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Refinación del oro y plata - Lixiviación

 

 

Refinación del oro y plata - Lixiviación

 

 

Autores: Angel Azañero Ortiz; Pablo Nuñez Jara;

 Victor Vega Guillén; Manuel Caballero Ríos; José Vidarte Merizalde

Fuente: www.sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones

/geologia/Vol_IVN%C2%B07/recup_oro_plata.htm

 

Recuperación - Refinación - de la Plata y Oro de Minerales por Lixiviación

 

La lixiviación (Heap Leaching) en montón es un proceso muy económico para tratar metalúrgicamente minerales con baja ley en metales preciosos, este método de tratamiento recibe un fuerte impulso a mediados de la década del 70 del siglo anterior, cuando el oro alcanza cotizaciones de hasta 600 US$/onza el año 1980; se implementa el rehusó del carbón activado y se beneficia minerales con fuerte contenido de finos mediante aglomeración.

 

Palabras claves: Lixiviación en montón.

 

 

I. Introducción

 

El principio básico de la cianuración es aquella en que las soluciones alcalinas débiles tienen una acción directa disolvente preferencial sobre el oro y la plata contenidos en el mineral. La reacción enunciada por Elsher en su Journal Prakchen (1946), es la siguiente:

 

4 Au + 8 KCN + O2 + 2 H2O

      = 4 AuK(CN)2 + 4 KOH           (1)

 

La química involucrada en la disolución de oro y plata en el proceso de cianuración en pilas es la misma aplicada en los procesos de cianuración por agitación.

 

El oxígeno, esencial para la disolución del oro y plata, es introducido en la solución de cianuro mediante la inyección directa de aire al tanque solución de cabeza, por irrigación en forma de lluvia y por bombeo de la solución recirculante.

 

La velocidad de disolución de los metales preciosos en soluciones de cianuro depende del área superficial del metal en contacto con la fase líquida, lo que hace que el proceso de disolución sea un proceso heterogéneo; la velocidad de disolución depende también de la velocidad de agitación lo que indica que el proceso sufre la presión de un fenómeno físico.

 

Otros factores que influyen en la velocidad de disolución son las siguientes:

 

a) Tamaño de la partícula.- Cuando se presenta oro grueso libre en la mena, la práctica generalizada es recuperarlo por medio de trampas antes de la cianuración ya que las partículas gruesas podrían no disolverse en el tiempo que dura el proceso.

 

Bajo condiciones consideradas ideales con respecto a la aereación y agitación, Barsky encontró que la velocidad mínima de disolución de oro es 3.25 mg/cm2/hora.

 

b) Oxígeno.- Es un elemento indispensable en la disolución del oro y plata (aereación de la pulpa); siendo el aire atmosférico la fuente de oxígeno utilizado en el proceso de cianuración.

 

c) Concentración de la solución de cianuro.- La solubilidad del oro en una solución de CN aumenta al pasar de las soluciones diluidas a las concentradas. La solubilidad es muy baja con menos de 0.005% NaCN, crece rápidamente cuando contiene 0.01% NaCN y después lentamente, llegando al máximo cuando contiene 0.25% NaCN. La proporción más eficaz es de 0.05 a 0.07% NaCN. La concentración usual de CN para el tratamiento de menas de oro es de 0.05% NaCN y para menas de plata de 0.3% para concentrados de oro-plata, la fuerza de NaCN está entre 0.3 - 0.7%. El NaCN es el más usado en el proceso de cianuración, aunque también se emplea el KCN.

 

d) Temperatura.- La velocidad de disolución de los metales en una solución de NaCN aumenta con el incremento de la temperatura, hasta 85°C arriba de esta temperatura; las pérdidas por descomposición del cianuro es un serio problema.

 

e) Alcalinidad protectora.- Las funciones del hidróxido de calcio en la cianuración son los siguientes:

 

- Evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis.

- Prevenir pérdidas de cianuro por acción del CO2 del aire.

- Neutralizar los componentes ácidos.

- Facilitar el asentamiento de las partículas finas de modo que pueda separarse la solución rica clara de la mena cianurada.

 

f) Porcentaje de finos.- Este aspecto es muy importante, porque, cuando el % de finos es alto, mayor al 20% del total (< -10 mallas,1.7 mm) las partículas tienden a aglutinarse en consecuencia no dejan pasar las soluciones de cianuro por lo que estos minerales requieren otro tratamiento posiblemente curado con cal ,cemento o ambos para lograr aglomerarlos y facilitar la percolación.

 

 

Descripción del proceso

 

La lixiviación en pila es una lixiviación por percolación de mineral acopiado sobre una superficie impermeable, preparada para colectar las soluciones; a escala industrial contempla el tratamiento de 1000, 10 000 hasta 50 000 ton/día o más de mineral. La adopción de la técnica está condicionada a las características del mineral, habiéndose determinado en forma práctica y a escala piloto las características favorables, por sus menores costos de capital y de operación, es también atractiva para el desarrollo de depósitos pequeños. Su gran flexibilidad operativa le permite abarcar tratamientos cortos (semanas) con mineral chancado o bastante prolongados (meses hasta años) con mineral grueso, al tamaño producido en la mina.

 

En líneas generales, el mineral fracturado o chancado es colocado sobre un piso impermeable formando una pila de una altura determinada, sobre la que se esparce solución diluida de cianuro de sodio que percola a través del lecho disolviendo los metales preciosos finamente diseminados.

 

La solución de lixiviación, enriquecida en oro y plata se colecta sobre el piso permeable que, dispuesto en forma ligeramente inclinada, la hace fluir hacia un pozo de almacenamiento. Desde este pozo, la solución es alimentada a una serie de estanques de clarificación, filtración, precipitación, etc. retornando el efluente estéril a la pila de mineral:

 

a) Trituración: Dependiendo del tamaño al cual sea adecuado triturar puede existir chancado en 1, 2 ó 3 etapas. En este tipo de lixiviación son comunes los chancados sólo hasta la etapa secundaria.

 

b) Cianuración: Consta de un tanque de cabeza de una capacidad instalada a una altura sobre la pila. La solución lixiviante fluye por gravedad hacia el Pad. La solución pregnant es recepcionada mediante un canal de concreto que al igual que al piso de las pilas tiene una pendiente de 1.5% pasando luego a los filtros mediante una tubería plástica.

La solución después de habérsele eliminado los finos y el oxígeno pasa un tanque de agitación herméticamente cerrado en donde se le adiciona zinc en polvo y acetato de plomo.

 

C) Precipitación:

- El principio de la precipitación de metales preciosos contenidos en soluciones de CN empleando polvo de zinc, está basado en el hecho de que el oro y la plata son electronegativos respecto al zinc, ocurriendo un reemplazo electroquímico del oro y la plata por el zinc, seguido por el desplazamiento del hidrógeno del agua por el sodio según la siguiente reacción:

 

        NaAu(CN)2 + 2NaCN + Zn + H2O= Na2Zn(CN)4 + Au + H + NaOH

 

En la práctica, ocurre un exceso en el consumo de Zn por encima de la demanda teórica debido a que tanto el CN con el alcali libre en la solución tienden a atacar al Zn disolviéndolo.

 

Las reacciones son más eficientes con la adición de acetato de plomo:

 

Pb(CH3-COO)2- + Zn = (CH3 - COO)2- + Pb-

 

 

 

Precipitación en carbón activado

 

Se realiza generalmente cuando el mineral contiene muy poca proporción de Ag, es decir cuando el mineral está constituido principalmente por oro como metal precioso.

 

Desorción del oro del carbón activado

 

En este caso generalmente el carbón cargado con oro es sometido al proceso de desorción en volúmenes alcalinos alcohólicos, el oro pasa a solución, formando un electrolíto rico en oro el cual pasa a electrodeposición en cátodos de lana de acero que es fundido previo lavado ácido para recuperar el oro.

 

En la Fig. N° 1 tenemos un Flow Sheet, completo de un proceso de Heap Leaching.

 

 

Aspectos básicos para diseñar una planta de lixiviación en montón

 

El proceso de lixiviación en pilas o heap leaching es un tipo de lixiviación por aspersión o goteo usada desde hace muchos años en la metalurgia del cobre del tipo oxidado.

 

En el Perú existe una serie de pequeños yacimientos auríferos de baja ley que pueden ser susceptibles de utilizar esta técnica con bastante éxito.

 

Las principales ventajas de este proceso se deben a que requiere de una inversión moderada, unido a costos de operación relativamente bajos frente a cianuración por agitación.

 

Mineral

 

El mineral debe ser chancado al 100% de cualquiera de las mallas siguientes:

        100 % - 1"

        100 % - 3/4"

        100 % - 1/2"

        100 % - 3/8"

 

Los tres primeros tamaños se logran con trituración secundaria, mientras que la última sólo se obtiene con chancado terciario.

 

Las pruebas de laboratorio revelan la cantidad necesaria de cal que debe adicionarse al mineral para neutralizar la acción de los ácidos, siendo habitualmente dosificado en seco durante el chancado.

 

Algunos minerales con contenido excesivo de arcillas son difíciles de tratar debido a los problemas de porosidad y permeabilidad del lecho. En tales casos se puede aplicar una aglomeración con cal y cemento formando aglomerados que mejoran notablemente la percolación de la solución lixiviante con 5 kg de cal o cemento por TM de mineral y 8 a 10% de humedad se puede conseguir muy buenos resultados.

 

 

 

Construcción de la pila

 

Constituye la parte fundamental del proceso y sobre el cual debe darse la mayor atención, siendo los factores principales:

 

Tipo de piso

 

1. Piso de arcilla compactada debe ser impermeable y durable para lo cual se protege con una capa de arena o grava para prevenir la destrucción del piso durante la operación de carguío del mineral o en la descarga mediante buldozer o cargador frontal. El piso tiene una leve pendiente aproximadamente, 1.5 % para permitir el escurrido de la solución, alrededor de éste se deja una berma de recolección cuya profundidad no sobrepasa los 30 cm.

 

2. Piso de asfalto.- Con las mismas exigencias que el anterior, su implementación depende del costo y duración, el espesor de la capa dependerá de la altura del mineral.

 

3. Piso de plástico.- Una vez compactada el área elegida se coloca tiras de plástico de un espesor mínimo de 0.8 mm las que sueldan en el terreno, esta fibra de polietileno <Hypalon >debe protegerse con una capa de arena.

 

4. Piso de hormigón.- Al igual que los anteriores necesitan una buena base compactada dependiendo de la altura del mineral y del tipo de hormigón su espesor no debe ser mayor a 10 cm.

 

Refinación del oro y plata - Lixiviación

 

 

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