35815_MATERIALDEESTUDIO-PARTII

51 103

Aspect Aspe ctos os re rele leva vant ntes es as asoc ocia iado doss a la ap apli lica caci ción ón de dell pr proc oces eso o de CIANURA CIA NURACIO CION N POR AG AGITA ITACIO CION: N:  El

oro y la plata deben estar finamente diseminado para lograr una rápida disolución.

 Presencia

de elementos cianicidas en baja concentración, es decir, sulfuros parcialmente oxidados de As, Sb, Fe, Zn y Cu.

La

roca huésped debe ser porosa.

 No

contener materiales carbonáceos que adsorben los metales preciosos apenas son puestos en solución.

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104

La inyección de aire u oxígeno normalmente es considerado en un proceso de cianuración por agitación. La velocidad de disolución de oro está controlada por la falta f alta de oxígeno


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52 105

La aireación es fundamental en los estanques de cianuración para la disolución del oro. El aire se debe controlar cuidadosamente dado que una aireación excesiva generalmente lleva a un mayor consumo de cianuro y cal, y a partir de un cierto punto, no se incrementa la extracción.


106

Aspectos operacionales que conducen a la optimización del proceso de cianuración por agitación: - No agregar cal o lechada de cal en exceso con objeto de regular el pH del sistema. - Debido a la baja solubilidad de la cal, un exceso de ella puede producir su precipitación sobre las partículas, actuando como una barrera protectora que impide el paso de los reactivos hacia la partícula para producir la disolución.



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53 107

En toda operación industrial de cianuración se buscará:  Aumentar 

la recuperación de oro.

Incrementar la velocidad de cianuración.

 Aumentar

la concentración de oxígeno disuelto.



Reducir el consumo de oxígeno.



Reducir el consumo de cianuro.


108

La concentración de oxígeno disuelto depende principalmente del contenido de oxígeno de la fase gaseosa en contacto con la pulpa o solución, temperatura y altitud. El contenido de oxígeno en la mayoría de las plantas esta en el rango de 5 mg/l (1828 m) y 10 mg/l a nivel del mar.



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54 109

Indicadores de Evaluación: 

Control de consumo de oxígeno.



Control de consumo de cianuro.



Control de cianuro libre en reactores.



Leyes de sólidos Au, Ag por reactor.



Recuperación de Au y Ag.


110

Aumentar la cantidad de oxígeno disuelto en la solución de cianuración, se puede realizar a través de las siguientes técnicas: - Mediante la inyección de aire comprimido. - Mediante la inyección de oxígeno puro. - Dosificación de peróxido de hidrógeno. - Mezcla forzada de oxígeno puro y pulpa en un reactor.



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55 111

 El

consumo de cianuro por exceso de oxígeno se produce por la oxidación del cianuro a cianato de acuerdo a la siguiente reacción : 3 CN- +2 O2 + H2O = 3 CNO - + 2 OH-

 Otra

fuente de consumo de cianuro es la disolución de impurezas, lo cual aumenta con una dosificación exagerada de oxígeno.


112

VARIABLES DE LA CIANURACION POR AGITACION Tamaño de partícula: el tamaño de partícula debe optimizar la recuperación y el consumo de energía. Generalmente el 80% esta bajo 150 micrones ó 45 micrones. El tamaño de partícula debe considerar además los problemas de separación sólido-líquido y los problemas de abrasión de la pulpa.



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56 113

Densidad de pulpa: los valores típicos de % de sólidos varían entre 35 y 50%, dependiendo del tamaño de partícula, densidad del sólido y la presencia de minerales que afectan la viscosidad de la pulpa.

pH: la mayoría de las plantas operan a pH entre 10,5 y 11, para prevenir excesivas pérdidas de cianuro por hidrólisis. Hidróxido de calcio o hidróxido de sodio pueden ser usados para regular el pH.


114

Cianuro: El cianuro puede ser agregado antes del circuito de lixiviación, es decir, en la etapa de molienda o en el primer reactor agitado. Las concentraciones típicas de cianuro se mueven entre 0,2 y 0,5 g/l. Cuando el mineral o concentrado es rico en elementos cianicidas ó el contenido de plata supera los 20 g/t, la concentración de cianuro puede ser mayor a 1g/l.



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57 115

Oxígeno: el oxígeno es introducido como aire disperso en los estanques como método de agitación.

Tiempo

de

Residencia: la

lixiviación es realizada generalmente entre 4 y 10 etapas en estanques agitados. El tiempo de todas las variables anteriormente mencionadas y de las características del mineral o concentrado. Generalmente fluctúa entre 24 y 48 horas.


116

El desarrollo de la tecnología del carbón activado ha permitido el desarrollo de las siguientes tecnologías: 

Carbón en Lixiviación.



Carbón en Pulpa.



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58 117 MINERAL

MOLIENDA CAL

LIXIVIACION AGITACION

SOLUCION

CIANURO SOLIDOS

SEPARACION SOLIDO/LIQUIDO

CARBON EN COLUMNA

REGENERACION DEL CARBON

DESORCION

ELECTRODEPOSITACION DE ORO

ORO Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

118

MINERAL REPOSICION DE CIAUNURO AGUA Y CAL LIXIVIACION

CARBON EN PULPA REGENERACION TERMICA DEL CARBON DESORCION DEL CARBON REPOSICION NaCN - NaOH ELECTROOBTENCION

DE ORO

REFINACION

METAL DORE AL MERCADO



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59 119

MINERAL MOLIENDA CAL CARBON EN LIXIVIACION

CIANURO

REGENERACION DEL CARBON

COLAS A DESCARTE

DESORCION DEL CARBON

ELECTRODEPOSITACION DE ORO

SOLUCION DE ELUCION

ORO


120

CARBON EN PULPA El proceso CIP es aplicado para la extracción de oro desde pulpas de lixiviación. El proceso se realiza en estanques agitados y el carbón fluye en contracorriente con la pulpa.



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60 121

CARBON EN PULPA Pulpa a Cianurar Carbón Fresco Carbón Cargado Pulpa a Decarte


122

Ventajas de este proceso :  Elimina

etapas de separación sólido-líquido.

 Disminuye

el fracturamiento de las partículas de carbón, eliminando el cortocircuito durante el traspaso de una etapa a otra.

 Como

desventaja se puede mencionar el aumento y la complejidad en el diseño del sistema de piping.



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61 123

 Concentraciones

de carbón normalmente usadas son del de 5 a 30 g/l, dependiendo fundamentalmente de las características del carbón.

 Los

consumos de carbón son del orden de 20 a 40 g/t de mineral, dependiendo de las condiciones de operación y del tipo y calidad del carbón.


124

CARBON EN LIXIVIACION

Pulpa a Cianurar

Carbón Cargado

Carbón Fresco

Pulpa a Decarte



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62 125

CARBON EN LIXIVIACION Es una modificación del proceso CIP, donde la lixiviación y la adsorción ocurren simultáneamente en los mismos estanques agitados.


126

Ventajas del Proceso:  Menores

costos de capital.

 Mejora

la extracción de oro desde aquellos minerales que contienen elementos que lo reabsorben luego de ser disueltos (presencia de materia carbonácea).



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63 127

Desventajas del Proceso CIL comparado con el Proceso CIP: 

Se requiere mayor inventario de carbón.



Mayor producción de partículas finas de carbón.



Costos operacionales mayores.


128

2.8.- Análisis de la Cianuración de un Concentrado Se obtuvo un concentrado de oro por flotación cuya caracterización química entregó los siguientes resultados: Au 37,6 g/ton, Ag 109,2 g/ton y Cu 2,65%.



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64 129

En la figura siguiente, se muestran las cinéticas de extracción de oro, para diferentes dosificación de Cianuro con inyección de aire.


130

Cinética de Extracción de Oro con Inyección de Aire R1 100

R3

80

o r O e60 d n ó i c c a r t x E 40 %

Condiciones Experimentales Con Aire R1, 6.4 Kg NaCN/Ton R3, 4.5Kg NaCN/Ton

20

0 0

10

20

30

40

50

Tiempo.horas



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65 131

En la figura siguiente se muestra las cinéticas de extracción de oro, para una dosificación de 6.4 kg NaCN/ton con y sin inyección de aire.


132

Cinética de Extracción de Oro para una Dosificación de 6.4 kg NaCN/Ton SA 100

CA

80

o r O e 60 d n ó i c c a r t x E 40 %

Condiciones Experimentales Dosificación de Cianuro de Sodio, 34 kg/Ion

20

0 0

10

20

30

40

50

Tiempo.horas



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66 133

En la figura siguiente, se muestran las cinéticas de extracción de oro, para diferentes dosificaciones de cianuro y sin inyección de aire.


134

Cinética de Extracción de Oro sin Inyección de Aire R2 100

R4 R6

80

o r O e d n ó i c c a r t x E

60

Condiciones Experimentales Sin Aire

40

R2, 64 Kg NaCN/Ton R4, 4.5Kg NaCN/Ton R6, 7.4Kg NaCN/Ton

20

0 0

10

20

30

40

50

Tiempo.horas



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67 135

En la Tabla siguiente se muestra un resumen de los principales resultados obtenidos, para las 48 horas de lixiviación de concentrados Rougher.


136

Resumen de Resultados para Cianuración de Concentrado Rougher



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68 137

Para las condiciones anteriormente mencionadas, se obtuvieron soluciones ricas con los siguientes concentraciones:

Oro Plata Cobre NaCN

: : : :

21,3 ppm 18,8 ppm 418 ppm 1,54 gpl


138

2.9.- Balances de Masa en Procesos Hidrometalúrgicos Los balances en los procesos productivos se realizan con los siguientes objetivos: 

Conocer el comportamiento del sistema.



Determinar la eficiencia de los procesos y recuperación de los elementos valiosos: oro, plata y otros.

Determinar Conocer

consumo de reactivos e insumos en general.

las posibilidades de optimización y mejoramiento.



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69 139

A) BALANCE EN UNA PLANTA DE CIANURACION POR AGITACION Se concentra un mineral de oro por flotación, el cual se envía a cianuración por agitación en 5 reactores en serie, con un tiempo de contacto de 3 horas en cada uno. A la salida del quinto reactor la pulpa es enviada a un espesador para la separación sólido-líquido.

Posteriormente la pulpa espesa se envía a un circuito de lavado en contracorriente para la recuperación del oro.


140



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70 141

Condiciones Iniciales: Flujo de concentrado : 75 t/d. % de sólidos

: 40%.

Flujo de pulpa

: 187,5 t/d (75 t/d concentrado, 112,5 t/d agua).

Ley de oro

: 60 g/t.

Fino de oro en concentrado : 75 t/d x 60 g/t = 4500 g/d. Condiciones de cianuración : 5 reactores en serie. Tiempo de contacto : 3 horas en cada reactor.


142

A la entrada del primer reactor: H2O

40 % sólidos 187,5 t/d

35% sólidos

Concentración de cianuro: 1,2 g/L pH: 11,1

Se debe agregar agua para diluir de 40% a 35% de sólidos en la pulpa Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade


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71 143

Pulpa al 40% de sólidos: 75 t/d de sólido y 112,5 t/d de agua Pulpa al 35% de sólidos: 75 t/d de sólidos y 139 t/d de agua

Luego, se deben agregar: 26,5 t/d de agua al primer reactor

Balance de oro en cianuración:

Concentración de oro en solución : =

Oro en alimentación: 4500 g/d

4365 g / d 139 t / d

=

31, 4 g / t

31,4 g Au / m 3

Oro disuelto: 4,365 g/d % de oro disuelto:

4.365 x100 = 97% 4.500


144

BALANCE EN ESPESADOR 75 t/d sólido 139 t/d agua

Solución rica ESPESADOR

(35% sólidos)

114 t/d (31,4 g Au/m3)

Pulpa espesa 75 t/d sólido 25 t/d agua (75% sólidos)



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72 145

CIRCUITOS DE LAVADO EN CONTRACORRIENTE Numero de reactores de lavado: 5 Razón de lavado: 3 Flujo de agua de lavado: 75 m3 /d

75 t/d sólido

75 t/d sólido

25 t/d agua

25 t/d agua

31,4 ppm Au

0,086 ppm Au

1

2

3

4

75 t/d solución rica

5 75 t/d agua


146

Razón de lavado = 3

Qw 25 t / d

=

3

⇒ Qw

=

75 t / d

Ahora determinaremos la concentración de oro en la pulpa lavada o pulpa a descartar:

Si Cw = 0, concentración de oro en agua de lavado:



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73 147


148

ANALISIS DE PARAMETROS OPERACIONALES Los principales parámetros operacionales de los lavados en contracorriente son : Flujo de agua de lavado.  Razón de lavado.  Número de reactores de lavado.  Calidad del agua de lavado.  Tiempo de residencia de la pulpa en los reactores. 



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74 149

En un proceso de lavado en contracorriente se busca recuperar el oro en la solución de la pulpa a lavar, con una elevada eficiencia. Además se desea obtener una solución rica de lavado con una concentración deseada, en la mayoría de los casos con la mayor concentración de oro posible.


150

Dimensionamiento de una Pila de Lixiviación Al momento de dimensionar una pila se debe conocer claramente la capacidad de mineral a tratar. Además, debe tenerse en cuenta factores como la gravedad específica aparente, la altura de la pila y el ángulo de reposo. También son importantes las consideraciones geométrica de una pila, las que se muestran en las figuras siguientes:



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75 151

Esquema Volumen pirámide truncada a b

CORONA

BASE

B

A Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

152

Perfil de una pila unitaria



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76 153

Vista superior de una pila de base cuadrada


154

Conociendo las toneladas a tratar y la densidad aparente, se puede determinar el volumen:

Donde H es la altura, que es conocida.



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77 155

Por ser una pila cuadrada:

Reemplazando se obtiene:

Donde α es el ángulo de reposo, que generalmente tiene valores de 45º. Como el volumen y la altura son conocidas, se puede despejar el valor de A y a partir de este es posible obtener los parámetros de la corona. Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

156

CALCULO DE UNA PILA DE LIXIVIACION Se desea dimensionar una pila de lixiviación para una planta que trata 10.000t/d.

Tonelaje a tratar = 10.000 Ton/d Ciclo de lixiviación = 30 días Densidad aparente del mineral = 2,7 ton/m 3 Toneladas de mineral en la pila = 10.000 Ton/d x 30 d = 300.000 Ton



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78 157

Volumen = Tonelaje a tratar densidad aparente del mineral

Volumen = 300.000 Ton 2.7 Ton/m3

Volumen = 111.111 m 3


158

Por experiencias de planta piloto y consideraciones geográficas y económicas, se determinó que la altura de la pila será de 3 metros. Además, el ángulo de reposo del mineral es de 45º.

H  2 6 * A * H 4 * H 2   A −  V = + 3  tg α tg α 



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79 159

Luego:


160

Resolviendo la ecuación anterior se obtiene: A = 342 metros

Si la superficie es cuadrada: B= 342 metros



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80 161


162

Si se adoptara el concepto de pila dinámica, dejando cada pad con un ciclo de 10 días, se deberían construir 3 módulos. Luego:

Tonelaje = 10.000 Ton/d * 10 días = 100.000 Ton.

Volumen =

100.000 Ton 2,7 Ton / m 3

=

37.037 m 3



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81 163

Volumen = 1 (( A2 – 6 x A x 3)/1 + (4 x 9)/1) Volumen = 1 ( A 2 – 18ª + 36 ) A2 – 18A - 37.001 = 0 A = 201,5 mt.


164

Luego:



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82 165

RECUPERACION DEL ORO DE LAS SOLUCIONES DE CIANURACION El oro puede ser recuperado desde las soluciones de cianuración a través de dos alternativas: - Precipitación con polvo de cinc - Concentración y purificación con carbón activado para su posterior obtención mediante procesos electrolíticos ó por precipitación con cinc.


166

La elección del proceso posterior a la cianuración depende de los siguientes factores:  

  

Concentración de oro en la solución a tratar. Concentración y tipo de impurezas presentes en la solución. Ley del mineral a tratar. Tonelaje de las reservas de mineral. Costos operacionales.



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83 167

EJERCICIO DE CALCULO PROPUESTO.En una planta de cianuración por agitación se obtiene a la salida de seis reactores en serie una pulpa con 35% de sólidos, con 24 ppm de oro disuelto. El flujo de pulpa obtenida contiene 0,5 m 3 /hr de solución acuosa. El flujo de pulpa es enviada a un espesador para la separación sólido-líquido, obteniéndose una pulpa espesa de 75% de sólidos. La pulpa espesa es enviada a un circuito DCC de 5 reactores en serie, trabajando con una razón de lavado de 2,3. Se desea determinar la concentración de la solución en la pulpa a descartar. Determinación de la eficiencia de lavado. Cálculo de los m3 /día de solución rica obtenida en la etapa de separación sólido-líquido. Dr. Patricio Navarro Donoso - [email protected] - Consultor Intercade

168

RESPONSABILIDAD SOCIAL Y LA ACTIVIDAD METALURGICA Los iones cianuro hidrolizan en el agua para formar cianuro de hidrógeno (HCN) y iones hidroxilos (OH -) CN- + H2O = HCN + OHEl 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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84 169

Las reacciones anteriormente mencionadas no son deseadas durante el proceso de cianuración, porque ellas reducen la concentración de cianuro libre y las especies de cianato formado no disuelven el oro. La oxidación de cianuro a cianato puede ocurrir espontáneamente pero en forma muy lenta, y en la práctica industrial se deben usar oxidantes más enérgicos, como ozono, peróxido de hidrógeno o ácido hipocloroso.


170

Los métodos para eliminar cianuro pueden ser agrupados en los siguientes - Remoción de cianuro : Volatilización natural.

Adsorción en minerales.

- Oxidación a especies menos tóxicas:

Oxidación natural. Acomplejamiento con hierro. Proceso con peróxido de hidrógeno. Oxidación biológica. Tratamiento con ozono. Proceso de cloración alcalina.



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85 171

SALUD Y MEDIO AMBIENTE El cianuro es una sustancia química, potencialmente letal, que actúa rápidamente y puede existir de varias formas. El cianuro se describe con un olor a “almendras amargas”, pero no todas las personas pueden detectarlo. ¿Cómo pueden las personas estar expuestas al cianuro? Las personas pueden estar expuestas al cianuro al respirar el aire, beber del agua, comer los alimentos o tocar la tierra que contiene cianuro.


172

¿Cómo actúa el cianuro? El envenenamiento causado por el cianuro depende de la cantidad de cianuro al que ha estado expuesto la persona, la forma de exposición y la duración de la misma. Respirar el gas de cianuro es lo que causa más daño, pero ingerirlo también puede ser tóxico. El cianuro evita que las células del cuerpo reciban oxígeno. El cianuro es más dañino al corazón y al cerebro que a otros órganos, porque el corazón y el cerebro utilizan bastante oxígeno.



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86 173

¿Cuáles son los signos y los síntomas de la exposición al cianuro? Las personas expuestas a pequeñas cantidades de cianuro por la respiración, la absorción de la piel o el consumo de alimentos contaminados pueden presentar algunos de los siguientes síntomas:  Respiración  Agitación.

rápida.

Mareo. Dolor de cabeza.  Náusea y vómito.  Ritmo cardiaco rápido.  


174

¿Cuáles son los signos y los síntomas de la exposición al cianuro? La exposición por cualquier medio a una cantidad grande de cianuro pude causar otros efectos como: Convulsiones. Presión sanguínea baja.  Rítmo cardíaco lento.  Lesión en el pulmón.  Falla respiratoria que lleva a la muerte.  



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87 175

La Agencia de Protección al Medio Ambiente de EEUU (EPA) regula los niveles permitidos de cianuro en el agua potable, el nivel máximo permitido en el agua potable es 0,2 partes de cianuro por millón de partes de agua (0,2 ppm). La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de EEUU ha establecido un límite para el cianuro de hidrógeno de 10 partes de cianuro por un millón de partes de aire (10 ppm) en el aire de trabajo.


176

PRODUCCION DE ORO Y PLATA EN COMPAÑIA MANTOS DE ORO



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88 177

Introducción 

Desde principios del siglo XX se conocía La Coipa como potencial yacimiento de metales preciosos.



Sólo en los últimos dos decenios se inició una exploración en la alta cordillera del Norte de Chile.



La Coipa empezó sus operaciones a mediados desde 1989 con un horizonte de vida de 10 años, pero a la fecha sigue operando.


178

Descripción de La Coipa  

La mina es explotada a rajo abierto y se encuentra en pleno proceso de desarrollo. Promedio Extracción 90.000 Ton/día.



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89 179

Características Generales 

La planta de tratamiento se inicia con un chancador primario alimentado directamente por los camiones de la mina.



Le sigue un molino semiautógeno que trabaja en circuito cerrado con dos chancadores de cono y dos molinos de bolas.



El mineral molido es procesado en una planta de lixiviación por agitación con cianuro, seguido de un circuito de lavado en contracorriente, que termina en el filtrado y lavado de los relaves.



Los relaves son transportados a través de correas a su botadero, donde un apilador sobre orugas termina de apilarlos.


180

Características Generales 

Las soluciones pasan a la precipitación con zinc, usando el proceso Merrill-Crowe.



Son fundidos en hornos de reverbero, obteniendo Metal Doré.



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90 181

Diagrama de flujo del proceso

Perforación

Molienda (1 molino)

Tronadura

Clasificación en ciclones

Carguío

Clasificación (1 harnero vibratorio)

Transporte

Chancado primario (1Chancador giratorio)

Acopio mineral chancado

Molienda SAG (1 molino)


182

Diagrama de flujo del proceso

Espesaje

Cianuración por agitación

Filtrado

Espesaje

Precipitación con zinc

Calcinación y Fundición

Clasificación en Ciclones

Clarificación

Filtro de Colas

Tranque de relaves

Metal Doré



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91 183

Cianuración 

La pulpa proveniente del espesador de molienda con un 56- 57% de sólido, aproximadamente, es lixiviada en 8 estanques agitadores con solución alcalina de cianuro.

Vista de los 8 tanques agitados para la lixiviación con cianuro3


184

Vista de área de lixiviación



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92 185



Cada estanque tiene: • Alimentación de aire generada por compresores. • Control estricto del pH. • La pulpa es agitada en un medio cianurado que contiene 0,8 a 1,0 gramos por litro de cianuro libre. • Tiempo de residencia de 24 horas. • En esta etapa se alcanza una recuperación del orden del 85% del oro y de 70% de la plata contenidos inicialmente.


186

Circuito Cianuración y Espesamiento 

La pulpa de descarga del agitador N°8, alimenta por gravedad a un estanque amortiguador, el cual posteriormente alimentará el área de CCD.



La pulpa se alimenta al espesador Nº 1 y la solución estéril se alimenta al espesador Nº 3, a una razón de 1,2 m3 por cada tonelada de mineral procesada.



La solución rica se envía a precipitación.



La pulpa espesada del espesador Nº 3 constituye el relave agotado, y es bombeado al área de filtrado, para proceder a su lavado final y a la recuperación de las soluciones de impregnación.



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93 187

Filtración 

El sólido descargado desde el área CCD (a través del espesador N°3), se envía hacia el estanque receptor que alimenta con bombas independientes a las dos líneas de filtros (6 filtros cada línea), y luego a una batería de hidrociclones D°26 que clasifican la pulpa.



Una vez realizado el lavado de la torta –con una razón de 0,14 m3/ton con agua industrial- y el secado, ésta torta tiene entre 18-20% de humedad, lo que es necesario para el depósito del sedimento a través de correas transportadoras que conducen al tranque de relaves.


188

Fundición 

La calcina obtenida luego del secado en el área de retortas es cargada a los silos, en los cuales se ingresan los datos de las leyes de cada Batch, para calcular la adición de los fundentes que en este caso son: bórax, ceniza de soda, harina y nitrato de potasio.



Una vez dosificado por un sistema automático y manual con mezclados en un mixer, por aproximadamente 30 minutos, y posteriormente son alimentados al horno.



En un tiempo de 5 a 6 hrs. la calcina más los fundentes son fundidos a una temperatura de 1150°C.



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