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Biolixiviación aplicada a sulfuros de cobre en mineral
de Mexicana de cobre. Bondades de la generación de
biomasa y operación de biorreactores.
Gaspar Santiago Aispuro Montoya
08 de Octubre del 2015
Operadora de Minas de Nacozari S.A de C.V
XXXI CONVENCION INTERNACIONAL DE MINERIA
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CONTENIDO
•  Antecedentes
•  Objetivo
•  Introducción
•  Fabricación de biorreactores
•  Experimentación
•  Interpretación de resultados
•  Conclusiones
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Reseña de la Investigación de Biolixiviación en Mexicana de
Cobre,
• 
En el año 2000, Se realiza la primera etapa de
Investigación con el Consejo de recursos
Minerales de Chihuahua.
•  2007 - 2011, Se continua en esta etapa de
investigación con la UNAM (Dra. Rosa Elba
Rivera), logrando un incremento en la
recuperación del 10%,
•  2011 - 2012 en adelante, continuamos con la
experimentación en la planta ESDE.
“Biolixiviación de terreros de sulfuros de cobre de baja ley.
Incremento de la velocidad de oxidación y de la
extracción de cobre, promoviendo la actividad
bacteriana.
1ª ETAPA: “Obtención de microorganismos biolixiviantes de
los terreros de La Caridad”
Construyendo el primer Biorreactor de 250 lts, confirmando
con este la extracción de cobre en columnas de
lixiviación obteniendo alrededor de 14% de incremento
en extracción de Cobre.
•  2013 Se inicia con operación de un terrero Piloto
de más de 1,100,000 TM de Mineral
Alcanzando a extraer la totalidad del cobre soluble en 1.2
años (el modelo de lixiviación actual que tenemos nos
dice que este cobre lo podemos obtener en 5.5 años),
•  2013 Se construye biorreactor de 8 m³
Con este se empieza a inocular bacterias a varios
terreros de lixiviación con bajo índice de
solubilidad.
•  2013 Se inicia también con la construcción del
biorreactor de 300 m³
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Logrando ellos en sus experimentos un incremento
en la Extracción de cobre de más del 5%
El cuál esta inicia operaciones en Abril 2014.
Adicional a esto, desde el 2010, se ha estado realizando investigación sobre
biolixiviación con las siguientes Universidades y Centros de Investigación:
Universidad de Sonora, (Dr. Abraham
Mártin).
IPICyT.- Instituto Potosino de
Investigación Científica y
Tecnológica.- (Dr. Sergio Casas).
Instituto de Metalurgia de la
Universidad de San Luis Potosí.(Dra. Viridiana García).
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Ø  Producción de Biomasa para Lixiviación,
Ø  Maximización de la producción de biomasa
en el bioreactor de 8 m3 de Mexicana de
Cobre, considerando las limitaciones de
diseño y construcción actuales y proponer,
en su caso, modificaciones al mismo.
Ø  Análisis metagenómicos y
metatrascriptómicos de muestras de
Terreros de Lixiviación,
Ø  Mutagénesis de consorcios biolixiviantes y
estudios de formación de biofilms para
incrementar al menos un 10% la
producción de cobre a partir de mineral de
baja ley.
Ø  Cepario para preservar bacterias nativas de
Mexicana de Cobre.
OBJETIVO
Incrementar la recuperación de valores de cobre
contenido en mineral lixiviable de sulfuros de
Mexicana de Cobre, mediante la operación de
reactores productores de biomasa e inoculación de
terreros.
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MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL
La microbiología industrial es la disciplina que utiliza los
microorganismos cultivados a gran escala para obtener
productos con valor comercial o realizar importantes
transformaciones químicas.
La Biolixiviación es el proceso que favorece la
disolución de elementos de interés mediante el
empleo de microorganismos
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Los microorganismos involucrados en la biolixiviación de sulfuros minerales
se caracterizan por ser acidófilos, tolerantes a elevadas concentraciones de
ciertos metales, comunes en ambientes minerales, por su amplio rango de
temperatura óptima para su desarrollo (mesófilos, termófilos moderados y
extremos) y por los diferentes metabolismos que presentan (Rawlings 1997)
Acidithiobacillus ferrooxidans
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La oxidación de sulfuros minerales es
más rápida en cultivos mixtos que en
cultivos puros
(Zhang et al. 2008)
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BACTERIAS EN MINERAL DE TERREROS DE LIXIVIACION MexCob
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Microorganismos biolixiviantes nativos de “La Caridad”
10
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MedioMex-Cob
Función
Fuente de energía
Fuente de carbono
Fuente de Nitrógeno
Fuente de fósforo
Fuente de azufre K+1, Mg+2, Ca+2,Elementos
traza
Oxígeno
Factores de crecimiento
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COMPUESTO
FeSO4*7H2O
CO2
(NH2)4SO4
K2HPO4
solucióncolas
Aire
T°,Agitación
Biorreactor 8 m3
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12
EXPERIMENTACION
13
13
Inoculación de Bacterias Biolixiviantes en Terreros
T1410G
14
14
T1380F
T1320S
Inoculación de Bacterias Biolixiviantes en Terreros
15
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PRUEBAS DE LIXIVIACION EN COLUMNAS CON MINERAL DE T-1440G
Muestreo
Pesaje
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Homogenización de
mineral
Carga de
Columnas
PRUEBAS DE LIXIVIACION EN COLUMNAS CON MINERAL DE T-1440G
(Gráfica de Comportamiento) Extracción de Cobre Total
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PRUEBAS DE LIXIVIACION EN COLUMNAS CON MINERAL DE T-1440G
(Gráfica de Comportamiento) Extracción de Cobre Soluble
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T1320S TERRERO PILOTO BIOLIXIVIACION
19
T1320S TERRERO PILOTO BIOLIXIVIACION
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T1320S TERRERO PILOTO BIOLIXIVIACION
Ton Mineral
Ley
Ton Cu Total
Ton Cu Sol
Densidad de Riego lt/min ha
1,144,637
Ley Cu = 0.205%
CuO = 0.014 %
I.S. = 12.02%
2,347
282
1,533
21
21
Sumidero
de Colas
10 a 15% más de
Extracción de
Cobre
INOCULACION DE BACTERIAS
AL SISTEMA
Bacterias = 1.0 x 107
Temp = 32 °C
pH = 1.60
Bacterias = 1.0 x 107
Terreros de
Lixiviación
Bacterias = 1.0 x 109
Bacterias = 1.0 x 109
Pila de Colas
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Bombas
DIAGRAMA GENERAL DE PROCESO
BIORREACTOR
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BIORREACTOR 300 m3
24
1.42 x 109
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Biorreactor de 300 m³
Adición Nutrientes
Principales Equipos:
•  Tanque Biorreactor de Acero Inoxidable,
•  Transformador de 1,500 KVA,
•  Centro de Control de Motores, CCM,
•  Caldera e Intercambiador de Calor,
•  Sulfato Ferroso,
•  Sulfato de Amonio y,
•  Fosfato Monopotásico
•  Soplador de 18.5 KW,
Caldera
Eléctrica
Intercambiador
•  Bombas de 15HP,
•  Instrumentación.
Temp. Amb.
17 a 25 °C
Soplador de Aire
Temp = 32 °C
pH = 1.60
Bacterias > 1.0 x 107
Fuente de Oxígeno y
de Agitación
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30 a 35 °C
Experimento para promover el crecimiento de las Bacterias Termófilas
(Resisten Temperaturas mayores a 50 °C)
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Curva de crecimiento microbiano
Biorreactor Termófilo 250 L
2.50E+09
Concentraciónbacteriana,(cel/mL)
2.00 x 109
2.00E+09
2.00E+09
1.50E+09
1.00E+09
5.00E+08
4.80E+07
2.85E+08
0.00E+00
20
28
20.5
21
21.5
22
22.5
Tiempo,días
23
23.5
24
24.5
Experimento para promover el crecimiento de las Bacterias Termófilas
(Gráfica de Comportamiento)
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La Investigación, Experimentación y el trabajo
que hemos realizado en mina “La Caridad” en
materia de biolixiviacion ha rendido frutos
obteniendo grandes beneficios, incrementando la
recuperación de Cu y eficientando
significativamente el proceso.
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GRACIAS¡¡¡¡
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