Procesamiento de Minerales Auríferos PROCESO MERRIL CROWE Ing. Edwin j. Alvarado Castro
MERRIL CROWE T. Body Feed
Pre clarificador Sol. Del Pad T. Pre capa
Torre Vacio
Bomba
PLS Zinc Acetato plomo Filtro prensa Filtro Clarificador
Bomba
T. Barren Sol. Hacía Pad
Precipitado
El clarificador Hooper • Sedimentador circular que retira aproximadamente 90 % de sólidos, produciendo un rebose con menos de 50 ppm de sólidos en suspensión. • Uso de floculante : polímero de partículas con minúscula carga eléctrica
Mecanismo de la floculación
Mecanismo de la floculación • Cuanto mayor sea la valencia del ión mayor es su eficiencia como agente coagulante (aglomerante) • Ej. Sales de Al, Fe y Ca. La cal es un buen coagulante. Separan, Superfloc, • La floculación incluye la formación de aglomerados mucho mas abiertos que los que resultan de la coagulación y acentúan a las moléculas formar puentes entre las partículas suspendidas y separadas. • Adición en soluciones muy diluídas (0.1 %) sobre la canaleta de alimentación
CLARIFICACION Uno de los parámetros más importantes del proceso Merril Crowe es la clarificación de las soluciones pregnant que contienen los valores disueltos de oro y plata proveniente del proceso de lixiviación con cianuro para obtener óptimas recuperaciones metalúrgicas del proceso Merril Crowe los niveles de turbidez de la solución pregnant deben ser menores a 1NTU, con la finalidad de maximizar el área de contacto entre el Zn/(Au+Ag) durante la precipitación. Esto es factible con el control de variables que involucran el ciclo de filtración de la solución pregnant con el uso de preclarficadores, clarificadores, ayuda filtrante diatomita para la pre capa y Body Feed.
Filtros clarificadores: Filtros de hoja • Consiste de una serie de elementos filtrantes planos, denominados hojas dispuestas en el interior de una carcasa presurizada.
• La solución es introducida a baja presión al clarificador y pasa a través de las placas dejando las partículas en los lados de las placas.
Pre-revestido / precoat • Revestimiento superficial de las telas del filtros con material de tierra diatomea (material arcilloso). • Función: Ayudante de la filtración formando una pre capa sobre la tela y garantizando una superficie permeable
Clarificación de la solución Pregnant
Torre de Vacio (Crowe) Sol. Clarificada
Sol. Proveniente Poza PLS
FILTRACION DE SOLUCIONES
1 Las impurezas de la solución
tapan los poros de la tela filtrante, formando una capa compacta e impermeable sobre la superficie de esta tela, impidiendo que el flujo de la solución sea filtrado.
2
La formación de la precapa sobre la tela filtrante garantiza una superficie permeable, dejando pasar la solución clara, reteniendo los sólidos que vienen con ésta.
3
La dosificación de Diatomita durante la operación del filtro impide la formación de una capa permeable sobre la pre-capa manteniendo la porosidad del Cake.
Pre capa
•
Evitar que la superficie filtrante ( tela, papel , etc. ) sea obstruida por impurezas, prolongando de este modo la duración del ciclo de filtrado.
•
Facilitar la limpieza de la superficie filtrante al final del ciclo.
•
Producir el efecto clarificante al comienzo del ciclo.
• Los filtros trabajan en ciclos, ya que una vez lograda la saturación de la tela por la torta de sólidos • retenidos, se deben lavar usando solución estéril, proveniente de precipitación, mediante un sistema de toberas interiores, y la rotación constante de las hojas o placas. • Para un filtrado eficiente se alimenta un reactivo como medio de filtración de soluciones, denominado Diatomita , el cual se agrega en dos etapas: • a) Una etapa, para formar una pre capa de aproximadamente 1.6 mm antes de iniciar el ciclo de filtrado, cuyo objetivo es obtener soluciones claras desde el principio y facilitar la posterior descarga de torta. La pre capa se genera alimentando al filtro una lechada de diatomita a través de una bomba centrífuga. • b) En la otra etapa, se adiciona el reactivo junto con la solución a clarificar (Body Feed), de tal forma de mantener la porosidad de la torta durante el ciclo de clarificación, prolongando el tiempo de duración, antes de que se sature la tela filtrante. • Las soluciones clarificadas son alimentadas hacia la torre de vacio, para • la posterior etapa de precipitación con zinc.
Ayuda filtrante • Restos fósiles de Algas Unicelulares llamadas Diatomea. • Esqueletos silíceos fueron formando grandes depósitos sobre el fondo de los mares y lagos. • Utilizado en procesos donde es necesario separar sólidos de líquidos por filtración. • Recomendado para soluciones menores que partícula sólidas.
5 % de
• Recomendado para casos cuando las impurezas son fácilmente compresibles.
Una estructura compleja
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Caracteristicas de la Diatomita Propiedades Típicas de la Diatomita Propiedades Químicas: SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO K2O TiO2 MgO MnO Na2O SO3 P2O5 PPC
Tipo #11
Tipo #14
Tipo #15
96,39 0,32 0,80 0,33 0,17 0,03 0,08 0,03 0,28 0,13 0,01 0,13
95,39 0,31 1,20 0,49 0,33 0,04 0,19 0,05 0,28 0,06 0,13 0,25
94,45 0,19 0,86 0,26 0,15 0,02 0,11 0,04 0,28 0,10 0,13 4,25
Analysis by X-ray fluorescence 16
DESOXIGENACION Torres de vacio •Es de suma importancia la eliminación del oxigeno ( aire ) para poder precipitar los valores de una solución clarificada. •La presencia de oxígeno en la solución aumenta el consumo de Zinc. •El valor óptimo de oxigeno disuelto en la solución es de < 1.0 ppm. •La solución al caer verticalmente dentro de la torre divide la solución en cascadas de delgadas películas (aumentando su área superficial), promoviendo por esta vía una de aireación más eficiente.
Características de la Torre de vacio • Empaque y regadores. • Construcción de acero ligero
Empaques (Dispersores): En el interior de la torre se encuentran los empaques o dispersores de la solución rica, que tienen una forma cilíndrica de diámetro y alto aprox. de 2 x 2 pulgadas.
Precipitación del Oro con polvo de Zinc El oxígeno disuelto en la solución debe ser extraído, la solución rica debe ser completamente clarificada. El principio Fisicoquímico de la precipitación, es la reacción de oxido reducción, formando una celda galvánica. El mecanismo contempla una reducción del ión complejo de cianuro de oro Básicamente es un proceso electroquímico donde el zinc se disuelve (reacción anódica) y los electrones cedidos sirven para reducir el complejo aurocianurado a oro metálico (reacción catódica). (Reacción Anodica). Zn° + 4CN-
--------
Zn(CN)4-2 + 2e-
(Reacción Catodica). Au(CN)2- + e-
------------
Au° + 2CN-
reacción total: 2 Au (CN)2-
+
Zno
-------------
2 Auo
+
Zn(CN)42-
Au CN
2
CN
Au CN 2
CN
Au CN
2
CN
2CNORO DEPOSITADO
REACCIONES DE REDUCCION (Descomposicion, migracion difusion y deposicion metalica)
Au CN 2
CN
CN
Au CN 2
Au(CN)2- + e- ------Au° +2CN-
Au CN 2
ZONA CATODICA
e-
e-
CN
CN
Au CN 2
Au CN 2
Au CN 2
ZONA ANODICA REACCIONES DE OXIDACION
Au CN 2
(Hau una disolucion metalica de Zn)
Zn° ------
CN
Au CN
2
Zn2+ +
CN
2e-
ZnCN
Au CN 2
2 4
CN CN CN CN
CN
Las variables que tienen una influencia importante sobre la eficiencia del proceso de precipitación con Zn, son los siguientes: •Oxígeno disuelto •Concentración mínima de cianuro •Sólidos en suspensión •Rango de pH de operación •Iones metálicos interferentes •Concentración mínima de cianuro: Para que la reacción de precipitación proceda hasta el final, la solución rica debe contener una mínima concentración de cianuro; debajo de esta concentración la velocidad de precipitación es menor. Encima de esta concentración de cianuro la velocidad de precipitación no es afectada, pero una concentración alta de cianuro conduce a un exceso de consumo de Zinc. •Oxígeno disuelto: Aún pequeñas cantidades de oxígeno disuelto, deteriora considerablemente la precipitación, debido a la pasivación de la superficie del Zn (oxida la superficie del Zn disminuyendo el área de contacto y evitando así que todo el Zn reaccione para la precipitación), Además la presencia de oxígeno puede redisolver el oro finamente precipitado, cuya velocidad sería muy rápida.
•Sólidos en suspensión: los sólidos en suspensión pueden reducir drásticamente la eficiencia del proceso; debido a que causan pasivación del zinc. •Pasivación del zinc: Durante la pasivación el metal forma un compuesto (o producto) que se queda en la superficie metálica formando una barrera o resistencia a la continuación de la corrosión. La pasivación de la superficie anódica activa del zinc, provoca una menor velocidad de reacción y en el caso extremo cesa totalmente la precipitación. La pasivación se presenta debido al aislamiento de la superficie del zinc como consecuencia del recubrimiento de: •Capa densa y compacta de metales precipitados. •Capa de Zn (OH)2. •Recubrimiento con ZnS •Recubrimientos con lamas, geles y durezas.
•pH de la solución rica: Una variación en el valor de pH de la solución rica en el rango de pH de 9 a 11.5 no tiene efectos notables en la velocidad de precipitación, pero un pH mayor puede causar la formación de Zn(OH)2 , este producto tiende a originarse en la superficie de las partículas de Zn y puede retardar e incluso paralizar la precipitación con zinc. •Iones metálicos interferentes: Algunos iones metálicos tienen efectos negativos en la precipitación con Zn. Los iones más perjudiciales son los de antimonio y arsénico; cuyas concentraciones < 1 ppm, pueden reducir la velocidad de precipitación en un 20 %. La presencia de cobre en las soluciones, por lo general, provoca altos consumos de cianuro y también decrece la eficiencia de precipitación debido a la pasivación del Zn. •Influencia de sales de plomo en la precipitación: La presencia de pequeñas cantidades de plomo en la solución tiene un efecto positivo sobre la precipitación, Sin embargo si las concentraciones de plomo son muy altas (> 20 ppm) el consumo de Zn aumenta. En cantidades mínimas el plomo se precipita como una película metálica delgada sobre el zinc, creando así, un par galvánico activo, que hace más rápida y completa la precipitación del oro, con un consumo más bajo de zinc.
Cono de Zinc La dosificación de zinc se puede aumentar o disminuir de acuerdo a la ley de oro y plata en solución, el zinc en solución ingresa a la linea de precipitación porque es succionado por las bombas verticales.
Cargando el polvo de Zn y Controlando la dosificación
Filtro Prensa
Funcionamiento del Filtro Prensa La operación del Filtro prensa : La solución a filtrar (en este caso solución cianurada, desaereada y con polvo de Zn) es bombeada a las CAMARAS (A) rodeadas por LONAS filtrantes (B). Al bombear la presión se incrementa y fuerza a la solución a atravesar las lonas, provocando que los sólidos se acumulen y formen una PASTA seca (en este caso es el cemento de oro) (C). El PISTON (D) hidráulico empuja la PLACA de acero (E) contra las PLACAS de polietileno (F) haciendo la prensa. El CABEZAL (G) y el SOPORTE terminal (H) son sostenidos por rieles de las BARRAS de soporte (I), diseñados especialmente. El filtrado pasa a través de las lonas y es dirigido hacia los canales de las placas y PUERTOS de drenado (J) del cabezal para descarga. El queque es fácilmente removido haciendo retroceder el pistón neumático, relajando la presión y separando cada una de las placas, para permitir que la pasta compactada caiga desde la cámara.
Fig. N° 13
Fig. N° 14
Fig. N° 15
Fig. N° 16
CONTROL DE DOSIFICACION DE ZINC EN EL PROCESO MERRIL CROWE
Ratio de Zn = (Peso de Zn * 60) / (Flujo * (Ley Rica Au + Ley Rica Ag)
Donde: Peso de Zn: expresado en g/min. Flujo: expresado en m3/h. Ley de Au y Ag: expresado en g/m3
CONTROL DE PROCESO
El proceso Merril Crowe dentro de su ventaja incluye la facilidad de operar y controlar tanto el proceso como la producción, el control se realiza con el apoyo del laboratorio químico, entre los instrumentos más utilizados son: •Flujo metros •Turbidimetros •pH metros •Manómetros (presión, vacio) •Oximetros •Analizadores por AA.
Parámetros operativos
Flujo de solución El flujo de solución rica proveniente de la poza PLS y que ingresa a la planta de procesamiento se debe mantener constante en todo el proceso de recuperación por Merril Crowe, tanto así que el flujo de solución barren que sale de la planta debe ser igual al flujo de solución rica que ingresa a esta planta, este flujo se mide con el flujo metro que se encuentra al ingreso del clarificador. Caudal = Flujo = 300m3/h Muestreo de Soluciones Se toma muestras de la solución rica para determinar la concentración de Au y Ag para el balance metalúrgico efectuándose esta medición en el laboratorio químico, también se analiza la concentración de cianuro libre, el pH y la concentración de CaO presente en la solución los tres últimos parámetros se determina en el laboratorio metalúrgico los mismos parámetros se analizan en la solución barren.
Sólidos en Suspensión Se miden con el Turbidimetro a la entrada de la planta de procesos, salida del pre clarificador Hopper, la entrada y salida de los clarificadores. Los sólidos a la salida del clarificador deben ser < 1 NTU o menor a 4ppm. Oxigeno Los niveles de oxigeno disuelto en la solución se miden con el oximetro en ppm, en la entrada y salida de la torre de desareadora (Crowe). El nivel de oxigeno que ingresa a dicha torre debe ser reducida al salir de esta torre, en cantidades inapreciables de oxigeno. Oxigeno disuelto en la solución a la entrada de la torre = 5 – 6 ppm Oxigeno disuelto en la solución a la salida de la torre < 1 ppm
Adición de Zin en Polvo El Zn se adiciona en forma de polvo, en una pequeña tolva de descarga y de allí a un alimentador de zinc el cual descarga en el cono emulsificador. .
Adición de Nitrato de Plomo El nitrato de plomo se presenta en forma de granos, los cuales son vaciados en una tolva y de allí dirigidos a un tanque agitador, se disuelve el nitrato de plomo y se adiciona al cono emulsificador en forma líquida. Adición de anticrustante El anticrustante se presenta en forma de solución acuosa el cual es adicionado al tanque de solución barren por medio de una bomba dosificadora. Tierra diatomácea Se utiliza como pre-filtro en los filtros clarificadores y los filtros prensa en forma de lechada preparadas en los tanques de pre capa y tanque de body feed
