IV TALLER DE DIFUSIÓN MINERA CENTRO DE INVESTIGACIÓN MINERA Y METALÚRGICA
CIANURACIÓN EN PISCINA DE MINERALES DE ORO Eduardo Catalano Cortés Productor y Presidente Asociación Minera de Copiapó
Copiapó, 05 de Octubre de 2006
INTRODUCCIÓN En pequeña escala, el tratamiento de minerales de oro se puede realizar con alguno de los siguientes métodos: Concentración por Flotación Concentración Gravitacional Amalgamación Cianuración
CIANURACIÓN DE MINERALES DE ORO La cianuración de minerales de oro, es el proceso de disolución de oro utilizando como reactivo cianuro de sodio. La reacción química es la siguiente: 4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O
4NaAu(CN)2 + 4NaOH
Los aniones CN- liberan del mineral los cationes Au+ para formar un complejo soluble. La disolución se puede realizar con alguno de los siguientes métodos: Método Dinámico : Cianuración con Agitación Método Estático : Cianuración en Piscinas
CIANURACIÓN DE MINERALES DE ORO El método más apropiado para aplicar a un determinado mineral depende de factores técnicos y económicos, entre otros: Tonelaje a tratar Características físicas y mineralógicas de la mena Leyes y reservas de la mina Tipo y cantidad de minerales acompañantes Costos de inversión y operación
PROYECTO SANTA ROSA Corresponde a un proyecto minero de pequeña escala, consistente en la cianuración en piscina de minerales de oro y en pequeña cantidad de plata. El oro y la plata se recuperan de la solución para la obtención de metal doré como producto final. El proyecto se localiza próximo a la localidad de Inca de Oro, Comuna de Diego de Almagro, Provincia de Chañaral, III Región de Chile. Al área del proyecto se accede a partir de la carretera que une Paipote con Diego de Almagro.
Localización Proyecto Santa Rosa
Alimentación de Mineral El mineral que alimenta la planta proviene de la Mina San Pedro y Santa Rosa, Sierra El Inca, ubicadas en la localidad de Inca de Oro.
La ley media del mineral de alimentación es de 3,5 a 5 gr/ton de oro y de 10 a 15 gr/ton de plata. El mineral es chancado con un chancador de procedencia china hasta un tamaño de 100% bajo ¼” y luego aglomerado en un tambor aglomerador con adición de 5 kilos de Cal por tonelada, humedecido con solución de 2 g/Lt de cianuro libre.
Alimentación Mineral Chancado a Tambor Aglomerador
Cianuración La cianuración se realiza en una piscina, con capacidad para contener 220 toneladas de mineral. La piscina está construida en albañilería de cemento recubierto por placas de fierro de 2 mm de espesor. La piscina se inunda con una solución de cianuro con una concentración de 0,5 g/lt de cianuro libre y se recircula. También ingresa a la batea oxígeno mediante aspersores y la alcalinidad de la solución se controla con papel pH y titulación con ácido oxálico, para tener pH = 11. En 1 mes se puede cianurar el equivalente a 2 piscinas (440 ton/mes de mineral)
Inundación de la Batea con Solución Cianurada
Cianuración (cont.) La cianuración en piscinas asegura el contacto total entre el mineral y la solución lixiviante. La cianuración en piscinas permite una operación en un ambiente cerrado, contrarestando situaciones climáticas extremas. Se trabaja en circuito cerrado con bajos tonelajes, lo que facilita el control de la operación. La cianuración en piscinas se utiliza en pequeña minería de Colombia, Ecuador y Perú, tratando cantidades de 60 a 200 ton por piscina, con tiempos de lixiviación entre 15 y 30 días.
Factores que Afectan la Disolución del Oro Tamaño de las partículas. A mayor tamaño se requiere mayor tiempo de reacción para la cianuración. Concentración de cianuro. Como referencia, en la práctica se acostumbra trabajar con soluciones que tienen una concentración de 0,02 a 0,5 % NaCN. Concentración de oxígeno. El uso de oxígeno es indispensable para la disolución del oro, bajo condiciones normales de cianuración.
Factores que Afectan la Disolución del Oro ¾ De acuerdo con estudios académicos, a bajas concentraciones de O2, la velocidad de disolución depende solamente de la concentración de CN-, y a altas concentraciones de CN- la velocidad de disolución depende solamente de la concentración de O2 en la solución. ¾ En la práctica, la velocidad de disolución está controlada por la concentración de O2 y su difusión hacia la superficie de los minerales. El aumento en la concentración de cianuro libre no acelera la reacción.
Factores que Afectan la Disolución del Oro Temperatura. El aumento de temperatura aumenta la actividad de la solución, pero disminuye la cantidad de O2, por lo que normalmente se lixivia a temperatura ambiente. pH. Se opera en ambiente alcalino (pH entre 10,5 y 11,0), de manera de: Evitar pérdidas de cianuro volatilización de HCN NaCN + H2O
HCN + NaOH
Prevenir pérdidas de cianuro por acción del dióxido de carbono en el aire: 2 NaCN + CO2 + H2O
2 HCN + Na2CO3
Con pH alcalino se desplaza la reacción hacia la izquierda (se inhibe la formación del ácido HCN).
Factores que Afectan la Disolución del Oro Con la operación en ambiente alcalino: Se neutraliza la presencia de componentes ácidos que resultan de la descomposición de diferentes minerales. Se neutraliza la presencia de componentes ácidos como sales de fierro y sulfato de magnesio que pueden estar contenidas en el agua. Se facilita la sedimentación de partículas finas de sólido, con lo que se obtiene soluciones ricas más limpias.
Recuperación de Oro
Recuperación de Oro de la Solución Existen cuatro formas clásicas para recuperar el oro de las soluciones: 9 Proceso Merril Crowe 9 Adsorción con Carbón Activado 9 Proceso de Intercambio Iónico 9 Electroobtención En pequeña minería es más habitual el uso de las dos primeras
Proceso Merril Crowe: El proceso Merrill Crowe consiste en la precipitación del oro (que está en solución) sobre cinc metálico (polvo de cinc en cantidad de 0,5 a 1,5 partes de cinc por parte de oro). El proceso es bastante antiguo, al que se le ha introducido algunas modificaciones, como el agregar sales de plomo para activar la reacción. La reacción electroquímica es la siguiente: Zn + Au(CN)2- + H2O + 2CN-
Au + Zn (Cn)2-4 + OH + ½ H2
El proceso Merril Crowe funciona bien cuando: Las soluciones están suficientemente limpias. La primera operación es la clarificación de la solución que proviene de la lixiviación. Consiste en la eliminación de los sólidos finos presentes por medio de filtros, hasta alcanzar un contenido máximo de 5 ppm. Las soluciones están desoxigenadas. El oxígeno incrementa el consumo de cinc y, debido a la presencia de cianuro libre, el oro precipitado se puede redisolver. Por lo tanto, la solución se pasa por una torre de desaireación, para reducir el porcentaje de oxígeno en la solución hasta aproximadamente 1 ppm.
El proceso Merril Crowe funciona bien cuando: Las soluciones tienen una concentración adecuada de cianuro libre. La concentración requerida depende de la concentración de oro en la solución. Para soluciones diluidas (menos de 1 g Au/ton y pH= 10,5), se recomienda una concentración superior a 0,2 g/l NaCN. Para soluciones concentradas, de 20 a 100 g Au/ton), la concentración mínima recomendada es de 2 – 5 g/l NaCN. Se dosifica cantidades adecuadas de cinc y sales de plomo El cinc se agrega como polvo (- 400 mallas) en cantidad de 0,5 a 1,5 partes de cinc por parte de oro. Tambié se agrega nitrato o acetato de plomo en una cantidad del orden de 0,5 partes de sal de plomo por parte de oro.
Adsorción con Carbón Activado: El carbón activado tiene una gran área superficial, por lo que tiene una gran capacidad adsorbente. El uso de carbón activado puede realizarse en 3 modalidades: Carbón en Pulpa (CIP) Se aplica a pulpas que salen de cianuración por agitación (sin separación sólido / líquido), en estanques separados, en varias etapas y en contracorriente.
Adsorción con Carbón Activado: Carbón en Lixiviación (CIL) Consiste en adsorber el oro durante la lixiviación, en los mismas estanques, pero moviendo el carbón en contracorriente con la pulpa de mineral. Carbón en Columna (CIC) Se aplica a soluciones claras que provienen de cianuración en piscinas o pilas, normalmente en varias etapas y en contracorriente.
Observaciones en la Adsorción con Carbón Activado: Un pH muy alto afecta la carga de oro en el carbón. Un valor pH = 10 es adecuado. Con partículas más finas de carbón la cinética del proceso es mayor, pero significan una mayor caída de presión en las columnas. Con partículas más gruesas de carbón, la columna puede operar con una mayor velocidad de la solución . Como referencia, con carbón –6 + 16 mallas, la velocidad recomendada es de 25 gal/min/pie2. Para carbón –2 + 30 mallas, la velocidad recomendada es de 15 gal/min/pie2.
CONTROL DE LA OPERACIÓN
Control de la Operación Dentro de los controles operacionales, hay dos ensayos importantes: Determinación del Cianuro Libre Determinación de la Cal Libre o Alcalinidad Protectora
Determinación del Cianuro Libre Se determina por titulación con una solución valorada de AgNO3, usando como indicador gotas de KI (5%) AgNO3 + 2 NaCN
= NaAg(CN)2 + NaNO3
La solución valorada de AgNO3 (4,33 gpl) da una relación: 1 cc AgNO3 (4,33 gpl) = 0,0025 grs NaCN El punto final se logra con la opalescencia amarilla. gpl CN- libre = Gasto (cc) x Título x 103 cc muestra
Determinación de Cal Libre Se toman 20 a 25 cc de muestra filtrada, se agrega fenolftaleina como indicador, y se titula con una solución valorada de ácido oxálico, sulfúrico o clorhídrico gpl = Gasto (cc) x Título x 103 cc muestra
Título = (Miliequiv. x N) / V N = Normalidad V = Valencia
Comentarios Finales La cianuración de minerales de oro es un proceso que se puede operar con éxito a nivel de pequeña escala, obteniéndose como producto metal doré (oro – plata) Para una planta que procese del orden de 400 ton/mes, cianurando en piscina, la inversión es del orden de US$40.000. Trabajando con bajos tonelajes se puede alcanzar un buen control operacional, y los aspectos ambientales pueden ser manejados de manera adecuada. Comparada con la concentración por flotación, la concentración gravitacional y la amalgamación, se puede decir que la cianuración es un proceso más eficiente que los nombrados.
Conclusión • También en los minerales de cobre, es posible llegar a un producto final, logro que es un anhelo del pequeño minero. Es por esto, que en esta oportunidad me atrevo a plantear la electroobtención en un cátodo rotatorio.
FIN DE LA PRESENTACIÓN
Muchas gracias
