Fundamentos para la implementación de minería in situ

Abstract

La minería enfrentará en el futuro nuevos y distintos desafíos, siendo una de las principales dificultades no el agotamiento de los recursos, sino la falta de tecnologías adecuadas y a tiempo que permitan la recuperación de metales desde depósitos de baja ley. El aumento de los costos capitales y operacionales experimentados por la industria, dificulta la extracción de cobre de manera económicamente eficiente. Esto ha llevado a la búsqueda constante de nuevas tecnologías que complementen o reemplacen los métodos de explotación convencional y que permitan recuperar metales a menores costos. Con este objetivo se busca desarrollar los fundamentos de un nuevo método: la Minería in situ (MIS), método que integra la minería convencional y la lixiviación in situ (LIS). Esperando mejorar de esta forma la recuperación metalúrgica observada en LIS mediante la incorporación de parámetros mineros y el control de variables metalúrgicas como: temperatura, aireación y la compresión/extracción de material en la Minería in situ. Para la evaluación de estas variables en la recuperación de cobre, un modelo de laboratorio y un protocolo experimental fueron desarrollados. Las pruebas realizadas a minerales sulfurados de cobre, indican que la eficiencia de lixiviación disminuye con la compresión del material (de 19.9% obtenido en el caso base a un promedio de 14.9%) y aumenta con el alza de la temperatura y más aún con la aireación (de 19.9% a un 29.8% y 33.8% respectivamente). En cuanto al efecto de la extracción de material, no se obtienen resultados concluyentes. A partir de los resultados experimentales obtenidos, se concluye que la compresión debiese ser considerada en el dimensionamiento de los caserones. Caserones de mayor altura, implicarían una mayor compresión del mineral contenido, reduciendo la permeabilidad y la eficiencia de la lixiviación. Por otro lado, los beneficios de la temperatura y de la aireación debiesen incorporarse mediante el proceso de calentamiento de la solución lixiviante y a través de la operación de ventilación. Con el fin de comparar en términos económicos MIS y la minería convencional, se consideró un caso de estudio de Sublevel Stoping (SLS). Los costos e inversiones de MIS fueron estimados a partir del caso de estudio y de benchmarking de procesos de lixiviación, mientras que las recuperaciones metalúrgicas empleadas fueron estimadas a partir de los resultados experimentales utilizando el modelo cinético del núcleo sin reaccionar. De acuerdo a la evaluación realizada, MIS efectivamente registra costo mina, planta e inversiones inferiores a la minería convencional. En el caso estudiado, con una recuperación metalúrgica de MIS de 30% el primer año y de un 60% máximo, MIS y SLS presentan un VAN cercano a los 61 MUS$. De mantener el límite de recuperación, pero aumentar la recuperación de MIS en el tiempo mediante la aplicación de aire, el VAN alcanza los 77.9 MUS$ (incremento de 27.9%). De acuerdo a lo anterior y al análisis de sensibilidad realizado, el VAN de MIS es más sensible a la recuperación metalúrgica que a los costos. Lo que hace posible maximizar el VAN mediante el incremento de la recuperación aun cuando las operaciones requeridas para esto, impliquen el alza de los costos operacionales y capitales. Sin embargo, esta relación entre costos, recuperación y VAN no es constante en el tiempo ni equivalente entre distintos depósitos ya que depende de la cinética de lixiviación. La relación entre estos parámetros será variable considerando que existe un límite máximo de recuperación. Este límite deberá ser definido con el objeto de establecer el límite de costos bajo el cual es posible maximizar el beneficio de MIS.