Carlota

Kopalnia Carlota wyprodukowała w swojej dotychczasowej historii ponad 72 tys. ton katod miedzianych. 

Informacje ogólne

Kopalnia Carlota znajduje się w zachodniej części Stanów Zjednoczonych w regionie górniczym Miami-Globe, w stanie Arizona na poziomie 1 300 metrów (4 200 stóp) powyżej poziomu morza. Otoczenie kopalni to górzysty, pustynny teren.

Historia

Historycznie, działalność górnicza na tym terenie miała miejsce po raz pierwszy na początku ubiegłego wieku. W bliższych nam czasach rozpoznano tu złoże w połowie lat 90-tych. Jednak kolejne kilka lat poświęcono na zebranie podstawowych danych środowiskowych, społecznych i geologicznych w celu określenia wykonalności projektu i badania jego potencjalnego wpływu na otoczenie.

Zebrane informacje zostały wykorzystane do opracowania konkretnych planów i założeń mających na celu uniknięcie lub zminimalizowanie potencjalnie negatywnego wpływu na otoczenie i pozwoliły na uzyskanie pozwoleń środowiskowych. KGHM International Ltd. kupił projekt od Cambior Inc. w 2005 roku. Wydobycie rozpoczęto trzy lata później, w 2008 roku, a pierwsza miedź została pozyskana w IV kwartale 2008 roku.

Przez większość okresu swojego funkcjonowania kopalnia Carlota miała dzienne wydobycie na poziomie 40 000 ton rudy, produkując rocznie 11,2 tysiąca ton katod miedzianych. W 2013 roku kopalnia Carlota rozpoczęła jednoczesne procesy rekultywacji terenu i przywrócenia na nim roślinności oraz szczegółowe prace przygotowawcze do zamknięcia kopalni.

W 2013 roku przeprowadzono ługowanie metodą podpowierzchniową by sprawdzić możliwości wydobycia dodatkowych ilości miedzi z hałdy. W 2014 roku wydobycie z kopalni odkrywkowej zostało zakończone. Jednak produkcja miedzi jest kontynuowana przy użyciu ługowania poprzez odwierty metodą powierzchniową jak i podpowierzchniową. Pozwala to na pozyskiwanie miedzi o pozytywnej wartości ekonomicznej ze strefy składowania rudy.

Produkcja

Wydobycie rudy miedzi z kopalni Carlota odbywało się konwencjonalnymi metodami typowymi dla kopalń odkrywkowych metali. Proces produkcji rudy polegał na urabianiu skał za pomocą materiałów wybuchowych. Urobiony materiał był ładowany do wozów odstawczych, a następnie transportowany do strefy przygotowanej pod ługowanie. Oddzielnie składowano rudę tlenkową i siarczkową ze względu na różny charakter zachowania się wspomnianych materiałów w procesie ługowania. Ruda ostatecznie była składowana za pomocą przenośnika taśmowego (względy geomechaniczne, pozwalając na skuteczniejsze zwilżanie rudy roztworem ługującym). Hałdy rudy były projektowane oraz wykonane zachowując 5m różnicy w wysokościach poszczególnych poziomów, pozwalając na stworzenie sieci infrastruktury pod ługowanie oraz transportowej. W kopalni Carlota ruda była układana na hałdach stosując techniki zabezpieczające grunty od penetracji przez roztwór kwasu siarkowego (proces ługowania) – zastosowano wyścielenie powierzchni zabezpieczającym materiałem nieprzepuszczalnym tak aby warstwy materiału skalnego neutralizowały kwasowy charakter roztworu, stosowane są także kanały spływowe.

Proces produkcji miedzi w Kopalni Carlota  oparty był o procesy elektrowydzielania w procesach hydroelektrometalurgicznych. Ta metoda pozwala na ominięcie bardzo kosztownego etapu hutniczego w procesie produkcji miedzi oraz jest uznawana za wiele bardziej przyjazną dla lokalnego środowiska naturalnego. Zastosowana technologia jest określana jako ługowanie-elektrowydzielanie (SX/EW). Pierwszy etap polega na poddaniu rudy miedzi reakcji z rozcieńczonym kwasem siarkowym, uzyskując roztwór wzbogacony o miedź pochodzącą z kontaktu rudy z rozcieńczonym kwasem. Wzbogacony roztwór (PLS – pregnant leach solution) zostaje przepompowany z hałdy i po wstępnym czyszczeniu mechanicznym zostaje poddany procesowi SX.  Na tym etapie najważniejszym elementem jest wydobycie miedzi z PLS. Miedź z roztworu (PLS) trafia do zbiornika z cieczą roztworu bogatą w związki organiczne mające na celu związanie z sobą miedzi, proces zostaje wzmocniony na wskutek intensywnego mieszania. Faza organiczna (już wzbogacona o miedź) na etapie przepływu przez osadnik zostaje odseparowana od fazy ciekłej. PLS już pozbawiony miedzi jest ponownie zawracany na hałdę w celach dalszego ługowania. W kolejnym etapie mocny elektrolit wyodrębnia miedź z fazy organicznej, tworząc tzw. rafinat, który jest następnie skierowywany do procesu elektrolitycznego (EX). Natomiast faza organiczna pozbawiona miedzi jest zawracana tworząc zamknięty proces o bardzo niskich stratach i skuteczności bliskiej 90%.

Proces produkcji katod w Carlota jest stosunkowo podobny do stosowanego w Polsce. Stosuje się stalowe płyty katodowe – takie rozwiązanie jest wydajniejsze oraz pewniejsze niż w większości przypadków stosowania katod startowych. Pozwala na mniejsze zużycie prądu, są łatwiejsze w procesie użytkowania oraz ich stosowanie skutkuje mniejszą produkcją złomu.

Obecnie kopalnia Carlota prowadzi równolegle proces rekultywacji terenu po działalności górniczej oraz podpowierzchniowe ługowanie pozostałych hałd. Ten model działania przewiduje stabilną produkcję miedzi do roku 2020 do momentu całkowitego zamknięcia kopalni Carlota.