Por: Segundo Velásquez Miranda, superintendente de Planta; Enrique Mego Estela, jefe de Procesos Planta y Robert Montes Quispe, Jefe de Planta ADR, Compañía de Minas Buenaventura.

Resumen

La pila de lixiviación de Minera Coimolache, después de 11 años de operación, actualmente cuenta solo con espacio para cargar mineral en el lift 18 a 150 m. de la geomembrana de base. 

Esta altura restringe la recepción de leyes pregnant en la poza PLS a 31 días por la velocidad de percolación, que se ha determinado en 5 m/día, considerando una humedad retenida de 10%. Sumado a ello, la calidad del mineral acarreado de los tajos Ciénaga y Mirador presenta contenidos de fino de hasta 60% m-1/8 en promedio, que perjudican la percolación de la solución cianurada a través de la pila de mineral.

Por tal motivo, luego de recibir la aprobación de la DGM (Resolución N° 225-2019-MINEM-DGM-DTM/PB) se impermeabilizó al oeste de la pila en el lift 18 un área de 4.82 ha con conexión directa hacia la poza PLS que a su vez alimenta a las plantas de producción, con el objetivo de reducir el tiempo de aporte de leyes frescas y consiguiente cumplimiento del budget.

Los resultados de esta metodología se documentaron con resultados positivos en:

ν Incremento de la recuperación de Au a 79% de un 74% histórico.

ν Cumplimiento del budget anual desde el 2020 a la actualidad.

ν Reducción en la concentración de elementos cianicidas de la soluciones que percolan de la pila, reduciendo los ratios de consumo de la planta de tratamiento de efluentes.

Por lo explicado, se concluye que la metodología de implementar celdas dinámicas en el proceso de lixiviación en Minera Coimolache es eficiente y por los resultados obtenidos se considerará en los planes de los siguientes años de operación.

Introducción 

Minera Coimolache, desde 2011, procesa principalmente minerales oxidados con contenidos de oro y plata mediante el proceso de lixiviación en pilas estáticas, llegando a conformar hasta la fecha 18 bancos o lifts, midiendo cada banco de 8 m de altura que hacen un total de 150 m con respecto a la geomembrana de base. 

El mineral se riega con solución cianurada con concentraciones en el rango de 100 y 120 ppm de cianuro libre. A su paso por la pila, la solución lixivia y se carga de contenidos de oro y plata principalmente, así como cobre, zinc, mercurio, arsénico, entre otros elementos conocidos como cianicidas (por ser altos consumidores de cianuro), aumentando el ratio de consumo de este. 

La solución cargada o pregnant, luego de pasar por la altura de la pila de mineral, se recepciona en la geomembrana de base, desde donde se drena hacia las zonas denominadas Hueco 1 o Hueco 2. El drenaje en una u otra zona depende de si el mineral se depositó en la zona este u oeste de la pila.

En cada zona existe una infraestructura instalada de pozas de grandes eventos (contingencia): Poza ILS para recepción de leyes medias de oro (≤0.15 ppm) y Poza PLS para altas leyes de oro (≥ 0.16 ppm). Asimismo, cabe destacar que la infraestructura de plantas para producción se encuentra en la zona Hueco 1: planta ADR, que se alimenta de las pozas ILS y la planta Merrill Crowe, que se alimenta de las pozas PLS. Para el transporte de soluciones de Hueco 2 a Hueco 1 se cuenta con una instalación de tuberías provistas de sistema de bombeo operadas desde el control room principal.

El producto final de las plantas son barras doré, obtenidas de la fundición de precipitados de zinc, que son retirados de la unidad por el área de comercialización.

Minera Coimolache desarrolló la metodología de celdas dinámicas por la necesidad de mantener leyes pregnant de oro y plata en la poza PLS que permitan mantener la producción planeada. Este parámetro se ha visto afectado en los últimos años por la altura de la pila de lixiviación.

En este documento se detalla la metodología aplicada por Minera Coimolache para optimizar el tiempo de percolación de soluciones pregnant a las pozas de 31 a 4 días, mediante la impermeabilización de una plataforma de 4.82 ha con geomembrana en el lift 18. 

Objetivos 

Establecer una metodología para mantener la ley de corte de Au y Ag en la poza PLS para cumplir el budget de producción.

Optimizar el área disponible para descarga de mineral de la pila de lixiviación. 

Reducir la lixiviación de Cu, Zn, Hg, etc. (metales cianicidas) de los lifts inferiores.

Carguío y riego de mineral 

El carguío de mineral a la pila lo gestiona el área de Mina de los tajos Tantahuatay, Mirador y Ciénaga en volquetes de 23 m³. El riego de mineral lo realiza el área de Planta bajo parámetros determinados por el laboratorio metalúrgico tales como:

ν Blending de mineral (etapa de carguío).

ν Ratio de cianuro de sodio y óxido de calcio.

ν pH de Solución de riego.

ν Velocidad de percolación.

ν Tiempo de riego, entre otros.

Estos parámetros aseguran la producción diaria, mensual y anual; sin embargo, por la altura misma de la pila con respecto a la geomembrana, estos se ven afectados por lo siguiente:

ν Blending de mineral: el % de finos en la pila restringe el ratio de riego al mineral obligando a regar por debajo de 12 Lh/m² para evitar pondings y canalizaciones que afecten a la recuperación de oro y plata.

ν Velocidad de percolación: se liga al anterior pero su impacto directo es en el tiempo que la solución demora en percolar a la geomembrana de base y se haga efectivo el aporte de leyes pregnant a las pozas que alimentan a las plantas: “a más altura de pila, más tiempo de percolación de leyes pregnant”.

ν Tiempo de riego: el laboratorio metalúrgico determinó que para obtener 74% de recuperación en oro y 14% de plata es necesario regar el mineral con solución cianurada por 55 días como mínimo.

Metodología

Metodología usada en otras operaciones mineras 

Aglomeración de mineral

El objetivo es mejorar la permeabilidad de la pila para acelerar la velocidad de percolación. Para esta condición es necesario implementar una planta de aglomeración en la que el principal suministro es el cemento y siempre y cuando se identifique la presencia de algún tipo de arcilla.

Clasificación

El objetivo es separar el mineral fino del grueso también para mejorar la velocidad de percolación y para esto es necesario implementar un circuito de fajas transportadoras y zarandas.

Aplicación de agentes químicos

El uso de aditivos para mejorar la humectación del mineral es una tecnología moderna que se basa en romper la tensión superficial del mineral para que el reactivo químico, en este caso cianuro de sodio, penetre en toda la estructura del mineral. Mineral Coimolache ha evaluado está tecnología.

Desarrollo de la metodología implementada en Minera Coimolache – celdas dinámicas pila Tantahuatay

Para un manejo ordenado de la zona impermeabilizada, se ha dividido en tres sectores con las áreas y capacidades para carga de mineral que se muestran en la Tabla 1.

Principio de la celda dinámica: 

re-manejo

El proceso de re-manejo se aplica al mineral que se lixivió en la plataforma de celda dinámica con el objetivo de reemplazar por mineral nuevo. Con excavadoras que cargan a volquetes de 23 m³, después de 30 o 35 días de riego el mineral es trasladado (re-manejo) a otras zonas de la pila para continuar regándose con solución cianurada por espacio de 15 a 20 días más. Se ha identificado que el riego en re-manejo favorece a la recuperación de oro y plata por la oxigenación del mineral en su contacto con el medio ambiente y la rotura de canalizaciones al manipularlo durante el carguío y descarga en la nueva zona.

La planificación de la celda dinámica se considera desde el planeamiento anual, en este se desarrolla: 

a. Plan de descarga mensual a cargo del área de Mina.

b. Curva de recuperación a cargo de Planta de Procesos.

Al cruzar la información de ambas variables analizando la secuencia de descarga del mineral, altura de lift, ciclo y ratio de riego, entre otros, se logra identificar los meses en que no habrá percolación de leyes frescas para procesamiento en Planta.

Esta información se toma como punto de partida para la programación de las fechas en que la celda dinámica debe entrar en operación con los siguientes ajustes:

ν Geología, discrimina las leyes de oro y plata bajas y medias de las altas para cargar en la celda dinámica.

ν Mina, planifica su operación en tajo (plataformas, rampas, accesos) para el acarreo a la pila de lixiviación del mineral con las leyes identificadas por Geología.

ν Planta, a través del laboratorio metalúrgico evalúa el mineral para maximizar la recuperación del volumen cargado en la celda dinámica a través de pruebas metalúrgicas (Blending, permeabilidad, DRx, DLT, recuperación de oro y plata en columnas y botellas, entre otros).

En la Figura 6 se ejemplifica como la celda dinámica estratégicamente aporta leyes pregnant en los días que no se tiene percolación de leyes de celdas del lift 18, ubicadas fuera del área impermeabilizada. Las celdas L18-54 / L18-55 cargadas en la pila a finales del mes de abril de 2022 iniciaron su aporte de ley el 15 y 25 de junio, respectivamente. Como se observa, fue necesario el aporte de celdas del dinámico 1 (L18-1) y dinámico 2 (L18-2) para mantener la ley de corte necesaria para cumplir la producción mensual según el budget.

Cabe destacar que estás celdas se cargaron 8 días antes del aporte de ley pregnant (4 días de carga mineral / 4 días de riego) antes de que inicie su aporte de leyes en el mismo mes de junio.

Según la metodología estás celdas cierran su riego el 15 y 25 de julio, luego de esto el mineral será re-manejado.

Análisis de resultados de metodología implementada

Eficiencia celda dinámica - % recuperación

Se monitoreó el ciclo de una celda dinámica, después de 29 días de riego con 130 ppm de cianuro libre se obtuvo 70% de recuperación en oro y 10% de recuperación en plata.

De igual manera, se monitoreo la celda después de re-manejar, en 27 días se obtuvo 9% más de recuperación en oro y 6% de recuperación en plata.

ν En ambas etapas de cianuración, en Au se suman 79% de recuperación y 16% en Ag.

ν El incremento de la recuperación de Au se atribuye a la oxigenación, rotura de canalizaciones durante el re-manejo.

ν La cinética de recuperación de Ag es lenta, con más tiempo de riego se mejora su % de recuperación.

ν Para lograr recuperaciones óptimas, el mineral requiere de aproximadamente 60 días de riego continuo.

Budget 2020 – 2022 (mayo)

ν Con la programación de ciclos de lixiviación (9, 8 y 6 a mayo de 2022) de los tres sectores de celdas dinámicas se ha logrado cumplir con las metas de los budget 2020, 2021 y lo que va del 2022.

ν En el 2020 pese a pandemia por Covid-19 logramos producir 15% más en oro, 17% más en plata y, de la misma manera en 2021, alcanzamos producir 19% más en oro y 45% más en plata. Similares resultados esperamos para el cierre del 2022.

Análisis químico de soluciones

Con la operación de la celda dinámica se ha registrado menor concentración de metales como el aluminio, arsénico, cobre, entre otros. Esta reducción significativa se atribuye a que la solución cargada no percola a través de toda la pila (150 m), solo a través de los 8 m del mineral apilado en la celda dinámica.

Está nueva condición ha permitido la optimización en 2% de los reactivos de la planta de tratamiento de efluentes cianurados.

Evaluación económica

Para conocer los resultados de la evaluación económica ver Tablas 6 y 7 y mayor detalles en el Anexo 1.

El Valor Presente Neto calculado nos indica que el proyecto es viable puesto que nos da referencia del flujo de caja positivo que recibiremos al cierre de 2022.

Conclusiones

1. La metodología implementada es efectiva para para mantener la ley de corte de Au & Ag en la poza PLS y cumplir el budget de producción. 

2. La metodología reporta un incremento de 5% en la recuperación de oro (de 74% a 79%) por el subproceso de re-manejo de mineral después de 30 días de lixiviación.

3. La percolación de solución cianurada por la pila mejora, puesto que los finos del mineral no se compactan por la presión de lift superiores. Está condición es mejorada también por los blending de mineral que determina el área de Laboratorio Metalúrgico antes del carguío de mineral en la pila.

4. Reducción de la concentración de elementos cianicidas como el Cu, As, Al, etc. en 56% en promedio. Esta diferencia sustancial se atribuye a que la solución rica no percola a través de toda la atura de la pila solo por los 8 m de altura de la celda dinámica.

5. Finalmente, el cálculo de VPN muestra la viabilidad del proyecto con un flujo de caja de US$ 65’562,331.

Agradecimientos

A la Gerencia en nombre del Ing. Alex Lobo Guillén por la confianza y facilidades para el desarrollo de esta metodología y al equipo de trabajo de las áreas de Geología, Mina y Planta de Procesos por los esfuerzos invertidos en cada etapa de la investigación.

Bibliografía

Arias, T. Fernández, D. Sánchez Y. Lasserra A. 2017. Influencia de la lixiviación en la recuperación de oro en la Mina Oro-Barita de Santiago de Cuba. Santiago de Cuba.

Beckel, Jorge. 2000. El proceso hidrometalúrgico de lixiviación en pilas y el desarrollo de la minería cuprífera en Chile. Santiago de Chile.

Glosario

Solución pregnant

Solución cianurada que drena o percola de la pila de lixiviación con altos contenidos de oro y plata (metales de interés.

Percolación

Caudal de solución cianurada que libera la pila de lixiviación.

Ponding

Acumulación de solución cianurada en la superficie del mineral ocasionada por presencia de arcillas o exceso de finos del mineral.

Poza PLS

Poza Pregant Leaching Solution, impermeabilizada para recepción de leyes altas que percola la pila de lixiviación.

Poza ILS

Poza Intermediate Leaching Solution, impermeabilizada para recepción de leyes medias y bajas que percola la pila de lixiviación.

Poza grandes eventos

Poza impermeabilizada con capacidad para contener soluciones cianuradas ante el colapso (rebalse) de pozas PLS e ILS.

Geomembrana de base

Geomembrana dispuesta en la plataforma de la pila antes de cargar el mineral, la instalación se hace con estricto control de calidad puesto que no debe haber roturas que hagan filtrar soluciones cianuradas al medio ambiente.

Blending de mineral

Determinación de % de minerales que debe conformar una celda de mineral para mejorar sus condiciones, generalmente de permeabilidad.

Velocidad de percolación

Tiempo en que un volumen de agua pasa por un cuerpo mineralizado, en este caso el mineral que conforma la pila de lixiviación.

Ley de corte

Ley de oro y plata necesarios para el cumplimiento de la producción.

Ensayo DRX / DLT 

DRx, Difracción de rayos X para determinar el contenido y tipo de arcillas.

DLT, Diagnostic Leaching Solution para determinar el grado de liberación del metal de interés en el mineral.