BR112019027331A2

BR112019027331A2 - processo para recuperar metais valiosos de sulfeto de minério

Info

Publication number: BR112019027331A2
Application number: BR112019027331-0A
Authority: BR
Inventors: Anthony Owen FILMER; Daniel John ALEXANDER
Original assignee: Anglo American Services (Uk) Ltd
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2020-07-07
Also published as: CA3067498A1; MX2019015466A; PH12019502827A1; EA202090080A1; NZ760928A; ZA202000046B; FI20205050A1; ECSP20002591A; US9968945B1; CL2017001741A1; CA3067503C; CA3067498C; AU2018203387B2; EA202090081A1; ECSP20003448A; PH12019502826A1; PL241640B1; AU2020201838A1; PE20190237A1; CA3067503A1

Abstract

Esta invenção refere-se a um processo para recuperar metais valiosos de sulfeto de minério, incluindo etapas de trituração de minério em um triturador primário (14) até um tamanho de cerca de 40 cm e menor, passagem do minério triturado através de um ou mais dos processos de pré-beneficiamento a seguir, tais como triagem a granel (16) e peneiramento (20) seguido por flotação grossa (46/50), ou separação por gravidade ou separação magnética. Uma corrente de refugo (54) do(s) processo(s) de pré-beneficiamento com um tamanho de partícula maior do que 100 µm é empilhada em uma pilha (26) e submetida a uma lixiviação em pilha. Este processo integrado utiliza as técnicas de pré-beneficiamento mais adequadas às características de um depósito de minério em particular; e durante o pré-beneficiamento, cria simultaneamente uma corrente de baixo grau que resulta em recuperações significativamente mais altas do que a obtenível pela lixiviação normal da pilha do minério bruto da mina de baixo grau.

Description

1 / 23

PROCESSO PARA RECUPERAR METAIS VALIOSOS DE SULFETO DE MINÉRIO FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] Conforme o grau de minério disponível tem decaído, os benefícios do beneficiamento antes da moagem fina para liberar completamente os componentes minerais valiosos (pré-beneficiamento), tornaram-se crescentemente evidentes para a indústria de mineração.

[002] Os métodos de pré-beneficiamento trabalham com base em que minério de grau mais baixo pode ser separado e descartado; ou em alguns casos armazenados em uma reserva de grau baixo para tratamento muitos anos no futuro, deixando um minério de grau mais alto na corrente para moagem fina e beneficiamento imediatos.

[003] Os benefícios antecipados do pré-beneficiamento incluem a economia de energia associada com a moagem, e a capacidade de armazenar o refugo na forma seca, evitando desse modo a formação de escombreiras problemáticas e a perda de água associada.

[004] A queda no grau também afetou a indústria de outras maneiras, em que o custo de capital de grande equipamento, frequentemente localizado em terreno remoto e difícil, também se torna proibitivo para projetos novos e já existentes.

[005] Mais uma vez, as técnicas de pré-beneficiamento mantêm a promessa de remover a fração de baixo grau do minério antes dos processos mais intensivos de capital (moagem fina e flotação convencional), e redução da área física necessária para um determinado nível de produção de metal na usina.

[006] Existem muitas dessas tecnologias de pré-beneficiamento, sendo que apenas uma dentre as quais se tornou padrão através da indústria. A perfuração para controle de grau é usada rotineiramente para melhor atribuir minério para processamento ou refugo. Para algumas minas tais como de ouro

2 / 23 e de cobre secundário, o processo de controle de grau também atribui material a uma reserva de baixo grau para processamento futuro.

[007] As várias outras técnicas de pré-beneficiamento têm sido estudadas extensivamente, mas apenas raramente encontraram aplicação comercial. Como regra geral, os custos de unidade das operações desses processos de pré-beneficiamento aumentam à medida que o tamanho de alimentação decai de rochas para areia, devido principalmente à cominuição e classificação adicionais necessárias para produzir uma alimentação adequada.

[008] As opções de pré-beneficiamento incluem: • triagem a granel – um método mais preciso de controle de grau com base na sensoreação do grau da rocha detonada após a detonação, e melhor atribuição do fluxo de minério a seu destino apropriado • peneiramento – uso da fragmentação natural ou induzida para quebrar seletivamente as rochas ao longo de limites mineralizados, permitindo desse modo uma separação com base no tamanho da rocha e melhor atribuição ao seu destino apropriado • separação por gravidade – uso de densidades diferenciais das frações minerais constituintes, em tamanhos variando de rochas até areia, para melhor atribuir cada agrupamento de densidade a seu destino apropriado. Exemplos de tais dispositivos são DMS, gabaritos, espirais, classificadores, etc. • separação magnética – uso de propriedades magnéticas diferenciais, tipicamente em tamanhos do tipo de areia, para melhor atribuir os minerais a seu destino apropriado • flotação grossa – um processo de flotação que opera a um tamanho mais grosso do que a flotação convencional, e separa compósitos mineralizados parcialmente expostos, e melhor atribui os valores a seu destino apropriado

[009] A despeito desta variedade de técnicas de pré-beneficiamento

3 / 23 potenciais, a indústria tem apenas utilizado tecnologias individuais para estes minérios ocasionais que são naturalmente favoráveis a essa técnica de pré- beneficiamento particular.

[0010] Esta escassez de aplicação difundida é provavelmente devido à relação de recuperação de grau que é característica de todas as técnicas de pré-beneficiamento. Se a técnica de pré-beneficiamento for projetada e operada para resultar em uma alta recuperação do componente valioso, a proporção de ganga que pode ser rejeitada é baixa. Portanto, os benefícios que surgem desta rejeição de ganga são insuficientes para garantir o custo do pré- beneficiamento.

[0011] Se a técnica de pré-beneficiamento for projetada e operada para resultar em uma alta rejeição de ganga, o material de baixo grau não é adequado para descarte, mas deve ser atribuído a uma reserva de baixo grau para tratamento posterior. Isto é comumente chamado de engenheiramento de grau. Como consequência, o rendimento associado aos valores na reserva de baixo grau estará muitos anos no futuro. Desse modo, todos os custos de mineração e pré-beneficiamento devem ser deduzidos dos benefícios decorrentes da fração de minério de alto grau progredindo para moagem fina.

[0012] Em resumo, a razão de aperfeiçoamento e o resultado obtido pelas técnicas de pré-beneficiamento são usualmente insuficientes para garantir a introdução das etapas de manuseio de materiais extras, e o atraso no rendimento final de todo o minério minerado.

[0013] Assim, ao invés de pré-beneficiamento extensivo, surgiu um paradigma de indústria bastante diferente. A fração de baixo grau de minério a partir de processos de controle de grau foi empilhada em pilhas e lixiviada diretamente. O material de alto grau de processos de controle de grau é finamente moído e beneficiado para produzir um concentrado de alto grau adequado para refino.

[0014] Esta lixiviação em pilha foi proposta para a recuperação de

4 / 23 muitos metais, incluindo níquel, urânio e zinco, mas encontrou uma aplicação difundida para minérios de cobre oxidado e secundário e ouro.

[0015] O lixiviado é percolado através da pilha usualmente por um período de alguns anos, e os fluxos de ar natural proveem oxigênio suficiente para oxidar e solubilizar o mineral de interesse. O lixiviado contendo o metal de interesse é recuperado a partir do fundo da pilha, e o metal valioso é concentrado e eletroextraído.

[0016] A recuperação dos valores neste processo de lixiviação em pilha é significativamente menor, tipicamente 50 a 60% versus 85 a 90% por moagem fina e flotação; e também muito mais lenta, 1 a 3 anos, em vez de alguns dias. Contudo, uma vez que a lixiviação em pilha evita os altos custos de capital e de operação dos processos de trituração, moagem e beneficiamento intensivos, é tipicamente economicamente atraente para graus que são muito baixos para garantir a cominuição.

[0017] No entanto, mesmo a lixiviação em pilha também tem limites para a sua aplicação a minérios de baixo grau. As taxas de difusão do lixiviado através de rochas parcialmente fraturadas é uma restrição intratável para acelerar a taxa de lixiviação e a recuperação. Enquanto os minérios finamente triturados lixiviam mais extensivamente e em uma taxa mais rápida, a trituração fina introduz um lodo fino extra que reduz a permeabilidade da pilha equilibrando os ganhos.

[0018] Mesmo o lodo fino introduzido por detonação e manuseio de materiais durante a formação da pilha pode criar áreas de baixa permeabilidade na pilha, prejudicando a distribuição tanto do lixiviado quanto do ar, restringindo desse modo a recuperação.

[0019] E para minérios de cobre primários, a forma mineral predominante de maior parte dos recursos de cobre do mundo é a calcopirita. Os passivadores de calcopirita durante a lixiviação com ácido biologicamente assistido, causam baixas extrações de modo geral. O cobre da lixiviação em

5 / 23 pilha de depósitos minerais de cobre primário, é utilizado puramente em base oportunista, com recuperações geralmente menores do que cerca de 20%.

[0020] De modo similar, a lixiviação em pilha de PGM foi proposta, mas as extrações são tipicamente muito baixas para serem de interesse.

[0021] Mais recentemente no entanto, existem alguns desenvolvimentos promissores na tecnologia de lixiviação em pilha tanto de minérios de calcopirita quanto de metais do grupo de platina (pgm). Alguns destes desenvolvimentos são descritos nas seguintes publicações, cujo conteúdo é incorporado aqui por referência: Shaik, et al – “An investigation of the leaching of Pt and Pd from cooperite, sperrylite and column bioleached concentrates in thiocyanate- cyanide systems” Hydrometallurgy 173 (2017) 210-217. Kraemer, et al - “Improving recoveries of platinum and palladium from oxidized Platinum-Group Element ores of the Great Dyke, Zimbabwe, using the biogenic siderophore Desferrioxamine B” Hydrometallurgy 152 (2015) 169-177. Robertson et al, - “A bacterial heap leaching approeach for the treatment of low grade primary copper sulphide ore” The South African Institute of Mining and Metallurgy, The Third African Conference on Base Metals pages 471- 484. Rautenbach, - WO2015/059551 Eksteen, et al, - “A conceptual flowsheet for heap leaching of platinum group metals (PGMs) from a low-grade ore concentrate” Hydrometallurgy 111-112 (2012) 129-135.

[0022] Primeiramente, verificou-se que a taxa para lixiviar pilha de calcopirita utilizando o sulfato férrico acídico tradicional aumentou em temperaturas elevadas e manteve o bom potencial de oxidação na pilha (Robertson).

[0023] Uma taxa de lixiviação em pilha aceitável de calcopirita

6 / 23 também foi identificada usando um processo de lixiviação em pilha de cloreto de cobre acídico que opera em pH baixo. (Rautenbach) Este processo utiliza a reação cúprico/cuproso como oxidante, a um potencial de oxidação em que a pirita, uma maior consumidora de oxigênio na lixiviação, não é lixiviada. Este uso de cobre como oxidante evita alguns dos problemas de aeração efetiva da pilha.

[0024] Uma inovadora abordagem para lixiviação em pilha de calcopirita foi proposta por meio do uso de lixiviante de ar de glicina operando em condições alcalinas. (Eksteen) A um pH e potencial de oxidação ideais, a reação lixiviada com minerais de ganga é limitada, evitando desse modo as questões de dissolução e reprecipitação de ferro que podem inibir a permeabilidade da pilha. Enquanto o ar é o oxidante publicado para uso com glicina, a oportunidade de utilizar outros pares de redox é aparente.

[0025] Um objetivo desta invenção é o de prover um sistema que resulta em recuperações mais altas do que a que pode ser obtida por lixiviação normal da pilha de minério bruto da mina de baixo grau.

SUMÁRIO

[0026] A presente invenção se refere a um processo para a recuperação de metais valiosos a partir de sulfeto de minério, incluindo as etapas de: a) triturar minério em um triturador primário (14) até um tamanho de cerca de 40 cm e menor, preferivelmente 30 cm e menor, tipicamente cerca de 20 cm e menor, ou 10 cm e menor; b) passar o minério triturado através de um ou mais dos seguintes processos de pré-beneficiamento: i. triagem a granel, ii. peneiramento, iii. separação por gravidade, iv. separação magnética,

7 / 23 v. flotação grossa; c) obter uma corrente de refugo a partir do(s) processo(s) de pré-beneficiamento com um tamanho de partícula maior do que 100 µm; d) empilhar a corrente de refugo em uma pilha (26) em que a pilha (26) tem um tamanho de partícula maior do que 100 µm; e) submeter a pilha (26) a uma lixiviação em pilha.

[0027] De preferência, a corrente de refugo é uma corrente de refugo combinada (54) a partir de dois ou mais dos ditos processos de beneficiamento e, na etapa b), a corrente de refugo combinada (56) tem um tamanho de partícula que varia de mais do que 100 µm e até pelo menos 5 mm; e, na etapa d), a pilha (26) tem um tamanho de partícula que varia entre maior do que 100 µm e até pelo menos 5 mm.

[0028] De preferência, em uma etapa f), uma corrente de produto obtida a partir do(s) processo(s) de pré-beneficiamento é submetida adicionalmente à moagem e processo de flotação fina (60), por exemplo, a corrente de produto pode ser moída até uma partícula p80 menor do que 150 µm e submetida a um processo de flotação fina.

[0029] De preferência, na etapa b), o minério triturado é triado a granel para prover uma fração de rejeito (18) e uma corrente de minério de grau mais alto triada (28). A fração de rejeito (18) é tipicamente passada através de uma peneira (20) e classificada para prover: uma corrente de refugo primário (22) com um tamanho de partícula tipicamente acima de 2 mm, de preferência acima de 5 mm e até o tamanho máximo gerado pelo triturador, por exemplo, o tamanho máximo de partícula pode ser de até 15 mm, tipicamente até 10 mm; e uma fração de tamanho menor (24) com um tamanho de partícula tipicamente menor que 10 mm, de preferência menor que 5 mm.

[0030] A corrente de minério triada de grau mais alto (28) é tipicamente submetida à trituração e adicionalmente ao pré-beneficiamento,

8 / 23 utilizando um ou mais dentre: peneiramento; separação por gravidade; separação magnética; ou flotação de partículas grossas; para prover uma corrente de refugo de pré-beneficiamento (38) com um tamanho maior que 1 até 1,5 mm que é combinada com a corrente de refugo primário (22) e empilhada na pilha (26).

[0031] A fração de tamanho menor (24) da peneira (20) é, de preferência, combinada com a corrente de minério triada de grau mais alto (28) e submetida à trituração (30).

[0032] De preferência, o minério é triturado em (30) um tamanho de partícula de cerca de 1 mm até 1,5 mm e passado através de uma peneira com um tamanho de abertura de cerca de 1 mm até 1,5 mm para prover: uma corrente de refugo secundário (38) com um tamanho maior que 1 até 1,5 mm que é combinada com a corrente de refugo primário (22); e uma fração classificada (36) com um tamanho de partícula de 1 mm até 1,5 mm e menor que é submetida a flotação de partículas grossas ou separação por gravidade ou separação magnética que produz um resíduo de pré-beneficiamento (52) com um tamanho de partícula maior do que 100 µm adequado para lixiviação em pilha.

[0033] A fração classificada (36) é, de preferência, adicionalmente submetida a uma classificação para dividir o minério triturado em: uma primeira fração de beneficiamento (44) com um tamanho de partícula maior que 100 μm até em torno de 0,5 mm adequado para flotação de partículas grossas ou separação por gravidade ou separação magnética para produzir escombreiras de beneficiamento descartável (48); uma segunda fração de beneficiamento (42) adequada para

9 / 23 flotação de partículas grossas ou separação por gravidade ou separação magnética para produzir o resíduo de beneficiamento (52) com um tamanho de partícula maior do que 100 µm, adequado para lixiviação em pilha; e fração classificada (41) com um tamanho de partícula menor do que 100 µm, adequado para o processo de flotação fina convencional (60).

[0034] O resíduo de beneficiamento (52) de uma fração mais grossa do processo de flotação grossa dividido (52) pode ser combinado com a corrente de refugo (22), enquanto escombreiras de pré-beneficiamento (48) a partir de uma fração mais fina do processo de flotação grossa dividida (46) são empilhadas separadamente.

[0035] O minério do processo pode conter: sulfetos de cobre, chumbo, zinco e sulfetos de prata, sulfetos de metais preciosos incluindo platina e ouro, ou sulfetos de níquel.

[0036] Devido à remoção prévia dos finos, a pilha (26) que é submetida à lixiviação em pilha contém partículas com um tamanho maior do que 100 µm, e consequentemente é de livre drenagem. A “livre drenagem” significa que é suficientemente permeável tanto ao lixiviado quanto ao ar necessário, para permitir a lixiviação por percolação dos valores contidos, utilizando o tipo de reagentes descritos anteriormente.

[0037] Dependendo do mineral, esta pilha pode ser lixiviada por meio do uso de lixiviado particular adequado àquele conjunto mineral a ser recuperado. Por exemplo, um minério de cobre primário provavelmente será lixiviado sob condições tanto de ácido sulfúrico (Robertson), quanto de cloreto de cobre acídico (Rautenbach).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0038] A Figura 1 é um fluxograma de um processo da presente invenção;

10 / 23 a Figura 2 é um fluxograma de um processo exemplificativo da presente invenção, indicando divisões de massa e grau.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0039] Este pedido reivindica a prioridade do documento USSN 15/631.137, cujo conteúdo é incorporado aqui por referência.

[0040] A invenção é um processo integrado, para utilizar as técnicas de pré-beneficiamento mais adequadas às características de um depósito mineral em particular; e durante o pré-beneficiamento, criando simultaneamente uma corrente de baixo grau que resulta em recuperações significativamente mais altas do que a obtenível pela lixiviação normal da pilha de minério bruto da mina de baixo grau.

[0041] É o propósito desta invenção combinar e integrar os benefícios conhecidos de pré-beneficiamento com aqueles de lixiviação em pilha; intensificar o grau de minério para processamento adicional, e simultaneamente preparar um minério de baixo grau que é significativamente mais favorável à extração de valores do que os métodos atuais de lixiviação em pilha. E em particular, para estabelecer um pré-beneficiamento integrado junto com os métodos recém propostos para a lixiviação em pilha de recursos de cobre primário. Através dessa integração, a recuperação total de valores pode ser acelerada e aumentada, ao mesmo tempo em que reduz escombreiras e pegada hídrica da mina, e também reduz os custos de capital e de operação dos ativos.

[0042] Embora as descrições subsequentes da invenção ilustrarão os benefícios para os recursos de cobre primários em que a lixiviabilidade da calcopirita abre novas possibilidades, os princípios básicos que compõem a invenção são igualmente aplicáveis a outros metais tais como PGMs, ouro, níquel, zinco e cobre secundário, etc.

[0043] Este processo integrado pode ser configurado de modo a selecionar um tamanho de partícula adequado para cada estágio de pré-

11 / 23 beneficiamento para permitir a ambos um aprimoramento eficaz de minério que está progredindo através de moagem fina e flotação convencional, com um tamanho apropriado e grau de corrente de baixo grau que é mais economicamente atribuído à lixiviação em pilha.

[0044] Pela remoção da fração de finos no produto concentrado no pré-beneficiamento (como ocorre naturalmente nos processos de beneficiamento selecionados) a permeabilidade da pilha subsequente é intensificada, aperfeiçoando as recuperações de lixiviação em pilha.

[0045] E pela utilização da redução de tamanho progressivo necessária para o pré-beneficiamento (como ocorre naturalmente na otimização dos processos de pré-beneficiamento selecionados) a taxa de lixiviação dos teores de valores na pilha é intensificada em relação à lixiviação em pilha de minério bruto da mina de baixo grau, e recuperações totais também são intensificadas.

[0046] Os reagentes de lixiviação em pilha e as condições de operação são selecionados dentre aquelas conhecidas na técnica, e são submetidos à formação de escombreiras para permitir lixiviação eficiente de tamanhos diferentes de correntes de baixo grau geradas pelo pré- beneficiamento, variando de rochas trituradas a partir de um peneiramento inicial; através de areia grossa em tamanhos tão baixos quanto 200 mícrons.

[0047] E por meio da utilização de lixiviação em pilha para recuperar os valores na fração de descarte a partir de pré-beneficiamento, cada estágio de pré-beneficiamento pode economicamente rejeitar mais ganga, reduzindo assim os custos de capital e operação dos processos de fresagem fina e flotação.

[0048] O sistema integrado pode ser balanceado para otimizar a margem monetária para o minério em particular a ser processado, com base nas recuperações relativas de produção através de beneficiamento e lixiviação.

12 / 23

BENEFÍCIOS DA INVENÇÃO

[0049] Os benefícios do pré-beneficiamento são bem conhecidos por pessoas versadas na técnica: • custo mais baixo para a cominuição fina intensiva em energia necessária para liberar totalmente o mineral valioso • equipamentos de cominuição menores e, portanto, custo de capital e pegada menores • consumo de água mais baixo decorrente do armazenamento a seco de resíduos • geração de escombreiras mais baixas decorrente do armazenamento a seco de resíduos

[0050] A integração de pré-beneficiamento com lixiviação em pilha que é objeto desta invenção, permite adicionalmente a: • rendimento precoce tanto do concentrado de pré- beneficiamento como da corrente residual de baixo grau de pré- beneficiamento, a última obtida através de combinação com os processos de lixiviação em pilha • extrações totais que resultam em um resíduo em um grau que não justifica economicamente a retomada, eliminando desse modo um custo incorrido na aplicação de engenheiramento de grau típico de pré- beneficiamento • recuperação total aumentada de valores de metal no recurso – cada fração de rejeito de pré-beneficiamento é lixiviável em pilha, com recuperações de lixiviação mais altas, relativas à lixiviação convencional em pilha – uma redução no grau de corte econômico para o recurso • capacidade de alvejar de um grau de corte mais alta para o minério direcionado para os processos de beneficiamento de capital mais intenso e de alto custo, de beneficiamento mais finos, tais como o CPF, a

13 / 23 separação magnética e a flotação – menos produção de escombreiras – menos consumo de água

[0051] Em resumo, esta abordagem integrada elimina o impacto dos problemas de grau versus recuperação que sempre limitaram a aplicação de pré-beneficiamento: • tonelagem de mineração adicional não é mais necessária para um nível similar de produção de metal • custos de armazenamento e reclamação da reserva de baixo grau são eliminados • atraso no rendimento da constituição de reserva de minério de baixo grau é evitado

[0052] Em adição à otimização econômica da mina, o grau de concentrado intermediário gerado pelo pré-beneficiamento integrado e lixiviação em pilha é muito mais alto do que a de um minério bruto de mina (RoM). Portanto, existe o potencial de bombear a pasta fluida de concentrado intermediário a uma usina de processamento distante.

[0053] Esta opção para a localização separada permite benefícios potenciais: • criação de minas satélites, para alimentar uma instalação central de processamento • localização da instalação de processamento em um local idealmente adequado para descarga de escombreiras • localização da instalação de processamento em um local idealmente adequado para acesso a pessoas versadas na técnica

[0054] Qualquer mina particular possui seu próprio balanceamento específico de necessidades e restrições. O pré-beneficiamento integrado e a lixiviação em pilha permitem a adaptação dos pontos de definição para acomodar estas necessidades sem perda substantiva na recuperação de

14 / 23 recursos.

[0055] A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma modalidade preferida da presente invenção, já que ela pode se aplicar a um minério de cobre primário em uma localização onde a água é um recurso escasso.

[0056] Outras modalidades incluem configurações alternativas de pré- beneficiamento, alterando o número de processos de pré-beneficiamento ou substituição de alternativas, e ajuste de seus pontos de definição operacionais no processo de cominuição, para satisfazer os requisitos específicos do bem mineral e da localização da mina.

[0057] O minério submetido à detonação (10) é carregado e atribuído por meio do uso de técnicas de controle de grau tradicional tanto para o refugo (12) em que o grau é insuficiente para garantir o processamento, quanto para um triturador para processamento adicional em um triturador primário (14).

[0058] Após o triturador (14), um processo de triagem a granel (16) é usado para separar o grau de minério (18) que dispensa uma margem monetária mais alta através da lixiviação em pilha do que a obtenível através de estágios subsequentes de moagem e beneficiamento.

[0059] A divisão obtenível por triagem a granel, para alocar material entre lixiviação e beneficiamento da pilha, é melhorada em relação aos processos tradicionais de controle de grau, devido à melhorada precisão espacial do sistema de triagem a granel.

[0060] Este minério de baixo grau de triagem a granel (18) é peneirado ou lavado (20) para recuperar a fração de tamanho menor (24) que é tipicamente menor do que cerca de 20 mm, e que tem um grau mais alto do que a alimentação, devido à fratura diferencial que ocorre durante a detonação e a trituração primária.

[0061] Este peneiramento permite a alocação do de tamanho menor contendo grau mais alto de minério (24) para pré-beneficiamento adicional, e

15 / 23 também melhora a permeabilidade do minério de tamanho maior remanescente (22), desse modo melhorando a recuperação de lixiviação em pilha.

[0062] O de tamanho maior (22) da peneira (20) é empilhado para a lixiviação em pilha (26).

[0063] A fração de alto grau (28) da triagem a granel (16) e a fração de tamanho menor (24) da peneira (20) é passada através de cominuição grossa em um dispositivo de trituração fina (30) tal como um triturador terciário, HPGR, VSI ou fresadora de bolas, para reduzir o tamanho de minério em uma corrente cominutada (32) para um p80 tipicamente em torno de 1 a 2 mm.

[0064] A corrente (32) prossegue para a classificação (34). A classificação, usualmente por peneiramento, separa uma fração de tamanho mais fina e de grau mais alto (36) adequada para pré-beneficiamento adicional, e uma areia mais grossa e de grau ligeiramente mais baixa (38) que é adequada para a lixiviação em pilha, seja na mesma ou em uma pilha separada (26) da corrente de minério (22).

[0065] Esta areia (38) está agora em um tamanho onde a permeabilidade ainda é alta, e a lixiviação em pilha é mais rápida do que aquela para a lixiviação convencional em pilha e podem ser obtidas recuperações mais altas, devido à fratura adicional da rocha durante a cominuição.

[0066] A etapa seguinte no beneficiamento para a maioria dos minérios de cobre será uma combinação de flotação grossa para remover adicionalmente a ganga para permitir a recuperação de água a partir de grande parte do resíduo de flotação. Neste caso, a classificação (34) removeria provavelmente o material < 1 mm, que seria classificado em torno de 100 mícrons para enviar os finos diretos para a flotação convencional (60).

[0067] A fração mais grossa pode ser adicionalmente classificada (40)

16 / 23 para processar as sub-frações (42) e (44) através de unidades de flotação grossa divididas (46) e (50), onde as diferentes condições de operação de CPF são selecionadas para obter as melhores curvas de recuperação de grau para cada fração de tamanho.

[0068] Se a recuperação nas faixas de tamanho superior da flotação grossa dividida (50) não produziu um resíduo de descarte, esta fração do resíduo (52), tipicamente na faixa de tamanho de 0,4 mm a 1 mm, é combinada (54) com o minério de tamanho grande (22) e atribuída para lixiviação em pilha (22). A pilha (22) é irrigada com reagente de lixiviação (44) que percola através da pilha (22). Devido ao fato de as partículas na pilha serem maiores do que 100 μm em tamanho, a pilha é de “livre drenagem”, tipicamente com uma condutividade hidráulica mais alta do que 1 cm/seg. Um licor cheio (58) é obtido a partir da pilha (26) e submetido aos processos tais como extração de solvente ou troca iônica para recuperar o valor do licor de lixiviação, seguido por preparação do licor para reciclagem (56) e adicionalmente de lixiviação dos valores.

[0069] Os concentrados intermediários a partir da flotação grossa prosseguem para o remoagem e processo de flotação fina convencional. Em um processo de flotação em espuma fina convencional, os tamanhos de partículas são tipicamente menores do que 0,1 mm (100 µm).

[0070] O resíduo de flotação grossa (46/50) é uma areia livre de drenagem, que pode ser empilhada hidraulicamente para descarga permanente, e drenada para recuperar a água.

[0071] As escombreiras finais geradas por flotação convencional são uma fração modesta do minério minerado inicial, com as correntes de resíduo livre drenagem (22), (38), (48) e (52), sendo enviadas para lixiviação em pilha ou diretamente para descarga, em vez de terminar como escombreira.

[0072] Esta quantidade modesta de escombreiras de flotação pode, então, ser armazenada em uma instalação de armazenamento de escombreiras

17 / 23 construída para essa finalidade, ou armazenada de forma segura como uma cobertura seca em pilhas de lixiviação esgotada, para impedir a drenagem futura de mina ácida. Lixiviação em Pilha

[0073] No caso de ouro, o reagente de lixiviação em pilha é o cianeto, enquanto para o cobre secundário é com ácido sulfúrico, como usado em muitas operações em todo o mundo.

[0074] Para um minério de cobre primário, o reagente de lixiviação em pilha seria selecionado dentre aqueles atualmente sob desenvolvimento avançado, tal como descrito em Rautenbach, Robinson ou Eksteen. O tamanho de partícula médio reduzido nas pilhas, irá acelerar as taxas de lixiviação de uma mudança tipicamente em de 2 anos para lixiviação convencional em pilha em torno de um ciclo de 1 ano.

[0075] A invenção tem aplicação particular na lixiviação em pilha de cobre primário (calcopirita) que não tem sido não econômica. Os processos aumentam a eficácia do beneficiamento combinado usado sozinho, e aumenta a eficácia da lixiviação em pilha por si própria. Triagem a granel

[0076] Na etapa de triagem a granel, o minério triturado do triturador primário (14) para o triturador fino (25) sobre um transportador. No transportador, o grau do minério (ou contaminantes deletérios) é analisado, utilizando-se técnicas tais como raios-X, ativação de nêutrons ou ressonância magnética, permitindo o desvio da corrente de baixo grau a partir do fluxo de minério principal. O triador a granel (16) pode compreender uma correia transportadora com um mecanismo desviador controlado por um sensor de análise contínua (tal como uma ressonância magnética ou uma ativação de nêutrons ou um sensor de varredura rápida de raios-X), em que o mecanismo desviador desvia zonas de baixo grau de rocha que não satisfazem um grau de corte (CoG) selecionado para a corrente de refugo.

18 / 23 Separação Magnética

[0077] A separação magnética de materiais fracamente magnéticos, utilizando técnicas tais como separação magnética úmida de alta intensidade, pode ser usada como pré-beneficiamento, tipicamente operando na faixa de tamanho de partícula de 0,2 a 1 mm. Assim, pode formar uma alternativa eficaz para flotação grossa. Separação por Gravidade

[0078] A separação por gravidade utilizando técnicas tais como a classificação de DMS e refluxo, pode ser usada como uma técnica de pré- beneficiamento, provendo um diferencial de densidade suficiente existente entre a ganga e os componentes valiosos. Tais técnicas operam novamente de forma eficaz na faixa de tamanho de 0,2 a 1 mm. Flotação Grossa

[0079] A flotação grossa pode ocorrer utilizando-se uma adaptação para uma máquina com a finalidade de flotação, tal como o Eriez HydrofloatTM. O Eriez HydrofloatTM, realiza o processo de concentração com base em uma combinação de fluidificação e flotação, utilizando-se água de fluidificação que foi aerada com microbolhas de ar. A flotação é realizada utilizando-se um ativador adequado e concentrações de coletor e tempo de residência, para que o mineral em particular seja flotado. Neste tamanho, o minério está suficientemente moído para liberar a maior parte da ganga e expor, mas não necessariamente, liberar completamente os grãos minerais valiosos. As recuperações de flotação grossas de mineralização parcialmente exposta são altas, e a ganga residual forma uma areia que não garante adicionalmente uma cominuição e flotação convencionais.

[0080] Nem todos os estágios de pré-beneficiamento serão aplicáveis para todos os minérios, e diferentes configurações da presente invenção são possíveis, assim como tamanhos ideais diferentes para aplicação das técnicas de pré-beneficiamento. Como exemplos:

19 / 23 • se o minério for homogêneo, a triagem a granel pode não ser garantida • se a fratura diferencial e, portanto, a razão de aprimoramento no peneiramento for baixa - os finos de peneiração a partir do material atribuído para a lixiviação em pilha podem estar em um tamanho mais fino, ou não serem garantidos de forma alguma - todo o material atribuído à trituração fina pode ser cominutado para menos do que 400 mícrons para utilização de CPF que produz um resíduo adequado para a descarga direta - todo o material atribuído à trituração fina pode ser cominutado para menos do que 0,8 mm, com CPF grosso usado em conjunto com a lixiviação em pilha para recuperar os valores • se a separação por gravidade ou a separação magnética prover um aprimoramento mais eficaz do que flotação grossa, então elas podem, ao invés disso, ser utilizadas

[0081] Mas qualquer que seja a configuração ideal de pré- beneficiamento, cominuição e classificação para um minério em particular, a essência da presente invenção é mantida - processos de pré-beneficiamento para reduzir substancialmente a quantidade de minério que requer moagem fina, integrado com lixiviação em pilha para reter todas as altas recuperações.

[0082] Em resumo, • a invenção utiliza múltiplas etapas de pré-beneficiamento durante a redução progressiva no tamanho de partículas, para gerar uma série de correntes de descarte, cada uma das quais é mais econômica de processar por lixiviação em pilha do que cominuição adicional • o material de descarte de cada estágio de pré-beneficiamento pode ter um grau mais alto do que seria normalmente alocado para a lixiviação em pilha, devido à lixiviação mais rápida e mais completa

20 / 23 • o aumento do grau e a redução da tonelagem de minério alimentados por meio do beneficiamento exigem um capital e pegada energética por tonelada de metal recuperado muito menores • a formação de escombreiras finais é uma pequena fração de RoM original e, portanto, as perdas de água são restritas, e a capacidade de armazenamento de escombreiras pode ser eliminada ou muito reduzida Exemplo de Divisões de Massa Indicativas e Recuperações

[0083] Um exemplo de divisões de grau e massa indicativa para um recurso de cobre chileno é ilustrado na Figura 2

[0084] Suposições de divisões de massa e recuperações de cobre no beneficiamento tem como base a análise geoestatística da heterogeneidade espacial, e trabalho de teste para avaliar o peneiramento e a flotação partícula grossa. Suposições sobre as recuperações de lixiviação em pilha de calcopirita utilizando os novos lixiviantes são assumidas a partir de dados publicados e informações não publicadas para lixiviação de areia utilizando os mesmos reagentes. As recuperações para a flotação convencional e a lixiviação convencional em pilha são assumidas a partir de dados operacionais de usinas.

[0085] A configuração de fluxograma assumida para o cálculo de divisão de massa é a mesma modalidade da invenção mostrada na Figura 1.

[0086] Como uma base de comparação para considerar a presente invenção, para cada 100 toneladas de minério recuperada durante a mineração, utilizando-se processos convencionais de controle de grau, 70t é atualmente atribuído à trituração/moagem/flotação @ 0,75% de Cu e em torno de 30% é atribuído à lixiviação em pilha @ 0,35% de Cu. A recuperação média de lixiviação em pilha do minério de cobre primário é de 30%, com somente 10% da calcopirita sendo recuperada, e 50% de recuperação dos outros minerais de cobre.

[0087] A recuperação operacional de fração de 70 toneladas é por moagem fina e flotação convencional, e é de 85%. Desse modo, a recuperação

21 / 23 total de cobre global a partir do minério de RoM, para processamento convencional por flotação de graus mais altos e lixiviação em pilha de graus mais baixos do depósito de minério, é de cerca de 76%, com 70 toneladas de ganga na forma de escombreiras, consumindo 45 toneladas de água.

[0088] O impacto da invenção nas distribuições de massa e grau, é mostrado na Figura 2.

[0089] Para as mesmas 100 toneladas de minério de ROM, • apenas em torno de 40 toneladas se referem à flotação convencional, (vs 70) • o tamanho de moagem inicial é um p80 de 2 mm (vs 0,25 mm) • a recuperação global de cobre é de 78% (vs 76%)

[0090] Desse modo, uma comparação da invenção com o processamento convencional implica em que a invenção oferece: • recuperação global de cobre similar ou melhorada a partir do recurso • capacidade de moagem e consumo associado de potência é reduzido em 40% • geração de escombreiras reduzidas para 50% do processo convencional

[0091] Esta pegada de processamento muito melhorada no local de mina e uma alto grau de alimentação para flotação convencional, de modo que a pasta fluida possa ser prontamente bombeada para uma localização remota, tem impacto significativo sobre o custo de capital de toda a instalação.

[0092] Para uma retroadaptação já existente, os benefícios da presente invenção podem ser entendidos em termos de custos reduzidos, ou mineração mais rápida para utilizar a capacidade aumentada dos ativos. Descrição de Aspectos da Invenção

22 / 23

[0093] 1. Um processo no qual o pré-beneficiamento é completamente integrado com a lixiviação em pilha, de modo que as recuperações no pré- beneficiamento são otimizadas em conjunto com resíduos de pré- beneficiamento dimensionados que são adequados para a lixiviação em pilha com alta recuperação.

[0094] 2. Um processo no qual a divisão do minério entre o pré- beneficiamento e a lixiviação em pilha é intensificada utilizando triagem a granel para otimizar a eficácia econômica total para uma mina particular.

[0095] 3. Um processo no qual as técnicas de pré-beneficiamento são selecionadas a partir das seguintes opções; peneiramento, flotação grossa, separação magnética e separação por gravidade.

[0096] 4. Um processo no qual o minério a ser tratado é adequado para beneficiamento por flotação convencional e contém cobre, níquel, zinco, ouro ou PGMs.

[0097] 5. Um processo no qual os tamanhos de partículas selecionados para as etapas de pré-beneficiamento estão na faixa de 50 mm a 0,2 mm, e de preferência entre 30 mm e 0,2 mm.

[0098] 6. Um processo no qual o pré-beneficiamento é utilizado para criar uma fração de minério residual de grau, tamanho e teor de lodo adequado para recuperações intensificadas durante a lixiviação em pilha.

[0099] 7. Um processo no qual o minério contém calcopirita significativa, e o lixiviante do resíduo é tanto cloreto de cobre quanto glicina.

[00100] 8. Um processo no qual os tamanhos de pré-beneficiamento são selecionados para reduzir a formação de escombreiras finas e consumo de água.

[00101] 9. Um processo no qual a quantidade limitada de escombreiras permite a mistura dessas escombreiras com o material na pilha gasta após a lixiviação, evitando desse modo a necessidade de uma instalação de armazenamento de escombreiras permanente.

23 / 23

[00102] 10. Um processo que permite uma pegada de mina muito menor, por meio da redução das necessidades de moagem e potencialmente separando as instalações de mineração e processamento por meio do transporte do concentrado de pré-beneficiamento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para recuperar metais valiosos de sulfeto de minério, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: a) triturar minério em um triturador primário (14); b) passar o minério triturado através de um ou mais dos seguintes processos de pré-beneficiamento: i. triagem a granel, ii. peneiramento, iii. separação por gravidade, iv. separação magnética, v. flotação grossa; para produzir uma corrente de refugo de minério de baixo grau e uma corrente de produto com um grau de minério melhorado, em que c) a corrente de refugo tem um tamanho de partícula maior do que 100 µm; d) empilhar a corrente de refugo em uma pilha (26) em que a pilha (26) tem um tamanho de partícula maior do que 100 µm; e e) submeter a pilha (26) a uma lixiviação em pilha; e f) a corrente de produto é moída até uma partícula p80 menor do que 150 µm e submetida a um processo de flotação fina (60).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente de refugo é uma corrente de refugo combinada de dois ou mais dos ditos processos de pré-beneficiamento.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que na etapa b) a corrente de refugo combinada tem um tamanho de partícula que varia entre maior do que 100 µm e até pelo menos 2 mm; e, na etapa d), a pilha (26) tem um tamanho de partícula que varia entre maior do que 100 µm e até pelo menos 2 mm.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que na etapa b) a corrente de refugo combinada tem um tamanho de partícula que varia entre maior do que 100 µm e até pelo menos 5 mm; e, na etapa d), a pilha (26) tem um tamanho de partícula que varia entre maior do que 100 µm e até pelo menos 5 mm.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa b), o minério triturado é triado a granel para prover uma fração de rejeito (18) e uma corrente de minério triada de grau mais alto (28).

6. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a fração de rejeito (18) é classificada para prover: uma corrente de refugo primário (22) com um tamanho de partícula de 2 mm e até, e incluindo, 40 cm; e uma fração de tamanho menor (24) com um tamanho de partícula menor que 10 mm.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a fração de rejeito (18) é classificada para prover: uma corrente de refugo primário (24) com um tamanho de partícula de 5 mm e até, e incluindo, 40 cm; e uma fração de tamanho menor (24) com um tamanho de partícula inferior a 5 mm.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a corrente de refugo primário (22) tem um tamanho de partícula de 5 mm e até, e incluindo, 30 cm.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a corrente de refugo primário (22) tem um tamanho de partícula de 5 mm e até, e incluindo, 20 cm.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a corrente de refugo primário (22) tem um tamanho de partícula de 5 mm e até, e incluindo, 10 cm.

11. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a corrente de minério triada de grau mais alto (28) é submetida à trituração e adicionalmente ao pré-beneficiamento, utilizando um ou mais dentre: peneiramento; separação por gravidade; separação magnética; ou flotação de partículas grossas; para prover uma corrente de refugo secundário (38) com um tamanho maior que 1 até 1,5 mm que é combinada com a corrente de refugo primário (22) e empilhada na pilha (26).

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a fração de tamanho menor (24) é combinada com a corrente de minério triada de grau mais alto (28) e submetida à trituração (30).

13. Processo de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o minério é triturado (30) até um tamanho de partícula de cerca de 1 mm até 1,5 mm e passado através de uma peneira (34) com um tamanho de abertura de cerca de 1 mm até 1,5 mm para prover: uma corrente de refugo secundário (38) com um tamanho maior que 1 até 1,5 mm que é combinada com a corrente de refugo primário (22); e uma fração classificada (36) com um tamanho de partícula de 1,5 mm e menor que é submetida à flotação de partículas grossas ou separação por gravidade ou separação magnética que produz um resíduo de pré-beneficiamento (52) com um tamanho de partícula maior do que 100 µm.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a fração classificada (36) é submetida adicionalmente a uma classificação (40) para dividir o minério triturado em: uma primeira fração de pré-beneficiamento (44) com um tamanho de partícula maior que 100 µm até cerca de 0,5 mm adequada para flotação de partículas grossas ou separação por gravidade ou separação magnética para produzir escombreiras de pré-beneficiamento descartáveis (48); uma segunda fração de pré-beneficiamento (42) adequada para flotação de partículas grossas ou separação por gravidade ou separação magnética para produzir um resíduo de pré-beneficiamento (52) com um tamanho de partícula maior do que 100 µm, adequado para lixiviação em pilha; e fração classificada (41) com um tamanho de partícula menor do que 100 µm, adequado para flotação fina convencional (60).

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o resíduo de pré-beneficiamento (52) a partir de uma fração mais grossa do processo de flotação grossa dividido (50) é combinado com a corrente de refugo primário (22), enquanto as escombreiras de beneficiamento (48) a partir de uma fração mais fina do processo de flotação grossa dividido (46) são empilhadas separadamente.

16. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o minério contém: sulfeto de cobre, chumbo, zinco e sulfetos de prata, sulfetos de metais preciosos incluindo platina e ouro, ou sulfetos de níquel.

Mina Rocha de refugo

Petição 870190136736, de 19/12/2019, pág. 35/43 Trituração primária

Trituração fina Peneiramento Triagem a granel Lixiviação em pilha 26 1/2

Classificador

Recuperação de valores de licor cheio CPF Dividida CPF Dividida Classificador

Remoagem/Flotação/TSF Areia de refugo

<0,25% Mina Rocha de refugo

Petição 870190136736, de 19/12/2019, pág. 36/43 0,6% Trituração primária

Trituração 55% de Peneiramento Triagem a granel fina 0,37% 0,4% 0,67% Lixiviação em Pilha

0,5% 2/2

Classificador 0,45%

Recuperação de 0,73% valores de licor cheio 0,48% , CPF Dividida CPF Dividida Classificador , 0,24% 0,76%

1,0% 2,35% 0,8%

Remoagem/Flotação/TSF 1,1% 70% de Lixiviação Areia de refugo em Pilha 0,08%