UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA ANGEL AZAÑERO ORTIZ
AGLOMERACIÓN AGLOMERACIÓN DE MINERALES AURÍFEROS El método de cianuración en montón ha probado ser la técnica más económica para recuperar metales recuperar metales preciosos: oro y plata. Sin embargo algunos minerales pueden presentar serios inconvenientes durante el tratamiento metalúrgico, los cuales pueden ser: ser: 1-
oco oco o nula nula per perme meab abili ilida dad d del del pad pad o pil pila a debi debido do a la pre prese senc ncia ia de de abu abund ndan ante te µ material !ino menor a "# mallas $-% ' ba(o la !orma de arcillas, limonitas.
"-
res resen enci cia a de ele eleme ment ntos os o com compu pues esto tos s cian cianic icid idas as:: )s, )s, Sb, Sb, *g, *g, +u +u,, carb carbón ón,, teluros, aguas ácidas, originando !uertes consumos de cianuro y cal.
-
nte nterr crec crecimie imient ntos os mine minera raló lógi gico cos s de oro y plat plata a en tama/ tama/os os atóm atómic icos os o subsubatóm atómic icos os,, no perm permit itie iend ndo o e0po e0pone nerr las las part partc cul ulas as vali valios osas as a la solu soluci ción ón li0iviante. 2as ra3ones anteriormente e0puestas repercuten en recuperaciones pobres de metales valiosos, por lo 4ue es necesario investigar para cada mineral el métod método o de bene!i bene!icio cio y las condic condicion iones es más adecu adecuada adas, s, por e(empl e(emplo o los minerales con !uerte presencia de materiales !inos y arcillosos re4uieren de aglomeración.
CUANDO AGLOMERAR UN MINERAL ara li0iviar un mineral en montón la caracterstica !undamental es 4ue los minerales tienen 4ue permitir 4ue las soluciones li0iviantes li0iviantes puedan di!undirse di!undirse y llegar a todas las partculas y poder poder disolver el el oro, diseminado en en el mineral. En algunos minerales la presencia de abundante contenido de materiales lamosos, !orma masas masas compactas compactas y origina segregació segregación n de partculas durante durante la !ormación !ormación del pad o amontonamiento del mineral. 2a !igura 56" nos muestra este !enómeno, este caso es per(udicial por4ue no de(a 4ue las soluciones de cianuro lleguen en !orma !orma uni!orme uni!orme a toda la cama cama causando pérdidas en los relaves, estas partculas !inas se !orman durante las operaciones de chancado o por o0idación y degradación natural de los minerales7 cuando esto sucede sucede lo mas mas aconse aconse(able (able es aglomera aglomerarr el mineral, mineral, previ previa a a la cianur cianuración ación en montón.
1
AGLOMERACIÓN 2a aglomeración se reali3a me3clando el mineral con cantidades adecuadas de agua y algún aglomerante por un determinado perodo de tiempo !ormando silicatos alcalinos hidratados !uertes de tal manera 4ue las partculas menores se (unten a las mas grandes, como resultado tenemos sólidos aglomerados llamados 8pellets verdes8 4ue son bastante porosos y a la ve3 adheridos !uertemente, la !igura 5 6 nos aclara el concepto de aglomeración.
COMO SE LOGRA LA AGLOMERACIÓN 2a aglomeración se logra principalmente debido a: 1. 9niones l4uidas entre partculas 4ue aparecen por !enómenos de mo(abilidad o tensión super!icial. ". )gentes enla3antes de alta viscosidad 4ue al solidi!icarse cristali3a atrapando a las partculas !inas. . 9niones sólidas 4ue establecen puentes entre partculas de manera di!erente como por e(emplo: cristali3ación de sales, adhesión, crecimiento, !usión y cristali3ación del ligante. . ;uer3as de
. ;uer3as de atracción magnética.
CARACTERISTICA DE UN BUEN AGLOMERANTE a' b' c' d'
Sirve como medio de adherencia entre partculas, !avoreciendo las !uer3as de cohesión. 5o debe contaminar, ni reaccionar cuando se realice el proceso hidrometalúrgico. c' ?ranulometra !ina, para ocupar los volúmenes vacos entre partculas. @ebe ser económico, abundante y estar al alcance del consumidor.
AGLOMERANTES 2os aglomerantes 4ue se pueden usar en minera son: cal, cemento tipo , más comúnmente utili3ado en la industria de la construcción, magnesia, dolomita calcinada, cloruro de calcio y !loculantes. El cloruro de calcio y la dolomita no son buenos aglomerantes, la magnesia es un aglomerante para minerales con ba(o contenido de !inos y las propiedades aglomerantes disminuyen con el tama/o del aglomerado y el tiempo. 2os me(ores aglomerantes son el cemento portland y la cal, no permitiendo la emigración de partculas !inas con la solución li0iviante siendo el cemento el aglomerante 4ue me(ores resultados ha dado, !ormando aglomerados estables y !uertes 4ue resisten las mas severas condiciones de li0iviación en montón y en el tiempo. 2
EQUIPOS Y MAQUINAS PARA AGLOMERAR 2os e4uipos mas usados para aglomerar son:
1.
".
)glomerador de !a(a 2as partculas de mineral via(an a través de la !a(a !ormando aglomerados, se recomienda su uso para minerales con ba(o contenido de !inos. 2a !a(a produce menor grado de aglomeración con respecto a otros. )glomerador de disco Se trata de un disco rotatorio inclinado respecto a la hori3ontal, el agua se alimenta a través de rociadores para obtener el tama/o de pellets re4uerido, para ello se puede hacer uso de una serie de variables de operación como son:
.
)glomerador de tambor Son cilindros rotatorios con relación
L =
2.5
D
) .& con un inclinación de >6 4ue giran al #B de su velocidad crtica. ?eneralmente un 1C de su longitud es usada para me3clar el mineral con el aglomerante, el resto del cilindro se a/ade agua en spray para e!ectuar la aglomeración. El tiempo de retención del mineral en la má4uina se puede determinar:
D S )
D A 1. F) 2, donde: S@5 A minutos, 2 A pies, @ A pies, 5 A GH A inclinación pulgadaCpie, 2 A largo y A )ngulo de reposo del mineral a ser aglomerado
VARIABLES DEL PROCESO DE AGLOMERACIÓN a' cantidad de aglomerante por D+Cmineral b' B humedad c' tiempo de curado
3
AVANCES EN PROCESOS DE AGLOMERACIÓN @e las investigaciones reali3adas al respecto podemos apreciar en la !ig. 5 6 como varia el rate de percolación o !lu(o de solución a través del pad con y sin aglomerante para un mineral chancado a -1C"8, con 1"B de humedad y " horas de curado. )s el mineral sin aglomerante alcan3a un !lu(o de #.1" galonesChora 0 tI y se mantiene constante durante todo el tiempo 4ue dura la li0iviación7 el mismo mineral al recibir el proceso de aglomeración con % a 1" lb de cemento por tonelada de mineral el !lu(o alcan3a un má0imo valor de >## galChora 0 tI, me(orando notablemente el rate de percolación. En la !ig. 56& vemos como varia la velocidad de percolación en !unción del contenido de humedad con 4ue se reali3a el curado, un buen rate se obtiene con 1"B de humedad, pero humedades 4ue varan entre % y 1>B producen aceptables velocidades de !lu(o. El e!ecto del rate de percolación en !unción del tiempo de curado lo muestra la !igura 56 > estos datos nos indican 4ue con % horas de curado se obtiene un óptimo rate de percolación, lográndose este mismo e!ecto en " horas cuando se aglomeró con cal.
RESUMEN DE RESULTADOS INVESTIGADOS 2os resultados investigados demuestran e!ectivamente 4ue al aglomerar el mineral, el rate de percolación se incrementa de #.1 $sin tratamiento' hasta >1# galChora 0 !tI lo 4ue signi!ica una me(ora de >,1## veces mas 4ue las partculas de oro estarán e0puestas a la solución li0iviante al li0iviar en montón a -1C"8 de tama/o de partcula, obteniendo #B de e0tracción del oro, se reportan los mismos resultados al cianurar por agitación.
TABLA N° 1
RESUMEN DE RESULTADOS
+ondiciones óptimas de pre-tratamiento +emento tipo lbCDH mineral *umedad :B Diempo curado : horas
1# 1" %
Gate de percolación: galChr 0 !tI Sin pre-tratamiento +on pre-tratamiento E0tracción B ro
#.1# >1# #
4
Efect !e "# A!$c$%& !e C$#&'( !'(#&te e" c'(#! En este caso las investigaciones reali3adas con el mineral !ueron: sin curado $sin aglomerante', con curado, y con curado y adición de solución concentrada de cianuro, los resultados obtenidos son mostrados en la Dabla 56". TABLA N ° 2
@atos de li0iviacion en columna de un mineral con material !ino
M$&e(#" A*"+e(#! c& M$&e(#" )$& A*"+e(# &te +ab. calc.JCD+ )u )g
Ce+e&t , #*'#
Ce+e&t #*'# , c$#&'(
#.#K #.
#.1# #.#
#.1# #.#
#
1#
1#
"
"
%.>
#
1"
1"
#.1#
>1#
>##
Diempo li0iviación : das
">
K
&
+onsumo de cianuro lbCton mineral
1.#
#.%
#.>
>%.1 1&.>
#. ">.
.># 1.##
+emento ortland 1bCDon mineral +ianuro lbCton soluc. *umedad B peso Gate percolación ?alChr 0 !t"
Gecuperación B )u )g
5
@e los resultados mostrados en la tabla anterior deducimos 4ue al agregar cianuro en soluciones concentradas durante el curado, disminuye el tiempo de li0iviación de "> a & das as como también ba(a el consumo de cianuro, demostrando de!initivamente las bondades de aglomerar o me(or aún, aglomerar con cemento y cianuro simultáneamente algunos minerales.
Efect !e" (#te !e -e(c"#c$%& , e" t$e+- !e "$.$/$#c$%& 2as pruebas 4ue e0plican este comportamiento se reali3aron siempre tomando como in!ormación las me(ores condiciones de traba(o con las cuales se han obtenido los más óptimos resultados, para esto se ha evaluado di!erentes !lu(os: La(o, moderado y rápido: #.K, &. y 1.K gal Chr 0 !tI r espectivamente. Tabla N° 3
E!ecto del rate, perodo de li0iviación y la recuperación del oro:
Ve"c$!#! !e f"'0 *#"2( . ft3 La(o : #.K Hoderado : &. Gápido : 1.K
Pe(4! !e "$.$/$#c$%& 5(#)
Rec'-e(#c$%& 6 A'
1"&
>>.>
K&
%.K
1%
K#.#
2os resultados muestran 4ue se acorta el perodo de li0iviación en !orma signi!icativa cuando la ta3a de percolación es rápida. 2a !igura 56 muestra la recuperación acumulada vs. el tiempo de li0iviación a di!erentes rates de percolación, en ella podemos apreciar 4ue con un !lu(o rápido se logra buena recuperación, por e(emplo en > hrs. se recupera el >.#B, la misma recuperación se puede obtener para los otros !lu(os si e0trapolamos las curvas respectivas, esto es en >& y 1,### horas para un !lu(o moderado y lento respectivamente. En la !igura 56 % se puede apreciar como varia la concentración de oro en !unción del tiempo para di!erentes velocidades de percolación, para !lu(o rápido la concentración de oro es ba(a, e0plicable debido al mayor volumen de solución usada, sin embargo los valores metálicos de estas soluciones se puede recuperar 6
!ácilmente por di!erentes métodos de igual manera las soluciones obtenidas a otros rates.
APLICACIÓN A UN MINERAL @e todo lo estudiado anteriormente y sacando las condiciones óptimas de tratamiento metalúrgico se procedió a investigar el método a una muestra de mineral de una mina de nuestro pas con propiedades pobres de percolación.
M$&e(#"*4# 2a muestra en un e0amen organoléptico y puesta al microscopio binocular presentaba las siguientes caractersticas: !uerte contenido de !inos principalmente arcillas, limonitas y otros ó0idos de !ierro en matri3 de cuar3o y calcosilicatos, escasos sul!uros principalmente pirita. El oro visible es muy poco principalmente debe encontrarse absorbido en las limonitas de la muestra.
P('e7#) e.-e($+e&t#"e) or la caracterstica mineralógica de la muestra los métodos de recuperación del oro podran ser !lotación, cianuración o combinación de ambas, en éste último caso los costos de tratamiento se elevaran demasiado y la !lotación reporta recuperaciones solo alrededor del B, por lo 4ue se decidió estudiar al mineral aplicando primero cianuración por agitación si los resultados !ueran buenos se continuara aplicando li0iviación en montón sin y con aglomeración previa, las condiciones de traba(o y los resultados obtenidos son descritos a continuación:
PRUEBA N° 1 CIANURACION POR AGITACION a'
+ondiciones de traba(o
Hineral ?ranulometra @ilución ;uer3a de cianuro p* Diempo E4uipo b'
: " gramos : 1##B - >& mallas - "1" micrones : C1 : #.1#B : 11.# : " horas
: )gitador de rodillos
+onsumo de rectivos : MgCDHSH
+al 5a+5 c'
: . : ". Gesultados
7
TABLA N° 8 P(!'ct
V"'+e& Pe)
Le,e)9 +*"t A'
Rec'-e(#c$%& 6 A'
Solución rica
## c.c.
1.%
&
solución de lavado
c.c.
#.%
1#
Gesiduo de
" ?r.
#.#
1&
+ianuración
----------
-----
---
-------------------------
" ?r.
#."#
1##
+ab. calc. d'
bservaciones )l ver los resultados obtenidos podemos concluir 4ue en " horas de tratamiento se ha logrado e0traer el %&B del oro total.
L$.$/$#c$%& e& +&t%& )$& #*"+e(#c$%& +ondiciones de traba(o: Hineral : 1# Mg ?ranulometra : 1##B - C%8 φ Diempo : "# das )gua : .& litros +ianuro : #.1# B p* : 11.# Gate de percolacion : #.# galonesChr 0 !tI
L$.$/$#c$%& e& +&t%& c& #*"+e(#c$%& C&!$c$&e) !e t(#7#0 5ota: !ueron las mismas de la prueba 5 6", solo se agregó cianuro y cemento luego se dio un tiempo de curado, variando el !lu(o y el tiempo de cianuración. 2a e0tracción del oro se determinó al anali3ar la solución rica en los das indicados. )glomerantes +urado Diempo de li0iviación
: cemento portland & MgCDHSH : % horas : & das 8
Gate de percolación E4uipo y diagrama de !lu(o
: .% galChr 0 !tI : ;ig. 56K
TABLA N° : Re)'+e& !e (e)'"t#!) !e "$.$/$#c$%& e& +&t%& E.t(#cc$%& 6 A'
Re#ct$/) ;GTMM
+ondicionCtiempo @e 2i0iviación
& das
"# das
+ianuro
cemen to
Sin aglomeración +on aglomeración
&
&% %1
".> 1.%
--&.#
OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES 1.
El método de cianuración por agitación se reali3a a granulometra !ina, 1##B - >& mallas y la li0iviación en montón a granulometra gruesa en rangos de tama/os desde - "8 φ hasta - 1C8 φ , los traba(os en esta investigación se reali3aron al 1##B - C%N.
".
El tiempo de curado se inicia al me3clar el mineral con el aglomerante hasta 4ue empie3a la li0iviación.
.
+ada mineral tiene sus propias caractersticas mineralógicas por lo 4ue se recomienda investigar el comportamiento metalúrgico en cada caso espec!ico.
.
E0isten varios aglomerantes mencionados en este traba(o, en el !uturo se descubrirán otros materiales naturales o sintéticos, actualmente la cal y el cemento han demostrado buenas cualidades aglomerantes por lo 4ue se recomienda probar ambas con cada mineral 4ue se re4uiera bene!iciar, la elección dependerá mucho de los resultados metalúrgicos obtenidos, costos y transporte del aglomerante al lugar de consumo.
CONCLUSIONES 1.
ara minerales 4ue no presentan contenidos importantes de !inos, la li0iviación en montón se puede reali3ar sin aglomeración previa.
".
)l li0iviar minerales con !uerte contenido de !inos o lamas se debe estudiar su comportamiento metalúrgico con y sin aglomerante. 9
.
@e todos los aglomerantes mencionados los 4ue me(ores resultados metalúrgicos han reportado son el cemento ortland y la cal, ncrementando la recuperación de oro y disminuyendo el consumo de cianuro.
.
2os costos por aglomeración !luctúan alrededor del 1#B del costo total del proceso.
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