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Cianuración de oro y adsorción con carbón activado 2014-II

Procesamiento de Minerales II Práctica de Laboratorio Nº 14 Cianuración de oro y adsorción con carbón activado INFORME Integrantes: Alania Colqui, Jhoselin Ángel Padilla, Brenda Doubert Aquije, Abigail Parián Yallico, Ivonne Grupo: C11-04-B Profesor: Roque Huamán, Teobaldo Semana 12 Fecha de realización: 18 realización: 18 de noviembre Fecha de entrega: entrega: 25 de noviembre

2014 II –

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CIANURACIÓN DE ORO Y ADSORCIÓN CON CARBÓN ACTIVADO

1. OBJETIVOS -

Conocer el proceso de adsorción del carbón activado en el proceso de lixiviación de oro.

-

Diferenciar los procesos: carbón en pulpa (CIP) y carbón en lixiviación (CIL).

-

Evaluar el proceso de la lixiviación con carbón activado y conocer cuáles son los beneficios de usar esta técnica de recuperación.

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS -

El carbón activado, o carbón activo, es un material de carbón poroso. Un material carbonizado que se ha sometido, a reacción con gases oxidantes (como CO2 o aire), o con vapor de agua; o bien a un tratamiento con adición de productos químicos como el H3PO4, durante (o después) de un proceso de carbonización, con el objeto de aumentar su porosidad. Los carbones activados poseen una capacidad de adsorción elevada y se utilizan para la purificación de líquidos y gases. Mediante el control adecuado de los procesos de carbonización y activación se puede obtener una gran variedad de carbones activados que posean diferentes distribuciones de tamaño de poros. MECANISMO DE ADSORCIÓN La adsorción por un sólido, es la captación de moléculas de la fase líquida o gaseosa por la superficie del sólido. El término incluye tanto las superficies geométricas externas como la superficie interna de los capilares, las grietas y los intersticios. CARBÓN EN LIXIVIACIÓN (CIL) El carbón en leach o carbón en lixiviación es una modificación relativamente nueva del proceso de carbón en pulpa, y en ciertos casos puede ser preferido sobre la tecnología convencional CIP. En este caso, el oro lixiviado como cianuro y la adsorción de los iones Au(CN)2- sobre el carbón activado están simultáneamente acompañados en el mismo tanque. Además los tanques usados para la lixiviación son completamente eliminados o reducidos en número.

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Cianuración de oro y adsorción con carbón activado 2014-II CARBÓN EN COLUMNA (CIC) El licor lixiviado es generado en la mayoría de las operaciones de heap leaching de minerales con baja ley de oro y están prácticamente libres de sólidos suspendidos. En tales operaciones la solución rica (licor lixiviado clarificado) es contactada con columnas empaquetadas con carbón activado en contracorriente. La operación es esencialmente similar al proceso de intercambio iónico. Un buen contacto líquido / sólido es realizado por la fluidización de las partículas de carbón en las columnas o agitándolos suavemente en tanques. Regularmente se usan una serie de columnas o tanques.

3. PROCEDIMIENTO Materiales: - Mineral aurífero - Mecanismos de agitación - Potenciómetro (pH) - Balanza digital - Vaso precipitado de 1000cc - Pipeta graduada de 10cc - Propipeta - Papel filtro - Soporte universal - Embudo - Matraz Erlenmeyer - Bureta - Luna de reloj - Espátula - Solución de nitrato de plata - Rodamina - Carbón activado granulado - Cal

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Cianuración de oro y adsorción con carbón activado

Pesar 300g del mineral aurífero

Laborar 25mL de la solución obtenida después de la filtración y secar el mineral. Posterior mente esar el mineal realizar le balance res ectivo.

Diluir la muestra aurífera: dilución= 2.5

Tiempo cero: I. Mezclar el mineral con agua. II. Medir el pH III. Mezclar con cal has pH 10.5 IV. Inyectar

Agregar cal hasta pH 10,5 y empezar la lixiviación por 20 minutos: Para la valoración es necesario filtrar, y a la solución ya con pocos solidos suspendidos agregar 3 gotas de indicador.

Después de 20 minutos, valorar 25mL de la solución de lixiviación y calcular el consumo de cianuro, una vez calculado el consumo, reponer la concentración hasta su concentración inicial en la lixiviación.

Realizar el paso anterior 3 veces, cada 20 minutos.

Lavar

en

carbón

con

ácido

En nuestro caso la cantidad de carbón es de 15g por tener 750mL

Después de la tercera lixiviación agregar carbón activado teniendo en cuenta ue son 20 L.

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Con el uso de una malla, separar después de lixiviación el carbón de la mezcla inicial (solución de cianuro con mineral). Realizar la filtración al vacío de la

Laborar 25mL de la solución obtenida después de la filtración y secar el mineral. Posterior mente pesar el mineral y realizar le balance respectivo.

Lixiviación por agitación

Valoración de cianuro libre.

Lavado del carbón activado con HCl

Lixiviación con carbón activado.

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4. CÁLCULOS Y RESULTADOS 4.1.

Solución de nitrato de plata AgNO3 (0,1N) - Se preparó 4,33 gramos en un litro en agua destilada. =

4.2. -

-

4,33 

1 = 4.33  

Preparación de la solución de Cianuro de sodio (NaCN) al 95%

Se preparó para una concentración de 0.1 g/cc (10 gramos de cianuro de sodio en 100 mL de agua). Seguidamente, para una concentración al 3g/L del cianuro de sodio se obtuvo lo siguiente: 3 g      1L

2.25 g      95%

x      0.75 L x = 2.25 g NaCN

x100% x = 2.38 g NaCN

Para tener una concentración de cianuro de sodio 2.38 g/L, se extrajo de la solución ya preparada al 10%, 23.8 cc para trabajar.

-

Entonces, la cantidad que se va extraer 23.8 cc de solución de cianuro de sodio de los 100mL ya preparado.

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Cianuración de oro y adsorción con carbón activado 2014-II 4.3.

Control del proceso -

Proceso CIL (): Condiciones de operación:

Mineral (grs)

300

Dilución (L/s)

2.5

Volumen de solución prueba (Lts) NaCN (pureza de fabricación %)

0.75 95

Fuerza de NaCN (grs/L)

2.38

Solución NaCN preparado (% peso)

10

Concentración solución NaCN (grs/mL) Agitación (RPM) pH de pulpa

0.1 600-750 10.5 -11

Temperatura (°C)

ambiente

4.4. -

Control del proceso de cal Cada 20 minutos se extrajo una muestra de 25 cc de solución lixiviante y se agregó determinada cantidad de cal para reajustar el pH al rango establecido (pH>10.5). Tiempo (minutos)

pH

0 20 40 60

10.71 10.75 10.80 10.81

-

Adición Adición de de Cal (g) Cal útil 80% (g) 0.07 0.05 0.04 0.01

0.056 0.040 0.032 0.008

Para 0 minutos: Adición de cal útil 80% (g): 0.07 g      100% x80% x = 0.056 g NaCN

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Adición de cal (Kg/TM) 0.186 0.133 0.106 0.026

Adición acumulado de cal (Kg/TM) 0.186 0.319 0.425 0.451


300g ×

1Kg 1000g

0.056 g ×

×

1TM 1000Kg

1Kg 1000 g

.×   . 

= 0.0003 TM

= 5.6 × 10− Kg

= 0.186

 

El consumo de cal para llegar a un pH de 10.5 es de 0.451

-

 

Grafica de consumo de cal vs. tiempo de cianuración:

Consumo de cal vs. tiempo de cianuración 0.2 0.18 0.16

) M T 0.14 / g K 0.12 ( l a c e 0.1 d o 0.08 m u s n 0.06 o C 0.04 0.02 0 0

10

20

30

40

Tiempo de cianuración (min)

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50

60

70

Cianuración de oro y adsorción con carbón activado 2014-II 4.5. -

Control del proceso de cianuro Cada 20 minutos se extrajo una muestra de 25 cc de solución lixiviante y se agregó determinada cantidad de NaCN para reajustar su concentración inicial.

Volumen de gasto AgNO3 (mL)

NaCN inicial (grs)

NaCN libre 98% (grs)

Adición de NaCN (grs) (pureza 100%)

Consumo de NaCN (grs)

Consumo de NaCN (Kgrs/Tm)

Consumo de NaCN acumulado (Kgrs/Tm)

Reajuste de solución de NaCN (mL10%)

tiempo (min)

pH

0

10.70

-

2.37

-

-

2.37

7.90

7.90

79.0

20

10.78

25.5

2.37

1.91

2.01

0.36

1.20

9.10

12.0

40

11.00

23.4

2.37

1.76

1.85

0.52

1.73

10.83

17.3

60

11.1

28.0

2.37

2.1

2.21

0.16

1.89

12.72

18.9

80

11.0

29.4

2.37

2.31

2.21

0.16

1.89

14.61

18.9

-

Grafica de consumo de cianuro vs. tiempo de cianuración:

Consumo de NaCN vs. Tiempo de cianuración 9 8

) M T 7 / g K 6 ( N C 5 a N e 4 d o m3 u s n 2 o C 1 0 0

10

20

30

40

50

Tiempo (min)

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60

70

80

90


5. OBSERVACIONES -

-

-

-

Se tuvo que lavar el carbón para asi evitar pérdidas de oro por adsorción del carbón fino. El mineral de Au que tratamos en el laboratorio se demostró que no hubo cianicidas y esto se comprobó en el poco consumo de cianuro. No se agregó cal por el motivo que nuestro mineral se encontraba ya en un ph 12 siendo un mineral bien básico. Después de 15 minutos de cianuración la concentración de cianuro se mantuvo constantes considerablemente debido a que el mineral asignado no tenía presencia de cianicidas.

6. CONCLUSIONES -

-

-

Los complejos de oro con cianuro son fuertemente adsorbidos por el carbón activado, esta adsorción del cianuro de oro sobre los poros del carbón de las partículas del carbón involucra la difusión hacia los poros y atracción hacia los sitios activados, por lo tanto concluimos que el empleo de carbón activado nos facilitara la recuperación de oro si solo si la concentración de oro en la solución tiene baja ley de oro y no de otros metales ya que también el carbón puede adsorber estos metales interferentes. El proceso de carbón en pulpa (CIP), consiste en que después de un proceso previo (lixiviación) la solución pasará a tanques donde se empleara el carbón activado, para emplear este método es necesario que el mineral que lenta disolución y tiene alto contenido de minerales cianicidas. El proceso de carbón en lixiviación (CIL), consiste en que desde un el mineral es lixiviado junto al carbón activado, este es el procedimiento que lo diferencia de lo anterior, para emplear este método es necesario tener el mineral con una cinética de cianuración rápita. Según el experimento realizado en el laboratorio concluimos que según la lixiviación va transcurriendo el consumo de cianuro disminuye y cuando se empleó el carbón activa el consumo de cianuro es consumido notoriamente los beneficios de emplear el carbón activado son: la velocidad de adsorción es rápida, nos permite recuperar el oro con baja ley en la solución, el carbón activado es recuperado y recirculado al proceso.

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7. RECOMENDACIONES -

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-

-

-

-

-

Se recomienda leer las hojas MSDS para conocer la información necesaria de los reactivos con los que se trabaja y saber cómo actuar ante una emergencia. En la preparación del NaCN se recomienda tener los EPP adecuados por seguridad ya que es un agente letal (venenoso). Tener mucho cuidado si existe un derrame de NaCN (sólido y soluciones), por lo contrario limpiar con agua. En el trabajo de laboratorio no se debe de ingerir alimentos por medida de seguridad (ingestión). Al tener contacto con soluciones de NaCN se deben lavar las manos y ropa con abundante agua. Se debe inspeccionar que los equipos y aparatos deben estar en perfectas condiciones de uso para poder trabajar adecuadamente. Al terminar el laboratorio se debe dejar el área de trabajo limpio e inmediatamente se debe lavar con agua.

8. CUESTIONARIO 8.1.

¿De qué manera influye la densidad de la pulpa en la cianuracion de minerales aurífero? ¿Por qué es importante su evaluación? La densidad de pulpa es una de las variables que influyen en la disminución de la cinética del proceso que no dejan de ser importantes en la obtención del máximo grado de disolución. Es importante su evaluación porque al aumentar la densidad disminuye la cinética de los procesos de adsorción debido a la disminución de la eficiencia del mezclado así también como “enceguecimiento” fís ico de la superficie del carbón. Esto termina afectando mucho a la cianuración porque se retarda el encuentro y disolución del oro.

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Graficar en su prueba:

-

Grafica de consumo de cal vs. tiempo de cianuración:

-

Grafica de consumo de cianuro vs. tiempo de cianuración:

Consumo de NaCN vs. Tiempo de cianuración ) 9 M8 T / 7 g K ( 6 N C 5 a N4 e d 3 o m2 u s n 1 o C 0 0

20

40

60

Tiempo (min)

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80

100


¿Cómo influye el tamaño de partícula en la cianuración de minerales auríferos? En la cianuración de minerales debe ser a una granulometría adecuada en caso contrario las partículas gruesas no podrán ser disueltas completamente en el tiempo disponible para llevar a cabo el proceso de cianuración, la práctica usual previa es separarla por medios gravimétricos.

8.4.

¿A qué se denomina alcalinidad protectora? Se denomina así al efecto que tiene la cal para disminuir el pH con el fin de no tener pérdidas de cianuro a consecuencia de la hidrólisis para ello El uso de la cal (en solución) se usa para mantener un pH de 10.5 a 11 (alcalinidad protectora) cumple las funciones de:

8.5.



Evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis: (NaCN + H2O = HCN + NaOH), haciendo que la reacción sea favorecida hacia la izquierda.



Prevenir o evitar las pérdidas de cianuro por acción de dióxido de carbono del aire: 2NaCN + CO2 + H2O= 2 HCN + Na2CO3.

Describir el proceso de Heap Leaching que se aplica en los minerales de oro. Primero el mineral procedente de la explotación, a tajo abierto o subterránea, debe ser ligeramente preparado en una planta de chancado y/o aglomeración, para conseguir una controlada granulometría y así permitir un buen coeficiente de permeabilidad. Una vez preparado el mineral, se coloca en montones de sección trapezoidal y altura calculada para proceder a su riego con la solución lixiviante. Tras percolar a través de toda la pila, se recolectan los líquidos enriquecidos (solución rica) que se llevan a la planta de proceso de recuperación de la sustancia mineral (sal o metal). Las aguas sobrantes del proceso vuelven a ser acondicionadas para ser recicladas hacia las pilas. También en algunos casos es preciso añadir agua nueva, para reponer las fuertes pérdidas de evaporación del circuito. Se denomina cancha de lixiviación a la superficie de apoyo de la pila donde se coloca la impermeabilización. Cuando la cancha es recuperada para reutilizarla con un nuevo mineral se trata de lixiviación en PILAS DINÁMICAS, mientras que si el terreno no es recuperado y, por lo tanto, el mineral agotado queda en el depósito como nueva base para otra pila, se está en la lixiviación en PILAS ESTÁTICAS o PERMANENTES. Página 13


8.6.

¿Qué controles, mediciones y ensayes se efectúan usualmente en una planta Heap Leaching? Se realizan, diferentes controles, como:        

8.7.

Consumo de cianuro (Kg/TM) Consumo de cal Tiempo de agitación Densidad de pulpa pH de trabajo Granulometría Determinación de cianuro libre Valoración de cianuro que formo complejos.

¿Indicar algunos datos de operación de alguna planta de cianuración que trabaje por el sistema de heap leaching? Conminución del mineral: En este tipo de lixiviación son comunes los chancados sólo hasta la etapa secundaria. Algunos minerales con contenido excesivo de arcillas son difíciles de tratar debido a los problemas de porosidad y permeabilidad del lecho. En tales casos se puede aplicar una aglomeración con cal y cemento formando aglomerados que mejoran notablemente la percolación de la solución lixiviante con 5 kg de cal o cemento por TM de mineral y 8 a 10% de humedad se puede conseguir muy buenos resultados.

8.8.

¿Qué tratamientos previos a la cianuración se efectúan a piritas y/o arsenopiritas con contenido de oro?  

8.9.

Concentración gravimétrica y magnética bioxidación (bacterias)

¿Cuál es la diferencia entre el proceso CIP y CIL?.

CIP Aplicable A pulpas salientes de cianuración por agitación, se trata sin separación sólido/líquido, en tanques separados en varias etapas y en contracorriente.

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CIL Consiste en absorber el oro en carbón durante y no después de, la lixiviación, llevándose a cabo la misma en los mismos estanques lixiviadores, pero moviendo el carbón en contracorriente con la pulpa de mineral.


9. BIBLIOGRAFÍA 9.1.

Manuel Font-Altaba (1998) Biblioteca Práctica del Estudiante: Mineralogía. Barcelona.: Jover.

9.2.

Betejitin, A. (1970) Curso de Mineralogía. Moscú.: Mir.

9.3.

Universidad de atacama. Introducción a la Hidrometalurgia, extraído el 27 de agosto desde: http://es.scribd.com/doc/3928814/27/PROCESOSDE-PRECIPITACION

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