El desarrollo de un modelo de lixiviación en pilas en 3D, integrando modelos fenomenológicos, criterios operacionales, lógicas de decisión y optimización para definición de carga y riego de módulos, soportado en metodologías experimentales específicas, es lo que propuso el equipo encabezado por el Dr. Humberto Estay, investigador titular del Advanced Mining Technology Center de la Universidad de Chile, como resultado de un proyecto Fondef desarrollado desde inicios de 2020.
El proyecto “Modelo fenomenológico integrado de lixiviación en pilas de sulfuros: desde la teoría a la aplicación industrial” (Fondef ID19I10202) viene a contribuir en la predicción de producción de mediano y largo plazo en procesos de lixiviación en pilas de sulfuros, tanto para plantas de biolixiviación como para plantas que están en proceso de migración a lixiviación en medio cloruro. “Dado que la lixiviación en pilas de sulfuros de cobre es un proceso complejo, la incertidumbre de predicción que existe es muy alta, por ello la ruta más confiable es la generación de un modelo fenomenológico. De esta forma, se podrá predecir con mayor certeza escenarios futuros, dando soporte a la toma de decisiones operacionales”, explica el Dr. Estay.
El modelo desarrollado por el equipo de investigación es completamente fenomenológico, pero también se soporta en pruebas específicas de baja escala para determinar parámetros característicos de la mineralogía propia de cada planta. Asimismo, el modelo considera modelos fenomenológicos de transporte de soluciones, aire, oxígeno, componentes en solución y calor, además de modelos fenomenológicos de precipitación de especies de hierro, especiación, cinéticos y de oxidación, para luego resolver todas las variables del sistema en 3D. Finalmente, el modelo también contiene un modelo de optimización del plan de riego de una operación, con el cual se ha podido estimar mejoras sobre 3% en el flujo de caja actualizado de escenarios hipotéticos de estudio, solo por la programación de una secuencia de riego diferente a la convencional, considerando costos de operación e ingresos. Todo lo anterior es válido tanto para procesos de biolixiviación como de lixiviación en medio cloruro.
“Este modelo tiene potencialidades que no tienen otros modelos de base empírica muy empleados en la industria o de base fenomenológica, pero con propósitos más académicos. En este sentido el modelo desarrollado considera aspectos operacionales que poseen los modelos de base empírica de la industria, pero con un motor de cálculo fenomenológico que permite disminuir la incertidumbre de predicción de producción. El modelo además puede reportar todas las variables del sistema (concentración de cobre, concentración de ácido, concentración de hierro, flujos, potenciales de oxidación, concentración de oxígeno, temperatura, índice de saturación del lecho, entre otros) tanto espacial como temporalmente. Esta información es muy útil para tomar definiciones de diseño u operación, por lo que es una herramienta de soporte muy potente”, detalla el investigador.
El modelo presentado fue desarrollado por un equipo multidisciplinario de investigadores del AMTC de las áreas de ingeniería hidráulica, transporte en lechos saturados y no saturados, ingeniería química, ingeniería metalúrgica, planificación minera, ingeniería matemática e ingeniería en minas, quienes entregaron diferentes enfoques y soluciones a problemas diversos. Además se contó con la colaboración de la empresa Arcadis SpA y de la profesora Wenying Liu del grupo de hidrometalurgia de la Universidad de Columbia Británica.