpentines sumergidos tanto en el Estanque Mezclador como en el Reactor en su zona inferior.

Reactor (R-1) volumen 18,5 m ³

Entrada: Reciclar y mantener la temperatura de proceso entre 80 y 90°C, en su zona inferior y a fin mantener una adecuada agitación para evitar la decantación del mineral inicial y ripio resultante se inyecta aire forzado desde un soplador, en beneficio de la cinética de disolución al mantener el mineral en suspensión dentro del reactor. Como se mencionó en su parte inferior se instala un serpentín por el cual circula vapor saturado para mantener la temperatura de la solución entre 80 y 90 °C. La solución reciclada proveniente de E1 se alimenta por una cañería tangencial con 20° de inclinación hacia la parte superior de él, y a 0,8m sobre el término de su forma cilindrica, cuya función es desarrollar al interior de R-1 un flujo rotacional, que ayude a evitar la decantación de los materiales sólidos circulantes.

Salida líquida: Rebasamiento de la solución a saturar en cobre hacia E1 , mientras se mantiene la recirculación. Una vez alcanzados los parámetros de saturación indicados (aproximadamente 100gCu/l, entre 96,3 y 117,7gCu/l y 200gAc./l, entre 180y 220 gAc./l) la solución se deja en reposo para que el material sólido (ripio) decante en su totalidad y se deposite en el fondo cónico del reactor. La solución saturada libre de ripio es retirada del proceso y derivada a los cristalizadores para generar el producto final del proceso. La Salida sólida corresponde a ripio agotado (mezclado con solución rica) al final del proceso Lote de Producción, aproximadamente 3.576,4Kg/ciclo/línea operativa de ripio y de 1 ,288m ³ de pulpa de 69% sólidos, cantidad que unido a los otros ripios retirados en forma de pulpa de la fase anterior y de las otras línea de operación que conforman el proceso, serán sometidos a una Separación Sólido Líquido (en Espesador y Filtro Prensa), a fin de recuperar el agua utilizada en sus lavados y el cobre soluble, contenido en las soluciones que se han extraído de los equipos junto con el ripio, solución enriquecida que se utilizará en reemplazo del agua fresca utilizada para iniciar el proceso de agitación.

Mezclador (E-1) volumen 11 ,5 m ³ ,

Entrada; Se recibe continuamente en él el rebasamiento de solución en saturación que recicla desde el reactor R-1. Este equipo dispone en su interior de un agitador con el objeto de mantener el mineral molido en suspensión, como también homogenizar la solución en sus concentraciones de ácido y cobre y la temperatura de calefacción de ella. Una descarga inferior sobre el término de la zona cilindrica está conectada a una bomba de impulsión que recicla la solución homogenizada y caliente a una temperatura entre 80 y 90°C hacia R-1 , como también permitir el retiro de la solución final saturada y limpia de ripio (con aproximadamente 100gr/l de Cu y 200gAc./l ) y su envío a los cristalizadores. Como se ha mencionado este estanque cuenta con un serpentín interior donde circula vapor saturado para el calentamiento de la solución contenida entre 80 y 90°C. A igual que en el reactor, una vez alcanzados los parámetros de saturación indicados la solución se deja en reposo para que el material sólido (ripio) decante en su totalidad y se deposite en el fondo cónico del estanque.

La Salida sólida corresponde a ripio agotado (mezclado con solución rica) al final del proceso Lote de Producción, aproximadamente. 2.208,9Kg/ciclo/línea operativa de ripio y de 0,795m ³ de pulpa de 69% sólidos.

Estanque Dosificador de Ácido, volumen 0,5 m ³ , equipo que debe permitir una dosificación lenta y controlada del ácido sulfúrico requerido en esta fase del proceso dada la magnitud de su volumen (4.217,01/btde H ₂ S0 ₄ (98%)), y teniendo presente que dicha adición a una solución diluida, rica en agua, genera una reacción exotérmica que desestabiliza la temperatura del proceso. Este equipo se instala sobre el estanque mezclador, en el cual se hace permanentemente la dosificación de ácido a la solución a saturar que requiere entregarse con 200gpl, entre 180 y 220gpl al proceso de Cristalización. Es conveniente que el sistema de dosificación sea manual a fin de que el operador tenga un buen control de la temperatura, en beneficio de proteger los equipos de proceso que no deben exceder los 100°C.

Cristalización

Para la generación del Sulfato de Cobre Pentahidratado cristalizado en su forma comercial por cada línea de operación, se requieren dos estanques de 12,5 m ³ útiles cada uno (CR-1 , CR-2) con enfriamiento de sus paredes laterales encamisadas y en su interior por un serpentín sumergido por todos los cuales circula agua refrigerada. El sistema de agitación interior genera un movimiento circulatorio de la solución saturada tanto vertical como horizontal, en función de generar un enfriamiento controlado de ella desde los 80 a 90°C hasta lograr la temperatura final entre 8 y 12°C, en beneficio de la formación adecuada de tamaño de los cristales. Cuando la solución saturada alcanza una temperatura cercana a los 45°C se puede visualizar el inicio de la generación de cristales y su crecimiento al disminuir paulatinamente la temperatura de ella.

Una vez completado el enfriamiento hasta la temperatura final y confirmada ella (entre 8 y 12°C), la solución queda en reposo para así generar la decantación de los cristales formados en el fondo del cristalizador y disponer de una solución pobre en cobre con 35gCu/l y 200gAc/l limpia de cristales que pueda ser retirada anticipadamente y almacenar para su recirculación en la Segunda Fase. La pulpa de cristales espesada en los cristalizadores se descarga a un estanque alimentador de 3 ³ que vierte su contenido a los Filtros Centrífugos sobre la tela filtrante que disponen adosada al tambor giratorio para que de esta manera se produzca la separación final de la solución pobre remanente de los cristales de sulfato producidos, que quedan retenidos en ella (CF-1 y CF-2).

El Sulfato de Cobre Pentahidratado cristalizado será envasado en maxisacos de 1.250 Kg que disponen de bolsa plástica interior, que aísla al producto de las condiciones ambientales que pueden afectar su calidad, Este producto se caracteriza por su color azul vitreo, 25%Cu mínimo, humedad inferior a 3%, pH inferior a 4,5 y granulometría 100% bajo 20 # Tyler. Por cada lote de Producción realizado para generar 24,243m ³ de solución saturada enviada a los cristalizadores se producirán por las bases del balance neto, 5,205t de sulfato de cobre comercial, de esta manera se requerirán 115,28 ciclos de Saturación y Cristalización al mes para producir las 600t/mes proyectadas, es decir, 1 ,92 ciclos de saturación y cristalización diarios por línea de operación, por lo cual cada ciclo debiera demorar como máximo 12,5 horas, distribuidas en 7 a 8 horas de saturación y 4 a 4,5 horas de cristalización y centrifugación.

Para la disposición de agua refrigerada a utilizar en el enfriamiento de la solución saturada a 8 y 12°C, se requiere de una Torre de Enfriamiento de agua y de un Equipo de refrigeración forzada Chiller conectados en serie, además de las bombas impulsoras del agua refrigerada hacia los cristalizadores.

Por cada ciclo de saturación y cristalización por línea de operación se dispondrá de una solución residual de 20,8566m ³ que se caracteriza por contener 35g/l de Cu y 199,66g/l de H ₂ S0 ₄ la cual es reciclada, siendo previamente mezclada con la solución resultante del proceso de Separación Sólido Líquido de los ripios (espesamiento y filtración), como son la solución clara del espesador y los líquidos filtrados obtenidos de la filtración de los mismos, soluciones líquidas que una vez almacenados se usan como solución base en la Primera fase, de Agitación y Concentración. Las características de dicha solución permiten replantearse dicha fase en la forma que más adelante se describe .

Para determinar el área de esta etapa, se deben tener presente los Equipos Auxiliares que se describen a continuación, y entre otros tener en cuenta que se requiere procesar para recuperar las soluciones ricas en Cu que lo acompañan un total de 21.037,5kg de ripios agotados generados diariamente por la Primera y Segunda Fases descritas, para lo cual en total para el proceso se debe contemplar:

• UnEspesador de ripios de 1 ^a y 2 ^a fase de 5m 0): 50 m ²

• Dos Filtros Prensa (7mL*1 ,2ma c/u): 50 m ²

• Dos Calderas (de 200kg/hr; 6mL ^* 2ma): 120 m ²

• Saturación + Cristalización (por línea): 350 m ² ,

tomando como base un área proporcional a la ocupada por cada línea operacional de 300t/mes en Planta de Sulfato de Cobre, que incluye los siguientes equipos: Torre de Enfriamiento de Agua, Chiller para Enfriamiento Forzado, Estanques de Almacenamiento de Agua y de Solución a reciclar, Reactor, Mezclador, dos Cristalizadores, dos Centrífugas, Soplador de Aire, Compresor y seis bombas.

• Pasillos de accesos de 6m ancho por exterior de cada línea operativa y de las unidades independientes. Ello configura un área de 62 m por 28 m que determina un Área de Saturación/Cristalización incluyendo unidades independientes de 4 _C5 =1750 m ² .

Etapas Modificadas: Agitación y Concentración con solución reciclada y su influencia en la Saturación.

Lixiviación por Agitación en Régimen

Desde el momento que se dispone de solución residual una vez finalizados los ciclos iniciales de saturación y cristalización por cada línea de operación por ciclo, se recuperarán por día 20,8566m ³ de dicha solución con contenidos de 35g/l de Cu y de 199,66g/l de ácido sulfúrico, volumen que se almacena en estanques adecuados para su utilización como composición de soluciones requeridas para iniciar en régimen normal esta etapa del proceso (Lixiviación por Agitación), para lo cual dicho volumen es mezclado con las soluciones recuperadas desde las descargas de pulpa de ripios provenientes de los Tk’s de Agitación y Concentración como también de los equipos de Saturación, dichas soluciones están disponibles una vez sometidas al proceso de separación sólido líquido (Espesamiento y Filtración) requerido para retirar los ripios agotados a su disposición final (los que se estiman en 10.518,74 kg/d/circuito). Gran parte de ellas constituyen el exceso del espesador que sedimenta los ripios agotados, los que luego se someten a un proceso de filtración para recuperar de ellos el resto de solución aún retenida en ellos, el que se integra a este grupo de soluciones a reciclar, que también incorpora el agua de lavado de telas procedente de los filtros prensa. El volumen de soluciones que constituye este último grupo de soluciones (exceso, líquidos filtrados y aguas de lavado de telas) se estima en 5,5276m ³ /d/circuito, las que dada la incorporación de agua de lavados serán más diluidas (en régimen, se estiman de 46,5gCu/l y 44,3gAc/l). Una vez mezcladas ambas soluciones, las recicladas de Cristalización y estas últimas las recuperadas, se dispone de un volumen total de 26,3842m ³ /d/circuito que en términos prácticos contendrán 37,42 gCu/l y 167,11gAc/circuito, condición que al considerar las dos líneas de operación permite realizar el proceso de generación de solución madre por Agitación para la Saturación y Cristalización en régimen normal con sólo cinco ciclos/d de 12,75m ³ cada uno, ocupando para ello sólo cinco estanques de Agitación de los seis disponibles. Entonces en estos cinco ciclos de Agitación se trata el 45% del mineral diario a procesar por estanque de Agitación, es decir 2475 kg/ciclo/estanque, por tanto459,11 kgCu/ciclo/estanque utilizando para ello 10,5537m ³ /ciclo/estanque de la solución almacenada, sin requerir agregar ácido fresco para la disolución del Cobre dado que la solución contiene suficiente ácido libre. A consecuencia del proceso de agitación genera un volumen de solución madre de 10,9125m ³ /ciclo con 73,39gCu/l y 90,71gAc/l para dar lugar a nuevo ciclo de saturación y cristalización. En la Fig.1 se resumen los resultados alcanzados en la Primera Fase de Agitación y Concentración en régimen.

De lo anterior, resulta que sólo se requieren cinco estanques (Tk’s) en la Agitación para generar gran parte de la solución madre que se requiere para un ciclo de Saturación y

Cristalización de 21 ,825m , de esta manera las soluciones a reciclar pueden almacenarse en los estanques de Agitación en espera de la carga para iniciar su ciclo de agitación.

Saturación en régimen

Generados los ciclos de agitación en régimen normal requeridos para un ciclo de Saturación (2*10,9125 m ³ = 21 ,825m ³ ) de solución madre que contiene 73,39gCu/l y 90,71 g/l de H ₂ SO ₄ , a la cual debe agregarse la cantidad de ácido sulfúrico requerida para alcanzar al final del proceso la solución requerida para la cristalización, con 200g/l de ácido, así como también dosificar la cantidad requerida para disolver el cobre soluble. De ello resulta, la necesidad de dosificar controladamente 5.802,58 kg de H ₂ SO ₄ , equivalentes a 3.153,6 l/ciclode W ₂ -SO ₄ (98%), y disolver el cobre contenido en el 55% del mineral alimentado a esta fase que resta por tratar (7.562,5Kg/ciclo/línea de operación con 1402, 84Kg Cu soluble), considerando además que el contenido de ácido en solución es mayor al usado en el proceso inicial de saturación, razón por la cual se requiere menor cantidad de ácido sulfúrico a adicionar para alcanzar los 200g/l finales que requiere la solución saturada.

Dadas las características de la solución generada al final del proceso de saturación en régimen normal, con mejores contenidos de cobre en ella de 106,95gCu/l, con un volumen de 23,7092m ³ de solución enviada a los cristalizadores se produce aplicando las mismas bases del balance mostrado en ANEXO , 7,4186 t/bt de sulfato de cobre comercial, requiriéndose al mes realizar 80,88 bt/mes para producir las 600t/mes, significando realizar con las dos líneas de operación diariamente 2,70bt/d, es decir 1 ,35bt/d/circuito. , por lo cual cada ciclo debiera demorar como máximo 17,8 horas, distribuidas en 10 a 12 horas de saturación y 5 a 5,8 horas de cristalización y centrifugación. Siendo estos resultados más favorables para asegurar la producción comprometida. En la Fig.1 se resumen los equipos en la Segunda Fase de Saturación y Cristalización en régimen.

Siendo este último, el único cambio requerido para el proceso en cuestión, una relación de los consumo de ácido sulfúrico y de agua fresca se resumen en lo siguiente:

Ácido Sulfúrico de 98% concentración:

Consumo en Agitación inicial = 6ciclos/circuito*170,74l/ciclo/*2 líneas= 2048,9 I

• Consumo en Saturación inicial = 4285,3/ciclos/línea de operación ^* 2líneas= 8570,6 I

• Total Consumo inicial = aprox. 10.620 l/ciclo inicial

• Consumo en Agitación con solución reciclada = 0 l/ciclos*5ciclos/d= 0 l/d

• Consumo Saturación Modificada = 1 ,35ciclo/d ^* 3.153,6 l/ciclos/circuito ^* 2líneas= 8.514, 72/d.

• Total Consumo en Regimen Modificado = 8.514,72 I /día

• Agua Fresca

• Consumo en Agitación en ciclo inicial=6ciclos/circuito ^* 12,1 m ³ /ciclo ^* 2líneas= 145,2 m

• Consumo en lavado de telas filtros = 21 ,04t/d /0,6t/ciclo ^* 0,9m3/ciclo = 31 ,6m ³ /d

• Consumo en refrigeración de cuatro cristalizadores = 7% ^* 30 m ³ /h ^* 24=50,4 m ³ /d

• Consumo en refrigeración de Compresor Aire = 2 m ³ /h ^* 24 = 48 m ³ /d.

Unidades Auxiliares al proceso

1. Estanque de Ácido Sulfúrico

Debe diseñarse un TK para 10 días de autonomía operacional, con un consumo diario permanente de 8,5 m ³ y un consumo inicial de 10,6 m ³ por tanto se considera

adecuado un volumen de diseño de 100 m ³ . Al considerar una altura del estanque, h =

4 m, se obtiene un área del estanque de 25 m ² que arroja un diámetro de 5,65 m, ahora bien, por razones de seguridad el estanque es instalado al interior de un pozo de emergencia de área cuadrada con una capacidad equivalente al 120% del volumen del estanque, es decir 120m ³ , considerando un muro peñmetral de 1 ,2m de altura, el área que circunscribe el estanque tendrá un lado de 11 , 2m y ocuparía un Área, A _tkas = 125 m 2.

Almacenamiento de Ripio Agotado

En las fases 1 y 2 hay generación de ripio agotado por lixiviación y disolución del mineral respectivamente, obteniéndose diariamente un total por etapa de 9.466, 9Kg/d en la primera Fase de Agitación y Concentración y 11.570,6Kg/d en la Segunda Fase de Saturación y Cristalización, en total 21.037,5kg/día, resultando al mes una generación aproximada de 630t, alcanzando por año a 7.600t, que equivalen en términos prácticos, con densidad aparente de 1 ,7 t/m ³ , a tener que disponer 4.450m ³ /año de dicho material y en 3 años tener que disponer 113.340m ³ . En consecuencia, ello significa disponer de un almacenamiento anual de área de:

• Optimizando el espacio a ocupar, al considerar que el área vertical del stock es un trapecio de 2,5m altura, con un lado basal de 30m y lado superior de 23m, considerando ángulos de reposo de 35°, así el área vertical resulta en 66,25m ² y con ello, el stock anual tendría un largo basal de 61 m y de ancho basal 30m, así un área de 1.833m ² de almacenamiento anual, que al contemplar caminos perimetrales de 6m ancho, se requerirá un Área Total = 3.100m ² .

Total terreno para Planta de Sulfato de Cobre

Finalmente considerando las superficies calculadas se totaliza un Área Total A _Total = 6.083 m ² , que se resume en el cuadro a continuación.

Cuadro Resumen de Áreas

Donde se concluye un terreno no menor a 2,5 há ante posibles expansiones y la necesidad de almacenar ripio agotado. ANEXO

Balances

Cálculo de Sulfato Pentahidratado producido por cristalización a 10°C y Volumen de solución a reciclar

Solución entrante a cristalización a una temperatura entre 80 y 90 °C por línea de operación (I op)= Vi =23,7092m ³ , con 106,95gCu/l y 200gAc/l

Solución saliente de cristalización a 10°C//opa reciclar = Vr con 35gCu/l

Vs = volumen de sulfato pentahidratado

Kgs = Kilos de Sulfato de Cobre anhidro (CUSO4)

Ecuaciones que reflejan el proceso

Vi = Vr + Vs (1)

Vs = Kgs/pcuso4 + (90/159,54 Kgs/p _H 20 ) (2) PcuS04 = 3600

Kgs = 159,54/63,54 ^* (Vi ^* 106,95 - Vr ^* 35) (3)

Utilizando los valores conocidos se tiene:

En ecuación (2)

Vs = 0,000278Kgs + 0,000564Kgs = 0,000842Kgs, lo que al reemplazar en (1) y (3) se tendrá:

23,7092 = Vr + 0,000842Kgs (1)

Kgs = 2,5108 * (2535,7 - 35Vr) = 6343,81 - 87,878Vr(3)

Así en ecuación (1):

23,7092 = Vr + 0,000842(6343, 81-87, 878Vr) = Vr + 5,3415 - 0,0740Vr

Luego Vr = (23,7092 - 5,3415)/0, 926 = 19,8355 m ³

yKgs = 4600,70 entonces el sulfato de cobre pentahidratado será,

Kgsp = 4600,7*249,54/159,54 = 7196,06kg, si este retiene como máximo 3% de solución a reciclar en peso, el Sulfato de Cobre Pentahidratado producido por un Lote de Producción de 23,7092m ³ será 7,4186 t/bt de sulfato de cobre comercial, requiriéndose al mes realizar 80,88 bt/mes para producir las 600t/mes, significando realizar con las dos líneas de operación diariamente 2,70bt/d, es decir 1 ,35bt/d/lop. De aquí se deduce que la solución reciclada final (Vrf ) se calcula al restar de Vr el volumen de solución que se retiene en el sulfato producido, luego:

Vrf = Vr - 0,03 ^* 7418, 6/pvr donde pvr se determina a partir de la tabla que sigue en que pcu = 8920, p _H2S04 = 1870 a 100% concentración, p _H20 = 1000 y pcuso ₄ = 3600

Donde p _r = 22.987,94/19,8355=1158,93 kg/m ³ y así Vrf =19,8355-222,56/1156,35= 19,6435m ³ .

Aseguramiento de Calidad del Producto ante Granulometría del Mineral Alimentado Frente a la necesidad de efectuar una molienda al mineral original que se procesa en la Planta de Obtención de Sulfato de Cobre, con el fin de alcanzar una mayor concentración de Cobre en él, alrededor de 20% de Cu contenido, existe la posibilidad que dicha molienda ocasione al final del proceso de Disolución del Mineral para la Saturación de la solución a someter a Cristalización del sulfato, dicha solución contenga partículas suspendidas de mineral procesado que de mantenerse en ella afectan la calidad del producto final.

Por esta razón, se ha efectuado un análisis del equipamiento más conveniente de usar para retirar de dicha solución las partículas suspendidas de mineral. Las alternativas conocidas que se presentan para este tipo de separación sólido líquido son dos, Filtros Prensa o Hidrociclones.

Teniendo presente que dadas las condiciones de molienda ésta nos lleva a disponer de un mineral molido en el cual el D ₈ o, tamaño de partículas bajo el cual se encuentra el 80% en peso del material, o de partículas finas, sea de 1mm, la probabilidad de material fino que no decante de la solución al detener la agitación sea equivalente al 7,5% del ripio generado en la disolución del mineral alimentado a un ciclo de saturación, 7.562,5 kg/ciclo (el), que conforme a la composición mineralógica del mineral el 76,5% de su peso no se disuelve y queda como ripio al final de este proceso. Así, se generan 5.785,31 kg/cl de ripios de los cuales 433,9kg/cl de dicha cantidad (7,5%) se mantiene como partículas suspendidas en la solución saturada. Conforme a ello si la solución saturada a someter a cristalización es 23,7092m ³ /cl, con 107g/l de Cu y 200g/l de H2S04, cuya densidad p _f = 1.287,1kg/m3, y si la cantidad de ripio suspendido equivale 0,1886m ³ /cl con p _s =2.300kg/m3, la solución final equivaldría a 23,8978m ³ /c! y contendría 0,79% de sólidos en volumen.

Con estos antecedentes, las conclusiones del análisis de la alternativa de equipamiento para retirar las partículas de ripios suspendidas en la solución saturada es la siguiente:

• La consideración de Filtros Prensa en el retiro de las partículas de ripios suspendidas en la solución saturada final significa lo siguiente:

• Requerir de estanque de almacenamiento de la solución saturada el que deberá interiormente contar con serpentín interior en el cual circule vapor para mantener la temperatura de la solución al menos en 80°C.

• Después del estanque disponer de una bomba que alimente la solución saturada al Filtro con la presión requerida para la filtración de ella y la retención de las partículas suspendidas en la tela filtrante.

• Dimensionar un Filtro Prensa con tan baja concentración de sólidos, 0,79% en volumen y 1 ,40% en peso resulta impracticable del punto de vista del dimensionamiento de las cámaras de filtración requeridas para tal efecto, tanto por el volumen de ripio a retener 0,1886m ³ , como por el número requerido para ello por ciclo, prácticamente una cámara.

• Por otra parte, debido al tiempo para la filtración del total de la solución saturada se requerirá nuevamente calentar ésta a temperatura sobre 80°C al interior del cristalizador introduciendo vapor al serpentín de refrigeración, con el fin que se recuperen las condiciones óptimas para la generación de cristales de sulfato de cobre con las características adecuadas.

• Por lo anterior, resulta más práctico y conveniente el uso de Hidrociclones en lugar de Filtros Prensa, los cuales prácticamente no requieren de equipamiento auxiliar adicional para generar el retiro de las partículas remanentes de ripio desde la solución a cristalizar, los que pueden instalarse entre la bomba de alimentación y los cristalizadores. La ventaja de esta alternativa es que la única diferencia con el circuito original, sin partículas suspendidas en la solución saturada, es el requerimiento de una bomba de impulsión con presión de descarga del al menos

60kPa (8,7psi) para alimentar la batería de Hidrociclones con la velocidad requerida que genere la separación de las partículas suspendidas, para lo cual dicha bomba cuenta con Variador de Frecuencia (VDF) que permite regular su presión de impulsión. En este caso, el overflow de los hidrocliclones (solución limpia) ira directo al cristalizador en carga y el underflow, pulpa cargada de partículas de ripios, descarga en el circuito de alimentación del espesador de ripios.

Dimensionamiento Hidrociclón Clarificador de Solución Saturada

La formulación tradicional utilizada en la actualidad para el Dimensionamiento de los Hidrociclones está respaldada por una gran cantidad de pruebas experimentales que se basaron en interrelacionar el desempeño del equipo con sus dimensiones y las proporciones entre ellas, como también en tener presente las propiedades físicas del sistema fluido - partícula (densidades del sólido y de la solución, viscosidad del fluido, distribución granulométrica de las partículas) y las condiciones operacionales (presión y concentración de sólidos en la alimentación). Dentro de este contexto, en la actualidad el dimensionamiento es efectuado en relación al tamaño de corte de las partículas, teniendo presente las densidades del sólido y del fluido, como también la caída de presión en el Hidrociclón.

Planta para la Obtención de Sulfato de CobrePentahidratado( Fig.1)

Primera Fase: Agitación y Concentración en Régimen

1 : Alimentación del mineral molido proveniente de la planta de Chancado y Molienda al Proceso en Protección, sistema constituido por una tolva de recepción del mineral á transportar mediante un sistema neumático de transporte en fase diluida hasta la tolva de alimentación desde la cual se distribuye a la 1 ^a y 2 ^a Fase de este proceso.

2: Sistema de distribución del mineral a alimentar a los Estanques de Agitación de la Primera Fase y Estanque Mezclador de Segunda Fase de este proceso. 3: Sistema de Agitación y Concentración para la generación de la solución madre (aproximadamente de 21 ,825 m ³ /día/línea de operación de 73,4 g de Cu/I, entre 60 y 80 g de Cu/I y 90,7 g de H2S04/I, entre 80 y 100g de H2S04/I) a alimentar a la Segunda Fase de Saturación y Cristalización (9), al disolver el cobre oxidado del 45% del mineral alimentado diariamente a la Primera Fase, con la solución reciclada ( cercana a 37,4 g de CU/I y 167,1 g de H2S04/I), obteniéndose así un mineral agotado (ripio) que es extraído desde el fondo de los Estanques de Agitación y enviado a un Espesador para la recuperación de la solución rica en cobre que la acompaña.

4: Circuito de recirculación de la solución reciclada (37,4 g de Cu/I y 167,1 g de H2S04/I) constituida mayoritariamente por la solución pobre en cobre ( aproximadamente 20,86m ³ /día de 35g de Cu/I y 200g de H2S04/I) que se libera en el Proceso de Cristalización del sulfato, también por el grupo de soluciones que se genera de la solución libre de ripios obtenida en el overflow del Espesador, de la solución retirada de los ripios en el Filtro Prensa y de la generada por el lavado de las telas de este filtro. El volumen de soluciones que constituye este último grupo (overflow, líquidos filtrados y aguas de lavado de las telas) se estima en 5,5276m3/día/línea de operación, las que dada la incorporación de agua de lavados son más diluidas (las que en régimen, se estiman de 46, 5g de Cu/I y 44, 3g de H2S04/I). Una vez mezcladas todas estas soluciones, se dispone de un volumen total de 26,3842m ³ /día/línea de operación con las características ya descritas (37,42 g de Cu/I y 167, 11 g de H2S04/I).

5:Espesamiento de ripios agotados retirados de los Estanques de Agitación de la primera Fase ( Fíg.1 ), como también del Estanque Mezclador, Reactor e Hidrociclones de limpieza de la solución saturada obtenida en la Segunda Fase, proceso que además de obtener pulpas de ripios (69-71 % de sólidos) en el undeflow, permite recuperar como overflow las soluciones que acompañan los ripios extraídos de los Estanques de Agitación, como también del Estanque Mezclador , Reactor e Hidrociclones (HCI-n) de Segunda Fase.

6: Filtración de la pulpa retirada desde el underflow del Espesador que es bombeada al Filtro Prensa o de banda, para recuperar la solución con un contenido de cobre que acompaña a los ripios extraídos del proceso anterior y que se incorpora al circuito de soluciones recicladas a los Estanque de Agitación de la Primera Fase (4). Los sólidos generados por la filtración previamente lavados serán trasladados al almacenamiento de disposición final (16).

7: Sistema de alimentación de agua conforme a los requerimientos del proceso en la Primera y Segunda Fase.

8: Sistema de alimentación de Ácido Sulfúrico (H2S04) conforme a los requerimientos del proceso en la Primera y Segunda Fase

Segunda Fase: Saturación y Cristalización en Régimen

9: Al cual se alimenta del 55% del mineral molido restante al Mezclador de esta Segunda Fase, agregando además la solución madre proveniente de los Estanques de Agitación (TK-n) de la Primera Fase a este Mezclador y al Reactor (R-1), para obtener al final de este proceso una solución saturada en cobre (107 gCu/l, entre 96,3 y 117,7gCu/l y 200 gH2S04/l, entre 180 y 220 gH2S04/l). Dicho proceso de disolución de cobre y de saturación de la solución ingresada se lleva a cabo a una temperatura entre 80 a 90°C, la que es lograda al hacer circular por serpentines instalados interiormente en estos estanques (M-1 y R-1 ), vapor saturado que se genera en una Caldera (15). Al final de este proceso, los ripios agotados y mezclados con parte de la solución saturada se descargan por el fondo de estos estanques para ser enviados al proceso de espesamiento (5). La solución saturada obtenida (23,71 m ³ /día/línea de operación de107 gCu/l y 200 gH2S04/l) es trasladada al proceso de limpieza descrito a continuación.

10: Limpieza de la solución saturada en Hidrociclones (HCI-n) para asegurar la calidad del producto de interés (Sulfato de Cobre Pentahidratado, CuS04 ^* 5H20) ante la posibilidad de existencia de partículas finas generadas en el proceso de molienda, las que se retiran por el underflow de estos equipos hacia el proceso de espesamiento (5). Por el overflow de los mismos la solución saturada limpia es impulsada y trasladada al proceso de Cristalización (11) descrito a continuación.

11 : La solución saturada que ingresa a una temperatura promedio entre los 80 y 90°C a los Estanques Cristalizadores(CR- 1 y CR-2) permanece en agitación durante todo el Proceso de Cristalización, donde es sometida a enfriamiento, mediante la circulación de agua refrigerada (alrededor de 8 y 12°C) por un serpentín instalado en su interior y al mismo tiempo por la refrigeración del manto encamisado. Este enfriamiento a temperaturas mínimas al interior de los Cristalizadores (alrededor de 8y10°C)da origen a la formación de cristales de Sulfato de Cobre Pentahidratado (producto de interés). Una vez alcanzada la temperatura, se detiene la agitación para inducir la decantación de los cristales del producto de interés hacia el fondo de los cristalizadores, generando así la separación de ellos de la solución pobre en cobre (35 gCu/l y 200 gH2S04/l), la cual será reciclada a la primera Fase ( 4). El Sulfato de Cobre decantado junto a la solución pobre remanente que lo acompaña será trasladado a la fase del proceso indicada como 12.

El agua refrigerada utilizada en este proceso proviene del Proceso individualizado como 14, sistema de enfriamiento de agua, que se describe posteriormente.

12: El Sulfato de Cobre decantado es retirado controladamente por el fondo de los Cristalizadores y alimentado a un proceso de Centrifugación y Filtración, que separa el producto de interés de la solución que acompañaba a los cristales, la que se integra al circuito de solución reciclada a los Estanque de Agitación de la Primera Fase (4), y finalmente genera dicho producto con un máximo de 3% de solución retenida, el cual es enviado al proceso de envasado descrito a continuación.

13: Envasado de Sulfato de Cobre Pentahidratado, que se lleva a cabo vaciando las bolsas filtrantes del proceso anterior en maxi sacos o sacos (1.250 o 25 kg de capacidad respectivamente) según el requerimiento del cliente. 14: El agua utilizada para el enfriamiento de la solución saturada de (1 1), es recirculada en primer lugar a una torre de enfriamiento (TE-1 ) que usa como elemento refrigerante el contacto con aire ambiente en contracorriente, condición que permite bajar la temperatura del agua circulante cercana a la temperatura ambiente, siendo impulsada a un equipo de refrigeración inducida por un refrigerante gaseoso (Chiller), el cual permite disminuir la temperatura del agua entrante a alrededor de 10°C.

15: Sistema de alimentación de vapor saturado generado por una Caldera conforme a los requerimientos de(9).

16: Almacenamiento de los ripios agotados en su disposición final (que se estiman en 10.518,74 kg/día/línea de operación).

REFERENCIAS

1. ES156342, 01-04- 1943, Procedimiento de fabricación del sulfato de cobre, Enrique Rivas Hiera

2. US2533245, 12-12-1950, Method of producingcopper sulfate , Tennessee CopperCompany, George Harike.

3. ES460108 , 01-05-1978, Procedimiento para la obtención de sulfato de cobre de calidad comercial, Incomet S. A .Miguel Campo Rodríguez.

4. Memoria para optar al título de ingeniero civil de minas ,

Proyecto Anico, Universidad de Chile, Francisca Ignacia Tabílo, junio 2012

5. Síntesis y purificación de sulfato de cobre calidad farmacéutica, Perdomo Lorenzo, Revista Cubana de Química, vol. XVII, núm. 2, 2005, pp. 122-128. Producción de sulfato de cobre pentahidratado a partir de cemento de cobre, Ángel Azañero Ortiz, Revista del Instituto de Investigación FIGMMG, Vol. 8, N.° 15, 9-13 (2005).

Planta de sulfato de cobre pentahidratado, Región de Antofagasta, Decía ración de Impacto Ambiental, Enero de 2011. Conceptos Generales de Hidrometalurgia de Minerales de Cobre, Evaluación de Procesos Mineralúrgicos, Departamento de Ingeniería en Minas, Hernán Vives Navarro, Noviembre 2013.

WO2014127808, 28-08- 2014, Process and plant for producing copper and/orcobalt sulfate, Outotec Finland OY , Jochen Güntner. Sulfato de Cobre Pentahidratado a Partir de Chatarra de Cobre, en La Ciudad de Oruro, SCRIBD, Marcelo Callapa, Nov 21 , 2017