permeabilidad pueden resultar en un flujo preferencial de la solución de lixiviación a través de porciones de permeabilidad más altas del cúmulo, dejando porciones de permeabilidad más bajas sub-lixiviadas o sin lixiviar. Como otro ejemplo, las propiedades químicas en algunas porciones del cúmulo pueden ser menos propicias a la disolución del metal dentro de la solución de lixiviación. Por ejemplo, cuando se esta haciendo la lixiviación por acumulación al oro con la solución de lixiviación de cianuro bajo condiciones alcalinas, puntos de pH bajo dentro del cúmulo pueden no responder bien a la solución de lixiviación alcalina, dejando estás porciones sub-lixiviadas o sin lixiviar. Los metales restantes en porciones sub-lixiviadas y sin lixiviar de un cúmulo después de las operaciones de lixiviación por acumulación frecuentemente representan una pérdida significativa. Breve Descripción de la Invención La invención se dirige al mejoramiento de la extracción del (los) componente (s) de interés de cúmulos, e involucra el tratamiento correctivo de una porción o porciones seleccionadas del cúmulo. Para los propósitos de discusión en la presente, la Invención es ejemplificada por una aplicación preferida de la invención que involucra el tratamiento de cúmulos que comprenden material mineral que contiene metal para la extracción del metal de interés. En su más amplio sentido, sin embargo, la invención no está limitada y se aplica también al tratamiento de cúmulos en el cual el objeto es extraer algún otro material, tal como por ejemplo, un mineral o compuesto. Con respecto a la aplicación de la invención que involucra la extracción del metal del material mineral que contiene metal, después de que un cúmulo, que comprende inicialmente el material mineral que contiene metal, ha experimentado la lixiviación por acumulación por cierto período de tiempo para lixiviar el metal, el cúmulo es examinado para identificar las porciones deficientes del cúmulo en la extracción del metal que pueden ser candidatos para el tratamiento correctivo. Para una porción identificada del cúmulo que se determina que es deficiente en la extracción de metal, un pozo de tratamiento se perfora, o si no se excava, dentro de esa porción del cúmulo y un tratamiento correctivo designado a esa porción se lleva acabo a través del pozo. El tratamiento correctivo puede ser cualquier tratamiento designado de la porción identificada del cúmulo que es realizable a través del pozo para alterar cierta condición o condiciones dentro del cúmulo para asistir a la extracción de metal de esa porción del cúmulo. Tal tratamiento correctivo normalmente involucra la inyección de un fluido(s) de tratamiento, que frecuentemente incluye uno o más líquidos acuosos, con o sin gases disueltos u ocluidos, dentro del cúmulo para modificar propiedades dentro de una porción del cúmulo. Una condición común que contribuye frecuentemente a la deficiencia en la extracción de metal es una infiltración pobre de los fluidos de lixiviación por acumulación en esa porción del cúmulo, frecuentemente debido a la baja permeabilidad local, el tratamiento correctivo involucra el mejoramiento de la permeabilidad de una porción del cúmulo a través del tratamiento por fractura hidráulica. En una implementación de la invención, el tratamiento correctivo comprende fracturar hidráulicamente una porción identificada del cúmulo determinada como deficiente en la extracción de metal, con la fractura hidráulica seguida por la colocación directa de solución de tratamiento dentro en la porción identificada del cúmulo para extraer metal. La solución de tratamiento es una solución de lixiviación para el metal ha ser extraído, y puede ser igual que la solución de lixiviación aplicada a la parte alta del cúmulo durante las operaciones normales de lixiviación por acumulación. En esta implementación, la colocación directa de la solución de tratamiento es lograda por la inyección de la solución de tratamiento a través del pozo y dentro de la porción designada del cúmulo, para remover los fluidos residuales dejados de la fractura hidráulica y saturar la porción designada del cúmulo con la solución de tratamiento. Como una mejora adicional, después de un tiempo de residencia razonable para permitir a la solución de tratamiento disolver el metal de interés, se auxilia la recolección de la solución de tratamiento a través de la remoción con un fluido de enjuague introducido dentro del cúmulo a través del pozo. La remoción con la solución de enjuague mejora la movilidad de la solución de tratamiento dentro del cúmulo y promueve el movimiento de la solución de tratamiento a través del cúmulo hacia un sistema de recolección donde la solución de tratamiento pueda recolectarse para su procesamiento adicional para recuperar metal disuelto. En aún un mejoramiento adicional, la solución de enjuague puede también ser una solución de lixiviación para el metal de interés para por consiguiente disolver aún más el metal de la porción identificada del cúmulo. El tratamiento de enjuague puede ser repetido varias veces en una frecuencia tan apropiada para asegurar la extracción efectiva de metal de la porción del cúmulo correctivamente tratada. La invención es aplicable para el tratamiento de cúmulos de una variedad de materiales minerales que contienen metal.. Por ejemplo, el material mineral en el cúmulo puede ser una mena, o una mena concentrada, partículas residuales de otras operaciones de procesamiento mineral o combinaciones de las mismas. También, el metal extraído del cúmulo podría comprender metal precioso o no precioso. En una modalidad, el metal precioso seleccionado del grupo que consiste de oro, plata y combinaciones de estos, es extraído del cúmulo y recuperado. En otra modalidad, una o más metales base son extraídos y recuperados, ya sea con o sin la recuperación también de metal precioso. El método de la invención puede ser incluido como parte de un plan de recuperación en el diseño inicial de las nuevas operaciones de lixiviación por acumulación para operaciones de extracción de metal. El método de la invención se puede también utilizar como un suplemento, una técnica añadida para mejorar el desempeño de las operaciones existentes de lixiviación por acumulación. Como aún otra posibilidad, el método de la invención se podría utilizar como una técnica de salvamento para extraer metal adicional de cúmulos en los cuales las operaciones tradicionales de lixiviación han sido ya descontinuadas por ser poco rentables. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 muestra un esquema de un cúmulo que experimenta la lixiviación por acumulación y que contiene porciones sub-lixiviadas. La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de proceso de una modalidad de la invención que involucra el tratamiento correctivo de un cúmulo. La Figura 3 muestra un diagrama de bloques de proceso de una modalidad por fases, o etapas durante la fractura hidráulica de un cúmulo como parte del tratamiento correctivo. La Figura 4 muestra un esquema de ejemplo del perfil de presión contra tiempo durante la fractura hidráulica de un cúmulo como parte de un tratamiento correctivo. La Figura 5 muestra un esquema de ejemplo del perfil del índice de flujo de fluido contra tiempo durante la fractura hidráulica de un cúmulo como parte de un tratamiento correctivo. La Figura 6 muestra un esquema de un pozo de tratamiento que se extiende dentro de una porción de un cúmulo que ha sido fracturada hidráulicamente como parte de un tratamiento correctivo. La Figura 7 muestra un esquema de un pozo de tratamiento que se extiende en una porción de un cúmulo que ha sido fracturada hidráulicamente en múltiples zonas espaciadas verticales como parte dé un tratamiento correctivo.
La Figura 8 muestra un esquema de una modalidad de un sistema para fracturar hidráulicamente y tratar una porción de un cúmulo a través de un pozo de tratamiento que se extiende dentro de la porción de un cúmulo.
Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 muestra en sección transversal un cúmulo 100 construido de material mineral aurífero particulado que experimenta la lixiviación por acumulación para extraer oro, con o sin extracción concurrente también de otros metales valiosos de interés. El oro es lixiviado desde el cúmulo 100 aplicando una alimentación estéril de solución de lixiviación 104, que contiene un lixiviante para oro, a la parte superior 1 02 del cúmulo 100. La solución de lixiviación puede comprender material, por ejemplo, cianuro, tiourea, tiosulfato y/o tiocianato como lixiviante para oro. La alimentación 104 de la solución de lixiviación puede ser aplicada a la parte superior 102 del cúmulo, por ejemplo, por un rociado o por un sistema de tipo de irrigación por goteo. La solución de lixiviación se infiltra a través del cúmulo 1 00 y disuelve el oro. El efluente preñado 1 06 de la solución de lixiviación, cargado con oro disuelto, se colecta en la base del cúmulo 108 y se envía a una operación de recuperación de oro para remover el oro disuelto del efluente preñado 106 de la solución de lixiviación. Como se muestra en la Figura 1 , hay algunas porciones 1 10A-C del cúmulo 100 que permanecen deficientes en la extracción de metal (lixiviación no adecuada o substancialmente no lixiviada) aún después de que la operación de lixiviación por acumulación haya sido continuada por un tiempo prolongado. Por una porción del cúmulo que es deficiente en la extracción de un componente (tal como el componente de metal ejemplificado), significa esto que la extracción del componente de interés, en este caso oro, de esa porción de cúmulo 100, es baja en comparación con la extracción promedio del cúmulo 100. Por ejemplo, la extracción del componente de la porción deficiente puede ser menor que la mitad del promedio de extracción del componente del cúmulo 1 00. Tales porciones 1 1 0A-C sub-lixiviadas o no lixiviadas pueden resultar de una característica o combinación de características. Por ejemplo, las características químicas de la porción 1 10A pueden no ser propicias para una buena extracción de oro. Cuando se lixivia oro con una solución alcalina de cianuro, las áreas de pH bajo pueden no lixiviar tan bien como áreas de pH alto y pueden también ser más susceptibles a ocluirse, tal como de la precipitación de yeso u otros precipitados. Como otro ejemplo, el tamaño de la partícula del material mineral y las características del tamaño de distribución, incluyendo hasta que grado hay de partícula colocada dentro del cúmulo, en la porción 1 1 0C puede resultar en permeabilidad reducida para la solución de lixiviación y por lo tanto puede no haberse infiltrado adecuadamente y contactado con la solución de lixiviación para disolver cantidades disponibles de oro. Son también posibles otras razones para la deficiencia en la extracción de metal de las porciones 1 10A-C. Si las extracciones deficientes de oro en porciones 1 10A-C no fueran corregidas, el valor significativo de oro disponible permanecerá sin recuperar, representando una pérdida potencialmente significativa. La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de proceso de una modalidad de la invención que involucra el tratamiento correctivo de porciones de un cúmulo para mejorar la recuperación del componente (s) de interés. La discusión de la Figura 2 será ejemplificada por una discusión referente al tratamiento de un cúmulo de material mineral aurífero particulado para extraer oro. Como se muestra en la Figura 2, el cúmulo está sometido a lixiviación por acumulación 202 para extraer oro del material mineral por disolución en una solución de lixiviación que contiene un lixiviante para el oro. Durante la lixiviación por acumulación 202, la alimentación de la solución por lixiviación estéril es aplicada al cúmulo. Mientras la solución de lixiviación se infiltra a través del cúmulo, este contacta el material mineral y disuelve el oro. El cúmulo podría ser normalmente construido sobre una capa diseñada y sistema de recolección de solución para colectar la solución de lixiviación preñada que es cargada con oro disuelto. El efluente de la solución de lixiviación preñada recolectado del cúmulo, se dirige a una operación de recuperación de oro (no mostrada) para remover oro disuelto de la solución de lixiviación preñada. La solución de lixiviación estéril de la operación de recuperación de oro puede entonces ser ciclada, después del tratamiento como sea apropiado de regreso al cúmulo para lixiviación adicional. Continuando con la referencia de la Figura 2, después de que el cúmulo ha sido sometido a lixiviación por acumulación 202 por al menos un cierto período de tiempo para extraer oro, entonces el cúmulo es sometido a inspección 204 con el propósito de identificar porciones del cúmulo que están deficientes en la extracción de oro que pueden ser candidatos apropiados para el tratamiento correctivo selectivo para mejorar la extracción de oro. Un resultado de la inspección es la determinación de la localización espacial y vertical (por ejemplo, coordenadas x, y, y z) con relación a la capa diseñada y sistema de recolección de porciones del cúmulo que pueden estar deficientes en extracciones de oro y pueden, por lo tanto, ser candidatos al tratamiento correctivo para mejorar la extracción de oro. Durante la inspección 204, se recopilan datos concernientes a las propiedades dentro del cúmulo y los datos son analizados para identificar anomalías indicativas de que la extracción de oro está probablemente deficiente en las áreas de las anomalías. La recopilación de datos puede involucrar muestreo físico del cúmulo y análisis de las muestras físicas. Por ejemplo, el cúmulo podría ser evaluado a través de la perforación sistemática de hoyos de prueba para obtener muestras físicas de varias locaciones laterales y a varias profundidades dentro del cúmulo. Las muestras podrían ser analizadas para determinar propiedades relevantes a diferentes locaciones en el cúmulo. El análisis podrá determinar, por ejemplo, uno o más de lo siguiente: análisis de oro, valores de oro disuelto, permeabilidad, compactación, distribución de tamaño de partículas, saturaciones de fluido, valores netos del carbonato, porcentaje de humedad, caracterización mineral y otras pruebas de laboratorio que podrían ayudar en caracterizar el material del cúmulo. Debido a que tal muestreo físico del cúmulo es costoso, se prefiere que la recolección de datos durante la inspección 204 en lugar de involucrar mayor o completamente los datos recolectados sin tal muestreo físico, reduciendo y preferiblemente eliminando la necesidad de tales hoyos de prueba. Las técnicas de recolección de datos que no requieren ninguna penetración física significativa del cúmulo son por conveniencia referidos aquí como técnicas de recolección de datos "no invasivas". Ejemplos de técnicas de recolección de datos no invasivas incluye técnicas de inspección geofísica. La inspección geofísica puede ser clasificada dentro de dos grupos, activo y pasivo. Con la inspección geofísica pasiva, mediciones son hechas de campos de ocurrencia natural o propiedades de la tierra en el área que está siendo inspeccionada. Los ejemplos de técnicas de* inspección geofísica pasiva incluyen inspección de gravedad y magnéticas. Las variaciones espaciales en los campos gravitacionales y magnéticos son medidas en un intento para inferir alguna condición o condiciones acerca de la geología del subsuelo. Ejemplos de otras propiedades que podrían ser sometidas a inspección geofísica pasiva incluyen productos de descomposición radiométrica y campos electrostáticos. Las inspecciones geofísicas activas involucran el inyectar una señal en la tierra y detectar la respuesta de la tierra a la señal. Estas señales inyectadas podrían ser de una variedad de formas tales como señales de desplazamiento, señales de corriente eléctrica, radar, o señales de una fuente radiométrica activa o rayos X. Con técnicas geofísicas activas, los sensores para detectar señales de respuesta se pueden insertar en o enterrar cerca de la superficie del cúmulo, evitando la penetración significante del cúmulo requerido de los hoyos de prueba para muestreo físico. En algunas modalidades, la inspección 204 puede involucrar más de un tipo de recolección de datos invasivos como mínimo. Después de la inspección 204, el cúmulo es sometido a excavación 206, durante la cual al menos un pozo de tratamiento se excava para extenderse en una porción del cúmulo identificada durante la inspección 2004 para el tratamiento correctivo. La excavación 206 implica perforar, o si no formar, un hoyo a la profundidad apropiada, así como completar y preparar el hoyo como un pozo para uso en tratar correctivamente la porción identificada del cúmulo. El hoyo para el pozo se extiende desde una localización en la superficie del cúmulo dentro del cúmulo a una profundidad que se extiende en la porción identificada, pero el hoyo debe terminar a una distancia segura adecuada desde la capa y del sistema de recolección identificado durante la inspección 204. El hoyo para el pozo está formado preferiblemente por perforación en el cúmulo. La perforación puede realizarse usando un taladro rotatorio, taladro neumático u otra técnica conveniente. Una técnica preferida de perforación es la perforación rotatoria dual. Con la perforación rotatoria dual, un tubo de encamisado es insertado dentro del hoyo mientras el hoyo está siendo perforado. Insertando el tubo de encamisado dentro del hoyo mientras éste está siendo perforado es particularmente benéfico para perforar hoyos en materiales pobremente consolidados o no consolidados, tal como es típico en lo cúmulos. Después de que el hoyo ha sido perforado y el tubo de encamisado insertado a la profundidad deseada, entonces el tubo de encamisado es asegurado en el lugar para proporcionar integridad estructural al pozo. Preferiblemente, el tubo de encamisado se asegura en el lugar con un mortero apropiado, cemento u otro material sellante. Tai material sellante debe preferiblemente sellar la parte baja del tubo de encamisado, y debe también preferiblemente sellar alrededor del exterior del tubo de encamisado, para prevenir la comunicación fluida a lo largo de la pared exterior del tubo de encamisado. Después de que el tubo de encamisado ha sido asegurado, el tubo de encamisado puede entonces ser perforado en las localizaciones deseadas dentro del pozo para establecer la comunicación fluida entre el interior del pozo y el cúmulo. El número de perforaciones y el ángulo de fase de las perforaciones pueden ser diseñados para acomodar cualquiera de las características particulares de flujo. En una modalidad, los grupos separados de perforaciones se pueden localizar a diferentes profundidades dentro del pozo para permitir una liberación de fluido controlada dentro de las distintas zonas localizadas a diferentes profundidades en el cúmulo. En esta modalidad, un mejoramiento es diseñar el tamaño, espaciado y número de perforaciones en cada zona a modo que el flujo de fluido del pozo sea aproximadamente igual dentro de cada una de las diferentes zonas basadas en la gravedad de la alimentación de fluido de una columna de fluido almacenando en el pozo, especialmente durante una operación de enjuague subsecuente, discutida posteriormente. La consideración puede también darse a las características particulares del flujo del cúmulo en cada localización, tal como la permeabilidad local en las diversas zonas del cúmulo. La profundidad, espaciado y número de zonas de perforación variarían preferiblemente con las características físicas del material mineral en el cúmulo, y promoverán el contacto máximo de la solución de lixiviación a través de la porción del cúmulo a ser tratada, y sin una excesiva canalización de solución y cortocircuito. La información acerca de las características del cúmulo se pueden obtener, por ejemplo, recogiendo la muestra representativa del cúmulo en diversas profundidades durante la perforación del pozo, y analizando las muestras para determinar las características relevantes del cúmulo en las localizaciones donde las muestras fueron recolectadas. Las muestras se pueden probar para determinar características tales como porcentaje de humedad, valores del oro, valores de oro disoluble y la extensión actual de la extracción de oro. Además, las características de permeabilidad pueden ser estimadas examinando el tamaño y distribución del tamaño de los particulados de las muestras. Usando las características de la muestra representativa, un mapa tridimensional de las propiedades del cúmulo o de las porciones identificadas del cúmulo podría ser construido, si se desea. Después de la excavación 206, el cúmulo es sometido a fractura hidráulica 208 a través del tratamiento de pozo completado. Durante la fractura hidráulica 208, el fluido se bombea dentro del pozo y a través de las perforaciones para desarrollar la suficiente presión para abrir huecos, o fracturas, dentro de la porción del cúmulo identificado para tratamiento correctivo. Las mismas técnicas básicas son utilizadas como es bien conocido para la fractura hidráulica de pozos de aceite y gas en la industria del aceite y gas, pero con diferente solución química. Preferiblemente, durante la fractura hidráulica 208, las perforaciones a ser tratadas son aisladas fluidamente dentro del pozo para asegurar que los fluidos de trabajo usados durante la fractura hidráulica 208 sean confinados al área de esas perforaciones. El aislamiento de las perforaciones puede ser concluido, por ejemplo, por el uso de empaques de aislamiento, u otros dispositivos de sellado, localizados arriba y debajo de las perforaciones de interés. Tales empaques de aislamiento pueden estar dispuestos en una relación espaciada al final de la columna del tubo de perforación (u otro tubo de trabajo), con una sección de tubo perforado o un puerto de fluido localizado entre los empaques para permitir la inyección bajo presión de fluidos del tubo de perforación a través de las perforaciones y dentro del cúmulo. Los empaques de aislamiento pueden involucrar cualquier clase de dispositivo diseñado para sellar las perforaciones de interés del remanente del volumen del pozo, tales como por ejemplo cualquiera de una variedad de obturadores de empaque inflables que puedan ser utilizados en la industria del aceite y gas. Después de aislar las perforaciones de interés, los fluidos son inyectados a través de las perforaciones para efectuar la operación de fractura hidráulica deseada. Específicos de una modalidad de etapas, o fases, para una implementación preferida de la fractura hidráulica 208, se discute posteriormente con referencia a la Figura 3. Continuando con la referencia a la Figura 2 según lo ejemplificado en una aplicación para la recuperación de oro, después de la fractura hidráulica 208 el cúmulo es sometido a tratamiento 21 0 para promover la disolución de oro de una porción del cúmulo impactado por la fractura hidráulica 208. Durante el tratamiento 210, una solución de tratamiento que contiene un lixiviante para oro es inyectado a través del pozo dentro del cúmulo. La solución de tratamiento puede ser la misma como o diferente que la solución de lixiviación utilizada durante la lixiviación por acumulación 202. Preferiblemente, la solución de tratamiento tiene propiedades que son las mismas o similares a la solución de lixiviación estéril aplicada al cúmulo durante la lixiviación por acumulación 202. La solución de tratamiento penetra la porción identificada del cúmulo para llenar ambos huecos de fractura dejados por la fractura hidráulica 208 y también el espacio poroso de las áreas adyacentes no afectadas del cúmulo, de este modo contactando al material mineral y disolviendo el oro de la porción que ha sido tratada correctivamente del cúmulo. Debido a que la solución de tratamiento es inyectada directamente dentro de una porción designada del cúmulo, ésta no será sometida a una degradación ambiental normal experimentada cuando la solución de lixiviación es aplicada a la superficie del cúmulo durante las operaciones normales de lixiviación por acumulación. Como resultado, la lixiviación de oro en la porción tratada correctivamente del cúmulo de preferencia ocurre relativamente rápido. La solución de tratamiento inyectada dentro del cúmulo durante el tratamiento 210 puede ser suplementada según se desee con uno o más reactivos (gas, sólido o líquido). Por ejemplo, la lixiviación por cianuro de oro, se prefiere mezclar aire dentro de la solución de tratamiento previo a la introducción dentro del cúmulo. Esto se puede llevar a cabo por ejemplo, inyectando aire dentro de la solución de tratamiento corriente arriba de un mezclador estático en línea. El tratamiento 210 es preferiblemente desempeñado inmediatamente después de la fractura hidráulica 208 mientras las perforaciones de interés permanecen aisladas como se describió previamente para la fractura hidráulica 208. Durante el tratamiento 210, la solución de tratamiento desplaza los fluidos residuales dejados de la fractura hidráulica 208, saturando la porción del cúmulo a ser tratada correctivamente. Cuando el pozo de tratamiento fue completado con grupos separados de perforaciones en diferentes zonas dentro del pozo, la fractura hidráulica 208 y las etapas de tratamiento 210 pueden realizarse primero sobre una zona de perforaciones (preferiblemente el grupo más bajo de perforaciones) y entonces la fractura hidráulica 208 y las etapas de tratamiento 210 pueden ser sistemáticamente repetidas en cada una de las otras zonas (de preferencia moviéndose secuencialmente hacia arriba en el pozo). El tratamiento separado de las zonas individuales proporciona mayor control para promover la fractura efectiva de la porción designada del cúmulo y saturación posterior con la solución de tratamiento, de modo tal que promueve un tratamiento correctivo más efectivo para recuperar oro. Tal tratamiento secuencial opcional de zonas múltiples es descrito por la línea punteada en la Figura 2. Como un ejemplo, después de completar la fractura hidráulica y el tratamiento en una primera zona lo más bajo en el pozo, los empaques de aislamiento podrían ser descargados y el tubo de perforación elevado para tratar una segunda, zona más alta. Los empaques de aislamiento serían entonces restaurados para aislar fluidamente la segunda zona y la fractura hidráulica 208 y el tratamiento 210 podrían entonces repetirse en la segunda zona. La etapa de fractura hidráulica 208 y la etapa de tratamiento 210 podrían ser repetidas en esta forma hasta que todas las zonas de interés hayan sido tratadas. En la modalidad mostrada en la Figura 2, después del tratamiento 210, la porción tratada del cúmulo es entonces sometida al enjuague 212. Durante el enjuague 212, una solución de enjuague es inyectada a través del pozo dentro de la solución del cúmulo. Al término del tratamiento 210 y al comienzo del enjuague 212 deberán ser separadas por un período de tiempo suficiente para permitir a la solución de tratamiento disolver efectivamente oro de la porción del cúmulo que está siendo tratada correctivamente, en el cual el período de tiempo puede ser de varios días o aún varias semanas. Durante este tiempo intermedio, algo de la solución de tratamiento puede haberse drenado fuera del cúmulo y recolectado para procesamiento para recuperar oro. Frecuentemente, sin embargo, algo o aún la mayoría de la solución de tratamiento permanecerá saturando la porción tratada del cúmulo. Cuando se inyecta dentro del cúmulo a través del pozo de tratamiento, la solución de enjuague tenderá a remover la solución de tratamiento, asistiendo la movilidad de la solución de tratamiento dentro del cúmulo y, finalmente asistiendo a la recolección de la solución de tratamiento a través del sistema de recolección. La solución de enjuague es preferiblemente también una solución de lixiviación capaz de disolver oro adicional del cúmulo. La solución de enjuague será frecuentemente similar a o igual a la solución de tratamiento usada durante el tratamiento 210 y también similar a o la misma que la solución de lixiviación aplicada al cúmulo durante la lixiviación por acumulación 202.
En una modalidad de enjuague 212, la solución de enjuague es introducida dentro del cúmulo relativamente despacio para reducir el potencial para el canalizado del fluido en el cúmulo y para promover una saturación igual por la solución de enjuague a lo largo de la porción designada del cúmulo. Por ejemplo, la solución de lixiviación fresca puede ser introducida dentro de la parte alta del pozo de tratamiento y permitir llenar o casi llenar el pozo, con la columna de fluido en el pozo proporcionando algo o toda de la presión diferencial para forzar la solución de enjuague a través de las perforaciones y dentro del cúmulo. Una presión de bombeo moderada puede, sin embargo, también ser aplicada en la parte de arriba del pozo, si se desea. En una modalidad preferida, cuando el pozo está completo con múltiples grupos distintos de perforaciones en diferentes zonas, las perforaciones en cada zona en el pozo están diseñadas de modo que el flujo de la solución de enjuague será casi igual dentro de cada zona, tomando en cuenta la profundidad, permeabilidad y otras características de cada zona. La introducción de la solución de enjuague dentro del pozo será preferiblemente continua hasta que substancialmente toda la solución de tratamiento haya sido removida de la porción tratada del cúmulo y reemplazada con la solución de enjuague. En una modalidad preferida, la introducción de la solución de enjuague dentro de una porción tratada del cúmulo es descontinuada previo a obtener una condición de estado estable entre la afluencia de la solución de enjuague dentro del cúmulo desde el pozo y desagüe de la solución de esa porción del cúmulo. El enjuague 212 puede ser repetido varias veces, con intervalos de tiempo entre las repeticiones 2
seleccionadas basadas en la cinética específica para lixiviar oro del material mineral particular del cúmulo, o en otros intervalos como sea conveniente o como se desee. La solución de tratamiento y la solución de enjuague que se drena desde el cúmulo cargado con oro disuelto son colectadas, y pueden ser dirigidas a un proceso de recuperación de oro para remover el oro disuelto. Cuando las operaciones de lixiviación son descontinuadas en un cúmulo, un enjuague final podría ser realizado sin que contenga un lixiviante para el oro. Este enjuague final será para remover la solución remanente que contiene oro disuelto de la porción tratada del cúmulo. Este enjuague final podría usar, por ejemplo, agua de proceso como la solución de enjuague. Continuando con referencia a la Figura 2, se observa que la lixiviación por acumulación 202 puede continuar realizándose simultáneamente con, o puede descontinuarse alternativamente durante, cualquier porción de la inspección 204, excavación 206, y fractura hidráulica 208, tratamiento 210 y enjuague 212. Por ejemplo, la aplicación de la solución de lixiviación estéril en la parte alta del cúmulo durante la lixiviación por acumulación 202 podrá continuar por sobre parte o el cúmulo entero para filtrarse a través del cúmulo y continuar extrayendo oro de esas porciones del cúmulo que no están en necesidad del tratamiento correctivo. Como otro ejemplo, la lixiviación por acumulación 202 puede ser temporalmente suspendida sobre todo o cualquier parte del cúmulo según sea conveniente mientras se realiza cualquier porción de la inspección 204, excavación 206, y fractura hidráulica 208, tratamiento 21 0 o enjuague 21 2. Más aún, la lixiviación por acumulación 202 puede ser permanentemente descontinuada previo a o durante el desempeño de cualquiera de la inspección 204, excavación 206, fractura hidráulica 208, tratamiento 21 0 y enjuague 212. Si la lixiviación por acumulación 202 es permanentemente descontinuada, entonces la extracción de oro vía tratamiento correctivo de las porciones identificadas puede representar el esfuerzo final en la recuperación del oro del cúmulo. También, debe ser reconocido que la secuencia del tratamiento correctivo de excavación 206, fractura hidráulica 208, tratamiento 210 y enjuague 212 pueden ser independientemente realizados en varias localizaciones diferentes sobre el cúmulo para tratar correctivamente diferentes porciones del cúmulo identificadas como deficientes en la extracción de oro. También, en algunos casos, una porción del cúmulo identificado como deficiente en la extracción de oro puede ser tan grande que múltiples pozos de tratamiento son perforados dentro de esa porción para asegurar el tratamiento correctivo efectivo de la porción entera. También, en una modalidad preferida que involucra la extracción de oro, el mismo lixiviante para oro es normalmente utilizado en la solución de lixiviación usada durante la lixiviación por acumulación 202, la solución de tratamiento usada durante el tratamiento 210 y la solución de enjuague usada durante el enjuague 212. Más aún, normalmente es deseable que todas estas soluciones sean químicamente compatibles. Por ejemplo, si la lixiviación por acumulación 202 está siendo conducida con una solución alcalina acuosa de cianuro, la solución de tratamiento y la solución de enjuague serán preferiblemente también soluciones alcalinas acuosas de cianuro. Si la solución de lixiviación fuera una solución alcalina acuosa de tiosulfaío, las soluciones de tratamiento y enjuague preferiblemente también serán soluciones alcalinas acuosas de tiosulfaío. Frecuentemeníe, la solución de íratamiento y la solución de enjuague se originarán de la solución de lixiviación que es uíilizada para la lixiviación por acumulación 202. Refiriéndose ahora a la Figura 3, un diagrama de bloques de proceso es mosírado para una modalidad de eíapas más específicas, o fases, durante la fractura hidráulica 208, la cuál fue discutida más generalmeníe con respecío a la Figura 2. Como con la Figura 2, la discusión con respecío a la implemeníación de la Figura 3 será ejemplificada con el íraíamienío de un maíerial mineral aurífero para exíracción de oro. Una primera eíapa mostrada en la Figura 3 es la iniciación de la fractura 302. Durante la iniciación de la fractura 302, el fluido de fractura es inyectado a través del pozo dentro del cúmulo a un índice y presión suficientes para abrir dentro del cúmulo uno o más huecos, o fracturas. El índice de flujo y presión de fluido de fracíura que son inyectados dentro del cúmulo, normalmeníe serán moniíoreados. Cuando el índice de flujo alcanza un valor consíanfe o decrecieníe y la presión alcanza un máximo, un hueco inducido o grupo de fracíuras (por ejemplo, una o más fracíuras) se iniciará en el cúmulo. La ocurrencia de la iniciación de fracíura 302 es generalmeníe confirmada por una caída repeníina en la presión de la inyección de fluido de fracíura acompañado por un rápido incremenío del índice de inyección de flujo.
Después de la iniciación de la fractura 302, la siguiente etapa es la propagación de la fractura 304. Durante la propagación de la fractura 304, las fracturas inicialmente abiertas durante la iniciación de la fractura 302 se abren más, ensanchando los huecos y extendiendo los huecos más profundos dentro del cúmulo lejos de las perforaciones del pozo de tratamiento. Las fracturas se propagan durante la propagación de fractura 304 con bombeo continuo de fluido de fractura dentro del cúmulo a un índice de flujo suficiente para mantener una presión de inyección en el cúmulo que es lo suficientemente alta para prevenir se cierren los huecos de fractura y propagar las fracturas más aún dentro del cúmulo. Durante la propagación de fractura 306, la presión de la inyección del fluido de la fractura es normalmente sostenida relativamente constante, lo cual es acompañado generalmente por un incremento del índice de inyección de flujo mientras el volumen de los huecos de fracturas continua incrementándose. La propagación de la fractura se continúa hasta que las fracturas han sido propagadas a una extensión deseada, o hasta que las condiciones de procesamiento de otra manera estén garantizadas. Por ejemplo, dependiendo de las condiciones en el cúmulo, mientras las fracturas se propagan, el índice de inyección de flujo para el fluido de la fractura puede incrementar a un nivel insostenible y la propagación adicional de la fractura tendrá que ser descontinuada por razones prácticas. También, la propagación de la fractura 304 puede ser descontinuada para limitar la cantidad total del fluido de fractura introducido dentro del cúmulo. Después de la propagación de la fractura 304, sigue una etapa de consolidación de fractura 306. Durante la consolidación de fractura 306, un material de agente de apoyo en partículas, es colocado dentro de huecos de fractura abiertos para ayudar a prevenir el cierre de los huecos de fractura después de completar la fractura hidráulica 208. El agente de apoyo puede ser de cualquier material adecuado. Un agente de apoyo característico comprenderá partículas de sílice (arena, por ejemplo), clasificadas según tamaño preferiblemente dentro de un rango que tiene un límite superior de aproximadamente 10 malla y un límite inferior de aproximadamente 40 malla. El agente de apoyo es transportado dentro de huecos de fractura abiertos en pasta en suspensión que comprende el agente de apoyo y un fluido transportador. Dependiendo de la situación específica las fracturas pueden continuar propagándose, pueden contraerse, o pueden permanecer casi iguales durante la consolidación de fractura 306. Es preferible que el agente de apoyo no se establezca significativamente fuera del fluido transportador previo a la transportación efectiva del agente de apoyo dentro de los huecos de fractura. El fluido transportador, por lo tanto, frecuentemente será un líquido de una alta viscosidad con alta capacidad de transportación para el agente de apoyo. Después de que la calidad deseada de pasta en suspensión del agente de apoyo ha sido bombeada, el bombeo del fluido transportador/pasta en suspensión del agente de apoyo es descontinuada y un volumen de fluido removido es bombeado para vaciar el agente de apoyo remanente del tubo de trabajo y el volumen aislado dentro del pozo adyacente a las perforaciones. Este fluido de remoción puede ser el mismo fluido usado como el fluido transportador, pero sin agente de apoyo, o puede ser algún otro líquido. El líquido de remoción puede ser, por ejemplo, el mismo que el líquido de tratamiento usado durante el tratamiento 210 (Figura 2). Es importante que todos los fluidos utilizados durante la fractura hidráulica 208 sean compatibles ambos con la química del cúmulo y con las soluciones usadas durante la lixiviación por acumulación 202, el tratamiento 210, y el enjuague 212 (Figura 2), y también con la química del sistema de recolección. Por ejemplo, cuando el oro está siendo extraído del cúmulo bajo condiciones alcalinas con cianuro o lixiviante de tiosulfato, el fluido de fractura puede comprender por ejemplo un líquido acuoso de pH alcalino o neutral, y el fluido transportador y el fluido de remoción pueden comprender una leche viscosa de la solución de cal. Después de la consolidación de fractura 306 (Figura 3), el tratamiento 21 0 (Figura 2) puede entonces llevarse a cabo. Las Figuras 4 y 5 muestran planos gráficos que muestran ejemplos de presión y perfiles de flujo de fluido, respectivamente, que pueden ser convenientes durante las etapas de fractura hidráulica 208 y tratamiento 21 0 (Figura 2 y 3). Para posteriormente ayudar a la comprensión de esta invención, se hace ahora referencia a las Figuras 6 y 7. La Figura 6 muestra un esquema de un pozo 600 que se extiende dentro de una porción de un cúmulo que ha sido fracturado hidráulicamente para crear las fracturas 612 en el cúmulo adyacente al pozo 600. El tubo de encamisado 602 del pozo es perforado en la zona 604. Las perforaciones de la zona 604 son aisladas fluidamente entre los empaques de aislamiento 606 y 608.
Los empaques de aislamiento 606 y 608 están dispuestos al final del tubo de trabajo (por ejemplo, tubo de perforación) extendiéndose dentro del pozo 600 desde la superficie del cúmulo. Una sección del tubo perforado 610 dispuesta entre los empaques de aislamiento 606 y 608 proporciona comunicación fluida entre el interior del tubo de trabajo y las perforaciones de la zona 604, para permitir que los fluidos sean bombeados a través del tubo de trabajo para inyectarse dentro del cúmulo a través de las perforaciones de la zona 604. También se muestra en la Figura 6 una zona impactada 614 dentro del cúmulo. La zona impactada 614 representa generalmente un volumen dentro del cúmulo considerado para ser afectado significativamente por la modificación de la permeabilidad vía las fracturas 612. La zona impactada 614 es, por lo tanto, representativa de un volumen dentro del cúmulo que podría esperarse reciba la mayoría del beneficio del tratamiento correctivo. La Figura 7 muestra un esquema de un pozo 702 que incluye perforaciones dentro de múltiples zonas 704, 706, 708, 710, 712, 714 y 716, donde cada uno ha sido selectivamente sometido a fractura hidráulica de acuerdo con la invención para crear diferentes grupos de fracturas 71 8, 720, 722, 724, 726, 728 y 730. Con referencia ahora a la Figura 8, se muestra un esquema de un ejemplo de una modalidad de un sistema para el usarse durante el tratamiento correctivo con la invención. Según se muestra en la Figura 8, un sistema 800 está localizado en la superficie 802 de un cúmulo de material mineral aurífero, que ha sido, y puede aún estar sometido a, lixiviación por acumulación. El sistema 800 incluye un pozo 804 que se extiende dentro de una porción de un cúmulo identificada como deficiente en la extracción de oro y apropiada para el tratamiento correctivo. El sistema 800 incluye una grúa de maniobra 806 para manipular el tubo de trabajo que se extiende dentro del pozo 804. En la parte final inferior del tubo de trabajo, los empaques de aislamiento 810 y 81 2 son usados para aislar fluidamente zonas dentro del pozo para el tratamiento correctivo. Un conducto de admisión 814 es proporcionado para la introducción de gas comprimido para transmisión a los empaques de aislamiento 81 0 y 81 2 para colocación y descarga de los empaques de aislamiento 81 0 y 81 2. El sistema 800 también incluye una bomba (o bombas) 820. El lado de descarga de la bomba 820 es conectable fluidamente a través de tubería y válvulas con el tubo de trabajo para permitir la inyección de fluidos a través del pozo vía el tubo de trabajo durante las operaciones del tratamiento correctivo. El conducto de admisión lateral de la bomba 820 es conectable fluidamente a través de la tubería y válvulas a cualquiera de un tanque de contención de fluidos 838, una fuente de agua fresca 81 6, y una fuente de solución de lixiviación 846 como fuentes de fluidos para el uso durante operaciones de tratamiento correctivo. Por ejemplo, para el tratamiento correctivo de un cúmulo sometido a lixiviación por acumulación de cianuro, agua fresca de una fuente de agua fresca 816 puede usarse como un fluido de fractura y una pasta en suspensión de leche de cal y arena contenida en el tanque fijo o móvil 838 pueden usarse para proveer u n agente de apoyo para mantener abiertas las fracturas durante la fractura hidráulica, y la solución de lixiviación estéril de la fuente de solución de lixiviación estéril 846 puede ser usada como solución de tratamiento y/o solución de enjuague después de la fractura hidráulica. Un mezclador estático en línea 850 permite al reactivo que se pueda agregar desde una fuente de reactivos 852 para ser completamente mezclado y dispersado en la descarga desde la bomba 820 previo a la inyección dentro del cúmulo. Por ejemplo, cuando se esta inyectando la solución de lixiviación estéril para extracción de oro, aire u otros gases pueden ser inyectados dentro de una zona de estela y mezclado en el mezclador 850. El sistema 800 también incluye un sensor de presión 832 y el caudalímetro 836 interconectado electrónicamente a un recolector de datos 834 para monitoreo y grabación de los índices de flujo y presiones de inyección. El recolector de datos está también interconectado con un clinómetro 837 para monitoreo y grabación de los movimientos de la superficie 802 del cúmulo como una indicación de la propagación de fractura durante la fractura hidráulica. Aunque únicamente un clinómetro 837 es mostrado, preferiblemente un número de clinómetros podría ser usado para monitorear movimiento de tierra en varias localizaciones rodeando la localización del pozo 804. El sistema también incluye un controlador 828 interconectado eléctricamente con válvulas y otro equipo de control para un control efectivo de los flujos de fluido durante la operación del sistema. El recolector de datos 834 y el controlador 828 están interconectados eléctricamente con una computadora 830 que es usada para el control y monitoreo de operación del recolector de datos 834 y del controlador 828. El sistema 800 también incluye un puerto de muestreo 808 para toma de muestras de fluido del tubo de trabajo.
La descripción antes mencionada se ha hecho principalmente con referencia a una implementación de la invención que involucra el tratamiento de un material mineral aurífero en operaciones de lixiviación por acumulación. La presente invención no está, sin embargo, limitada a la recuperación de oro o únicamente al tratamiento de materiales minerales auríferos, y los mismos principios como se discutieron anteriormente aplican también para la recuperación de uno o más de otros minerales, metales, compuestos u otros componentes del cúmulo, convenientemente modificado con las soluciones de lixiviación apropiadas para los otro(s) componente(s) de interés. La presente invención puede ser utilizada, por ejemplo, en operaciones de lixiviación por acumulación para extraer junto con el oro otros metales valiosos de interés tales que pudieran también estar contenidos en materiales minerales auríferos, tales como, por ejemplo, plata o cobre. En una aplicación de la invención, un material mineral que contiene metal base es tratado para extraer metal base. El material mineral puede o no puede contener también metal precioso para ser extraído. Por ejemplo, el material mineral en el cúmulo puede contener uno o más metal base, tales como por ejemplo uno o más de cobre, níquel, zinc, plomo, cobalto y hierro, lo que es un objetivo de la extracción. La lixiviación por acumulación de metal base puede, dependiendo de las circunstancias, conducirse usando una solución de lixiviación de pH neutral, alcalina o ácida. Consistente con la discusión anterior con respecto a la extracción de oro, las soluciones usadas durante las operaciones de tratamiento correctivo deben preferiblemente ser compatibles con cada uno y con la solución de lixiviación usada para extraer el metal base durante las operaciones de lixiviación por acumulación. Por ejemplo, cuando la lixiviación por acumulación involucra lixiviación de sulfato ácido de cobre y/u otro(s) metal(es) base, el líquido transportador usado para transportar el agente de apoyo puede ser una solución viscosa de ácido sulfúrico. También, será apreciado que las operaciones de lixiviación por acumulación pueden operacionalmente variar algo dependiendo del (los) componente(s) particular(es) que está(n) siendo recuperado(s) . Por ejemplo, el material mineral sometido a lixiviación por acumulación para la extracción principalmente de oro está frecuentemente conminuto a un tamaño de partícula de aproximadamente 12 pulgadas a 1 pulgada, o desde roca picada (material Run Of Mine), o combinaciones de ambos y un cúmulo típico puede ser construido hasta una profundidad de quizás aproximadamente de 300 a 600 pies. Como otro ejemplo, el así llamado vertedero de lixiviación de cobre puede involucrar roca gruesa de tal vez varias pulgadas en tamaño y los cúmulos (frecuentemente referidos como vertederos) pueden ser construidos hasta profundidades de varios cientos de pies. Más aún, la descripción antes mencionada de la invención se ha enfocado en el tratamiento correctivo que involucra la fractura hidráulica como una etapa, pero la invención también incluye las modalidades en las cuales algunas otras operaciones correctivas se desarrollan en lugar de otras. Por ejemplo, el tratamiento 210 y enjuague 212 (Figura 2) podría ser llevado a cabo sin la fractura hidráulica 208 si la permeabilidad local en la porción designada del cúmulo es ya suficientemente alta. También, un tratamiento de modificación química o pH puede llevarse a cabo con o sin la fractura hidráulica, cuando éste se desea únicamente para corregir selectivamente un pH u otra condición química u anomalía en el cúmulo y no para corregir por baja permeabilidad. Adicionalmente, la descripción antes mencionada de la invención ha sido ejemplificada para propósitos de discusión por referencia para la recuperación de uno o más componentes del metal de los cúmulos de material mineral, pero la invención es aplicable también para la recuperación de uno o más de otros componentes de los cúmulos de ese material mineral o de los cúmulos de otro material. Ese componente para ser recuperado con la invención podría ser cualquier material designado en forma para extracción de un cúmulo construido de un material de alimentación en partículas. Los principios y técnicas descritos anteriormente aplican igualmente para el tratamiento de otros materiales, con química convenientemente modificada para el material particular y componentes designados a ser extraídos. Un componente designado podría ser, por ejemplo, un mineral o compuesto contenido dentro del cúmulo. Por ejemplo, materiales minerales podrían ser tratados en un cúmulo para recuperación de uranio, sodio, fósforo, o de cualquier otro mineral o compuesto lixiviable en un cúmulo, vertedero, o pila. La discusión antes mencionada de la invención ha sido presentada para propósitos de ilustración y descripción y para desplegar el mejor modo contemplado para la práctica de la invención. Lo anterior no tiene la intención de limitar la invención a únicamente la forma o formas específicamente descritas en la presente. Aunque la descripción de la invención ha incluido la descripción de una o más modalidades y ciertas variaciones y modificaciones, otras variaciones y modificaciones están dentro del alcance de la invención, por ejemplo, como puede ser dentro de las aptitudes y conocimientos en la técnica después de entender la presente descripción. Se tiene la intención de obtener derechos los cuales incluyen modalidades alternativas hasta el grado permitido, incluyendo estructuras alternas, permutables y/o equivalentes, funciones, rangos o etapas para aquellas reivindicadas, ya sean o no que esas estructuras alternas permutables y/o equivalentes, funciones, rangos o etapas estén descritas en la presente, y sin que se tenga la intención de dedicar públicamente cualquier tema sometido a ser patentable. Aún más, cualquier característica descrita con respecto a cualquier modalidad descrita puede ser combinada en cualquier combinación con una o más características de cualquier otra modalidad o modalidades. Por ejemplo, las etapas adicionales de procesamiento pueden ser incluidas en cualquier punto durante o después del procesamiento descrito en cualquiera de las modalidades de proceso descritas en la presente o mostradas en cualquiera de las figuras, siempre y cuando las etapas adicionales no sean incompatibles con el procesamiento descrito de acuerdo a la presente invención. Los términos "comprende", "contiene", "incluye" y " tiene", y variaciones de estos, se desean por ser inclusive y no limitativos en que el uso de tales términos indica la presencia de alguna condición o característica, pero no a la exclusión de la presencia también cualquier otra condición o característica.