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Procesamiento de Minerales II Informe Nº 11
“CIANURACIÓN DE MINERALES DE ORO” INTEGRANTES:
Apolaya Alvarez, Fanny. Sotomayor Ventura, Lady Pacco Ricaldi, Zulma. PROFESOR:
Roque Huaman, Teobaldo. GRUPO: A
TURNO: Mañana
Fecha de realización: 31 de Octubre. Fecha de presentación: 7 de Noviembre.
2014 II II –
Cianuración de Minerales de Oro – Procesamiento de Minerales II
INTRODUCCIÓN
Desde hace muchos años la cianuración es un proceso que se aplica al tratamiento de las menas de oro, se basa en que el oro nativo, plata o distintas aleaciones entre estos, son solubles en soluciones cianuradas alcalinas diluidas. El cianuro es una sustancia química altamente reactiva y tóxica, utilizada en procesamiento del oro, joyería, laboratorios químicos, etc . En incendios, durante la combustión de lana, seda, poliuretano vinilo puede liberarse cianuro y ser causa de toxicidad fatal por vía inhalatoria, debido a la naturaleza altamente venenosa del cianuro, el proceso es muy controversial y su uso está prohibido en varios países y territorios. La decisión de aplicar tal o cual método de Cianuración a los minerales para recuperar el oro, es eminentemente económica, previa evaluación metalúrgica, para cada uno de los casos se tiene distintos métodos como: Cianuración tipo Dump Leaching, Heap Leaching, Vat Leaching, agitación carbón en pulpa o Merril Crowe que es la precipitación del oro con polvo de zinc. En el presente laboratorio se evaluó la importancia de la cianuración de minerales y los riesgos que este puede producir por ello la prudencia y responsabilidad de manipular los reactivos fueron importantes; se valoró con AgNO3, se cuantifico la concentración de cianuro y se repuso la fuerza de Cianuro.
Cianuración de Minerales de Oro – Procesamiento de Minerales II
CIANURACIÓN DE MINERALES DE ORO 1. OBJETIVOS:
Aprender a cuantificar el cianuro, utilizando la valoración con AgNO3 . Analizar la concentración de la muestra problema. Mostrar al alumno el procedimiento para la ejecución de la lixiviación por agitación de un mineral aurífero. Lograr determinar cuánto de la fuerza de cianuración se debe reponer.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO La cianuración es una tecnología que se usa en la recuperación de oro primario, sobre todo en la minería grande y mediana. En la pequeña minería, su uso es bastante nuevo. Debido a que algunos materiales auríferos (oro refractario o fino) no pueden ser concentrados satisfactoriamente por ningún método gravimétrico. Con el uso de la cianuración se podría suprimir completamente la amalgamación de concentrados auríferos, recurriendo a la fundición directa de los concentrados más ricos para recuperar oro grueso. Las segundas (productos con un contenido significativo del oro) se podrían cianurar después. Al margen de sus indudables ventajas de alta recuperación, la cianuración, empleada rústicamente, puede causar y está causando un grave impacto ambiental. El cianuro es altamente tóxico. Sin embargo, al contrario del mercurio, el cianuro es biodegradable.
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3. PROCEDIMIENTO
CIANURACIÓN DE MINERALES DE ORO
Se pesó 200 gr de mineral aurífero, y se diluyó en 500 cc de agua (D=2.5)
4. RESULTADOS
Se preparó la solución lixiviante de NaCN al 98% de pureza al 10% en peso
En un vaso de precipitado agregar nuestro mineral (D=2.5) y adicionar Cal para regular el pH que tiene que ser mayor a 10.5
Agregar la solución lixiviante de NaCN y agitar durante 15 min.
Terminada la agitación, extraer una alícuota de 25 cc para valorarlo con AgNO 3 (4.33 g/L)
Al realizar la tercera agitación durante 15 minutos, ya no hubo consumo de cianuro
Se valoró una alícuota de 25cc de con AgNO 3 con el indicador Rodamina y se hizo el debido ajuste de NaCN
En caso que exista un consumo de cinauro, realizar la reposicion, y continuar con 15 min mas de agitación, controlando el pH>10.5
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5. RESULTADOS
Solución de nitrato de plata AgNO 3 Masa: 4.33 g/L Volumen : 1 L Se disuelve la masa de nitrato de plata luego se enrasa a 1 litro en un una fiola, una vez disuelto el nitrato de plata este se trasvasa a un frasco ámbar ya que es fotosensible.
Solución de cianuro al 10%: Masa : 10 g de Cianuro. Se disuelve los 10 gramos de cianuro en aproximadamente 30 mL de agua y seguidamente se trasvasa a una fiola de 100 ml para poder enrrasarla. Luego:
Preparación de la solución lixiviante De la fiola anterior se realiza un pequeño cálculo:
= . /
Para una concentración de 1 g/L cianuro se realizamos el siguiente cálculo: 5
1 0.5
= 2.5 −
Luego: 2.5
98% 100%
= 2.55 −
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2.55 − () = = 25.5 0.1 −
Masa se mineral de oro: 300 g Dilución: 2,5
=
→ (ó )
Nota: Se preparó de forma práctica la solución del cianuro de sodio ya que se agregó 474.5 ml de agua y 25.5 ml de solución de NaCN al 10%.
Ph inicial = 7.1 Ph regularizado = 11 Masa de Cal = 0.6 g
Se regulo el Ph a 11 con la ayuda de la cal , ya que a este Ph es posible la disolución del oro y asu vez evita la hidrolisis del NaCN de grave riesgo.
Debido a un error de cálculo realizado para la reposición de NaCN se repuso equivocadamente las cantidades erróneas por lo cual se tuvo que buscar una solución al problema. Para solucionarlo se sumó la cantidad inicial en gramos (2.55 g) y la cantidad errónea agregada a la pulpa (0.33 g); con lo cual hallamos nuestra nuevo NaCN en gramos que es 2.88 gramos (iniacial).
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Cianuro libre: 52.6 x 0.1 g/L x 0.5 L = 2.63 g 2.63 g -------- 98% X
-------- 100% X = 2.68 g.
Primer cálculo para reponer la fuerza de NaCN: Reajuste: 2.88 g – 2.68 g = 0.2 g () =
0.20 g
= 2 0.1
= 25 2 = 23
Segundo cálculo para reponer la fuerza de NaCN: Tiempo: 30 minutos Ph: 11 37 x 0.1 g/L x 0.5 L = 1.85 g 1.85 g -------- 98% X
-------- 100% X = 1.88g.
Reajuste: 2.88 g – 1.88 g = 1 g () =
1g
0.1
= 10
= 25 10 = 15
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Tercer cálculo para reponer la fuerza de NaCN: Tiempo: 45 minutos Ph: 11 50 x 0.1 g/L x 0.5 L = 2.5 g 2.5 g -------- 98% X
-------- 100% X = 2.55 g.
Reajuste: 2.88 g – 2.55 g = 0.33 g () =
0.33 g
= 3.3 0.1
=
Tabla N° 1
Tiempo (min)
pH
Vol de gasto AgNO3(mL)
NaCN inicial gramos
NaCN libre 98% gr
0 15
11 11
49
2.88 2.88
2.45
30 45
11 11
37 50
2.88 2.88
1.85 2.5
NaCN libre gr(Pureza 100%) 2.5
Consu mo de NaCN( gr) 2.88 0.38
Consum o de NaCN(K g/Tm) 14.4 1.9
1.88 2.55
1 0.33
5 1.65
∑=1.14
Consumo de NaCN Acumulado (Kg/Tm) 14.4 16.3
Reajuste de solución de NaCN (mL 10%) 25
21.3
18.87
22.95
25.5
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Consumo total (gr)
Cianuro gastado (gr)
de
Cianuro 1.14 gr
Total Medición Medición Medición NaCN 1 2 3 residual
Kg/TM
0.1225
13.6
0.0925
0.125
Consumo de cianuro Neto (gr)
5.7 Kg/ TM
2.38
2.72
(13.6 – 5.7= 7.9 Kg/ TM)
Consumo de cal : 1 1000 = = 3 / 1 1 200 1000 1000 0.6
Cal útil: 80%
. = . /
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6. OBSERVACIONES
Al regular el pH con CaO; primero se coloca en el vaso de precipitados el mineral y luego el agua a una dilución de 2.5 y una vez instalado el equipo de agitación se procederá a agitar e inmediatamente regular el pH con el CaO usado un potenciómetro aproximadamente a 10 -11. Observamos que el pH se mantuvo casi constante en la lixiviación de oro (pH=10.8). Se empleó como indicador la Rodamina, para una mejor visualización de su punto de valoración El AgNO3 debe ser instalado unos pocos minutos antes de valorar ya que es fotosensible por lo cual se guarda en envases ámbar. El punto final de la valoración de cianuro es con la presencia de una opalescencia en la solución. La manipulación de cianuro debe ser controlada según las normas de laboratorio y el uso de la hoja de control.
7. CONCLUSIONES
Se logró cuantificar el cianuro en g/L utilizando la valoración con AgNO 3 . Se realizó el reajuste de cianuro, teniendo en cuenta la concentración de cianuro final obtenida en cada parte del proceso mediante la valoración con nitrato de plata, usando como indicador rodamina. Se concluyó según los datos obtenidos a mayor tiempo, menor es el consumo de NaCN en gramos. Se concluyó que la cal es un medio para mantener alcalina la solución, por ello se evaluó su consumo en el tiempo. En el tratamiento de minerales auríferos no se puede plantear condiciones estándares de operación para su beneficio. Es necesario realizar pruebas de laboratorio con el mineral problema, evaluar la posibilidad de efectuar pre-tratamiento y la adición de reactivos químicos.
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8. RECOMENDACIONES
En base a las pruebas metalúrgicas realizadas, se recomienda primero realizar la lixiviación ácida, para recuperar el cobre, del relave, previa neutralización y molienda efectuar el Proceso de Cianuración; para recuperar el oro. Usar los implementos de seguridad para evitar daños severos tener aun más cuidado porque se trabaja con cianuro.
9. CUESTIONARIO: 1. Graficar para su prueba a) Consumo de Na CN (kg/Tm)vs tiempo de cianuración (minutos)
Consumo de NaCN Acumulado(Kg/Tm) Vs Tiempo (min) 25
) m T / g K 20 ( o d a l u m15 u c A N C a 10 N e d o m 5 u s n o C
y = -0.0258x2 + 0.9053x + 12.93 R² = 0.8276
0
0
10
20 30 Tiempo (min)
40
50
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b)
Consumo cal (kg/TM) vs tiempo cianuración (minutos)
Consumo de cal (Kg/TM) Vs Tiempo (min) 2.41 2.4 M T / 2.39 g K ( l a c e 2.38 d o m u s 2.37 n o C
2.36 2.35 0
10
20
30
40
50
Tiempo (min)
El consumo de cal fue solo de 2.4 kg/ TM para todo el proceso, debido a que el Ph no mostro cambios se mantuvo estable. De acuerdo a sus resultados y gráficos ¿Cuál es el consumo de reactivo a las 3 horas de cianuración? El consumo de NaCN seria según la ecuación lineal: y = = -0.0258x2 + 0.9053x + 12.93= 108.093 Para un x= de 3h es decir 90 min
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2. ¿Qué acciones previas debe ejecutar si es que el mineral contiene presencia importante de cianicidas? Se debe realizar un lavado básico, con sulfuro de sodio, luego los sólidos producidos como sulfuros.
3. ¿Qué sucedería en la Cianuración de oro, si la reacción ocurre en frasco tapado, o si se eleva a pH =13? Si la cianuración ocurriera en un frasco tapado, la lixiviación de oro quedaría limitada por la falta de oxígeno. Si el pH del medio de lixiviación se elevara a 13 el hidróxido de calcio que se usa reaccionaría con el agua oxigenada, formada en la reacción de lixiviación, para formar peróxido de calcio que inhibe la disolución del oro.
5.- ¿Cuales son las causas de un alto consumo de cianuro? La principal causa del consumo de cianuro es la presencia de minerales cianicidas, partículas que se acomplejan, además si el oro se encuentra con suficiente área superficial, el cianuro tendrá mayor área de contacto para formar el complejo aurocianuro. 6. Explicar el efecto que tienen en la cianuración la presencia de minerales de zinc, fierro, cobre y arsénico. La pirrotita, cobre, zinc, arsénico y minerales antimoniados consumen cianuro. Algunas reacciones de cianicidas son:
Los iones metálicos comunes forman con el cianuro complejos estables, consumiéndolo, de esta manera la actividad del cianuro es retardada.
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En el estado monovalente cianurado.
el cobre forma una serie de complejos solubles en el medio
La cinética de disolución del oro no es afectada por la presencia de estos iones, siempre y cuando se mantenga un exceso de cianuro en el medio lixiviante, siendo la relación: CN total en lixiviante / total en medio 1 2, si en el mineral existen grandes cantidades de cobre que no pueden ser eliminadas previo a la cianuración, se debe agregar cianuro en exceso.
Cuando en el medio lixiviado existe más de 0,03 % de cobre, el debe ser precipitado. A nivel industrial, es permitido el contenido de cobre en el medio lixiviado que no sobrepase de 0,03 %, impidiéndose que la disolución del oro sea óptima. La recuperación de oro a partir de soluciones que contiene cobre, se lleva a cabo por el proceso CIP (Carbón en pulpa), debido a que la precipitación del oro con zinc es deficiente en presencia de altos niveles de cobre.
7. ¿Qué acciones pueden tomarse para contrarrestar el efecto de los cianicidas? La adición de la cal a la pulpa con cianuro es una práctica universal, no solamente para evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis sino también para neutralizar cualquier constituyente ácido del mineral, que de otra manera liberaría ácido cianhídrico. El ácido carbónico que es más fuerte que el cianhídrico descompone las soluciones de cianuros alcalinos, de acuerdo a la siguiente reacción química:
8. ¿Qué controles, mediciones y ensayes se efectúan usualmente en una planta de cianuración de agitación?
-
Macroscopia de la mena: Macroscópicamente se observaran minerales tales como: Pirita, limonita, cuarzo y algunos piroxenos. La mineralización se presenta en forma de venas en una matriz de cuarzo con respaldos de limonita altamente litificada.
-
Análisis granulométrico: Se realizó con el objetivo de conocer la distribución por tamaños del mineral.
-
Análisis químico y mineralógico del mineral: Se determina una distribución química elemental a fin de establecer distribuciones mineralógicas, a través de ataques con diferentes ácidos para cuantificar los iones existentes en solución.
-
Ensayos al fuego: Se realizó para determinar los diferentes tenores en cada una de las distribuciones mineralógicas.
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9. Indicar algunos datos de operación de alguna planta de cianuración que trabaje por el sistema de agitación Indicadores de evaluación: Control de consumo de oxígeno c/24 hr kg/TM Control de consumo de cianuro kg/TM Control de concentración de oxígeno ppm Control de cianuro libre en agitadores Leyes de sólidos Au, Ag por agitador Pruebas de cianuración en botella Tipo de mineral y combinación de ellos
10. Esquematizar el funcionamiento de un tanque Pachuca y describirlo.
Fig. Tanque Pachuca (Representación esquemática)
Los tanques son de varios tamaños como de 45 y 55 pies de altura por 13 y 33 pies de diámetro y fondo cónico de 60 grados. Son fabricados de madera y acero, recubiertos con caucho debido a estas dimensiones y el costo del aire comprimido para estos tanques son costosos. En el tanque un tubo vertical abierto es colocado concéntrico con el tubo de menor diámetro mediante el cual es suministrado el aire causando circulación de los
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materiales hacia arriba por el tubo central y abajo por el espacio natural. La nueva pulpa es sacada desde el fondo y puesta para una perfecta circulación. El tiempo de agitación varía de 3 a 12 horas. Al comienzo de la agitación la presión de aire requerido es considerable para cuando la circulación está establecida, la cantidad de aire es moderada.
11. ¿A que se denomina lavado en contra corriente, y en qué equipo se efectúa? elabora un flow sheet
Llamado contracorriente, donde los Iíquidos se mueven en dirección contraria a los sólidos. El líquido se va enriqueciendo en solubles, coloide o ultrafino de la última a la primera etapa y el líquido perdido con los sólidos va perdiendo concentración en sentido contrario. Se realiza en los espesadores o clasificadores.
Fig. Lavado en contracorriente. 12. En caso de envenenamiento con soluciones de cianuro ¿Cuál es el
antídoto a utilizar? En caso de envenenamiento el tratamiento consiste en medidas generales de apoyo, maniobras de reanimación, descontaminación digestiva mediante disminución en la absorción y aumento en la eliminación, oxígeno en dosis elevadas y antídotos con nitrito de amilo, nitrito sódico y tiosulfato sódico. El nitrito de amilo se administra mediante inhalación, seguido por el nitrito sódico por vía intravenosa en dosis inicial de 300 mg. El nitrito de amilo convierte una fracción tolerable de la hemoglobina circulante total en metahemoglobina, que
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tiene mayor afinidad por el cianuro que la citocromo oxidasa, ya que promueve la disociación de esta enzima. La desintoxicación irreversible permanente del cianuro se logra por medio de tiosulfato de sodio por vía intravenosa. El tiosulfato contiene un sulfanoazufre, un enlace sólo con otro azufre que puede ser utilizado por la enzima rodanasa que se encuentra en el hígado y el músculo estriado, la cual convierte el cianuro en tiocianato, que se excreta fácilmente en la orina.
REFERENCIAS:
Fuente: PROCESOS DE TOSTACIÓN – LIXIVIACIÓN DE MINERALES AURÍFEROS CON METALES CIANICIDAS. Daniel Lovera, Janet Quiñones, Vidal Aramburú, Pedro Gagliuffi, Luis Puente, Lia Concepción, Rosario Flores. pp 46.
Envenenamiento por cianuro. Recuperado de: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S003474502002000400006
