Calibración, validación y aplicación del modelo Heapsim para estimar la producción de cobre de Los Bronces y Collahuas

Abstract

Chile es el principal productor de cobre a nivel mundial. Dado que hoy en día se está buscando explotar minerales sulfurados de baja ley por medio de la biolixiviación, se hace necesario tener herramientas para poder comprender los fenómenos que ocurren en las pilas o botaderos, para así poder diseñar un proceso rentable que optimice la recuperación de cobre. Para esto, Anglo American cuenta con el modelo HeapSim, que es capaz de simular el proceso de biolixiviación. El objetivo de este trabajo fue determinar el valor de los parámetros empíricos para calibrar el modelo de biolixiviación HeapSim y de esta forma estimar las producciones de Cobre de Los Bronces y Collahuasi, que son las divisiones de mayor producción de la empresa. La calibración se realizó utilizando un método iterativo. Luego de esto, se realizó un análisis de sensibilidad para determinar la influencia de los parámetros de operación en el porcentaje de recuperación de cobre. Los resultados obtenidos indicaron que los parámetros más influyentes en el proceso de biolixiviación son la temperatura de operación, que afecta tanto al desarrollo de las bacterias como a la cinética de disolución de los sulfuros, y la distribución granulométrica, que afecta al transporte de las especies dentro de la columna. El espacio entre los aspersores de la solución ácida también influye pero en una medida mucho menor. Se comprobó el efecto de la temperatura de operación, pues al variar este parámetro de 23 a 28°C en el caso de Collahuasi, se obtuvo un aumento en la conversión de 2 puntos porcentuales, llegando a un 83,7%. En el caso del mineral de Los Bronces, se obtuvo que al aumentar la temperatura de operación a 28°C, aumentar la tasa de riego a 15 [l/m2/h], disminuir el espacio entre los regadores a 0,1 [m] y disminuir la altura a 3 [m], se aumenta la extracción de cobre de 40,4% a 60,8%. Sin embargo, considerando los tonelajes involucrados en la lixiviación en botaderos se considera muy poco probable operar a alturas de 3 [m]. Además de lo anterior, se comprobó que por sobre 106 [cel/l], un aumento en la concentración inicial de bacterias no influye en el porcentaje de recuperación de cobre. Finalmente, a pesar de ser posible la calibración del modelo sin tener datos directos de la población bacteriana, se sugiere realizar más estudios en columnas midiendo este parámetro, para corroborar los resultados obtenidos. También sería importante comprobar la calibración utilizando un set de datos de un mayor número de columnas que estudien el efecto de variables distintas a las analizadas en el presente trabajo.