Efectos de la sufusión en la hidrodinámica de lechos porosos en pilas de lixiviación: simulación experimental y análisis de recuperación de cobre

Abstract

La presente memoria de título analiza los efectos de la sufusión en la hidrodinámica de lechos porosos dentro de pilas de lixiviación, con el objetivo de evaluar su impacto en la recuperación de cobre. La sufusión es un fenómeno geotécnico en el que las partículas finas migran dentro de un medio poroso bajo riego, reduciendo la permeabilidad y generando flujos desuniformes que reducen la eficiencia del proceso hidrometalúrgico. Para abordar este problema, se diseñó y construyó un novedoso equipo de prueba que permitió simular experimentalmente el flujo líquido en condiciones controladas. Los resultados obtenidos muestran que la ocurrencia de sufusión en las pilas de lixiviación afecta significativamente la distribución del flujo del lixiviante, alterando la razón de lixiviación y, por ende, disminuyendo la eficiencia en la extracción de cobre. Se observó que la disminución de la permeabilidad en las zonas afectadas por la sufusión, genera acumulación de solución en ciertos sectores, lo que ocasiona la formación de canales preferenciales de flujo y pérdidas en la recuperación del metal. Como conclusión, se destaca la necesidad de optimizar el diseño y la operación de los sistemas de lixiviación para minimizar la ocurrencia de la sufusión y mejorar la eficiencia del proceso. Se recomienda la implementación de estrategias de monitoreo y control, así como el uso de modelos matemáticos para predecir el comportamiento hidrodinámico de las pilas y su impacto en la recuperación de cobre. Estos hallazgos proporcionan información clave para el desarrollo de tecnologías que permitan una hidrometalurgia más eficiente y sostenible.

This thesis analyzes the effects of suffusion on the hydrodynamics of porous beds in heap leaching, aiming to evaluate its impact on copper recovery. Suffusion is a geotechnical phenomenon in which fine particles migrate within the porous medium under irrigation, reducing permeability and generating non-uniform flow patterns, which reduce the efficiency of the hydrometallurgical process. To address this issue, a novel test setup was designed and built to experimentally simulate fluid flow under controlled conditions. The results show that the presence of suffusion in heap leaching significantly alters the distribution of the leaching solution, affecting the leaching rate and consequently decreasing copper extraction efficiency. It was observed that the reduction in permeability in suffusion-affected areas causes solution accumulation in certain zones, leading to the formation of preferential flow channels and resulting in metal recovery losses. In conclusion, this study highlights the need to optimize the design and operation of leaching systems to minimize suffusion and improve process efficiency. The implementation of monitoring and control strategies, as well as the use of mathematical models to predict the hydrodynamic behavior of heaps and its impact on copper recovery, is recommended. These findings provide key insights for the development of more efficient and sustainable hydrometallurgical technologies.