O Processo CESL

O
Processo
CESL
Uma Aternativa Ambientalmente Superior á Fundição
M
ais da metade do cobre produzido no mundo é obtido
de sulfetos. O processo tradicional de fabricação de
metais refinados a partir de minerais de sulfeto tem
duas etapas diferentes: 1) concentração dos minerais através
de flotação; 2) fundição e refino eletrolítico para obtenção de
metais puros. A maior desvantagem
da fundição é que produz uma grande
quantidade de dióxido de enxofre, o qual
deve ser convertido a ácido sulfúrico da
maneira mais eficientemente possível.
Embora utilizando a melhor tecnologia,
ainda liberam-se anualmente grandes
quantidades de SO2. Outra desvantagem
e que para cada tonelada de cobre,
produzem-se três toneladas de ácido;
para o níquel a relação é ainda maior.
Há um excesso na produçãode de ácido
em muitas partes do mundo, é por isso
que a venda deste sub-produto não é
interessante como era no pasado.
processados para recuperar os metais básicos contidos. Há
muitas propriedades onde a produção de concentrados a granel
pode aumentar a recuperação global do metal, comparado com a
separação dos minerais em dois ou mais concentrados.
Durante os últimos doze anos Teck
Cominco Metals Ltd., através de sua
subsidiária, Cominco Engineering
Services Ltd. (CESL), desenvolve
um processo hidrometalúrgico para
o processamento de concentrados
de cobre e níquel e produção seus
repectivos metais. Se um concentrado
contém quantidades economicamente
viáveis de metais preciosos, estes
também podem ser recuperados.
O processo CESL utiliza de uma
maneira nova tecnologias comprovadas.
Não há virtualmente efluentes líquidos produzidos pelo Processo
CESL ou emissões de gases, exceto uma pequena quantidade de
vapor. Os maiores subprodutos do Processo CESL é um residuo
ambientalmente estável e gesso.
O Processo CESL pode processar concentrados “sujos” que
contem flúor, arsênio, bismuto e outros elementos impuros que
apresentem desafios às fundidoras convencionais. Concentrados
que contêm minerais de flúor, têm sido processados recentemente
sem problemas através da operação de uma unidade de
demonstração do Processo CESL de capacidade de produção de
uma tonelada por dia de cobre catodo, sem nenhum equipamento
especial ou modificações no processo. Quando o arsênio é
processado através do Processo CESL, este é convertido numa
forma estável para o meio ambiente, que pode ser depositado em
barragens convencionais. Outra vantagem do Processo CESL
é que os concentrados a granel (ex. Cu-Zn, Cu-Ni) podem ser
De um ponto de vista comercial, as implicações do Processo
CESL, são significativas. Os custos de capital para uma Planta
CESL são menores que os de uma fundição, e os gastos
operacionais são geralmente competitivos, o que faz ao Processo
CESL uma opção atrativa para futuras instalações de refino de
cobre e níquel. Porque todas as soluções utilizadas no processo
são recicladas; uma refinaria com tecnologia CESL poderia
estar localizada em qualquer lugar, particularmente onde está
localizada a mina. As empresas de mineração estariam então aptas
a produzir cobre de alta qualidade onde é obtido o concentrado
evitando custos de transporte do concentrado até uma fundição
distante.
Há algumas variações no Processo CESL, de acordo com o metal
que vai ser recuperado (cobre, níquel, cobalto, zinco e metais
preciosos). Estas variações estão descritas nos seguintes artigos
com mais detalhe.
Cominco Engineering Services Ltd.
Uma Subsidiária de Teck Cominco Metals Ltd.
Processo de Cobre / Metais Preciosos CESL
Processo de Cobre CESL
O Processo de Cobre CESL inicia-se com uma moagem fina do
concentrado (não mostrado no fluxograma acima) antes de ser
transferido ao circuito de Oxidação sob Pressão. Na Oxidação
sob Pressão, o concentrado finamente moído, juntamente
com o ácido recirculado e oxigênio, alimentam a autoclave
a temperatura e pressão elevadas. Os minerais de cobre são
rapidamente oxidados nestas condições transformandose em sulfato de cobre básico (sólido), hematita e enxofre
elemental. Geralmente o cobre que vem do concentrado não é
solubilizado.
Do circuito de Oxidação sob Pressão a polpa resultante é
rapidamente esfriada para equalização das pressões e reduzir
temperatura antes da filtração. O produto filtrado é recirculado
ao início do processo e os sólidos são lixiviados no circuito de
Lixiviação Atmosférica
com ácido recirculado (rafinado
primário). Qualquer solução de cobre arrastada com os sólidos
lixiviados é recuperada no Circuito de Lavagem, usando
o rafinado secundário neutralizado que vem de Extração por
Solventes.
Sem metais preciosos, o resíduo é combinado
com os detritos do moinho para serem descartados.
A solução produzida no circuito de Lixiviação Atmosférica
contém impurezas as quais poderiam resultar num produto
fora da especificação se a solução for diretamente enviada à
eletrorrecuperação. O licor rico (PLS primaria) é enviado a um
circuito de Extração por Solventes (SX) convencional para
purificação.
No circuito da Extração por Solventes um extratante orgânico
de alta seletividade remove o cobre dissolvido que vem da
PLS primaria, deixando uma solução ácida conhecida como
rafinado primário. O cobre é então re-extraído do composto
orgânico usando uma solução de ácido sulfúrico. O resultado é
um eletrólito de qualidade comercial o qual é enviado á etapa
de eletrorrecuperação
para produzir um cobre catodo de
qualidade LME A. A maioria do rafinado primário que vem de
SX é recirculado no circuito de Lixiviação Atmosférica. O
restante do rafinado primário é neutralizado com calcário e
filtrado para a remoção de gesso. Uma extração por solventes
secundária no SX para produzir água de lavagem do Circuito
de Lavagem. De uma forma única, toda a água de lavagem
é gerada internamente, permitindo ao Processo CESL ser autosuficiente e livre de efluentes líquidos.
Processo de Metais Preciosos CESL
Se o concentrado apresenta níveis económicos de metais
preciosos, o residuo lavado que vem do processo do cobre é
enviado a um circuito de recuperação de metais preciosos ( , ,
). O Processo CESL de Metais Preciosos está baseado numa
tecnologia de cianetação, com possibilidade de regeneração
de cianeto. A recuperação dos metais preciosos dissolvidos se
faz utilizando método de carbon-in-pulp. O carvão carregado
vai para filtragem e subseqüentemente os metais preciosos
são refinados a metal doré. Um refinamento adicional separa
o metal doré nos metais preciosos respectivos
Cominco Engineering Services Ltd.
Uma Subsidiária de Teck Cominco Metals Ltd.
O Processo CESL para Níquel
O Processo de níquel CESL
inicia-se com uma oxidação sob
pressão parecida ao utilizado para
o Cobre. A dissolução completa
de níquel (mais zinco e cobalto)
ocorre dentro da autoclave de
Oxidação sob Pressão. Unidades
de operação adicionais recuperam
o níquel e o cobalto presente na
solução produzida na autoclave.
Se o cobre estiver presente, ele é
removido utilizando Lixiviação
Atmosférica e Extração por
Solventes de cobre.
Para
concentrados de cobre-níquel,
uma corrente drena o níquel,
dependendo da concentração
deste. Na ausência de cobre, toda
a corrente filtrada na Oxidação
sob Pressão é tratada através do
Processo do Níquel.
A solução que entra no Processo
de níquel requer purificação,
pois pode conter concentração de
cobre ou metais não desejáveis ao
processo como: alumínio, cádmio,
cromo, ferro, manganês, magnesio
e zinco. Dependendo dos metais
presentes e suas respectivas
concentrações é o número de
passos utilizados. Estas impurezas
geralmente são precipitadas
e
eliminadas. Níquel e cobalto são
precipitados da solução filtrada
purificada como uma mistura
de hidróxido de níquel/cobalto. Depois da filtração o
níquel e o cobalto são lixiviados juntos do cake obtido
utilizando uma solução do sulfato de amônia recirculada.
Os sólidos são filtrados novamente, deixando um
resíduo para descarte e uma solução de níquel-cobalto. A
separação de cobre e cobalto é conseguida pela precipitação
do cobalto da solução. Uma filtração final separa o
cobalto comerciável da solução do níquel. A solução de
níquel é purificada através de Extração por Solventes
e stripping. O eletrólito de níquel purificado resultante
vai para o circuito de Eletrorrecuperação para fazer o
produto final, catodos de níquel.
Para maior informação acerca de Cominco Engineering e
de como obter documentos técnicos dos processos, pode
visitar: www.cesl.com
Suas perguntas (éstas podem ser em português) podem ser
enviadas por e-mail a [email protected]
O website de Teck Cominco é: www.teckcominco.com
Cominco Engineering Services Ltd.
Uma Subsidiária de Teck Cominco Metals Ltd.
Benefícios do Processo CESL
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Aplicável a uma variedade de concentrados de enxofre metálicos;
Economicamente viável para tratamento de concentrados de grande volume e baixa qualidade,
com maior recuperação na etapa de concentração;
Pode processar concentrados com impurezas que normalmente são penalizadas pelas fundições
(ex. F, As, U, Bi);
A fábrica pode estar localizada no local de mineração/concentração, economizando no
transporte;
Processo de circuito fechado que minimiza a geração de efluentes líquidos;
Não há emissão de gases exceto pela pequena quantidade de vapor;
Converte arsênio em arsenato férrico sem comprometer o meio ambiente;
Os custos financeiros para uma Fábrica CESL são significativamente mais baixos que para uma
fundição
Passos para Comercialização
Os projetos que são conduzidos de forma apropriada tem sua
implantação mais rápida e obtêm sucesso mais rapidamente que
os que não foram. Cominco Engineering Services Ltd. possui
as devidas instalações para realizar testes rápidos e eficientes
de novos concentrados de níquel e cobre para determinação da
aplicabilidade do processo CESL.
Há três etapas importantes disponíveis nas instalações CESL
para a realização de um estudo de viabilidade confiável:
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Testes de bancada
Testes contínuos de Planta Piloto
Testes em Planta de Demonstração
Testes da bancada consistem num programa curto de autoclave
para que se determine a extensão da oxidação do enxofre e a
Histórico do desenvolvimento dos Processos
de Refino de Metais CESL
Nascimento
Abril 1992
Processo de Cobre
• Testes de Bancada
• Planta Piloto
• Planta de Demonstração
1992
1994-97, 2001-04
1997-00
Precious Metals Process
• Testes de Bancada
• Planta Piloto
• Planta de Demonstração
1995-96
1995-96, 2003-04
1998-00
Nickel/Copper Process
• Testes de Bancada
• Planta Piloto
1995
1996, 2001-03
extração dos metais (inclusive metais preciosos). Se os testes
de bancada deram resultados promissores, uma campanha
contínua de Planta Piloto é programada. Durante a fase
piloto, a metalurgia do processo CESL sob condições estáveis
é determinada. Uma vez que a metalurgia é otimizada, o
concentrado pode ser processado na Planta de Demonstração
com a produção de uma tonelada por día de cobre catodo. Todo
o equipamento usado na Planta de Demonstração é similar em
desenho ao que seria usado em uma planta comercial. Esta
etapa de Demonstração comprova o equipamento do processo
e fornece dados do desenho de engenharia necessários para
desenvolvimento bem-sucedido e permite uma avaliação exata
da parte financeira do projeito.
Engenharia na CESL
Depois da fase de testes, o grupo de engenharia da CESL pode
avaliar a parte financeira do projeto. CESL conta com equipe
qualificada de engenharia para rapidamente definir custos de
capital e operacionais preliminares além disso análises financeira
de projetos. CESL utiliza balanços de massa e energia utilizando
o Software METSIM para gerar um Pacote de Processo de
Engenharia, o qual forma a base para o desenho metalúrgico do
projeto. Este pacote pode ser dado a uma empresa de engenharia
da escolha do cliente para completar um estudo de viabilidade
de empreendimento.
Teck Cominco Limited
600-200 Burrard St.,
Vancouver, BC, Canada, V6C 3L9
Phone: 1-604-267-3050
Fax: 1-604-844-2681
Email: [email protected]
Website: www.cesl.com, www.teckcominco.com
Cominco Engineering Services Ltd.
Uma Subsidiária de Teck Cominco Metals Ltd.