UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
CINETICA DE CIANURACIÓN VARIABLES DEL PROCESO
6.1.3.2 Temperatura Como resultado del aumento de las activ ac actividades tivida idades des y llas as ve veloc velocida velo locida cidades idades des de difusión difusión de la s especies especies reaccionantes, aumenta la velocidad de di diso solu luc luci c ción ión ió ón n d de e oro con la la tempe te temperatura, mperat ratura ura,, ha hast hasta has sta ta a lll llega le egar garrr a un ga máximo de 85 º C aproximadamente aproximadamente (Figura 6 6..12 .12 12)). ). Por encima de esta temperatura la Por disminuc dis disminución minución ión d de e la la sol solubi ubilid lidad ad del oxígeno supera los beneficios de la activid act actividad ividad ad iónic iónica a aum aumen aumentada entad tada a y llas as velocid vel velocidades ocidades ades de difusión. difusi dif usión ón. Teniendo Tenie Te niendo ndo en cue en uen nta el el ej ejem empl plo o q que qu ue se se muestra en la figura 6. 6.12 .12 12,, se pued puede e observar que con observar con un un aumento del 20% 20 % a all 25% 25% e en n la la vel veloci ocidad dad de disol di disolución soluc ución ión se co cons consi nsig nsigue igue gue ue el elev eleva ele evar var arr la temperat temp temperatura eratura ura de 25 º C a 85 º C. C. Esto es apoyado por por la figura 6. 6.13 .13, 13, que indica la extracción de oro en función del ti función tiemp tiempo tie empo mpo o a temperaturas temperat temp eraturas uras entre 21 º C y 45 º C C..
Figura 6.12 Efecto de la temperatura sobre la velocidad de disolución de oro en solución gasificada con 0,25% KCN [35]
Fi ura 6.13 fe t e la temperatura re la re upera i e r a partir e material al i a [31]
El alto costo asociado con un aumento de la temperatura rara vez se puede justificar justificar para el tratamiento de minerales de baja calidad, por lo que generalmente se aplican a temperatura por temperatura ambiente ambiente.. Sin embargo, temperaturas elevadas se han aplicado a la lixiviación de materi mat materiales eriales ales d de e alta altta cal al calid calida idad ad d (po (por (porr r eje ejempl mplo, o, los conce concentrad concen con centra ntrados trados dos os por gravimetría).. gravimetría) Esta práctica requiere que el cianuro libre adicional y el oxígeno sea suministrada, usualmente usualmente por por sis sistem sistemas siste temas mas as a presión presión.. Esto forma la base para un proceso de cianuración intensiva intensiva..
6.1.3.3. pH El diagrama EhEh-pH -pH para el sistema oro oro--cianuro -cianuro (Figura 6. 6.3 .3) 3) indica que el impulso electr impulso electroquí oquímico mico pa par para ra la dis disolu olució ción, n, es de decir cir,, la dif difere erenci ncia a de potencial ent potencial entre re las lín líneas eas que repre representa sentan n la oxida oxidación oxidac oxi dación ción ión de dell o oro or ro y las las reacciones de reducción del oxígeno, se maximiza a valores de pH entre 9,0 9, ,0 y 9, 9,5 ,5 aproximadamente. aproximadamente.
Figure 6.3 Potential-pH equilibrium diagram for the system Au-H2O-CNAu-H2O-CN- at 25ºC. Concentrations of all soluble gold species = 10-4 M [6]. [CN-]total = 10-3 M, pO2 = pH2 = 1atm, log ( [H2O2 ] ± [HO2-]/pO2 )
Normalme te, la lixi ia i Nor con on c cia ian ia nur o se re real aliz iza a en los val alo ore res s de pH > 9, 9,4 ,4 para eviitar tar lla a pér pér dida ex exc cesiva de cia ian nur o porr hi hid dr li lis sis, co com mo se explic expli ca en la secc ccii n 6. 6.1 .1. 1.1 .1. 1. L La a Lixi Lixiv Lixivia iac ci n con c cia ian ia nur o a baj ajo o pH pH que que esti ado se erá rá un me med para re red reduciir r la la cal (o bases) se ha inv nve dio para s),, y red re duciir r la la esc scala ala de cons consum umo o. Si Sin n em emb bar o, a me med dida que que dismi min nuye el pH, la pr el pro por ci n de cia ian nur o pre pres sente en una so solu luc ci n, pa pas sa ará rá a aumen aume nttar ar la la conc conce entra trac ci n del cia ian nur o de hi hid dr eno (Fi ura 6. 6.1 .1) y en un sistema de lixi lixiv lixivia iac ci n cerra errad da debe ser er usado para para pre prev preveniir r la la pér dida ex exc cesiva de cia ian nur o por r vo volatiliza vo latilizac ci n de H N.
Fi ura 6.1 spe pec cia iac ci n de cia ian nur o y el cia ian nur o de hid hi dr eno en so solu luc ci n acuos osa, a, en en fu func ncii n del pH
El estudio de la termodinámica indica que el HCN debe ser ser capaz de lixiviar lixiviar el oro, pero las investigaciones han demostrado que HCN no lixivia al oro a un ritmo suficientemente rápido para competir competir con la cinética de la lixiviación con CN libre [[36 36] 36]. ]. En algunos casos, se puede utilizar utilizar pH bajo tanto para reducir reducir las conce con concentraciones centr ntrac acion iones es de ci cian anur uro o en en los los efl efluen uentes tes de dell si sist stem ema a de lixiviación así como para reducir lixiviación reducir la velocidad velocidad y extensión de otras reacciones colaterales indeseables, indeseables, por por ejemplo, la disolución disolución de minerales de antimonio y arsénico arsénico.. En estos casos, las mejores condiciones, debe ser ser determinado por por pruebas en el mineral de interés.. interés El efecto del pH sobre la velocidad de disolución de oro por por encima de pH 9 9,,,5 5 es pequeño y depende de la presencia de otras especies en solución y componentes minerales, así como el tipo de reactivos utilizados para la modificación del pH pH.. En algunos casos, la velocidad puede disminuir disminuir notablemente con el aumento de pH, debido debido a un incremento incremento en la proporción proporción de reacciones de interferencia, como la disolución de sulfuros y otras especies reactivas reactivas.. Estos efectos son generalmente más severos con hidróxido de calcio que con hidróxido de sodio o de potasio debido a la menor menor solubilidad de muchas de las sales formadas. formadas.
En la práctica, por lo general otros factores fact ores del proceso determinan las condiciones de pH real aplicado, por ejemplo: La ve veloc locida idad d de dis disolu disoluci diso olució lución ción ón n d de e los los com componen comp ponentes onentes tes de otros otro ot ros s minerales mine minerales, rales,, por por ejem ejemplo plo,, cobre cobre,, hier hierro, ro, telu telurio, rio, ant antimo antimonio antim imonio onio nio y minerales de arsénico, que puede afectar afectar negativamente a la lixiviación de oro. oro. Propiedades de sedimentación de los compuestos acuosos Viscosidad del lodo lodo.. Costo de la modificación del pH La precipitación precipitación de las especies en solución, por por ejemplo, calcio y hierro hierro
En consecuencia, el pH óptimo para la lixiviación depende de un de una una s seri se eri rie e de de facto factores fact fa ctor ore res es rel relac relaciona rela acion cionados ionado ados dos s y de debe deben ben ser ser obte ob obtenidos teni nido dos s d de e for forma forma inde indepen pendien diente te para para ca cada da tti tipo ip po o de de mineral y sistema sistema de lixiviación lixiviación..
6.1.3.4 Area superfi uperfic cial La ve La velo loci cida dad d de di diso solu lució ción n es di dire directamente rect ctame ament nte e proporcional a la superficie expuesta de oro y de proporcional otros factores de las partículas. partículas. El área de superficie expuesta se relaciona con la distribución de tamaño de las partículas y las características de liberación de la materia prima, y es afectada por por la eficiencia de los procesos de trituración anterior anterior a la lixiviación lixiviación.. La vel veloci velocidad velo ocidad cidad dad aumen aumenta aument aume nta ta a con la dismi disminu nució ción n de dell tamaño de las partículas, debido a un aumento en la liberación de oro y / o la superficie de las partículas de oro (debido a un aplanamiento o la rotura física durante la molienda) molienda)..
Sin embargo, esto no es siempre el caso y la velo velocidad loci cida dad d de dis iso olu luci ció ón de mi min nera rale les s qu que e contengan oro pued contengan de e dism smi smi min inuir r con lla a dis disminución ismi minu nuci ción ón de del del tama mañ ño de lla las as pa part partículas, rtíc ícul ulas as,, debid debido ido o a all aume men ntto o del el íín índi nd dice ice op opue opuest uesto, sto st o, o, de reaccio rea reacciones ccione nes s sec secun secu se cund unda ndar daria aria rias ias s qu que que co con nsu sume men n lo los s reactivos.. reactivos En tales casos, el tamaño de partícula óptimo es una re una relaci rellación ación ón en entre entre tre la ext extrac racció ción n de de oro y el consumo de c consumo cianuro. ianuro. Al Alte Atern Alt lter erna rnat nati ativ ivam tiva vamen amen mente ente te, te, , , elel tratamiento previo de oxidación puede presentar la via d la de e pro proces cesamie amient nto o más at atra ract ctiv ivo o pa para ra estos minerales minerales.. Los tamaños de las partículas empleado emple empleados ados s nor normalmen norma no rmalmen malmente lmente te en en llo los os si siste stema mas s de lilix lixiviación xiv ivia iaci ción ón se d disc di iscu is scut cute uten ten en n en en lla a se sec cci ció ón 6 6..1 .1. 1.5 .5. 5.
6.1.3. A itaci n La disolución de oro está relacionada por por lo general al tran tr transporte ansp spor orte te de de masa e en n co cond condic con ndic dicione icio ione iones nes s nor normal normalmente malmen mente te controladas y se aplica en la lixiviación con cianu cianuro, ro, por lo que la velocidad depende del espesor espesor de la capa de difusión y las características de la mezcla o pulpa. pulpa. El aum aument ento o de la agi agitaci agitación agitac tación ión ón aumen aumenta aument aum enta ta a la vel veloci ocidad dad de disolución hasta un máximo, a partir partir del cual la agitación tiene poco o ningún efecto efecto.. El espesor espesor de la capa de difusión se minimiza, minimi min imiza, za, aum aument aumentando entand ando o la velocidad de flujo de la solución con las últimas partículas sólidas sólidas.. En los sistemas de lixiviación de lodos esto se logra mediante la me mezc zcla la de só sóli lido dos s y la so solu lució ción n con con air ire ir e o p por or agitación mecánica mecánica..
Aum Aumentar Aumen enta tarr eell gr gra ado de ag agit itac ació ión n en en lo los los si sist sistemas stem emas as pobremente pobremente mezclados podría m mejorar ejorar significativamente la velocidad significativamente velocidad de disolución disolución de oro, como resultado de la reducción del espesor espesor de la capa de di difus difusió dif fusió usión ión n y la mejora mejor mej ora a de la homog homogenei eneidad dad de la pulpa.. pulpa En si sist stem emas as bi bien en mez mezcl clado ados s el ef efec ecto to e es s me men menos nos importa impo importante rtante nte po porq porque por rque que ue la la pu pul pulp llpa pa o lo los los lo lodo dos s so son son má más s homo ho homogéneos mogé géneo neos; s;; se se convierte cada vez más difícil reducir el espesor espesor de la capa de difusión por por agitación, y el aumento de agitación suele ser ser injustificable injustificable.. Esto es Esto es es espe especi esp peci ecialm cial almen alment mente ente te e cier cierto ciertto to en la la ma may yor oría ía de sistemas que utilizan tecnología moderna de mezcla mecáni mec mecánica ánica ca y pro probabl bablemen emente te tambi también también én se ap aplilica ca a la mayoría de los sistemas de agitación con aire aire..
En los sis sistem sist si stem temas emas as en mo mont montón, ntón ón,, verte vertedero vertederos, deros, s, bateas, o in situ, el espesor espesor de la capa de difu di difusión fusi sión ón es esta estaci est taci aciona cion onar onaria aria ria ia al alred alr lre reded ede ded edor dor or de de llas as partíc par partículas tícula ulas s sól sólid sólidas idas as se de dete term rmiina po por por r lla a velocidad de flujo de la solución solución.. Por ottr Por tra ra pa art ar rte, cua uand uando ndo se trata d de e partículas gruesas, grue gr uesas sas,, la difusión difusión por por poros juega juega jue ga uunn p pape pa ape pell im impor importante portan tante te (y a veces predo pre domi min nante te)) en obtener obtener los reactivos y productos desde y hacia la superficie del mineral (por (por ejemplo, oro) oro)..
Aunque el aumento de la velocidad de flujo de la solu so solución luci ció ón pu pued pue ued ede de tener r un e efec ef fe ecto ctto o si simi mila millar lar r al al producid pro producido ducido o por por el au aumen mento to de la vel veloci ocidad dad de agitación en los sistemas de lodos, es decir, con el au aumen mento to de la ve veloc veloci vel locida ocidad idad dad d de tra transp nsport orte e de masa de especies reaccionante reaccionantes reaccionantes s indeseab indeseables, les, la la concen con concentración centra tració ción n de de oro e en n la so solu solució sol lució ución ción n lix lixivia lixiviada iviada da disminuye, lo que podría reducir reducir la eficiencia de los procesos posteriores posteriores.. Además, se debe dejar dejar el tiempo suficiente para que los reactivos y productos se difundan sobre las superficies de los minerales minerales..
6.1.3.6 fec fecto de los los ion es de one plo pl metales omo y otr os os metale s Es bi bien en sab sabid ido o qu que e el el or oro o pu puro ro se dis disuelv uelve e muc mucho much ho o más lentamente que el oro aleado con plata o el oro que contiene pequeñas cantidades de otros metales metales.. Algunos Alguno Alg unos s ca catio catio ca tione tione nes nes ss div divale alente ntes s p pued pu uede ue eden den en n te ene en nerr un efecto efe fec ct o beneficioso significativo beneficioso significativo sobre la velocidad de disolución de oro.. oro Traz Tr Trazas azas as de plo plomo, plom pl omo, mo, o, mer mercur curio, io, tal talio, io, bis bismuto bism bi smut muto uto o s se e sab abe abe e que que despolariza la superficie del oro y previen previene e o reduce el efecto de pas pasiva ivación ción q que ue se se ob obse serv rva a a -0 -0 0,,4 ,4 V en la cu curv rva a de polarización de oro, lo que permite acelerar acelerar las velocidades de lixiviación de oro oro.. Este efecto, que se muestra en la Figura 6.14 6. .14 para el mercurio y los iones de plomo, se cree que es debida a la deposición de pequeñas pequeñas cantidades cantidades de mercurio metál met metálico álic ico o e en n un una una po porc porci rció rción ión ón n d de e la la su supe perfi rfici cie e d de e oro ro,, de la siguiente siguiente manera: manera: 2+ + 2 Pb2+ 2Au Au Au + 4 4CN CN-
Pb + 2Au(CN) 2 Au(CN) Au(CN)2-
6.1 14 fecto de la ad adici n de ion ione es de plo plomo y mer curi urio mpo rtamien Fi ura 6. o en el co comp ortamie nto anód nódiico del or o en una so solu luc ción de cia ian nur o al alc cali alino no.. An Ante tes s de cada barri arrido do anód nódiico co,, el elec electr odo odo que quedó dó baj ajo o condiicion cond one es de cir cuit uito o abiert ierto o dura uran nte min minut utos os [16]
Muchos minerales y concentrados contienen pequeñas cantidades de mercurio y plomo plomo solubles en agua, agua, y con menos frecuencia bismuto y talio, que, naturalmente, pueden ayudar ayudar en el proceso de lixiviación.. Cua lixiviación Cuando Cuan Cu ando ndo do est esto esto o no es el ca caso so,, el plom plomo plomo o solub soluble solubl sol uble le e (o el mercur mer mercurio, curio, io, tali talio, talio, o, bis bismut muto) o) pue pueden den aña añadir añad añ adir dirse irse se a llo los os sis siste tema mas s de lixiviación para mejorar mejorar la disolución de oro oro.. La desventaja potencial de esta práctica es que cualquier cualquier especie de metal añadido podrá presentarse en el producto final de oro o en los relaves relaves.. Aunque la adición de iones de plomo plom pl omo o a concentraciones de 1 a 10 mg / L puede puede ser ser beneficioso, beneficioso, las concentraciones de plomo en exceso de 20 mg / L se han encontrado que retardan la disolución de oro oro.. La adición de tan sólo 20 mg / L de talio ha demostrado tener tener un efecto beneficioso significativo sobre la lixiviación lixiviación de oro, que es más pronunciada en las condiciones en que puede estar estar ocurriendo pasivación ((33 33 33)). ). Aunque la presencia de cantidades pequeñas ((5 5 a 10 mg / L) de los iones sulfuro ha demostrado tener tener un efecto significativo sobre el retraso de las veloc retraso velocidad idades es de disolución disolución de oro, esto se puede aliviar aliviar mediante la adición de plomo. plomo.
6.1.3.7 In Intera teracc alv cciión al vánica con min mi erales nerale s de sulfur o uchos Muchos
mine minerales mineral rales es sul sulfurado furados s tiene tienen n con conducti ductivida vidad d suficiente suficiente para permitir permitir reacciones reacciones de transferencia transferencia de electrones en su superficie.. Cuando tales sulfuros minerales, están en contacto superficie eléctrico dir eléctrico direc directo ecto to co con n oro oro or o o alea aleacione aleaci ale acione ciones ones s de or oro, o, la interacción interacción galvánica puede ocurrir ocurrir durante la lixiviación, esto puede afectar a la velocidad de lixiviación lixiviación de oro oro.. Una investigación de este efecto ha indicado que el efecto de la interacción galvánica es aumentar la velocidad de lixiviación de oro cuando el oro está en aumentar contacto eléctr contacto eléctrico ico con los mine minerales rales sigui siguiente entes s (en orden orden de magnitud magnitud del efecto beneficioso): beneficioso): Pirrotita = galena > pirita>> oro (sin estar estar en contacto con el mineral mineral de sulfuro) sulfuro) Por otra parte, Por parte, cuando cuando el oro está en contacto contacto eléctrico eléctrico con calcopirita, la interacción galvánica disminuye significativamente la velocidad de disolución, disolución, mientras que la calcocita actúa como ánodo y se detiene por por completo la disolución (42 (42 42)). ).
GR ACIAS
