338748_TRATAMIENTODEMINERALESREFRACTARIOSPARTEIDiap1-87

1 1

META L URGIA EXTRACTIV META EXTRA CTIVA A APL A PLICA ICADA DA A MINERALES MINERAL ES DE ORO Y PLATA MODULO TRATAMIENTO DE MINERAL MINERALES ES REFRACTARIOS DE ORO ORO Y PLATA PLA TA Dr. Patrici Patrici o Navarro Donoso Consultor INTERCADE

2

1. MINERALES REFRACTARIOS DE ORO Y PLATA El oro se encuentra ampliamente distri strib buido en la natu natura ra eza, za, espe espec c a ment mente e en orm orma nat nat va y aso asoc a o a diferente tipos de minerales. Son variados los métodos que se han diseñado para su extracción, siendo los más comunes los siguientes: • Concentración gravitatoria. . • Flotación. • Pirometalurgia. • Hidrometalurgia. • Combinación de métodos. Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] [email protected] - Consultor Intercade

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2 3

En el caso de la flotación, la concentración puede ser de part partícu ícula las s libr libres es o bien bien cont conten enid idas as en mine minera rale les s de me a es ase ase su uros. uros. El oro extraído a través de procesos pirometalúrgicos se refi refier ere e bási básica came ment nte e a la recu recupe pera raci ción ón a part partir ir de mine minera rale les s de metal etales es base bases s o sus sus conc concen entr tra ados dos mediante fusión y refinación.

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4

Como los minerales de oro de alta ley han sido extensamente explotados y las reservas han disminuido drásticamente, actualmente los esfuerzos se centran en el desarrollo de tecnologías para procesar minerales de baja ley y minerales refractarios. En este ste esquema la hidrometalurgia ju juega un rol rol imp importa ortant nte e básic ásica ament mente e por ser ser proc proces esos os de alta lta efici eficien enci cia, a, en gene genera rall requ requie iere ren n de bajo bajos s cost costos os de nvers n y operac n, n, a em s e ser menos demandantes de energía y más seguros ambientalmente.



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3 5

La refractariedad de los minerales y concentrados de oro se debe principalmente a la naturaleza compleja de la form forma a que se aloja el metal tal en el mineral y a las características de la ganga. En la práctica se distinguen las siguie siguiente ntes s situaci situacione ones s que dan origen origen a minera minerales les refractarios: • Oro Oro dise disemi mina nado do o inse inserto rto en matri matrice ces s de espe especie cies s sulfuradas como pirita, pirrotita y arsenopirita. • Oro asociado a teleruros. • ro con con en o en su uros uros me cos cos como como p omo, omo, co re y cinc. • Oro en minerales con contenidos contenidos de carbón orgánico. • Oro extremadamente fino de difícil liberación.


6

En los casos anteriores el proceso de extracción de oro por cia cianurac ración debe consid siderar rar una etapa previa de pretratamiento o combinación de procesos como Carbón en . En el caso caso de los los mine minera rale les s pirí piríti tico cos, s, ni siqu siquie iera ra una una moli molien enda da muy muy fina fina (por (por sobr sobre e 400 400 mall mallas as)) libe libera rará rá las las partículas de oro para una cianuración efectiva. , evitarse o disminuir con una pre-oxidación previa.



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4 7

SULFIDE

GOLD

1. READILY LIBERATED (free-milling) GOLD SULFIDE OR OTHER MATERIAL

4. GOLD OCCURRENCE AT THE BOUNDARY BETWEEN SULFIDE GRAINS

SULFIDE 2. GOLD ALONG CRYSTAL GRAIN BOUNDARIES 5. GOLD IN CONCRETIONARY PYRITE (OR OTHER SULFIDE) ALONG FRACTURES AND/OR CRYSTAL DEFECTS

3. GOLD GRAIN ENCLOSED IN PYRITE/SULF PYRITE/SULFIDE IDE (random position)

6. GOLD AS COLLOIDAL PARTICLES OR IN SOLID SOLUTION IN SULFIDE

Representación esquemática de diferentes tipos de oro asociado minerales minerales sulf urados. Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] [email protected] - Consultor Intercade

8



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5 9

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10

PRINCIPALES MINERALES DE ORO Y PLATA Nativos

Au y Ag

Calaverita

AuTe2

Petzita

Ag3 AuTe2

Silvanita

(Au,Ag)Te4

Auroestibinita

AuSb2

Argentita

Ag2S

Cerargirita

AgCl


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6 11

2. TRATAMIENTO DE OXIDATIVOS A MINERALES REFRACTARIOS ,

2 ,

pirrotita (FeS), enargita (Cu3 AsS4), estibinita (Sb2S3) y otros sulfuros, tambien pueden ser pretratados por tostación, sin embargo, en estos casos deben adoptarse precauciones especiales a fin de evitar daños por contaminación por arsénico y gases sulfurosos.


12

TRATAMIENTO DE OXIDATIVOS A MINERALES REFRACTARIOS Minerales y concentrados de sulfuros complejos con plomo,

cinc

y

cobre

junto

con

metales

preciosos

normalmente son tratados por tostación y cianuración. En la práctica, para evitar consumo excesivo de cianuro por la presencia de cobre y cinc, el material tostado es lixiviado con ácido para disolver la mayor cantidad de cobre y cinc antes de la cianuración.



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7 13

DIAGRAMA GENERAL DE TRATAMIENTO DE MINERALES DE ORO Y PLATA Process Stage (physical processes omitted)

Types of Hydrometalurgical Reactions involved

Ore

Oxidative Pretreatment

Leaching

Purification/ Concentration

t c u d o r P e t s a W

Aqueous oxidation of sulfides Passivation of refractory ore components pH modification Corrosion of gold and complexation Corrosion of other metals and complexation pH modification Adsorption and desorption onto/off Carbon and ion exchange resins

Cementation/precipitacion of gold and other metals Electrowinning of gold and other metals Refining

Effluent Treatment

Hydrorefining Electrorefining Detoxification by oxidation of toxic constituents Detoxification by oxidation of toxic constituents Secondary metal recovery -Precipitation -Electrolytic


14

TRATAMIENTO DE OXIDATIVOS A MINERALES REFRACTARIOS En los últimos años se han desarrollado procesos de oxidación para tratar minerales y concentrados:

 Oxidación

a alta presión (300-1400 kPa y 180-210º C).

 Oxidación

a baja presión (400-800 kPa y 80-100º C).

temperatura cercana a la ambiente).  Oxidación

con ácido nítrico.



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8 15

DIAGRAMAS DE FLUJOS DE TRATAMIENTOS DE MINERALES DE ORO Y PLATA Se presentan diagramas de flujos característicos para el tratamiento hidrometalúrgico de los minerales de oro y plata, que incluyen las siguientes etapas: Reducción



de

tamaño

Cianuración-Carbón

Activado-

Electroobtención. Reducción de tamaño-Cianuración-Precipitación con Zinc.



El camino a seguir depende de: tonelaje de las reservas, leyes de oro y/o plata, características de la ganga presente.


16

Los diagramas que se muestran a continuación tienen como producto final, cátodos de oro y plata y en el otro caso cemento de oro y plata. El camino a seguir depende fundamentalmente de los elementos que acompañan al oro y la plata, ya de acuerdo a las características mineralógicas de estas, será el proceso a seguir: • • • •

Presencia de elementos cianicidas. Presencia de elementos refractarios.. resenc a e e ementos que pue en ser prec p ta os conjuntamente con el oro y plata. Presencia de elementos que pueden ser coadsorbidos por carbón activado.



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9 17

CHANCADO

CIANURACION EN PILAS O BOTADEROS

REDUCCION DE TAMAÑO CIANURACION EN PILAS O BOTADEROS

PRECIPITACION Au Zn.

FILTRADO CALCINACION /

METAL DORE

ADSORCION CON CARB ON PULPA BARREN

DESORCION ELECTRODEPOSICION

REACTIVACION

FUNDICION

DIAGRAMAS DE FLUJ OS ACTUALES SIMPLIFICADOS Y CARACTERISTICOS Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

18

En los diagramas de flujos que se presentan a continuación, se muestran las diferentes formas en que se puede realizar obtenidas en cianuración con carbón activado: • CIC: carbón en columna. • CIP: carbón en pulpa. •

: car

n en x v ac n.



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10 19

CARBON EN COLUMNA 

Carbón en Columna (CIC)

MINERAL AGUA, CAL Y CIANURO

LIXIVIACION EN PILAS Solución de Lixiviación

CARBON EN COLUMNA

Solución descargada

Carbón cargado

CARBON

ELUCION

Carbón activado

REGENERACION DEL CARBON Carbón descargado

Solución concentrada

ELECTROOBTENCION DE ORO Oro electrolítico

METAL DORE AL MERCADO


20

CARBON EN PULPA 

Carbón en Pulpa (CIP) MINERAL LIXIVIACION POR AGITACION REPOSICION DE CIANURO AGUA Y CAL

Pulpa

Carbón activado

CARBON EN PULPA PULPA A DESCARTE

Carbón cargado

REGENERACION DEL CARBON

DESORCION DEL CARBON

SOLUCION DE

Carbón descargado Solución concentrada

ELETROOBTENCION DE ORO Oro electrolítico




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11 21

CARBON EN PULPA

Cianurar Carbón Fresco Carbón Cargado

Pulpa a Descarte

Inicialmente se realiza el proceso de cianuración y luego la adsorción de oro y plata en el carbón


22

CARBON EN LIXIVIACION 

Carbón en Lixiviación (CIL) MINERAL AGUA, CAL Y CIANURO

CARBON EN LIXIVIACION POR AGITACION

PULPA A DESCARTE

Carbón cargado

Carbón activado

REGENERACION DEL CARBON

DESORCION DEL CARBON

SOLUCION DE ELUCION

Carbón descargado Solución concentrada

ELECTROOBTENCION DE ORO Oro electrolítico




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12 23

CARBON EN LIXIVIACION Pulpa a Cianurar

Carbón Cargado

Carbón Fresco Pulpa a Descarte

a lixiviar, efectuándose ambos procesos en forma simultánea


24

El proceso de carbón en lixiviación es aplicables a minerales de oro y plata que contienen materia orgánica ó ma er a car on cea. De esta manera se evita el efecto llamado pre-robbing, el cual consiste en readsorción del oro disuelto por el cianuro por la materia orgánica presente en el mineral o en el concentrado (es una de las forma en que se presenta la refractariedad).



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13 25

Area disponible al adsorbando y a la solución.

Area disponible a la solución y a iones Pequeños. Area disponible solo a la so uc n.

Esquema de la estruc tura int erna de una partícula de carbón activado Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

26

Carbón tipo Granular Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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14 27

Fotografía microscópica a 2000 aumentos.

Fotografía microscópica a 500 aumentos.


28

MATERIA PRIMA DEL CARBON ACTIVADO Y SU CONTENIDO DE CARBONO APROXIMADO Materia Prima

Contenido Aproximado

Madera Blanda

40

Madera Dura

40

Cascarón de Coco

40

Lignito

60

Carbón Bituminoso

75

Antracita

90



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15 29

CARACTERISTICAS DEL CARBON ACTIVADO ene un a o gra o e poros a y una a a super c e interna (400 a 1500 m 2/g). El Carbón Activado es un adsorbente muy versátil, ya que el tamaño de los poros, como la distribución de los poros, y forma del carbón, pueden ser controlados según las necesidades especificas.


30



Gran área específica (400 a 1500 m2/g). , adsorber gases, sustancias disueltas en líquidos.

 Posee

poros inferiores a 20 micrones (microporos),

poros intermedios de 20 a 100 micrones (mesoporos) y poros superiores a 1000 micrones

(macroporos).



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16 31

Las propiedades mas importantes del carbón activado para la extracción de oro s on:



Capacidad de adsorción.



Velocidad de adsorción.

  

Resistencia mecánica y al desgaste. Características de reactivación. Distribución de tamaño de partículas.


32

ANTECEDENTES TERMODINAMICOS Y MECANISTICOS DEL PROCESO DE ADSORCION DE ORO EN CARBON ACTIVADO. 

Antecedentes Termodinámicos:

La Capacidad de Carga aumenta con la concentración de cationes.

Ca+2> Mg +2> H+> Li +> Na+> K +

La Capacidad de Carga

CN-> S-2> SCN-> SO3-2> OH-> -

3

-

concentración de aniones.



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17 33



Antecedentes Termodinámicos: Cationes como Ca+2, Mg+2 y Na+ son adsorbidos en 2, Au(CN)2-. La adsorción de Ca+2, Mg+2, Na+ y K+ aumenta con el incremento del pH y disminuye para Au(CN)2-.

soluciones aireadas u oxigenadas.


34

FACTORES FISICOS QUE AFECTAN LA ADSORCION DE ORO: 

Eficiencia de Mezclado: La velocidad de agitación , debido al aumento de la constante cinética, hasta un cierto valor limite en la cual ya no es significativa.



Densidad de la Pulpa: La velocidad de adsorción disminuye con el aumento de la densidad de la pulpa.



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18 35

PRINCIPALES PARAMETROS OPERACIONALES DE LA ADSORCION



Temperatura.



Concentración de cianuro libre.



Fuerza Iónica.



Presión.



Concentración de iones OH -.



Tiempo de contacto carbón-solución.


Table 7.1- Effect of temperature and sodium cyanide concentration on gold loaging( 18 ) Conditions: 25 ppm Au in solution (10.4-10.8) (pH) Temperature (°C)

Free cyanide (ppm)

Rate constan (k) (h¯1 )

36

Capacity (ppm)

25 24 23

130 260 1300

3390 2620 2950

62000 57000 59000

44 43 42 43

0 130 260 1300

4190 4070 3150 3010

48000 47000 42000 33000

62 62 62 62

0 130 260 1300

4900 4900 3900 4060

35000 29000 29000 26000

81.5

260

5330

20000

Efecto de la temperatura y cianuro libre en la velocidad y cantidad de oro adsorbido Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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19 37

) 1 240 g g 200 m ( n 160 o b r a 120 n o 80 d l o G 40 0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0 10.0 11.0 12.0

Effect of the pH value of the adsorption medium on the gold capacity of the carbon (experimental conditions: Volumen of solution 300 ml, mass of c arbon 0.25 g, nitrogen -1 atmosphere, initial concentration of gold 190 mg. 1 )[20]

Efecto del pH en la carga de oro en carbó n Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

38

Carbon adsorption Conditions: Au in feed 9ppm, Cu in feed 25 ppm 10

Au Cu pH 6 pH 10

) m 8 / m ( , n 6 o b r a c 4 n o l a 2 t e M

0 2

4

6

8

10

Cyanide:copper Effect of the ratio of cyanide to copper on the relative equilibrium loading capacities of copper cyanide de and gold cyanide [18].

Efecto de la razón (CN-: Cu) en la carga de oro Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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20 39

EFECTO DEL PH Y FUERZA IONICA EN LA CARGA Y VELOCIDAD DE ADSORCION DE ORO Effect of pH and ionic strength on rate of loading and equilibrium capacity [18] Conditions: Ionic strength 0.2 M pH 6.5 pH

k (h¯1 )

Capacity (ppm)

11.3 9.1 7.1 4.2 3.1 1.5

3010 3000 3660 3900 4420 4880

75000 86000 92000 122000 143000 216000

k Ionic strength (M) (h¯1 ) 0.005 0.010 0.020 0.050 0.100 1.000

3150 3690 3480 3902 3310 4150

Capacity (ppm) 56000 60000 63000 73000 84000 113000


40

ADSORCION DE OTROS METALES PLATA complejo del oro , sin embargo la capacidad de carga de plata es menor que la de oro. La plata también puede ser concentrada al igual que el oro para un posterior proceso de electroobtención.



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21 41

COBRE La adsorción de cobre está directamente relacionada con el pH .

2

-

adsorbe a bajos pH y bajos contenidos de cianuro. A elevados pH y altas concentraciones de cianuro el complejo predominante es Cu(CN)43- ,siendo muy baja su adsorción.

El orden de

adsorción es el siguiente:

3

Cu (CN ) 4



2

Cu (CN ) 3





Cu (CN ) 2


42

PROCESO DE ELUSION

Luego que el carbón activado ha sido cargado con oro y otros metales, debe ser sometido a un proceso de elusión o desorción de oro. Este proceso se debe hacer en un volumen pequeño de solución, para obtener una solución concentrada en oro para su recuperación por electroobtención o precipitación con cinc.



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22 43

Factores que favorecen los procesos de elusión:  Temperatura y presión.

. 

Fuerza Iónica.



PH.


44

Carbon adsorption CN -

) 1 -

h 0.050 , k ( n o b r a c m o r f d l 0.025 o g f o n o i t u l e f o e t a 0 R

OH -

.

.

.

.

.

.

Concentration (mol/l) Variation of the rate of elution with cluant strength at a constant ionic strength of 1.2 at 95°C [34].

Efecto de la concentración de CN y OH- en la velocidad de desorción Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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23 45

Solution purification and concentration 0.075 ) 1 h , k ( n o b r a c m o r f l o g f o n o i t u l e f o e t a R

0.2 M CN0.2 M OH

0.050

0.2 M CN0.025 0.2 M OH-

0 0.2 0.4

0.6 0.8 1.0 1.2

lonic strength (mol/l) Effect of the ionic strength of the eluant on the rate of elution at 95°C[34].

Efecto de la fuerza ióni ca en le velocidad de desorción de oro Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

46

Solution purification and concentration 100

0

90

30

80

) % ( 70 n o i t p r 50 o s e d 40 d l 30 o G 20

60 90 150°C

10

120 110°C 93°C Concentrations: 1.0 % NaOH 0.1 % NaCH

150 180 210

) n o t / z o ( n o b r a c n o g n i n i a m e r d l o G

0

Number of bed volumes strip solution The effect of temperature on gold desorption employing Zadra solution [32].

Efecto de la temperatura en la desorci ón de oro Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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24 47

En la tabla siguiente se presentan los principales métodos industriales de elusión de oro desde carbón activado. En general, se pueden distinguir las siguientes características: -Las temperaturas se mueven en el rango de 70 a 135º C. -Existen procesos con y sin remojo previo. -Las soluciones de elusión contienen NaOH y NaCN en diferentes concentraciones. -En la medida que aumenta la temperatura y la presión aumenta la cinética del proceso.


48

CONDICIONES DE OPERACIÓN EN LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION DE ORO DESDE CARBONES A CTIVADOS REMOJO PREVIO

SOLUCION

ZADRA

METODO

No

1 % NaOH

TEMP. ( C) PRESION (kPa) 95 - 100

100

TIEMPO (Hr) 30 - 48

Z/PRESION

No

0.1 - 0.2 % NaCN

135

500

8 - 12

1 % NaOH

Z/ALCOHOL

No

0.1 - 0.2 % NaCN

RECIRC. DESDE EW COMPLETA CON RECICLAJE CONTINUO

80

100

6 - 10

DEL ELUIDO

10-20% Alc.Etílico/H20

AARL

5 % NaCN

Agua Desionizada

95 - 100

100

8 - 12

NO PERMITE

AA/PRESION

2 % NaOH

Agua Desionizada

110

200

6-8

RECIRCULACION

80 % Acetonitrilo

40 % CH3CN en H2O

25

100

10 - 13

COMPLETA CON

(CH3CN)

1 % NaCN

70

100

10

RECICLAJE CONTINUO

en 20 % H20

0.2 % NaOH

70

100

4-5

DEL ELUIDO

SOLVENTE



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25 49

Realizaremos un balance de masa asociado a un proceso de carbón en lixiviación. En una

lanta de cianuración de concentrados de oro se

envían 4m3/hr de pulpa a un proceso CIL, con 6 reactores en serie. La pulpa contiene 35% de sólidos, siendo la densidad del sólido de 3,4 ton/m 3 y la ley del concentrado de 24 gr de oro/TM. En contracorriente se agrega un flujo de 7 kg de carbón por tonelada de mineral. La eficiencia de cianuración es de 96% y la adsorción de oro en el carbón de 98%.


50

a) Determinemos la carga de oro en el carbón al final de los 6 reactores en serie. Para esto debemos encontrar la cantidad de oro que se disolvió y luego la cantidad que fue adsorbida or el carbón activado. Flujo de pulpa: 4m 3/hr (flujo volumétrico) Densidad del sólido: 3,4 ton/m 3 Luego podemos determinar el flujo másico de sólido alimentado al proceso CIL : Flujo volumétrico de sólido : 4 x 0,35 = 1,4m 3/hr Masa de sólido = 1,4m 3/hr x 3,4ton/m3 = 4,76ton/hr



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26 51

- Fino de oro en alimentación:

4,76

Ton r



24

gr Au on



114,24

gr Au r

- Determinemos flujo de agua en la pulpa

u o e pu pa : m % de sólidos:

r

35% 3

3

Flujo de sólidos: 4 m  0,35  1,4 m hr hr Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

52

Luego, flujo agua en pulpa:

4

m

3

r



1,4

m

3

r



2,6

m

3

r

-Determinemos cantidad de oro disuelto

Fino en alimentación = 114,24 gr Au/hr % oro disuelto = 96% Fino disuelto = 114,24 x 0.96 = 109,7 gr Au/hr



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27 53

- Determinemos cantidad de oro adsorbido Oro adsorbido = 109,7 gr Au/hr x 0.98 = 107,5 gr Au/hr

- Calculemos la carga de oro en el carbón - Sabemos que la cantidad de carbón que ingresa es: Flujo de carbón = 7 kg/TM, luego debemos . Flujo de mineral = 4,76ton/hr


54

Luego el flujo de carbón es: 7kgC/TM x 4,76 TM/h = 33,32 kgC/h

Están ingresando al circuito de carbón en lixiviación 33,32 kg de carbón por hora.



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28 55

Luego la carga de oro en el carbón será la cantidad de oro disuelto dividido por el flujo de carbón en el sistema: 

masa de carbón gr Au 107,5 hr  kgC , hr gr Au  3, 23 kgC Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

56

b) Determinemos la ley de oro en el ripio

Masa de oro en alimentación: 114,24 gr Au/hr

Oro disuelto: 109,7 gr Au/hr Oro en ripios: 114,24 – 109,7 = 4,54 gr Au/hr , Supongamos 5% de pérdida total de masa del mineral: 4,76 x 0.05 = 0,238 Ton/hr (pérdida de masa, masa total disuelta). Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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29 57

Flujo de sólidos en ripios = 4,76 – 0,238 = 4,522 Ton/hr

Ley de oro en ripios =

4,54 gr Au / hr 4,522 Ton / hr



1,0

gr TM

Se puede observar que los ripios de este proceso pueden ser tratados en un segundo proceso tradicional de cianuración.


58

En el problema anteriormente el carbón cargado se envía a un proceso de elusión con 0,5 m 3 de solución por hora, y la eficiencia de elusión es de 98%, determinemos la concentración de oro en la solución rica que puede ser enviada a un proceso de electrodepositaci n. Flujo de solución eluyente = 0,5 m 3/hr Flujo másico de carbón = 33,32 kg/hr Fino de oro en carbón = 33,32 kg x3,23 grAu  107,6 grAu hr

hgC

hr

Eficiencia de elusión = 98%



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30 59

Masa de oro eluído = 107,6

grAu hr

Concentración de oro en solución rica



x 0,98  105,5

grAu hr

volumen de solución 105,5



,

grAu hr 3 m



211

grAu m3

hr


60

Determinemos la carga residual de oro que queda en el carbón: Carga de oro en carbón : 3,23 gr Au/kgC Eficiencia de elusión : 98% Carga residual de oro:

3,23

grAu kgC

x0.02  0.15

grAu kgC

proceso CIL, si este valor aumenta en el tiempo, puede disminuir la eficiencia de adsorción en dicha etapa.



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31 61

QUIMICA Y CINETICA DEL PROCESO DE CIANURACION La mayoría de los investigadores proponen que la mayor parte del oro se disuelve de acuerdo a la siguiente reacción:

2 Au



4CN



2 H 2O  O2





2 Au CN 2





H 2 O2



2OH



y en menor proporción según:

4 Au



8 CN





O2

2 H 2 O





4 Au CN



2 

4 OH




62

Reacción anódica 

2 Au  4CN



2 Au CN





2e

Reacción Catódica

O2





2 Au  4CN

2 H 2O  2e  H 2O2



O2







2OH

2 H 2O  2 Au CN 2





H 2O2





2OH



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32 63

La plata metálica se comporta similarmente al oro en soluciones de cianuro y se disuelve de acuerdo

2 Ag





4CN



O2



2 H 2O  2 Ag CN 2





H 2O2





2OH


64

De acuerdo a las estequiometrías de disolución de oro y plata, se puede comentar que para esto suceda, se requiera Agente oxidante, en el caso presentado es el oxígeno. Agente estabilizador del oro en solución, cianuro. Regulador de pH, aunque no aparece en la estequiometría y por lo tanto no interviene en la reacción, es necesaria su presenc a para ev ar a ormac n e c o c an r co a partir del cianuro.



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33 65

En la figura siguiente se muestra el diagrama potencial-pH del sistema Oro-Agua. De esta figura se puede concluir que en todo el campo de estabilidad del agua, el oro metálico es estable.

El diagrama posterior oro-cianuro-agua, debido a la presencia de cianuro se crea una zona de estabilidad de - . oro sue o a a orma e u ue a c aramen e 2 establecida la línea de equilibrio entre Au y Au(CN)2-.


66

3.0

AuO2

2.5

Au3+

2.0

Au(OH) 3 (S)

.

Eh

Au(OH) 25

1.0

O2 0.5

H2O

Au 0.0

-0.5

H2O H2

[Au] = 10 -3 M -1.0 0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

Diagrama potencial – pH del sistema oro-agua Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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34 67

Diagrama potencial – pH del si stema cianuro-agua-oro


68

2.0 Ag O 23

AgCN (s) 1.0

Ag+ 2

Eh

0

-1.0

-2.0

Ag

0

4.0

-4

[ Ag] = 10 M -3 [ Ag] = 10 M

8.0 1

2.0

16.0

pH

Diagrama potencial pH del sist ema plata agua cianuro



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35 69

CINETICA DEL PROCESO DE CIANURACION

La velocidad del proceso de cianuración está controlada por la velocidad a la cual ocurre la reacción de oxidación del oro, reacción anódica. Esta situación se produce por la baja solubilidad del oxígeno en el agua a temperatura ambiente y presión atmosférica..


70

Esquema mecanístico del proceso de cianuración Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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36 71


72

QUIMICA DE LAS SOLUCIONES DE CIANURO Las sales simples de cianuro tales como: cianuro de sodio y cianuro de potasio, se disocian y disuelven en agua, dejando su respectivo catión y los iones cianuro libres. NaCN = Na+ + CNKCN = K+ + CN-



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37 73

SOLUBILIDAD DE SALES DE CIANURO EN AGUA

Avalai ble cyan ide (%)

COMPOUND

Solubility in water at 25ºC (g/100 cc)

NaCN

53.1

48

KCN

40.0

50


74

Los iones cianuro hidrolizan en el agua para formar cianuro de hidrógeno (HCN) y iones hidroxilos (OH-) -

2

-

El cianuro de hidrógeno y los iones de cianuro libre pueden ser oxidados a cianato en presencia de oxígeno 4HCN + 3O2 + H2O = 4CNO- + 2H2O 3CN- +2O2 + H2O = 3CNO- + 2OH



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38 75 20 16 12 08 OCN

04 0

H2O

O (g) 2

HO 2

O (g) 2

04 08 12 CN

HCN

16 20

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1 2 13

14

Diagrama potencial-pH del s istema cianuro-agua


76

Las reacciones anteriores no deben ocurrir durante el proceso de cianuración, pues reducen la concentración de cianuro libre y la especie de cianato formado no disuelve el oro. Las reacciones anteriores indican que la oxidación de cianuro a cianato ocurre en forma espontánea con oxígeno, pero en la práctica esto ocurre muy lentamente y se requ eren ox antes m s en rg cos, ta es como ozono, peróxido de hidrógeno, para que la reacción proceda con una velocidad importante.



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39 77

formar moléculas de cianuro de hidrógeno y iones hidroxilos, con un correspondiente aumento en el pH.

CN- + H2O = H C N + O H-


78

En soluciones aireadas de cianuro, las reacciones son extremadamente lentas

ero

ueden ser aceleradas

or

la acción de luz ultravioleta, calor, bacterias y catalizadas por dióxido de titanio, óxido de cinc y sulfuro de cadmio. Algunas de estas reacciones de oxidación son de .



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40 79


80

PROCESOS INDUSTRIALES DE CIANURACION CIANURACION EN PILAS La mayoría de las menas de oro y plata requieren preparación para ser irrigadas. Algunas menas son naturalmente porosas, lo que facilita el ataque; pero la mayoría no lo son, por lo que deben ser chancadas para obtener extracciones económicas. Los finos dan altas extracciones, pero pueden provocar problemas cuando su masa es alta, para la recuperación total a obtener en la pila.



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41 81

La cal debe ser agregada durante el chancado; para homogenizar la mezcla, por lo general se requieren entre –

g ca on.

Lechada de cal se puede preparar para circularla por la pila antes de irrigar con cianuro, con el propósito de neutralizar la acidez del mineral.


82

El

tamaño

de

partículas

de

oro

y

plata

debe

ser

extremadamente pequeño. Las partículas útiles deben reaccionar con el cianuro acuoso, debido a la porosidad natural de la mena o como resultado del chancado para aumentar superficie expuesta. Las menas deben ser

obres en cianicidas

sulfuros

parcialmente oxidados de Sb-Zn-Fe-Cu-As, minerales de cobre).



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42 83

Principales características de minerales para la aplicación de cianuración en pilas: Estar exentas de materiales carbonáceos los cuales ueden adsorber los cianuros de oro y plata, disminuyendo las extracción. Las menas no deben contener una excesiva cantidad de finos , disminuyendo el contacto metal-solución.


84

Las menas más dificultosas para tratar en pilas son aquellas que contienen apreciables cantidades de arcillas o finos.

solución, causar canalizaciones o producir zonas de la pila sin irrigación. Todos estos

efectos

producen bajas

extracciones o

recuperaciones de oro.



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43 85

PRINCIPALES VARIABLES INDUSTRIALES DEL PROCESO DE CIANURACION EN PILAS  Altura

de la Pila.



Tamaño de Partícula.



Flujo Especifico.



Tipo de Regadío.



Concentración de Oxígeno y Cianuro.


86

LIXIVIACION POR AGITACION

Este método es el más comúnmente empleado para tratar minerales o concentrados de oro y plata de leyes altas.



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