Análisis de los métodos de lixiviación mecánica y a presión para la remoción de arsénico en minerales complejos de cobre con alto contenido arsenical

Abstract

El presente estudio aborda el problema del alto contenido de arsénico en minerales de cobre en el Perú. Dado el incremento de la demanda de cobre y la poca disponibilidad de menas convencionales han cobrado importancia las menas de cobre con altos contenidos de arsénico lo que conlleva a altas penalidades en la comercialización de los concentrados finales. Esto obliga a desarrollar procesos innovadores para su eliminación, se resalta la necesidad de proponer métodos alternativos, que sean más eficientes y rápidos para la eliminación de este elemento contaminante. Bajo esta premisa, la siguiente tesis se ha enfocado en demostrar que una lixiviación a presión es un post-tratamiento hidrometalúrgico conveniente para la lixiviación de concentrados con un alto contenido arsenical, utilizando reactivos como azufre y NaOH, y realizando pruebas en autoclave a diferentes concentraciones, considerando una misma temperatura (120°C). Se logró reducir de 7.9% de arsénico presente en la muestra de cabeza a un 1.27% bajo condiciones óptimas de [NaOH] de 243 kg/TM y [S°] de 37.5 kg/TM a una temperatura de 120°C y 1.7 atm, validando la efectividad de la lixiviación a presión sobre una lixiviación mecánica a presión atmosférica. Además, se demostró que el modelo cinético que mejor representa los resultados obtenidos de forma experimental es el modelo Pseudo Homogéneo de Primer Orden, con una eliminación máxima de arsénico del 85%. Este modelo fue el que presentó valores estadísticos más confiables y con altos coeficientes de correlación.

The present study addresses the issue of high arsenic content in copper ores in Peru. Given the increasing demand for copper and the limited availability of conventional ores, copper ores with high arsenic content have gained importance, leading to high penalties in the commercialization of final concentrates. This requires the development of innovative processes for its removal, highlighting the need for proposing alternative methods that are more efficient and faster for the elimination of this contaminant element. Under this premise, the following thesis has focused on demonstrating that pressure leaching is a suitable hydrometallurgical post-treatment for the leaching of concentrates with high arsenic content, using reagents such as sulfur and NaOH, and conducting autoclave tests at different concentrations, maintaining a constant temperature of 120°C. It was possible to reduce the arsenic content from 7.9% in the head sample to 1.27% under optimal conditions of [NaOH] 243 kg/MT and [S°] 37.5 kg/MT at a temperature of 120°C and 1.7 atm, validating the effectiveness of pressure leaching over mechanical leaching at atmospheric pressure. Additionally, it was demonstrated that the kinetic model that best represents the experimentally obtained results is the Pseudo-Homogeneous First-Order model, with a maximum arsenic removal of 85%. This model presented the most reliable statistical values and high correlation coefficients.