Hidrometalurgia para obtención de plata Martin castañeda lozano, IS13110690
Argentita a argentita !del lat"n argentum, #ue signi$ca %plata%&, tambi'n llamada argirita, es un sul(uro de (órmula Ag)S, si es pura contiene *+,1 de plata- a acantita, #ue es una polimor(a de la argentita, se (orma a una temperatura in(erior a 1+9 ./os acimientos ms importantes se encuentran en2 uana4uato, M'5ico, reiberg !Sa5e&, /ol#uec7aca en 8oliia, Andreasbserg !Harz&- :n /7ile se 7a encontrado en los acimientos mencionados para plata natia, e incluida en la parag'nesis mineralógica mineralógica de algunos acimientos de ;b<=n:s una de las menas importantes de plata- /omo la maor"a de los minerales de plata, a e5cepción de cloruros bromuros de Ag, es atacada disuelta por soluciones de cianuro !m'todo 7idrometal>rgico de cianuración&Argentitas en inclusiones en otros sul(uros como galena, puede ser recuperada por ?otación selectia-
;@/:S 8B:C/IC D: A ;ABA EXTRACCION
TRITURACION
/on :lectrolisis
Ag (99.9%)
LIXIVIACION Por agitación
;or Merril /roEel Ag !F0< +0&
CaAg!/C&)
PRECIPITACION
:GB@A//IC ;artiremos de la argentita, de 600 toneladas7r- de la cual contiene *gr- de plataa e5tracción de la argentita se realiza por medio de barrenos 7ec7os por la per(oradora, depositando cartuc7os de un e5plosio plstico de a7" se obtiene el sul(ato de plata - Ag)S, 1-33 , ;bS, eS), =nS otros minerales F-33 Alumina Silice, 9+
Brituración :l mineral e5tra"do desde la mina se transporta en camiones descargndose directamente en la /7ancadora ;rimaria donde se reduce a un tamaño menor de 6%- De a7" pasa a una zaranda #ue separa las (racciones maores de 1-F% pasndolas a la /7ancadora Secundaria- uego todo el mineral se une al descargarse en una (a4a transportadora #ue lo llea a una Bola de Almacenamiento:l ob4etio del /7ancado es reducir el tamaño del mineral para (acilitar la acción de la solución #u"mica #ue recuperar el ro la ;lata en la etapa de i5iiaciónDesde la tola de Almacenamiento, el mineral se transporta "a camiones sobre un rea denominada
i5iiación :l principio bsico de la li5iiación !cianuración& es a#uella en #ue las soluciones alcalinas d'biles tienen una acción directa disolente pre(erencial sobre el ro la ;lata contenidos en el mineral- a reacción enunciada por :ls7er en su ournal ;raJ/7en !19K6&, es la siguiente2 KAg L *Ca/C L ) L )H) KCaAg!/C&) L KCaH a #u"mica inolucrada en la disolución de oro plata en el proceso de cianuración en pilas es la misma aplicada en los proceso de cianuración por agitación:l o5"geno, esencial para la disolución del oro plata, es introducido en la solución de cianuro, mediante la inección directa de aire al tan#ue solución de cabeza, por irrigación en (orma de lluia por bombeo de la solución recirculantea elocidad de la disolución de los metales preciosos en soluciones de cianura depende del rea super$cial del metal en contacto con la (ase li#uida, lo #ue 7ace #ue el proceso de disolución sea un proceso 7eterog'neoN la elocidad de disolución depende tambi'n de la elocidad de agitación lo #ue indica #ue el proceso su(re la presión de un (enómeno ("sico-
actores #ue in?uen •
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Tamaño de la Partícula: /uando se presenta plata gruesa libra en la mena, la practica generalizada es recuperada por medio de trampas antes de la cianuración a #ue las part"culas gruesas podr"an no disolerse en el tiempo #ue dura el proceso- 8a4o condiciones consideradas ideales con respecto a la aereacion agitación, 8arsJ encontró #ue la elocidad m"nima de disolución de plata es 3-)F mgcm)-7ora Oxigeno: :l o5igeno tiene un rol (undamental en la li5iiación de la plata, pues la recuperación de oro plata esta directamente relacionada con la cantidad de o5igeno disuelto en la pulpa mineral- /uando se tienen (aenas mineras a gran altura, como es de normal ocurrencia en nuestro pa"s en todo el /ordón de la /ordillera de los Andes, la cantidad de o5igeno disuelto disminue, lo #ue a(ecta en gran medida los resultados metal>rgicos- :n estos casos de inección de o5igeno e mu recomendada, puesto #ue aumenta, como se di4o anteriormente, las recuperaciones de oro plata, adems disminue los consumos de cianuroConcentración de la solución de Cianuro: a solubilidad del oro en una solución de /C aumenta al pasar de las soluciones diluidas a las concentradas- a solubilidad es mu ba4a con menos de 0-00F Ca/C, crece rpidamente cuando tienen 0,01 Ca/C despu's lentamente, llegando al m5imo cuando contiene 0,)F Ca/C- a proporción mas e$caz es de 0,0F a 0,0+ Ca/C- a concentración usual de /C para el tratamiento de menas de oro es de 0,0F Ca/C para menas de plata de 0-3, para concentrados de oro
actores #ue in?uen Bemperatura2 a elocidad de disolución de los metales en una solución de Ca/C aumenta con el incremento de la temperatura, 7asta *F ./N las descomposición del cianuro es un serio problema;orcenta4e de $nos2 :ste aspecto es mu importante, por#ue, cuando el de $nos es alto, maor al )0 del total !P <10 mallas, 1-+ mm& las part"culas tienden a aglutinarse en consecuencia no de4an pasar las soluciones de cianuro por lo #ue estos minerales re#uieren otro tratamiento, posiblemente curado con cal, cemento o ambos para lograr aglomerarlos (acilitar la percolaciónAlcalinidad ;rotectora2 as (unciones del 7idró5ido de calcio en la cianuración son los siguientes2 o :itar p'rdidas de cianuro por 7idrólisiso ;reenir perdidas de cianuro por acción del /) de aireo Ceutralizar los componentes cidoso acilitar asentamiento de las part"culas $nas de modo #ue pueda separarse la solución rica clara de la mena cianurada•
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i5iiación por agitación a mena molida a tamaños menores a las 1F0 mallas !apro5imadamente tamaños menores a los 10F micrones&, es agitada con solución cianurada por tiempos #ue an desde las 6 7asta las +) 7oras- a concentración de la solución cianurada esta en el rango de )00 a *00 ppm !partes por millón e#uiale a gr de cianuro por metro cubico de solución&a elocidad de disolución del oro natio depende entre otros (actores, del tamaño de la part"cula, grado de liberación, contenido de plata:s la prctica com>n, remoer el oro grueso !part"culas de tamaño maores a 1F0 mallas o 0,10F mm&, tanto como sea posible, mediante concentración graitacional antes de la cianuración, de manera de eitar la segregación perdida del mismo en arias partes del circuito:s de suma importancia, aparte de determinar la naturaleza de los minerales de oro, poder identi$car la mineralog"a de la ganga, a #ue esta puede determinar la e(ectiidad o no de la cianuración- :sto por #ue algunos minerales de la ganga pueden reaccionar con el cianuro o con 'l o5igeno, restando de esa manera la presencia de reactios necesaria para llear adelante la solubilización del oroSe realizan ensaos a escala laboratorio, con el ob4eto de determinar las condiciones optimas para el tratamiento económico e$ciente de la mena-
/ianuración con agitación as menas molidas se agitan con soluciones de cianuro de sodio desde 6 7asta +) 7oras- a solución cianurada se usa en concentraciones de )00 a *00 partes por millón !ppm&- a concentración de una solución de cianuro rica, ar"a de 0-F a 1F gramos de oro por metro c>bico de solución:sta agitación se 7ace mecnicamente, con inección de aire, para lograr un maor contacto entre reactios- :sto me4ora el rendimiento de la de li5iiación- :l cianuro disuele el oro de la mena en (orma de un comple4o estable de oro cianuroa elocidad de disolución del oro natio depende de tres (actores importantes2 tamaño de la part"cula, grado de liberación del oro de la mena contenido de plata-
Ban#ue Agitador de Alta :$ciencia Qn agitador #ue (orza la pulpa a circular en el tan#ue Biene un Rolumen lido de 0-F* KFm3 as paletas en (orma de paraguas 7acen una presión 7acia aba4o a la plupa- a pulpa circula de arriba aba4o mezclando completamente con el medicamentoa estructura de paleta es aanzada la capacidad de agitación es altaas paletas de un tan#ue agitador de alta e$ciencia son de una (orma de paraguas con un maor dimetro elocidad lineal #ue pueden (ortalecer la capacidad de agitación circulación de la pulp medicamento:l aumento de la capacidad de circularción elea el "ndice de ?otación:n el tan#ue 7a un conductor de corriente #ue aumenta la succión la circulación Ban#ue agitador de alta e$ciencia se aplica astamente en la mezcla de pulpa antes de la ?otación 7aciendo la pulpa el medicamento mi5to completamente- Bambi'n se usa en la agitación de pulpa en la industria #u"mica, materiales de construcción, (brica de cianura, de residuos etc～
;roceso de Merrill /roEel !precipitacion& :ste proceso de cementación para la e5tracción del oro la plata desde las soluciones cianuradas (ue introducida en 1*90Durante los pró5imos )6 años se introdu4eron tres modi$caciones #ue llearon al proceso a obtener alta e$ciencia menores costos- a primera modi$cación (ue el agregado de sales de plomo !acetato, nitrato& para la (ormación de pares galnicos ;b<=n para promoer la actiidad electro#u"mica de las reacciones de cementación, la segunda, (ue el reemplazo del =n en laminas por =n en polos !/-R Merril& para aumentar la cin'tica del proceso a pesar #ue el zinc en polo se usó en 1*9+ no se generalizo su uso 7asta 19K6 cuando B-8 /roEel aplicó acio para desairear las soluciones antes de la cementación:l aporte de Merril < /roEe, dio origen al proceso actual de cementación con =n mas conocido como proceso de Merril < /roEel-
:tapas en el proceso Merril /roEel •
Clarifcación: :l ob4etio es eliminar la presencia de suspensiones en las soluciones proenientes de la li5iiación entregar una solución clara !menos a 10 ppm de solido& para lograr una maor e$ciencia en la cementación obtener maor le en los precipitados- Se puede realizar de ariados e#uipos de $ltración2 •
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iltro clari$cante de acio tipo HooJailtros a presióniltros con lec7o de arena por graedadQnidades $ltrantes con tubos plsticos porosos recubiertos con diatomea-
Desaireación: as soluciones clari$cadas son desaireadas !pues la presencia de ) incrementa el consumo de zinc& para obtener un precipitación e$ciente- :l m'todo /roEell emplea acio el cual es el ms e$ciente para remoer el ) disuelto- a torre de acio puede estar llena o ac"a con alimentación atomizada para incrementar la super$cie del l"#uido!uste de la concentración del cianuro " la cal: Antes de
:tapas en el proceso Merril /roEel dición del #n: :l zinc en polo es agregado en cantidades de 0,6 a 1,F de =n por parte de A o Ag !11 para la plata es una razón mu recomendable&:l zinc es alimentado al cono de mezcla en (orma controlada mediante alimentadores tipo tornillo, correa o disco- as sales de plomo tambi'n puede ser agregadas en este punto- as cantidades usuales son de 3F a 1F gramos de =n 10 a 1F gramos de nitrato de plomo por tonelada m'trica de solución por lo menos 0,1 gpl de /C libre debe estar presente- a mezcla es impulsada por una bomba sellada al sistema de $ltración- :l precipitado se puede $ltrar en2 •
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iltros bolsasiltros de placa o presióniltros estrellas-
a solución pobre $ltrada es retornada a la planta de li5iiación o al circuito de //- as menas de plata entregan precipitados de alta le !entre un F0 a 90& las cuales pueden (undirse directamente con
;rincipio de precipitación :l principio de la precipitación de metales preciosos contenidos en soluciones de /C empleando polo de zinc, est basado en el 7ec7o de #ue el oro la plata son electronegatios respecto al zinc, ocurriendo un reemplazo electro#u"mico del oro la plata por el zinc, seguido por el desplazamiento del 7idrógeno del agua por el sodio seg>n la siguiente reacción2 CaAg!/C&) L )Ca/C L =n L H) Ca)=n!/C&K L g L H L CaH :n la prctica, ocurre un e5ceso en el consumo de
@e$nación mediante electrolisis /onsta de un nodo de lamina de plata un ctodo una lmina de /uT !metlico& , el nodo de plata se disuele por acción del acido n"trico pasando del estado metlico a solución2 HC3 H L C3< C3< L AgL AgC3 :n el ctodo ocurre lo contrario, es decir el nitrato de plata genera el C3<2 AgC3 AgL L C3< :l potencial empleado debe ser lo su$ciente para mantener el e#uilibrio e5istentes entre el H, C3< Ag, el ampera4e seg>n procedimiento !1000 A&N un sobre olta4e genera eacuación de H) #ue desestabiliza el sistema el Rolta4e mediante el cual se deposita la plata !)-F < 3-0& olts Se obtiene por esta re$nación electrol"tica una plata de alta le 99,99-
los desec7os :n la maor"a de los procesos mineros, la roca e5tra"da se encuentra en un cierto estado #u"mico en el subsuelo- :ste estado a a cambiar necesariamente cuando la roca sea lleada a la super$cie de la tierra e5puesta al aire a las precipitaciones, o tratada con productos #u"micos- :sta modi$cación del estado #u"mico de la roca, as" como su mezcla con productos tó5icos como el cianuro es el origen de los desec7os producidos por la e5plotación minera de oro- :stos desec7os se pueden clasi$car en 3 categor"as2 U los est'riles #ue son rocas no tratadas, U los desec7os sólidos despu's del tratamiento de la roca, U los desec7os l"#uidos despu's del tratamiento de la roca/ada tipo de desec7o puede tener un impacto irreersible sobre el medio ambiente-
los comple4os metal< cianuro /omo compuesto altamente reactio, el cianuro se une mu (cilmente en so< lución a metales como el 7ierro, el cobre, el n"#uel, el zinc, el cadmio etc-, con los cuales (orma una mezcla llamada Vcomple4o metal
n, estos metales se encuentran en concentraciones muc7o ms altas #ue las del oro en las rocas tratadas- ;or e4emplo, la concentración de 7ierro es 7asta 3F-000 eces maor #ue la del oro- ;or esta razón, el comple4o ciano(errato !un comple4o metal
B'cnicas de tratamiento de los desec7os cianurados X principios limitaciones
mitigación natural :n general, el cianuro libre no permanece muc7o tiempo en las aguas usadas dispuestas en los embalses de las e5plotaciones mineras, o en la aguas de super< $cie en el suelo1)0 !sin embargo, puede permanecer durante periodos largos en las aguas subterrneas1)1&- :l cianuro libre se olatiliza en (orma de cianuro de 7idrógeno, #ue se a diluendo en la atmós(era- a olatilización es ms e$caz en un medio o5igenado con alta temperatura1))- Se estima #ue cada año, los pozos de almacenamiento de desec7os cianura< dos emanan al aire )0-000 toneladas de cianuro de 7idrógeno1)3- :stos apores pueden ser transportados por el iento a distancias considerables- Adems, debido a #ue el cianuro de 7idrógeno es mu estable, puede permanecer en la atmós(era durante años antes de ser degradado1)K- as consecuencias de estas emanaciones para el medio ambiente son a>n desconocidas:l maor proceso de degradación natural, despu's de la (ormación de cianuro de 7idrógeno con el cianuro libre, es la disociación de los comple4os metal< cianuro- :sta degradación natural ocurre en los desec7os mineros como las pilas de li5iiación abandonadas o las aguas usadas- Sin embargo, los comple4os metal
- :l proceso de disociación natural implica la acidi$cación de los desec7os al contacto con las lluias el dió5ido de carbono del aire !durante el tratamiento por el cianuro, la roca se mantiene alcalina arti$cialmente&:sta acidez permite #ue se disocien los comple4os metal
mitigación natural me4orada a industria trata de aproec7ar la e5istencia de estos procesos naturales a $n de tratar los desec7os cianurados- Medidas simples pueden aumentar su e$cacia- ;or e4emplo, los pozos de almacenamiento pueden ser lo ms anc7os posible para aumentar el contacto con el aire con ello la elocidad de acidi$cación- ;or otra parte, moer mecnicamente las aguas usadas puede audar a aporizar el cianuro de (orma natural- :n cuanto a la pilas de li5iiación, se pueden en4uagar repetitiamente con agua para lograr nieles aceptables de acidez- Sin embargo, grandes ol>menes de agua son necesarios para proceder a este tratamiento, lo #ue incrementa el con< sumo de agua- a e$ciencia de esta t'cnica para tratar las pilas adecuadamente no est comprobadamitigación procesada /omo 7emos isto, en la maor"a de casos, la mitigación natural no es su$ciente los desec7os cianurados producidos tienen #ue seguir un tratamiento adicio< nal para no ser catastró$cos cuando se los descargue en el medio ambiente, intentar alcanzar los nieles de concentración impuestos por las regulaciones- Se 7a desarrollado muc7as t'cnicas para reducir las concentraciones en cianu< ro de los desec7os mineros- a gran maor"a de estos m'todos consiste en la acidi$cación del medio o la o5idación de los cianuros130agua o5igenada !proceso degrussa& Algunas de estas t'cnicas re#uieren el uso de un componente capaz de o5idar al cianuro- :s el caso del agua o5igenada !a la cual se puede añadir cido sul(>< rico, cobre para catalizar las reacciones&, usada en el m'todo conocido como el proceso Degrussa, #ue permite conertir los cianuros libres los comple4os metal
proceso inco tra t'cnica usa sul(uro !el dió5ido de sul(uro&, #ue permite la o5idación de cia< nuros en cianatos- :l proceso IC/, utiliza el aire con agua dió5ido de sul(uro para o5idar el cianuro libre la maor"a de los comple4os metaln el 7idrogeólogo @obert Moran, Vmientras el proceso IC/ reduce e$caz< mente la concentración de cianuro, tambi'n implica la (ormación de grandes ol>menes de productos #ue pueden ser tó5icos para los organismos acuticos, como2 cianatos, tiocianatos, sul(atos, amon"aco, nitratos, cianuros libres, as" como altos nieles de concentración de cobreW133cloro :s un proceso ms antiguo #ue usa cloro, para degradar los cianuros en tiocianato cianato- :sta t'cnica implica la (ormación temporal de compuestos tó5icos como el cloro cianógeno, otros altamente tó5icos para la (auna acutica, como algunos comple4os metalrico- :ste proceso conllea a la emanación brutal de apores de cianuro de 7idrógeno, por lo #ue se necesita una tecnolog"a de control mu segura para proteger a los traba4adoresotros procesos inalmente, e5isten procesos #ue usan ozono, biodegradación con bacterias, luz solar catalizada por dió5ido de titanio, adición de 7ierro #ue prooca la (orma< ción de metales sólidos, etc-, pero se implementan ms raramente por#ue son costosos, parcialmente
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C@MA $cial Me5icana CM<1F+
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