La empresa minera MINEREICIS S.A ubicada en el cantón Ponce Enríquez provincia del Azuay radica sus labores en función de la extracción de minerales portadores de oro y cobre, ha detectado oro en los relaves finales, adicionalmente en los concentrados de flotación tienen un porcentaje de arsénico que es penalizado en la comercialización. Expuesto esto se realizó una investigación a detalle en puntos estratégicos de trabajo de interior mina y planta de beneficio durante un tiempo estimado de 8 meses previo la propuesta de optimización de la operación desde un enfoque geometalúrgico que proporciona información para la evaluación de recursos, definir los métodos de explotación y la técnica de beneficio de minerales. Se realizó la caracterización mineralógica del yacimiento muestreando de manera metodológica a las vetas para la formación de un composito para someterlos a los ensayos granulométricos, toda esta información suministró las variables que utiliza la geometalurgia para la optimización de un proceso minero. La hipótesis planteada es: realizando un estudio geometalúrgico aplicando protocolos de muestreo y análisis respectivos, permitirá optimizar identificar variables de optimización en el proceso metalúrgico de recuperación de oro y concentrado. Marco Referencial: geología minera del Distrito Bella Rica y estado actual de la Planta de Beneficio.

El presente trabajo expone la situación actual del sistema de explotación y beneficio realizando una evaluación sistemática del material mineralizado el cual se ha caracterizado en los aspectos geometalúrgicos que permitirán recomendar variables para la optimización en el beneficio y recuperación del oro y concentrado. La implementación y aplicación de estándares técnicos surgen partiendo del muestreo en puntos específicos en la plata de tratamiento (trituración, molienda, concentración gravimétrica, flotación y cianuración) donde se identificó zonas de mayor atención que necesitan reforzarse para cumplir con el proceso de mejoras. El presente estudio tuvo la duración de 8 meses entre salidas de campo, pruebas de laboratorio y revisión bibliográfica.

Los aspectos claves en un proyecto minero, son la evaluación del potencial económico; y el desarrollo de un diseño de operación eficiente (Acuña, 2011). Se recopiló y analizó información referente a: Geología Regional y Local, asociaciones mineralógicas, método de explotación, facilidades para la perforación durante la explotación o exploración, concentración de elementos deseables o indeseables durante un proceso, dureza del material (facilidad de molienda), conocimiento de la mejor malla de liberación de las partículas minerales, recuperación metalúrgica, relaciones de la mena con el consumo de reactivos.

La Mina y Planta de beneficio pertenecientes a la Compañía Minera “MINEREICIS S.A.”, se ubican al Sureste del Ecuador, en la parte más baja de la Cordillera de Los Andes y en la zona costanera de esta región. Políticamente, el proyecto minero industrial, se encuentran en la provincia de Azuay, jurisdicción del cantón y parroquia Camilo Ponce Enríquez, sector La López. Con el estudio geometalúrgico se dio propuestas para que la compañía minería pueda organizar técnicamente los trabajos que se realizan tanto en interior mina como en la planta de tratamiento del mineral; de esta manera aumentar la eficiencia de los diferentes trabajos, beneficiándose la Compañía Minera MINEREICIS S.A. con resultados técnico, operativo económicos favorables, garantizando de esta manera la producción.

La geometalurgia para ser aplicada necesita de datos mineralógicos y de las pruebas metalúrgicas (liberación, grado de liberación, distribución granulometría, flotación, concentración gravimétrica, recuperación, etc.) (Dominy et al., 2016).

El campo mineralde Ponce Enríquez, situado dentro del Subdistrito Machala-Naranjal, en la parteoccidental del Distrito Azuay, es conocido por sus depósitos de Cu-Au-Mo enpórfidos y vetas, brechas y stockworksepi-mesotermales desarrollados dentro delas rocas de caja volcánicas (INIGEMM, 2014; CODIGEM, 2000). Las laboresmineras subterráneas efectuadas en la Empresa MINEREICIS S.A., se han definidomuy bien algunas vetas y vetillas de cuarzo aurífero con dirección principalNNW-SSE, estas han sido afectadas por fallas transversales, en su mayoría detipo normales, destacándose la falla transversal inversa (sobre-corrimiento),que separa Bella Rica de Pueblo Nuevo, podemos observar el mapa geológico delyacimiento en la figura 1.

El Campo MineroPonce Enríquez ocupa la parte central de este subdistrito donde la UnidadPallatanga principalmente expuesta forma una banda casi continua limitada porfallas a lo largo de las estribaciones occidentales de la CordilleraOccidental. La Unidad comprende: basaltos tolíoticos lávicos masivos y almohadillascon instrucciones básicas y cantidades subordinadas de volcanoclásticas,sedimentos pelágicos y rebanadas tectónicas ultramáficas. La base de estaunidad no está expuesta y, hacia el Este, está cubierta discordantemente por rocasvolcánicas, de composición intermedia a silícea calco-alcalina del GrupoSaraguro. El espesor de esta Unidad ha sido estimado en más de 1 km, al Este dePonce Enríquez (Lara, 2011).

Las muestras fueron recopiladas e identificadas en interior mina, se guardaron en fundas plásticas debidamente etiquetadas para ser transportadas a los respectivos laboratorios, mientras las muestras correspondientes a los procesos de la Planta de Beneficio (figura 3) fueron sometidas a procesos de trituración y secado y cuarteo previo la realización de los respectivos ensayos.

Aplicando la técnicade muestreo tipo canal, se recogieron 15 muestras representativas de la calidado condiciones medias de los cuerpos mineralizados para cada zona de estudios lolargo de los frentes de trabajo habilitados. Se realizó también una descripciónin situ de cada una de las vetas para conocer sus características estructuralesy mineralógicas como lo muestra la figura 2.

Para abarcar todo el material proveniente de la mina, se establecieron puntos estratégicos de muestreo: 1 en la tolva de almacenamiento se realizó el muestreo del material que llega directamente de la mina, muestreo en la banda transportadora que conduce el material hasta los molinos chilenos, se hizo el muestreo en una especie de redes tomando las muestras de todos los sectores y piscinas de sedimentación, para obtener valores más exactos basándonos en la teoría fundamental del muestreo de Pierre de Gy (1971). El muestreo se lo realizó durante ocho días consecutivos y con frecuencias de 1-2 horas, tomando en cuenta evitar la segregación por peso (Pitard, 2002).

Para el muestreo de las pulpas las piscinas de sedimentación, se utiliza el muestreador de la figura 4 denominado coliwasa (composited liquid waste sampler), el cual permite obtener un espécimen representativo realizando un mallado de muestreo en las piscinas de sedimentación para luego obtener un composito ya que se hace una mezcla de las arenas desde las ubicadas a profundidad hasta las que se encuentran cercanas a la superficie.

En la figura 5tenemos las muestras de la sección de molienda secadas para luego ser empacadasy puestas los códigos correspondientes.

El análisis químico fue muy importante para la cuantificación de metales, se determinaron de leyes promedio de metales (Au, Ag, Cu, As) en los 4 bloques de explotación así mismo se pudo determinar leyes de oro mediante los análisis de ensayo al fuego para las muestras de la planta de beneficio: determinación de leyes de cabeza en la tolva de finos, banda transportadora, desfogues del molino chileno, canalones y piscinas de sedimentación. Adicionalmente se realizó análisis de ensayo al fuego por malla valorada en el estudio granulométrico del material captado en los desfogues del molino chileno para ver si existe efecto pepita.

Valoración de las propiedades físicas de las muestras del macizo rocoso, material mineralizado (vetas), material triturado, producto de la molienda (pulpas) junto con la distribución granulométrica. Para la realización de la distribución granulométrica se utilizando el equipo de la figura 6.

La observación microscópica, generalmente es el primer paso de toda investigación mineralógica, debido a que permite realizar estudios rápidos en base a la expectación y comparación de la morfología mineralógica (Marshall, 2014). Los minerales útiles tenemos: oro nativo, oro ocluido; en los minerales secundarios tenemos: a la esfalerita, calcopirita, blenda y galena, por último, los minerales traza tenemos: a la esfalerita, arsenopirita, pirita y pirrotina.

Para el desarrollo de este ensayo se seleccionaron previamente las muestras representativas de cada una de las vetas, tomando en cuenta indicadores comunes como: color, dureza, magnetismo, asociaciones mineralógicas, de esta manera establecer el corte adecuado para las secciones pulidas y láminas delgadas para ser analizadas en el Microscopio OLYMPUS BX51, en el caso de las láminas delgadas se utilizó luz natural y polarizada mientras que para secciones pulidas se analizaron mediante luz reflejada. En la figura 7 tenemos la ilustración de una lámina delgada.

Las muestras obtenidas en campo se describieron petrográficamente previo a la selección y elaboración de 7 láminas delgadas y 3 secciones pulidas (briquetas) en el laboratorio de petrografía de la FIGEMPA, de igual manera en el Laboratorio de Petrografía del Instituto Nacional de Investigación Geológico Minero Metalúrgico en adelante INIGEMM, se contó con la autorización para elaboración de 5 secciones pulidas e interpretación de 8 briquetas y 7 láminas delgadas en el área de Petrografía.

Por medio del análisis mineralógico, distribución granulométrica y análisis químicos se pudo identificar la presencia de oro ocluido como podemos observar en la figura 8. Se hace referencia a las principales formas con que el oro se presentó en las muestras recolectadas.

El cálculo para la malla de liberación se lo realizó por el método de S. Bouchard (2001) se determinó que la malla de liberación es a los 163 µm. Concluyendo que la mayor liberación de partículas está comprendida entre las mallas #80-100. La Malla de liberación, es decir, el diámetro que debe tener la partícula para que el mineral precioso sea liberado satisfactoriamente se determina mediante observación al microscopio; corresponde a la fracción granulométrica donde prácticamente no existen granos mixtos (granos de ganga que incluyen partículas de Au) (Neely, 2004).

Con esta información observemos la distribución granulométrica del producto del molino del tipo chileno de la planta de beneficio en la figura 9. Se utilizó el equipo de la figura 6.

Este dato de mallade liberación fue corroborado aplicando la ecuación de GAUDIN – SHUMAN (ecuación1) a diferentes datos de granulometría para obtener una función de distribucióngranulométrica:

Al despejar el tamaño de liberación a 80 %, dio como resultado 163 µm respaldando el resultado obtenido por el método de S. Bouchard (2001). El d80 de la salida del molino chileno está en 250 µm, por lo tanto, podemos afirmar que se necesita mejorar la molienda hasta obtener los 163 µm que se necesita para liberar a las partículas de oro ocluidas en los sulfuros.

En los concentrados de flotación se determinó que poseen más del 1% en cantidad de Arsénico por lo cual está siendo penalizado al momento de su venta. Para esto se ha planteado la necesidad de la realización de un estudio en flotación selectiva en donde el objetivo sería concretar los sulfuros del arsénico separándolos de los concentrados de cobre. Al momento la empresa solo realiza una flotación bulk en donde todos los sulfuros son flotados y acopiados como concentrados.

Los minerales claros observados cualitativamente en el análisis macroscópico corresponden a silicatos (cuarzo, plagioclasas, feldespato potásico, arcillas), se observó sulfuros (pirita, calcopirita, arsenopirita, galena, tetraedrita, pirrotina, blenda, hematita) y carbonatos (calcita).

En el análisis microscópico promedio de las muestras se registraron los siguientes porcentajes de minerales: arsenopirita (19.90%), esfalerita (8.70%), pirrotina (13.60%), galena (24.06%) y cuarzo (32.50%), calcopirita (1,24 %).

Se visualizó oro refractario en algunas secciones pulidas, con dimensiones entre 160 y 190 µm, las partículas se encuentran ocluidas en la red cristalina de sulfuros.

La malla de liberación óptima está entre la #80 y la #100, dado que la malla de trabajo de los molinos chilenos está en #60 se debe trabajar en la implantación de alguna mejora para alcanzar la malla entre 80 a 100 porque ahí se tendrá la liberación de oro ocluido.

La mayor distribución del contenido de oro esta sobre la malla 80 (170 micrones), razón por la cual este oro puede ser recuperado mediante concentración gravimétrica directamente.

En la literatura se recomienda realizar una molienda hasta #200 en este caso llegar a esa malla se necesita cambiar el molino chileno a molino de bolas que económicamente es bastante difícil de ahí que se sugiere realizar un estudio de conminución para saber si se puede llegar hasta una malla #100 (que se podría tener liberado al oro según la microscopia obtenida).

Se recomienda realizar un trabajo de investigación relacionado con la flotación selectiva para eliminar a la arsenopirita del concentrado de flotación y así tener una mejor rentabilidad en cuanto la venta del nuevo concentrado.

Se recomienda realizar un estudio sobre la correcta disposición de los relaves tomando en cuenta la mineralogía que queda después de las operaciones de beneficio.