“LIXIVIACION DE MINERALES AURIFEROS DE BAJA LEY
CON AMINO ACIDOS Y PEROXIDO DE HIDROGENO EN MINERA TITAN S.A.
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PRESENTACION
Señor docente de la asignatura de SEMINARIO DE TESIS: M. Sc. Ing. SANCHEZ QUISPE HONORATO.
En cumplimiento con lo exigido por el reglamento de la asignatura de INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA de la Carrera Profesional de Ingeniería Metalúrgica, pongo a vuestra consideración el presente trabajo titulado “LIXIVIACION DE MINERALES AURIFEROS DE BAJA LEY CON AMINO ACIDOS Y PEROXIDO DE HIDROGENO EN MINERA TITAN ”; en el presente semestre 2016 – II. El presente trabajo fue concebido ante la necesidad imperiosa de investigar y mejorar los métodos que actualmente están siendo utilizados. La información proporcionada en el presente trabajo pretende poner a consideración de las personas interesadas en las faenas del sector de la minería, que buscan el conocimiento necesario para aplicar en la práctica y obtener resultados satisfactorios acorde a la disposición de los minerales auríferos de su zona.
COLQUE SALAS LUZ SHERLY
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RESUMEN En este estudio se ha estudiado la lixiviación del oro usando soluciones de aminoácidos con peróxido de hidrógeno a bajas concentraciones. La aplicación del sistema de aminoácidos alcalino con peróxido de hidrógeno puede ofrecer una alternativa ambientalmente benigna para el proceso de lixiviación del oro, especialmente en el contexto de la lixiviación de menas de oro de grado en una lixiviación in-situ o en los procesos de lixiviación en pilas. En la presencia de una sustancia oxidante u oxidantes, se observó que los aminoácidos pueden disolver el oro en estado alcalino en temperatura baja y moderada. El calentamiento de la solución de lixiviación entre el 40 y el 60°C se encontró oro que mejora la disolución alcalina significativamente en soluciones de aminoácidos - peróxido. También se descubrió que la disolución del oro aumenta al incrementar la concentración de aminoácidos, peróxido y pH. Los aminoácidos actúan sinérgicamente en la disolución del oro. Aunque la glicina presentó mayor oro disolución como un aminoácido particular en comparación con la histidina y la alanina, se encontró que la histidina mejora la disolución del oro cuando se utiliza en cantidades equimolares con la glicina. La presencia de iones Cu 2+ mejora el proceso de disolución del oro en soluciones de glicina - peróxido. El proceso va a proponer un proceso amigable con el ambiente para el tratamiento del oro con el fin de reemplazar el uso de cianuro en la lixiviación en pilas o la lixiviación insitu. Con la presencia de la pirita, la cantidad de oro lixiviado fue menor debido al consumo del peróxido en la oxidación de sulfuros.
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INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha puesto bastante énfasis de parte de los investigadores dedicados a la extracción metalúrgica de los metales como el oro en tratar de desarrollar tecnologías limpias en reemplazo de tecnologías contaminantes al medio ambiente y aunque la búsqueda de alternativas ha sido vigorosamente llevado a cabo por décadas, el cianuro es aun el agente de extracción elegido en la hidrometalurgia del oro. Esto es debido a una combinación de su disponibilidad, efectividad, economía, un probado nivel de tecnología y una capacidad de uso. En el desarrollo de procesos metalúrgicos, en particular cuando se trata de seleccionar un disolvente para la extracción de oro a partir de un mineral debe ser adecuado a las características del mineral. Cuando el oro ocurre en una forma el cual no puede ser separado por medios físicos, el oro es extraído por disolución del metal usando reactivos químicos (una sustancia química usada para detectar la presencia de oro por reacción) los cuales son llamados “lixiviantes”. Idealmente esos lixiviantes o agentes lixiviantes deben de ser:
Baratos y reciclables
Selectivos
No tóxicos
Compatible con los procesos de recuperación de los flujos aguas abajo
El cianuro es el reactivo de lixiviación más ampliamente usado para la recuperación de metales preciosos, por ser barato, bien establecido y eficiente para la extracción del oro. Considerable atención ha sido puesta en la búsqueda de reactivos lixiviantes desde el comienzo de la década de los 80. La principal motivación es el temor al uso del cianuro, especialmente en el arranque de operaciones metalúrgicas recientes en nuevas zonas de minado de metales preciosos. A pesar de drásticas regulaciones de seguridad corrientementeaplicadas en las plantas de cianuración alrededor del mundo, riesgos ambientales reales y peligros de toxicidad humanos aún permanecen. Otra aspecto por el renovado interés en los reactivos de lixiviación no cianurados es la velocidad incrementada de disolución del oro. Las velocidades de lixiviación rápidas incluyen tanques de lixiviación más pequeños que requieren costos de capital y consumos de energía más bajos. Sin embargo, los reactivos no cianurados a la fecha no han sido ampliamente empleados para la recuperación del oro y la plata, pero estos pueden encontrar aplicación en operaciones de tratamiento futuros cuando las restricciones ambientales no permitan la costumbre práctica de la cianuración. En este estudio se pretende demostrar la efectividad en la lixiviación del oro cuando se usan soluciones de aminoácidos con peróxido de hidrógeno a bajas concentraciones. La aplicación del sistema de aminoácidos alcalino con peróxido de hidrógeno puede ofrecer una alternativa ambientalmente benigna para el proceso de lixiviación del oro, especialmente en el contexto de la lixiviación de menas de oro de grado en una lixiviación in-situ o en los procesos de lixiviación en pilas. Como es conocido el oro es uno de los metales más nobles que existen en condiciones normales en la corteza terrestre, cuya naturaleza y propiedades han hecho que sea valioso y repercute su explotación minera – metalúrgica en las economías nacionales, por esta razón consideramos que es importante analizar y profundizar los conocimientos acerca de los mecanismos hidrometalúrgicos del proceso en el cual se empleen los aminoácidos como disolventes, de tal forma que pueda ser aplicado como método de beneficio de las menas de oro, inclusive cuando se trate de minerales de baja ley, que puedan ser beneficiados empleando técnicas de lixiviación in situ, en pilas o echaderos.
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PRESENTACION................................................................................................................... 2 RESUMEN .............................................................................................................................3 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................4 ÍNDICE …………………………………………………………....……………………………………5 CAPITULO I ...........................................................................................................................6 FORMULACION DE LA INVESTIGACION ........................................................................... 6 1. EL PROBLEMA 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA CAPITULO II ...........................................................................................................................7 2. JUSTIFICACIÓN CAPITULO III ...........................................................................................................................7 3. OBJETIVOS CAPITULO IV ...........................................................................................................................7 4. MARCO TEÓRICO CAPITULO V ...........................................................................................................................11 5. HIPÓTESIS CAPITULO VI ...........................................................................................................................12 6. METODOS DE INVESTIGACION EXPERIMENTAL CONCLUSIONES ................................................................................................................... 13 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .........................................................................................14
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CAPITULO I 1 El problema 1.1 Planteamiento del problema Las necesidades actuales de preservar el medio ambiente hace que todas las actividades del hombre en la actualidad sean planificadas, organizadas y ejecutadas con esa finalidad. Una de las actividades productivas que generan impactos sustanciales para con el medio ambiente es la minero-metalúrgica, como es el caso de la lixiviación por cianuración de minerales auríferos en pilas el cual es realizado en MineraTitan, cuyos principales efectos son la generación de emisiones de líquidos, sólidos y gases, aparte del ruido y otros impactos, que a lo largo del último siglo han venido deteriorando grandemente el hábitat del hombre, la fauna y la flora, aparte de modificar el paisaje natural. El proceso metalúrgico particular seleccionado para la extracción de oro a partir de un mineral debe ser adecuado a las características del mineral. Cuando el oro ocurre en una forma el cual no puede ser separado por medios físicos, el oro es extraído por disolución del metal usando reactivos químicos (una sustancia química usada para detectar la presencia de otro por reacción) los cuales son llama dos “lixiviantes”. Idealmente esos lixiviantes o agentes lixiviantes deben de ser:\
Baratos y reciclables
Selectivos
No tóxicos
Compatible con los procesos de recuperación de los flujos aguas abajo
Actualmente la empresa está abocada a continuar con sus proyectos de extracción y procesamiento de sus yacimientos auríferos, pero enfrentándose a condiciones como el agotamiento de sus principales reservas y las nuevas oportunidades que se presentan enfrentan retos de las bajas leyes de las especies valiosas y cambios en la mineralogía de dichos yacimientos. Por esta razón consideramos que este problema debe de ser abordado, incluyendo la perspectiva de uso de reactivos lixiviantes que sean ambientalmente factibles. 1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA General. ¿Qué alternativa de beneficio ambientalmente posible podrá ser utilizado para minerales auríferos de baja ley en Minera Titan?
2.2.2 Específicos. a)¿Cómo afecta la concentración de los reactivos lixiviantes empleados en la disolución del oro?
b)¿Cómo influye la presencia de otras especies mineralógicas como la pirita en el proceso de lixiviación?
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CAPITULO II 2. Justificación Para la implementación de este trabajo de investigación es necesario plantear los aspectos del porque es importante realizar este estudio metalúrgico, por tal efecto indicamos las siguientes justificaciones: a) Las exigencias actuales cuando se pretende desarrollar proyectos para la extracción de los recursos minero metalúrgicos en lo que se refiere al desarrollo sostenible es la de buscar tecnologías limpias, es decir se debe propender al desarrollo de las actividades extractivas de los recursos naturales pero sin perjudicar el entorno ecológico, teniendo como meta un futuro donde nuestros descendientes tengan un perfecto equilibrio con la naturaleza. b) Últimamente se han realizado nuevos descubrimientos de yacimientos de oro, fundamentalmente caracterizados por su baja ley y se ha demostrado un gran potencial productivo de este metal en nuestro país, esto hace que sea necesario optimizar las tecnologías en lo referente a su metalurgia extractiva y específicamente en el aspecto hidrometalúrgico. c) Los reactivos orgánicos combinados con oxidantes como agentes lixiviantes del oro son una de las alternativas que están siendo estudiadas y que ofrece ventajas importantes sobre otros disolventes del oro desde el punto de vista ambiental, lo cual tiene que ser demostrado con este trabajo. CAPITULO III 3. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General Buscar una alternativa para reemplazar a la cianuración convencional para la lixiviación en pilas, en el tratamiento de minerales auríferos de baja ley en Minera Titan. 2.2 ESPECIFICOS a) Determinar la influencia de la concentración de los reactivos lixiviantes empleados en la disolución del oro. b) Establecer la influencia de la presencia de otras especies mineralógicas como la pirita en el proceso de lixiviación. CAPITULO IV 4. MARCO TEORICO 4.1 Los Minerales Auríferos de Baja Ley Los yacimientos minerales se forman a partir de procesos eficientes de segregación y concentración de determinados elementos químicos. Estos procesos, que pueden ser magmáticos, metamórficos, hidrotermales y/o sedimentarios, pueden ser explicados, así como la mayoría de los procesos geológicos, en términos de la teoría de la Tectónica de Placas. Los procesos característicos de cada escenario geotectónico favorecen el enriquecimiento en determinados elementos y la génesis de ciertas tipologías de yacimientos minerales. De este modo, cada contexto geotectónico se caracteriza por una métalo génesis determinada, y es de esperar que la historia métalo genética de una región ajuste con su evolución tectónica. Por consiguiente, las diferentes tipologías de los yacimientos metálicos se asocian a ciertos tipos de rocas, a un marco tectónico y en ocasiones, a periodos geológicos determinados. El Ciclo de Wilson explica el desarrollo evolutivo de la tectónica de placas, es decir, considera que los diversos contextos geotectónicos, condicionados por el tipo de límite de placas y la naturaleza de las placas que interactúan, son estadios o etapas que se suceden de forma consecutiva. Si consideramos la metalogénia como un aspecto de la historia de la corteza terrestre, podemos estudiar la formación de los yacimientos metalíferos como un proceso evolutivo y cíclico. Para ello, se pueden correlacionar los procesos métalo genéticos con los diferentes estadios evolutivos del ciclo geotectónico que nos indica el modelo de Wilson. Con el fin de dar una visión global de la metalogénia, la estructuración de los contenidos que se desarrollarán en esta materia se ajusta a los estadios tectónicos del Ciclo de Wilson . 4.2 YACIMIENTOS EPITERMALES DE METALES PRECIOSOS
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Los depósitos epitermales son aquellos en los que la mineralización ocurrió dentro de 1 a 2 Km de profundidad desde la superficie terrestre y se depositó a partir de fluidos hidrotermales calientes. Los fluidos se estiman en el rango desde <100ºC hasta unos 320ºC y durante la formación del depósito estos fluidos hidrotermales pueden alcanzar la superficie como fuentes termales. Los depósitos epitermales se encuentran de preferencia en áreas de volcanismo activo alrededor de los márgenes activos de continentes o arcos de islas y los más importantes son los de metales preciosos (Au, Ag), aunque pueden contener cantidades variables de Cu, Pb, Zn, Bi, etc. La mineralización epitermal de metales preciosos puede formarse a partir de dos tipos de fluidos químicamente distintos. Los de “baja sulfuración” reducidos y tienen un pH cercano a neutro (la medida de concentración de iones de hidrógeno) y los fluidos de “alta sulfuración”, los cuales son más oxidados y ácidos. Los términos de alta y baja fulguración se refieren al estado de oxidación del azufre. En los de alta fulguración el azufre se presenta como S4+ en forma de SO2 (oxidado) y en los de baja sulfuración como S-2 en forma de H2S (reducido). Los fluidos de baja sulfuración (BS) son una mezcla de aguas-lluvias (aguas meteóricas) que han percolado de superficie y aguas magmáticas (derivadas de una fuente de roca fundida a mayor profundidad en la tierra) que han ascendido hacia la superficie. Los metales preciosos han sido transportados en solución como iones complejos (en general bi-sulfurados a niveles epitermales; clorurados a niveles más profundos) y para fluidos de baja sulfuración la precipitación de metales ocurre cuando el fluido hierve al acercarse a la superficie (ebullición). Los fluidos de alta sulfuración (AS) se derivan principalmente de una fuente magmática y depositan metales preciosos cerca de la superficie cuando el fluido se enfría o se diluye mezclándose con aguas meteóricas. Los metales preciosos en solución derivan directamente del magma o pueden ser lixiviados de las rocas volcánicas huéspedes a medida que los fluidos circulan a través de ellas. En ambos tipos de depósitos (BS y AS) los fluidos circulan hacia la superficie a través de fracturas en las rocas y la mineralización a menudo se presenta en esos conductos (mineralización controlada estructuralmente), pero también pueden circular por niveles de rocas permeables y eventualmente mineralizar ciertos estratos. Los fluidos de BS generalmente forman vetas de relleno con metales preciosos o series de vetas/vetillas más finas, denominadas “stockwork” o “sheeted-veins”. Los fluidos de AS más calientes y ácidos penetran más en las rocas huéspedes originando cuerpos mineralizados vetiformes, pero también diseminación en las rocas. Los depósitos de oro de BS pueden contener cantidades económicas de Ag y cantidades menores de Pb, Zn y Cu, mientras los de sistemas auríferos de AS a menudos producen cantidades económicas de Cu y algo de Ag. La exploración geoquímica de estos depósitos puede resultar en distintas anomalías geoquímicas, dependiendo de la mineralización involucrada. Los sistemas de BS tienden a ser más ricos en Zn y Pb, más bajos en Cu y con razones Ag/Au más altas. Los de AS pueden ser más ricos en As y Cu con razones Au/Ag más bajas. La fineza del oro (=Au/Au+Ag x 1000) en yacimientos epitermales es en general baja (promedio 685 en sistemas del Pacifico SW), es decir el oro contiene apreciables cantidades de plata (color amarillo pálido a blanco) y en muchos casos se presenta como electrum (aleación natural de oro y plata); en contraste los yacimientos de tipo pórfido o skarn presentan normalmente más alta fineza del oro (promedio 920). Los depósitos epitermales contribuyen significativamente a la producción mundial de oro y constituyen blancos de exploración que deben ser evaluados cuidadosamente sobre la base de la cantidad de metal que pueden proveer y a que costo. La cantidad de oro en cualquier tipo de depósito se calcula basado en la ley y tonelaje disponible. Mientras mayor es la ley, menor es el tonelaje requerido para hacer una explotación económica. Un depósito de alta ley podría tener leyes de 10 a 150 g/t Au, mientras que los de baja ley en el rango de 1 a 5 g/t Au. Los depósitos de baja ley pueden tener hasta, y posiblemente más de 200 millones de toneladas (Ej. Mina La Coipa en el distrito de Maricunga con 52,1 Mt con 1,58 g/t Au y 60,3 g/t Ag; ley de corte 1 g/t Au equivalente; Oviedo et el., 1991), mientras que los de alta ley son frecuentemente más pequeños. 4.3 Proceso de Lixiviación de Oro en Minera Titan.. El concepto del proceso de lixiviación por pilas se empleó por primera vez en la extracción del cobre a mediados del siglo XVIII a partir de los minerales oxidados de yacimientos pórfidos. La aplicación para menas de metales preciosos fue sugerida originalmente por la Dirección de Minas de los Estados Unidos en 1967. En 1971 la empresa Carlin Gold Mining ya empleaba el método para tratar minerales de baja ley. Estos estudios fueron patentados en Nueva York en 1974. Actualmente la lixiviación en pilas es el proceso más usado en la recuperación de minerales con oro diseminado y de baja ley. En 1992, se inicia la biooxidación de minerales en pilas, abriendo una nueva oportunidad de tratamiento a los minerales refractarios al proceso de lixiviación en pilas.
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4.4 Mineralogía de Minera Titan. S.R.L El mineral en Minera Titan. se caracteriza por ser de formación volcánica terciaria, es un deposito diseminado, de gran volumen, y contenido metálico bajo, muestra una alteración típica de la alunita (sulfato K, Fe) en los que el oro ha sido depositado con pirita en los agujeros de lixiviación del cuarzo “cuarzo cavernoso” y luego p or estar cerca de la superficie, ha quedado como impregnaciones en las paredes del cuarzo o dentro de los FeOx. El depósito está formado principalmente por cuarzo y sulfuros primarios, estos han sufrido alteraciones y han formado otras especies como la jarosita y gohetita. El oro se encuentra diseminado en partículas muy finas en estos minerales. Se ha determinado tres especies definidas como: Mineral con abundante FeOx, principalmente gohetita coloidal, y jarosita muy fino derivados principalmente de la oxidación de pirita diseminada, los granos son diminutos y sumamente raros de 0.002 a 0.004 mm. El rutilo diseminado parece comprender la única fase metálica bien definida. 4.5 Los Aminoácidos en la Hidrometalurgia El objetivo de esta investigación es evaluar un proceso hidrometalúrgico amigable con el medio ambiente para lixiviación de oro. En tal sentido se pretende investigar un posible proceso alternativo que no requiere condiciones significativamente diferentes en el proceso convencional de procesos de cianuración, y que permitiría que el complejo de oro lixiviado sea estable y sea adsorbido en el circuito de proceso convencional de carbón en pulpa (CIP) o carbón en columna (CIC). De los reactivos estudiados, sólo la glicina no está en uso en la industria del oro, mientras que el álcali y el peróxido de hidrógeno son utilizados en el proceso y están en uso actualmente, ya sea en los lixiviados, o en destrucción de cianuro. La glicina es un aminoácido con un grupo carboxílico y un grupo amino. Se utiliza como un agente de nivelación en los procesos de cobreado ácidos (proceso de recubrimiento electrolítico). La glicina tiene varias ventajas sobre el cianuro y sus alternativas como al tiosulfato sódico, tiocianato, tiourea, halogenuros: es un reactivo que es benigno para el medio ambiente, producido en grandes cantidades industriales, y es significativamente más barato que muchos otros lixiviantes y las soluciones son estables a través de un amplio rango de Eh - pH. Debido a su acción complejante, la glicina también puede aumentar la solubilidad de iones de cobre en soluciones acuosas. 4.6 Los Aminoácidos Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptídico; estos dos "residuos" de aminoácido forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, hasta formar un polipéptido. Esta reacción tiene lugar de manera natural dentro de las células, en los ribosomas. Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son L-alfa-aminoácidos. Esto significa que el grupo amino está unido al carbono contiguo al grupo carboxilo (carbono alfa) o, dicho de otro modo, que tanto el carboxilo como el amino están unidos al mismo carbono; además, a este carbono alfa se unen un hidrógeno y una cadena (habitualmente denominada cadena lateral o radical R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de cadauno de los diferentes aminoácidos. Existen cientos de radicales por lo que se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero solo 22 (los dos últimos fuerondescubiertos en el año 2002) forman parte de las proteínas y tienen codonesespecíficos en el código genético. La unión de varios aminoácidos da lugar a cadenas llamadas péptidos o polipéptidos, que se denominan proteínas cuando la cadena polipeptídica supera una cierta longitud (entre 50 y 100 residuos aminoácidos, dependiendo de los autores) o la masa molecular total supera las 5000 uma y, especialmente, cuando tienen una estructura tridimensional estable definida. 4.7 Propiedades Ácido-básicas.
Se refiere al comportamiento de cualquier aminoácido cuando se ioniza. Cualquier aminoácido puede comportarse como ácido y como base, por lo que se denominan sustancias anfóteras. Cuando una molécula presenta carga neta cero está en su punto isoeléctrico. Si un aminoácido tiene un punto isoeléctrico de 6,1 su carga neta será cero cuando el pH sea 6,1.
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Los aminoácidos y las proteínas se comportan como sustancias tampón.
Ópticas. Todos los aminoácidos excepto la glicina tienen 4 sustituyentes distintos sobre su carbono alfa (carbono asimétrico o quiral), lo que les confiere actividad óptica; esto es, sus disoluciones desvían el plano de polarización cuando un rayo de luz polarizada las atraviesa. Si el desvío del plano de polarización es hacia la derecha (en sentido horario), el compuesto se denomina dextrógiro, mientras que si se desvía a la izquierda (sentido antihorario) se denomina levógiro. Un aminoácido puede en principio existir en sus dos formas enantioméricas (una dextrógira y otra levógira), pero en la naturaleza lo habitual es encontrar sólo una de ellas. Estructuralmente, las dos posibles formas enantioméricas de cada aminoácido se denominan configuración D o L dependiendo de la orientación relativa en el espacio de los 4 grupos distintos unidos al carbono alfa. Todos los aminoácidos proteicos son L-aminoácidos, pero ello no significa que sean levógiros. Se consideran L-aminoácidos los que estructuralmente derivan de Lgliceraldehído y D-aminoácidos los derivados del D-gliceraldehído. Químicas.
Las que afectan al grupo carboxilo, como la descarboxilación. Las que afectan al grupo amino, como la desaminación. Las que afectan al grupo R o cadena lateral. Solubilidad.
No todos los aminoácidos son igualmente solubles en agua debido a la diferente naturaleza de su cadena lateral, por ejemplo si ésta es ionizable el aminoácido será más soluble. 4.8 Peróxido de Hidrógeno (agua oxigenada) El peróxido de hidrógeno (H2O2), también conocido como agua oxigenada,dioxogen o dioxidano, es un compuesto químico con características de un líquido altamente polar, fuertemente enlazado con el hidrógeno tal como el agua, que por lo general se presenta como un líquido ligeramente más viscoso que ésta. Es conocido por ser un poderoso oxidante. A temperatura ambiente es un líquido incoloro con sabor amargo. Pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno gaseoso se encuentran naturalmente en el aire. El peróxido de hidrógeno es inestable y se descompone lentamente en oxígeno y agua con liberación de calor. Su velocidad de descomposición puede aumentar mucho en presencia de catalizadores. Aunque no es inflamable, es un agente oxidante potente que puede causar combustión espontánea cuando entra en contacto con materia orgánica o algunos metales, como el cobre, la plata o el bronce. El peróxido de hidrógeno se encuentra en bajas concentraciones (del 3 al 9 %) en muchos productos domésticos para usos medicinales y como blanqueador de vestimentas y el cabello. En la industria, el peróxido de hidrógeno se usa en concentraciones más altas para blanquear telas y pasta de papel, y al 90 % como componente de combustibles para cohetes y para fabricar espuma de caucho y sustancias químicas orgánicas. En otras áreas, como en la investigación, se utiliza para medir la actividad de algunas enzimas, como la catalasa. 4.9 Análisis del Proceso Propuesto La alternativa actual del uso de un lixiviante como el cianuro plantean muchos problemas. Pese a que el sistema cobre amoniacal - tiosulfato de sodio es el principal competidor mostrado en diferentes estudios (Sparrow y Woodcock, 1995; Aylmore, 2001, 2005; Jeffrey, 2001; Breuer, 2002; Fleming et al., 2003; Chandra y Jeffrey, 2004; Oraby, 2010; Oraby et al., 2010), es un poco caro, tiene una química de lixiviación compleja que llevan a la formación de polisulfuros como productos intermedios, es muy sensible al pH (poco estable) y se aplica a un número limitado de menas de oro. Lo que no es económicamente viable producirlo en el sitio, se requiere separación posterior complejo y no es biodegradable. A pesar de estos desafíos, el tiosulfato ha sido aplicado en planta piloto desde el decenio de 1980, y se ha utilizado en los procesos de lixiviación en pilas Newmont Gold (Wan y otros., 1994). Industrialmente, Barrick Gold ha implementado una retroadaptación del sistema tiosulfato de calcio a sus operaciones en Nevada (Choi, 2013). Un desarrollo de lixiviación in situ del oro con complejos de EDTA férrico y oxalato férrico en sioluciones de tiosulfato ha sido estudiado por Heath y otros (2008).
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Sin embargo, el sistema tiosulfato - hierro (III) para ser operativo debe ser controlado el pH, lo que aumenta la complejidad de la aplicación de este sistema en la lixiviación en pilas o en la lixiviación in situ. Por otra parte, se encontró que en la presencia de la tiourea aumenta velocidad de oxidación del oro (Chandra y Jeffrey, 2004). Sin embargo, la tiourea ha sido identificado como uncarcinógeno potencial y su uso ha sido recibido con escepticismo. En el sistema principal tiosulfato – amonio - cobre, la presencia de amoníaco puede causar problemas de seguridad ambiental del medio circundante por la evaporación de amoniaco (Aylmore, 2005; Aylmore y Muir, 2001). El amoníaco plantea riesgos para el medio ambiente y problemas de toxicidad tanto como un gas en el aire y como en solución. El valor límite umbral (VLU) (estándar internacional) del gas amoníaco en el aire, es de 14 mg/m3 (Gos y Rubo, 2000), que es muy similar a la de HCN (15 mg/m3). En adición, el Instituto Nacional de Salud y Seguridad Ocupacional (NIOSH) recomienda un límite de exposición de 25 ppm (18 mg/m3), un promedio de unas 10-h de programa de trabajo de un operador regularmente con un límite de 35 ppm (27 mg/m3) no se sobrepase en 15 minutos por período de trabajo (NIOSH, 2000). La aplicación de la lixiviación in situ (ISL), o lixiviación en pilas o lixiviación en bateas, de minerales complejos y de baja ley tienen un gran potencial, ya que elimina la necesidad de transportar y levantar grandes cantidades de mineral de las operaciones de minado subterráneo y a cielo abierto (por ISL) o puede eliminar extremadamente la energía gastada en la molienda (ya sea por lixiviación en pilas o bateas). La lixiviación in situ ha sido usado en la producción de uranio desde mediados de la década de 1970 (Mudd, 2001). El objetivo de esta investigación es evaluar un proceso hidrometalúrgico más amigable ambientalmente para la lixiviación del oro. En este trabajo se investigó un posible proceso alternativo que no requiera de condiciones significativamente diferentes que en el proceso convencional de procesos de cianuración, y que permitiría que el oro en los complejos lixiviados sean establea y adsorbidos en un sistema de carbón en pulpa o carbón en columna. Los reactivos propuestos, sólo glicina no está en uso en la industria del oro, mientras que el álcali y el peróxido de hidrógeno utilizados en el proceso están en uso actualmente, ya sea en la lixiviación, o en la destrucción de cianuro (Lee et al., 1989; Lorosch, 1990; Lorosch y Kappes, 1991; Guzmán et al., 1999). La glicina es un aminoácido con un grupo carboxílico y un grupo amino. Se utiliza como un agente de nivelación cobre baños ácidos. La glicina tiene varias ventajas sobre el cianuro y sus alternativas como el tiosulfato sódico, tiocianato, tiourea, halogenuros: es un reactivo benigno para el medio ambiente, producido en grandes cantidades industriales, y es significativamente más barato que en muchas alternativas y que las soluciones lixiviantes son estables en un amplio rango de Eh - pH. Debido a su acción acomplejante, la glicina también puede aumentar la solubilidad de iones de cobre en solución acuosa (Aksu y Doyle,2001, 2002). La solubilidad del oro en diferentes soluciones de aminoácidos ha sido estudiado por Zhang y otros (1996) y Brown y Smith (1982). Recientemente, Feng y Van Deventer (2011) también han encontrado que en la extracción del oro fue grandemente mejorado con soluciones de tiosulfato, mejorado por la adición de aminoácidos (L-valina, glicina, DL-a-alanina y L-histidina). Desde ese punto de vista, la aplicación de la solución que contiene glicina y peróxidos en la disolución del oro puede alcanzar una prometedora velocidad de disolución del oro. En otro documento, (Oraby y Eksteen, 2014) han examinado el mecanismo de lixiviación del oro en soluciones de glicina peróxido. En general, la estequiometría de la disolución del oro en soluciones alcalinas de glicina se describe La presencia de oxidantes solubles, diferentes del oxígeno, en la lixiviación del oro usando glicina se espera que mejore la disolución del oro, como sus concentraciones no está limitada por la solubilidad del aire/oxígeno, ni dar lugar a importantes oxidaciones de aminoácidos 5. HIPÓTESIS 2.5.1 General La lixiviación en pilas con soluciones diluidas de amino ácidos y peróxido de hidrógeno, es una alternativa a la cianuración convencional de minerales auríferos de baja ley en Minera Titan.. 2.5.2 Específicas a) La aplicación de bajas concentraciones de los amino ácidos favorece la disolución del oro.
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b) La presencia de especies mineralógicas como la pirita influye negativamente en la cinética de disolución por consumir parte de los reactivos empleados. 6. Métodos de Investigación La metodología experimental planteada en este trabajo de investigación comienza en la formulación del estudio, esto se realiza con el planteamiento del problema, el cual es analizado más adelante desde un punto de vista teórico, con la finalidad de fundamentar la tesis lo que permite plantear las estrategias de experimentación en el laboratorio, donde se deben de definir los materiales y equipos necesarios, plantear el número de pruebas tanto previas como las definitivas, posteriormente se presentarán y discutirán los resultados. 6.1 Materiales La muestra empleada para el desarrollo experimental es a nivel de laboratorio, se usó láminas de oro (20 cm2), puesto se quiere demostrar que la glicina disuelve el oro. Los reactivos a emplear son: * Glicina * Peróxido de hidrógeno * Hidróxido de sodio * Carbón activado * Agua destilada Los reactivos son de grado analítico. 6.2 Equipos Se utilizará como equipo un reactor de vidrio de 3 litros de capacidad, con sistema de control de temperatura, agitador de teflón, un embudo de vidrio para la alimentación de la muestra y los reactivos lixiviantes. 6.3 Método El trabajo de investigación experimental consiste en la preparación de la muestra. Para la determinación de las pruebas cinéticas y la efectividad del proceso, se realizan pruebas en sistemas agitados, antes de someter a pruebas por percolación que se realiza posteriormente para efectos de diseño de proceso, tal como se realiza en todas la pruebas experimentales de lixiviación. Luego se prepara el equipo de lixiviación, en el que se acondiciona la solución lixiviante, se desarrollarán pruebas en diferentes rangos de temperatura, además en diferentes rangos de tiempos de lixiviación. Luego de cada prueba se realizarán los análisis químicos de las soluciones lixiviadas y los residuos sólidos producidos. 6.4 Procedimiento Experimental 4.4.1 Lixiviación Todos los experimentos se llevaron a cabo utilizando soluciones preparadas a partir de ya sea reactivos de grado analítico o sintético y agua filtrada pura. A menos que se indique lo contrario, todos los experimentos se llevaron a cabo utilizando agitadores magnéticos y barras magnéticas revestidos de teflón. A menos que se especifique lo contrario, 400 mL de 0.1 M glicina y 1% solución de peróxido se calienta en un vaso de precipitación a diferentes temperaturas y se agita a 300 r.p.m. Las láminas de oro (20 cm2) que se utilizan en todos los experimentos se realizaron a partir de oro puro de 99.99%. Antes de cada experimento, la superficie de la hoja fue pulida con hojas de carburo de silicio impermeable (FEPA P# 2400). Por último, el oro fue lavado con agua destilada y se dejan secar. 6.4.2 Adsorción Para la prueba de la actividad del carbón para adsorber el complejo oro-glicina, a menos que se indique lo contrario, 1.5 g/L de carbón fresco (-2.36+2.00 mm) se ha agregado a las soluciones cargadas después de la lixiviación. Los experimentos de adsorción se han llevado a cabo a temperatura ambiente y con una velocidad de rotación del rodillo de 150 r/min. Con el fin de evaluar la adsorción del oro sobre el carbón, sub-muestras fueron tomadas en diferentes intervalos de tiempo y a continuación diluidos con cianuro de sodio acuoso antes de ser analizadas mediante ICP-OES.
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CONCLUSIONES Observando los resultados de este estudio de investigación, se puede concluir en lo siguiente: 1. El uso de aminoácidos combinados con oxidantes como agentes lixiviantes del Oro, son una alternativa a la cianuración convencional que están siendo estudiadas, además ofrece ventajas importantes sobre otros disolventes de Oro desde el punto de vista ambiental. 2. Se ha demostrado que la glicina y otros aminoácidos, incluso en bajas concentraciones pueden utilizarse como lixiviantes de oro, dentro de los plazos adecuados para la lixiviación in-situ o pilas y lixiviación en bateas. 3. Los experimentos de lixiviación demostraron que la cinética de lixiviación de oro aumenta al aumentar la concentración glicina. Baja concentración de glicina (25 - 100 mM) se pueden utilizar de forma eficaz para la lixiviación del oro.
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