Lixiviación en Autoclaves

En general, la practica industrial de la lixiviación presenta diferentes sistemas de operación que se seleccionan de acuerdo a factores técnicos y económicos en el analisis de un proyecto, algunos de los cuales son:
- Ley de la especie de interés a recuperar.
- Reservas de mineral.
- Caracterización mineralógica y geológica.
- Comportamiento metalúrgico.
- Capacidad de procesamiento.
- Costos de operación y de capital.
- Rentabilidad económica.

Para el caso de los minerales sulfurados de cobre, lixiviarlos es un proceso que se espera que sea mas complejo debido a que los enlaces entre los iones de los minerales sulfurados es mas fuerte que los comunes, haciéndolos mas resistentes a las temperaturas y presiones, lo que se conoce como la naturaleza refractaria de los minerales de sulfuro. Esto implica que a menudo en las plantas procesadoras de minerales de cobre se usen reactores presurizados, llamados autoclaves.

El equipo utilizado para la lixiviación a presión es parte medular de los procesos de recuperación de mineral, ya que de ello depende de la eficiencia del proceso.
Para la lixiviación a presión se utilizan autoclaves que pueden ser horizontales o verticales; los cuales soportan altas temperaturas y presiones, estas poseen sistemas deenfriamiento, y en algunos casos agitación mecanica.

Se construyen de diferentes materiales dependiendo de la solución utilizada.
* Equipos de lixiviación para pentlandita (también llamados equipos para el proceso Sherrit-Gordón): se utilizan 2 autoclaves, ya que la lixiviación se lleva en dos etapas. Las autoclaves son horizontales y estan divididas en 4 compartimientos, y cada uno con su propio impulsor para así mantener los solidos en suspensión y ademas tienen vertederos ajustables.
Estan equipadas con serpentines de enfriamiento, para extraer el exceso de calor generado por la reacción.
Las autoclaves estan construidas de acero inoxidable o de titanio, para resistir el fuerte ataque de la solución de lixiviación; los serpentines de enfriamiento son de titanio y los impulsores de acero inoxidable.

* Equipos de lixiviación para carnotita (también llamados equipos para el proceso alcalino para uranio): se lleva a cabo en autoclaves horizontales y cilíndricas, con impulsores del tipo propela.

Las autoclaves estan conectadas en serie en un banco de 6 a 9 autoclaves; estan aisladas con fibra de vidrio para mantener el calor generado por la reacción, varios serpentines van insertados en la primera y tercera autoclaves con el propósito de elevar la temperatura.

El material deconstrucción es de acero, lo mismo para sus impulsores, ya que los problemas de corrosión son mínimos.

* Equipos de lixiviación para bauxita (también llamados equipos para el proceso Bayer): las autoclaves son horizontales del tipo tanque con agitadores. Pueden ser enchaquetadas para vapor o inyectando vapor presurizado.

Estan construidas de acero al carbón y sus agitadores de acero inoxidable.
Las autoclaves pueden ser del tipo Batch o continúo.
La Bornita y su lixiviación en autoclave.

La bornita o erubescita es un mineral del grupo de los Sulfuros. Es un sulfuro de hierro y cobre, de color cobre manchado con iridiscencis púrpuras, siendo su formula química es Cu5 Fe S4.
Se forma en las intrusiones ígneas, formandose como mineral primario de cobre en los filones pegmatíticos e hidrotermales asociados a camaras magmaticas. También puede aparecer de forma secundaria, en las zonas de oxidación de los yacimientos asociada a la malaquita.
Es extraída por su importancia industrial como mena del cobre y se encuentra en depósitos porfídicos junto con otra mena de cobre mas abundante y común, la calcopirita. Tanto la calcopirita como la bornita son sustituidas por calcosina y covelina en los depósitos enriquecidos en cobre.
Algunos de los grandes yacimientos de este mineral se encuentran enMéxico, Estados Unidos, Perú y Chile.
Como logramos ver anteriormente, la naturaleza refractaria de los minerales sulfurados hace mas difícil su lixiviación, esto se ve reflejado al comparar minerales oxidados y sulfurados con respecto a su recuperación y al tiempo que se demora en recuperar el mineral de cobre.
Su disolución por debajo de 40°C con Fe+³, se realiza por dos etapas, siendo la primera mucho mas rapida, termina con la disolución del 28% del cobre, la segunda es lenta y practicamente se detiene cuando un 40% del Cu ha sido extraído. Ademas se obtiene como subproducto de esta segunda etapa a la calcopirita, la cual para disolverse también necesita de dos etapas, pero esta ves ambas son lentas, lo cual solo deja espacio a una lixiviación en autoclaves para hacer económica su recuperación, pero esto se hablara con mayor detalle mas adelante.
Si bien la bornita puede tratarse a temperaturas normales, así mismo podemos tratar desde un comienzo este mineral a temperaturas mayores, en donde las dos etapas se presentan con mayor rapidez, la primera hasta con un 40% de extracción y la lenta hasta la disolución total del cobre. Estos resultados hacen que la lixiviación en autoclaves sea una gran oportunidad para la industria para recuperar mas cobre y en menor tiempo.
Etapa 1:

Etapa 2: