LIXIVIACIÓN DE MINERALES POR AGITACIÓN AGIT ACIÓN
Introducción ▶
El oro se encuentra en las minas en cantidades pequeñas: menos de 10 g/t o 0.001%. El único método económicamente viable para extraer oro de los minerales es el uso de procesos de extracción que utilizan soluciones a base de agua (hidrometalurgia). Entre los procesos hidrometalúrgicos más comunes para la recuperación de oro se pueden mencionar el de lixiviación, por el cual el oro se disuelve en un medio acuoso para separar la solución que contiene oro de la que contiene residuos, y la recuperación del oro utilizando carbón activado. Una vez extraído del carbón activado, el oro es concentrado por precipitación o galvanización. Como el oro es un metal noble no es soluble en agua. Para disolverlo se necesita de una sustancia como el cianuro, que permite formar complejos y estabilizar el oro en las soluciones, o de un agente oxidante como el oxígeno. Para poder disolver oro se necesitan 350 mg/l o 0.035% (como 100% NaCN) de cianuro. Existen otros agentes, como el cloruro, el bromuro o el tiosulfato, pero los complejos que se obtienen resultan menos estables y es por eso que se necesitan condiciones y oxidantes más fuertes que estos para disolver oro. Estos reactivos son peligrosos para la salud y el medio ambiente y además son más costosos. De esta manera se explica por qué el cianuro es el reactivo por excelencia para la lixiviación de oro desde que se lo comenzó a utilizar en los últimos años del siglo XIX.
La lixiviación por agitación es un tipo de lixiviación en la que se agita una pulpa formada por partículas finas y reactivos. En general, se selección este método para minerales de alta ley, o bien para concentrados, por necesidad de rapidez en el tratamiento, la agitación de actúa sobre minerales de tamaño fino en los que no es posible aplicar el método de percolación. La agitación hace posible que el tiempo de contacto sea reducido a horas, en lugar de días, debido a los grandes costos de inversión. Su objetivo es tener recuperaciones más altas en tiempos más cortos. Usualmente se utiliza para lixiviar calcinas de tostación y concentrados, y es empleada en la extracción de cobre, oro, plata, entre otros. La operación de lixiviación por agitación puede ser continua o intermitente, utiliza diversos tanques con agitación mecánica, para lixiviar, separar solidos de líquidos y lavar los residuos sólidos estériles.
La lixiviación constituye el proceso extractivo fundamental de la hidrometalurgia, puesto que por ser el primer proceso hidrometalúrgicos aplicado en la recuperación de un metal desde el sólido que lo contiene, la eficiencia de este proceso repercutirá en muy alto grado sobre el porcentaje de recuperación del metal. Existen algunos casos muy particulares, en los cuales lo que se busca es eliminar las impurezas contenidas en el mineral valioso y, en este caso las impurezas son disueltas por el agente lixiviante, mientras que el material valioso permanecerá sin disolver. Este es el caso del procesamiento de minerales industriales en donde la lixiviación se aplica para disolver las impurezas, tales como el hierro y el titanio en los caolines.
¿Cómo puede realizarse? La agitación puede realizarse por medios mecánicos o bien con aire, usando el sistema con air-lift. Este sistema de lixiviación se ha aplicado para recuperar cobre, oro y cobalto. El sistema de lixiviación por agitación es adecuado para la aplicación de factores que favorezcan la cinética de la reacción, tales como: ➢ ➢
Agitación intensa. Temperaturas que pueden ser cercanas a 250°C y presiones superiores a la atmosférica.
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Presión de gases controlada.
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Uso de reactivos oxidantes y altamente agresivos.
Habitualmente se aplica un lavado, después de la lixiviación. Este lavado se realiza a contracorriente y su fin es desimpregnar de las soluciones los sólidos de las colas. Pero algunas veces se prefiere lavar las colas en filtros al vacío, así se ahorra agua y se evita una alta dilución de las soluciones ricas.
COMPARACION CON OTROS MÉTODOS DE LIXIVIACIÓN VENTAJAS ➢
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Alta extracción del elemento a recuperar Tiempos cortos de procesamiento (horas) Proceso continuo que permite una gran automatización Facilidad para tratar menas alteradas o generadoras de finos
DESVENTAJAS ➢
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Un mayor costo de inversión y operación Necesita una etapa de molienda y una etapa de separación sólido líquido (espesamiento y filtración).
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Los agitadores mecánicos son los equipos más utilizados. Las suspensiones en la lixiviación se obtienen en estanques agitados mediante un impulsor orotor. Están construidos de concreto, acero, madera o revestidos interiormente con material anticorrosivo.La agitación mecánica, es una transmisión de momentum, lograda por elmovimiento de un rotor en el fondo de la unidad y que recibe la rotación através de un eje vertical. Todo el sistema está suspendido en una estructuraque descansa en la boca superior del estanque.
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Los rotores pueden dividirse dos clases que depende del ángulo que forme la hoja del rotor, con el eje del mezclador : I. rotores de flujo axial: comprenden todos los rotores en que la hoja forme un ángulo menor que 90° con el eje del mezclador. Como ejemplos típicos se encuentran las hélices, turbinas y paletas en ángulo. II. rotores de flujo radial: tienen hojas paralelas al eje del agitador. Los pequeños de varias hojas se conocen como turbinas; los más grandes, de menor velocidad, se denominan paletas.
Se realiza en estanques llamados "Pachuca Tanks" y consiste en un estanque cilíndrico vertical, con fondo cónico, el aire comprimido se inyecta por el fondo. Las dimensiones típicas son aproximadamente 6 m. de diámetro y 15 m. de altura, construidos de madera, acero revestido en goma, o plástico reforzado con fibra de vidrio. Presentan como ventaja la carencia de partes móviles. La desventaja es que se requiere moler más fino para lograr una agitación adecuada.
La mena molida a tamaños menores a las 150 mallas (aproximadamente tamaños menores a los 105 micrones), es agitada con solución cianurada por tiempos que van desde las 6 hasta las 72 horas. La concentración de la solución cianurada está en el rango de 200 a 800 ppm (partes por millón equivale a gr de cianuro por metro cubico de solución). El pH debe ser alto, entre 10 y 11, para evitar la pérdida de cianuro por hidrólisis (generación de gas cianhídrico, CNH, altamente venenoso) y para neutralizar los componentes ácidos de la mena. Para evitarlo anterior se usa cal, para mantener el pH alcalino. Se adiciona lo necesario para mantener la concentración de Oca libre en la solución por encima 100 gr/m3.
Las variables a determinar en una lixiviación por agitación son: 1. Consumo de cianuro por tonelada de mineral tratado. 2. Consumo de cal por tonelada de mineral tratado. 3. Optimo grado de molienda. 4. Tiempo de contacto, ya sea en la lixiviación por agitación como en la lixiviación por percolación. 5. Concentración más conveniente del cianuro en la solución. 6. Dilución más adecuada de la pulpa.
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El grado de molienda debe ser lo suficiente para exponer, por lo menos parcialmente, la superficie del mineral valioso a la acción de la solución lixiviante. Depende del tipo de mineral y de sus características mineralógicas. Deberá considerarse un tamaño tal que no contenga un exceso de gruesos (> 2 mm) que produzca problemas en la agitación(embancamiento, aumento de la potencia del agitador) y que por otra parte, no contenga un exceso de finos (menos de 40% < 75 micrones), que dificulten la separación sólido-líquido posterior de la pulpa lixiviada.
La economía del proceso de lixiviación es función del grado de disolución o porcentaje de extracción del mineral valioso. Sin embargo, esto no es tan importante como el tiempo necesario para una extracción aceptable, es decirla velocidad de disolución. Muestra una curva típica entre estos dos parámetros. Existe al principio rápida, que decrece posteriormente al máximo obtenible para un tamaño dado de partícula. Esta curva se puede obtener de pruebas de lixiviación en botellas en el laboratorio
El tamaño y la disposición de la especie valiosa influye el grado de molienda necesario para exponer esta especie a la solución lixiviante. La arcillas son una familia de minerales, aluminiosilicatos, existen en todos las menas y producen partículas muy finas (algunos micrones). La presencia de muchas arcillas puede impedir una buena filtración del relave.
La lixiviación se realiza a temperatura ambiente (o en autoclaves).La concentración de reactivos debe ser optimizada según el tipo de operación. El porcentaje de sólidos debe ser en la mayoría de los casos lo más alto posible para alcanzar una alta concentración del ion metálico en la solución de lixiviación, minimizar los costos de inversión en el circuito de lixiviación por menor capacidad volumétrica y reducir el tamaño y costo subsecuente de espesamiento y filtración. El porcentaje de sólidos en la pulpa varía entre 20 y 50%
La exposición del cianuro se puede dar por respirar aire contaminado, por beber agua que contenga concentraciones de cianuro, o ingerir alimentos contaminados. Es importante saber que algunas plantas pueden absorber cianuro, lo mismo que la tierra, de manera que la contaminación podría extenderse a los cultivos de la zona afectada por la presencia del cianuro.
Falta de oxígeno, dolor de cabeza, agitación, confusión e irritación del sistema nervioso central. Aun si la intoxicación es menor puede afectar los riñones e inflamar las vías respiratorias. Manifestaciones en la piel: tradicionalmente se describe un color rojo debido al incremento de la saturación de hemoglobina con oxígeno en sangre venosa. La exposición a altos niveles de cianuro por cortos tiempos causa daños en el cerebro y el corazón, e incluso puede ocasionar estados de coma y muerte.
