Metalurgia extractiva de oro y plata

AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO

“

”

Escriba aquí la ecuación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD

:

ESCUELA

:

Ingeniería Minas Ingeniería Química

DOCENTE

:

Ing. Elmer Arenas Ríos

CURSO

:

Materiales de Ingeniería Química

TEMA

:

Proceso Hidrometalúrgico de Oro Y la Plata

 INTEGRANTES :

Piura-Perú

2017

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PROCESO HIDROMETALURGICO DEL ORO Y LA PLATA

ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN 1.1.

RESEÑA HISTÓRICA

1.2.

USO DE LA HIDROMETALURGIA 1.2.1. Ventajas 1.2.2. Desventajas

2. MINERALES, MENAS Y YACIMIENTOS 2.1.

PRINCIPALES MINERALES

2.2.

MENAS

2.3.

YACIMIENTOS

3. EXTRACCION DEL ORO DE SUS MENAS 3.1.

DIAGRAMA DE FLUJO GENERAL 

Proceso CIP ( Carbón en Pulpa)

3.2.

TRATAMIENTO DE LA MENA

3.3.

CONCENTRACION DE LA MENA 3.3.1. Flotación 3.3.2. Tostación

3.4.

DISOLUCION O LIXIVIACION

3.5.

RECUPERACION DEL METAL VALIOSO 3.5.1. Precipitación 3.5.2. Adsorción con carbón activado activado

4. LA REFINACIÓN DEL ORO 5. RESERVAS Y PRODUCCIÓN MUNDIAL














PROCESO HIDROMETALURGICO DE ORO Y PLATA

1. INTRODUCCION 1.1.

RESEÑA HISTORICA

El oro es, quizás, el primer elemento que el hombre reconoció como metal. 

Los primeros descubrimientos con respecto a este metal podrían estar fechados en el año 4000 A.C y fueron encontrados en Egipto y Mesopotamia.



Por el año 2000 A.C ya se realizaba, en Egipto, la separación del oro de la plata y del cobre (afino del oro) mediante tratamiento térmico con sal común.



Según algunas referencias, la primera moneda de oro aparecida fue del año 600 A.C.



Aunque Egipto fue el principal país productor de oro hasta el apogeo del imperio romano, este metal fue encontrado y utilizado en otros países y regiones como la india, Irlanda, bohemia o la península ibérica.



En la edad media se desarrolló la fusión con plomo y la copelación (separación del oro de sus impurezas por procesos de fusión oxidante).



Descubierta América, los conquistadores españoles llevaron grandes cantidades de oro a Europa.



En el S XVII se realizó la separación del oro y la plata y empezó a afinarse el oro



En 1846, Elsner descubrió que las disoluciones de cianuro de sodio podían disolver el oro



En 1867 se usó, con gran éxito el afino afino del oro con cloro
















Sin embargo, hasta 1889 se aplicó por primera vez el método de cianuración a escala comercial en nueva Zelanda



En 1970 el método tradicional de percolación o tratamiento con cianuro se cambió por el método de carbón en pulpa o el de resina en pulpa.



En estos últimos años se describen métodos basados en la formación de nuevos complejos de oro, como los formados con tiourea, aunque la extensión a escala comercial de estos procedimientos no se ha producido. Por lo que, el proceso que se sigue en mayor proporción actualmente sigue siendo la lixiviación utilizando cianuro.

1.2.

USO DE LA HIDROMETALURGIA

Como ya se sabe la hidrometalurgia es la rama de la metalurgia extractiva que utiliza disoluciones acuosas para la obtención de los metales, normalmente en un rango de temperaturas comprendido entre 25 y 250ºC ; al mismo tiempo los procesos pueden operarse a presiones de solo algunos KPa , es decir incluso a vacío , pero también hasta alcanzar 5000 KPa. Uno de los campos de mejor aplicación de este proceso es el tratamiento, de minerales pobres, e incluso marginales, sin necesidad de transformar la gran cantidad de ganga inerte en la cual se encuentran ocluidos. Es así, que por ejemplo, se acepta que el cobre fue el primer metal aislado comercialmente a partir de disoluciones acuosas; por lo que minerales que contengan oro y plata donde su ley es muy baja se recomienda utilizar este tipo de procesos. Actualmente la hidrometalurgia se utiliza mucho en e n la obtención del oro o ro y otros metales nobles (plata), ya que su ley en los minerales es mínima. El oro en especial, es uno de los metales nobles de mejores características y uso más extendido. Esto es debido a sus propiedades singulares. Su inalterabilidad en diversos ambientes ha hecho del oro un metal muy apreciado; sirvió pronto como referencia de cambio comercia siendo el soporte














cubico de caras centradas (fcc) hace que presente una amplia capacidad de deformación plástica. Sin embargo, el oro es el más maleable y dúctil de todos los metales, destacando su gran conductividad eléctrica y también térmica. El oro se emplea casi siempre en forma de aleaciones porque es demasiado blando y caro para la mayoría de las aplicaciones industriales; el oro, la plata y el platino pueden formar entre si disoluciones sólidas, aunque también puede admitirse cobre ya que su solubilidad en el oro es ilimitada. 1.2.1. VENTAJAS 

Los procesos hidrometalurgicos son los más adecuados para el tratamiento de menas complejas y para la producción de un gran número de subproductos.



Puede ser utilizada utilizada ventajosamente para el tratamiento de menas pobres o marginales con difícil concentración.



Los costos de capital de los procesos hidrometalurgicos hidrometalurgicos se incrementan lentamente cuando la escala de las operaciones disminuye a comparación de la pirometalurgia (su velocidad de incremento de capital es más rápida).



La hidrometalurgia trabaja a temperaturas temperaturas relativamente bajas con lo que los consumos energéticos son reducidos.



Los costos de personal para la hidrometalurgia son significativamente significativamente menores que para la pirometalurgia.



La hidrometalurgia es una alternativa alternativa a los los procesos de vía seca para reducir la polución atmosférica, especialmente la provocada por las emisiones de dióxido de azufre.



Los residuos de la hidrometalurgia, tales como disoluciones y pulpas, puede ser manejados con facilidad con sistemas de bombeo nada complejos.

1.2.2 .2.2.. DE SV ENTAJ AS
















Desde el punto de vista del consumo de reactivos, la hidrometalurgia es más problemática.



No hay ventajas económicas apreciables en el tratamiento de minerales ricos o concentrados frente a los métodos de vía seca.



La ingeniería de las plantas hidrometalurgicas suele ser más compleja que la de las plantas de vía seca.



Los procesos hidrometalurgicos generan importantes cantidades de residuos sólidos y líquidos que son fuente de problemas muy importantes de vertido.

2. MINERALES, MENAS Y YACIMIENTOS DE ORO 2.1.

PRINCIPALES MINERALES

El oro se encuentra en la naturaleza en estado nativo o como una aleación con plata denominada electrum. Otras aleaciones con metales del grupo del platino, o con cobre son bastantes raras. En cantidades muy pequeñas existen minerales del tipo Telururo, como la calaverita (AuTe2), la Crennerita (AgAu)Te 2 , y la silvanita (AgAu)Te 4, y otros más; también se han detectado algunos sulfuros ,antimoniuros y seleniuros. El oro se encuentra en las redes de muchos minerales de cobre (en este caso , en disolución solida) , plomo , plata y platino en pequeñas cantidades en particular en los sulfuros. Sulfuros como la pirita, el mispiquel, la pirrotina, la galena y la blenda, e incluso, aunque más raro, hay compuestos auríferos a base de Bi y Sb (Auroestibina). MINERAL INERAL

COMPOSICIO COMPOSICION N

Oro natural

Au (Au, Ag)

El ectrum C l

it

A T

CONTENIDO

DURE DUREZA ZA

DENSI DENSIDA DAD D

Mayor al 75%

16-19

2.5-3

45%-75%

13-16

2-2.5

40 40%

92

253

DE ORO
















2.2.

MENAS

Desde el punto de vista de la metalurgia extractiva las menas se pueden clasificar en función de las asociaciones del oro con otros elementos. Dicha clasificación es la siguiente: 

Oro libre: Cuando no está incluido en otros minerales, el oro es particularmente fácil de extraer por simple separación gravimétrica, amalgación o cianuración directa.



Oro asociado a sulfuros de hierro: cuando se encuentra diseminado bajo la forma de finas partículas en los cristales de pirita o de pirrotina su extracción necesita un proceso más complejo precisando, en general, una pre concentración y una calcinación, o destrucción química de los concentrados, seguida de una cianuración.



Oro asociado a minerales de As o Sb: la presencia de estos elementos hace al tratamiento aún más difícil y el proceso clásico (concentración, calcinación y cianuración), puede conducir a rendimientos de extracción demasiados bajos para permitir una explotación económica.



Oro asociado a minerales de Cu, Pb y Zn: El oro puede ser un subproducto importante de otros metales. Algunos minerales de Cu,














Los telururos, insolubles en el tratamiento de cianuración, hacen también que la mena se le denomine como refractaria. Refractarios también son los minerales con alto contenido en arcilla y carbón.

TIPO D E MEN A AU R IFE R A

P R OC E SOS

Concentración gravimétricaaglomeración-cianuración residuos(oro fino) 

ORO LIBRE

Concentración gravimétrica-flotación 

-Aluviones, eluviones ,fluviones

–cianuración –cianuración de oro

fino(residuos) Flotaciónoxidación(tostación) concentrados 

ORO COMBINADO

–cianuración –cianuración ,cianuración ,cianuración

de residuos Cianuracion directa Tratamiento residuos con SO2 

-Teluros





Flotación –tostación de

concentrados-cianuracion 

Flotación –cianuracion

concentrados-tostaciónresiduos de cianuracion Concentración 














2.3.

YACIMIENTOS

Existen distintos tipos de yacimientos: yacimientos primarios (tipo volcánicoSedimentario,

de

tipo

preorogénicos

y

de

tipo

plutónico-volcánicos

postorogenicos) y los yacimientos secundarios (tipo detrítico). Los yacimientos primarios son de muy diferente naturaleza; son típicas las venas de oro en cuarcita de origen hidrotermal, pero cada caso es singular y el mineral necesita un tratamiento concreto . Los yacimientos detríticos son particularmente importantes. Al ser el oro un metal inalterable, se libera al ser destruidas las menas auríferas. Como resiste el ataque de los disolventes naturales, como resiste el ataque de los disolventes naturales, se concentra arrastrado por arroyos y ríos en aluviones auríferos o placeres que suelen ser de bastante extensión y elevada riqueza. Estos se forman en todas las épocas geológicas. El witwatersrand (Sudáfrica), más conocido con el nombre de Rand, es un placer fósil o conglomerado. Se asegura que en este yacimiento está más de la mitad de la producción actual y la mitad de las reservas conocidas

3. EXTRACCION DEL ORO DE SUS MENAS La extracción de metales por hidrometalurgia se lleva a cabo mediante














3.1.

DIAGRAMA DE FLUJO GENERAL Mena de Au

Mineral Fino

Mineral Grueso

Concentración Gravimétrica

Tratamiento de la Mena

Molienda Amalgamación

Sulfuros de Pb, Zn Fe

SI HAY

Flotación

No Hay

Sulfuros As, Sb

No hay Lixiviación

Separación Sólido- Líquido

Tostación

Si hay concentrado

Lavado

Mineral agotado (sólido)
















Proceso CIP ( Carbón en Pulpa)

Es el método preferido a nivel mundial para la recuperación del oro de la pulpa cianurada. Este proceso se puede usar para una gran variedad de materiales: desde la mena todo uno hasta materiales de desechos de productos de tostación. La base del proceso consiste en que la medida que el oro se disuelve contacta con el carbón activo y se adsorbe en la superficie. La fácil separación del carbón retira de la disolución de lixiviación el oro que se reextrae de aquel con la disolución alcalina concentrada. El oro se recupera por electrólisis. Las ventajas del proceso CIP sobre la cementación con cinc son: 

Menores costes de capital capital y operación.



El carbón se añade directamente a la pulpa de cianuro evitando evitando así la necesidad del filtrado y clarificación.



Las pérdidas de oro soluble son menores.



Las menas que contienen materiales carbonosos pueden ser procesadas sin pérdida de oro en la fracción carbonosa, si se recupera todo carbón.



Los materiales materiales gruesos se tratan con éxito. éxito. Mineral Molienda
















3.2.

TRATAMIENTO DE LA MENA

Las menas en las que el oro se encuentra muy fino no pueden ser tratadas por procedimientos mecánicas ni por amalgamación, y el oro se disuelve en forma de complejo por reacción, las partículas de oro deben ser liberadas por quebrantadoras y molinos de bolas en húmedo, y separadas en clasificaciones. Las menas de oro terrosas contienen partículas de oro grandes o sulfuros que pueden no ser adecuadas para la cianuración. Es, por tanto, necesario un pretratamiento que consiste en la concentración gravimétrica, normalmente, seguida de una amalgamación. La amalgamación se basa en el hecho de que cuando el oro limpio entra en contacto con el mercurio líquido éste forma una aleación con aquel para dar una partícula revestida con el metal líquido; dicha partícula tiene unas propiedades similares a las del mercurio. Las partículas amalgamadas se adhieren unas a otras formando una masa plástica que se conoce como














cinética de la extracción. La pirita es poco soluble, la pirronita en cambio es muy soluble en cianuro sobre todo a altas concentraciones de este (>100 ppm)

3.3.2. Tostación Debido a su elevado costo operativo, esta técnica en general no es aplicada más que sobre los concentrados, obtenidos por flotación. Por el contrario, el tostado de los concentrados de oro es practicado cuando los sulfuros de hierro, de arsénico o de antimonio están presentes. El tostado permite, además, liberar el oro sub-microscópico contenido en los sulfuros, eliminar el arsénico, en menor medida, el antimonio (que son nefastos en la cianuración. Permite también oxidar ciertos sulfuros como la pirrotina soluble a los cianuros y destruir los reactivos orgánicos (floculantes, colectores, etc.). También elimina las materias carbonatadas que pueden fijar el oro














Definidas las temperaturas de tuesta es importante, la cantidad de oxígeno que debe estar presente en el proceso. Durante la tostación, ocurre una reacción química que produce un cambio de especies, según las condiciones que se empleen. En un gran porcentaje de sulfuros destinados a la tuesta, el principal componente es la pirita.

3.4.

DISOLUCION O LIXIVIACION

La plata y el oro se encuentran con frecuencia asociados en cierto grado. Pueden lixiviarse a la presión atmosférica en soluciones acuosas diluidas de cianuro de sodio o de potasio, las cuales disuelven los metales rápidamente si se mantienen condiciones oxidantes:

4Ag  8NaCN  O₂  2H₂O → 4Na(Ag (CN)₂)  4NaOH














Zn + 4NaCN + 2H 2O

Na2ZnCN + 2NaOH + H 2

Es fundamental que no haya oxígeno presente en la solución que ha de precipitarse, porque en esta etapa todo el oxígeno se combinará con el polvo fino de zinc para formar hidróxido de zinc y ferricianuro de zinc, productos que interfieren con la reacción de precipitación y dan origen a un producto de baja calidad. La separación del oxígeno se logra sometiendo la solución a vacío, dentro de un tanque a presión reducida, lo que ocasiona que el oxígeno (aire) salga de la solución en burbujas y sea succionado. Después se agrega el polvo de zinc a la solución desareada, lográndose un contacto íntimo ya que el polvo se añade hacia el extremo de alimentación de la bomba de succión. La precipitación es bastante rápida, y la solución agotada que contiene las partículas de oro y plata en suspensión, junto con el exceso de polvo de zinc, es forzada por la bomba de succión hacia una prensa de placa y bastidor, en la cual se retienen los sólidos y se separa la














4. LA REFINACIÓN DEL ORO Hasta el siglo XIX, el oro se recogía de sus yacimientos y, al ser muy maleable, se conformaba para obtener las joyas sin necesidad de realizar ningún proceso de refino. Los primeros procesos de afino de este metal eran procedimientos pirometalúrgicos como la copelación. Estos métodos podían eliminar los metales menos valiosos pero que no eran capaces de recuperar o eliminar otros metales preciosos, en particular, la plata, por lo que el oro que se obtenía no presentaba una elevada pureza (la ley podía variar entre valores tan lejanos como 60 o 90%). Por lo tanto, se desarrollaron métodos de purificación de oro por vía química, o hidrometalúrgica b, mediante los cuales se consiguió elevar la ley de oro de los denominados dorés , aleaciones de metales preciosos obtenidas por copelación. Los ataques ácidos permitían la solubilización selectiva de los metales y su posterior recuperación.
















A . E l proc pr oces es o con ácido áci do nítri nítr i co

El ácido nítrico es un reactivo muy eficiente para la disolución de los metales base y de la plata que pueden acompañar el oro; sin embargo, el oro contenido en el material de partida no debe exceder del 30% para que le proceso no pierda eficacia. La plata se recupera de la disolución resultante, por precipitación, como cloruro de plata. A continuación, se realiza la cementación de los otros metales disueltos con hierro o cinc. El residuo que queda después de la lixiviación con ácido nítrico, se lava con ácido clorhídrico y se funde. En muy raros casos se llega a obtener oro














B . E l proceso con ácido s ulfúrico ulfúrico

Este proceso necesita que el material aurífero sea una aleación de oro con plata o con cobre para que la lixiviación con ácido sulfúrico tenga éxito (con la plata, la relación es de 2 a 5 partes de Ag por 1 partes de Au). La solubilización de plata, y de todos los metales que forman sulfatos solubles, da lugar a un residuo aurífero que se puede fundir o moldear. El oro obtenido no es de elevada pureza. La plata se recupera de la disolución de lixiviación mediante bien cristalización del sulfato de plata y posterior cementación con hierro o cinc, o bien directamente mediante cementación de la disolución con cobre.



























5. RESERVAS Y PRODUCCIÓN MUNDIAL RESERVAS MUNDIALES

Perú es el país con las mayores reservas de plata en el mundo, con el 24,5 % del total, y cuenta además con las mayores reservas de oro, plomo y










































automotriz y vehículos en general, pues el oro resiste altas temperaturas y agentes corrosivos. Los contactos de los ‘airbags’ también lo contienen.

Otros usos que se le dan son detectar las emisiones contaminantes de














inicia con la deforestación de grandes hectáreas de terreno donde se planea que funcionara la mina, destruyendo la capa vegetal de los suelos, quedando alterada irreversiblemente, dejando atrás un paisaje inerte. Esta














susceptibles de contaminar suelo, aire, recursos hídricos superficiales como subterráneos de la cada vez más escasa agua dulce, con los riesgos que ello implica para la biodiversidad, a través de la cual también puede




























Metalurgia extractiva de oro y plata

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