PRINCIPIOS DE LA HIDROMETALURGIA Por hidro hidrome metal talur urgia gia se entie entiende nde los proc proceso esos s de lixiv lixiviac iación ión selec selectiv tiva a (diso (disoluc lución ión)) de los compo compone nente ntes s valio valiosos sos de las menas menas y su poster posterior ior recup ecuper erac ació ión n de la solu soluci ción ón por por dife diferrente entes s méto método dos. s. El nomb nombrre de hidrometalurgia se reere al empleo generalizado de soluciones acuosas como agente de disolución. a hidro!electrometalurgia hidro!electrometalurgia comprende el con"unto de procesos de lixiviación y precipitación por medio de electrólisis# donde los procesos procesos electro$u%micos son precedidos por los procesos hidrometal&rgicos. 'ay tres principales etapas de los procesos hidrometal&rgicos
1. isolución del componente deseado presente en la fase sólida. *oncentración y+o puricación de la solución obtenida. 2. *oncentración 3. Precipitación del metal deseado o sus compuestos. os os reac reactiv tivos os $u%mic $u%micos os emplea empleados dos (agent (agentes es lixivi lixivian antes tes)) deben deben reuni reunirr muchas propiedades para poder usarse# por e"emplo no deben ser muy caros# deben ser f,cilmente recuperables y deben ser bastante selectivos para para disolv disolver er deter determin minado ados s compue compuesto stos. s. os os proce proceso sos s de lixivi lixiviac ación ión y puricación de la solución corresponden a las mismas operaciones $ue se practican en el an,lisis $u%mico# solamente $ue a escala industrial. En estos apuntes sólo se presenta los procesos hidro!electrometal&r hidro!electrometal&rgicos gicos de algu alguno nos s de los los meta metale les s m,s m,s comu comune nes s en *hil *hile e el cobr cobre e y el oro oro. -e recom ecomie iend nda a al estu estudi dian ante te refer eferir irse se a las las vari varias as publ public icac acio ione nes s $ue $ue se publica publicaro ron n estos estos <imo <imos s aos aos en el campo campo de la hidro hidromet metalu alurg rgia ia para para profundizar los temas $ue le interesan. os proceso procesos s hidromet hidrometal&r al&rgicos gicos son las reaccio reacciones nes usadas usadas para extrae extraer# r# puricar y recuperar minerales y metales en sistemas acuosos. a mayor%a de los diagramas de extracción del oro usan técnicas hidrometal&rgicas# de las cuales las m,s importantes importantes son a lixiviación# la puricación de solución y la conc concen entr trac ació ión. n. epe epend ndie iend ndo o del del tipo tipo de oro# oro# méto método dos s de pre pre tratamie tratamiento nto hidrome hidrometal&r tal&rgico gico tales tales como como la cloració cloración# n# la oxidac oxidación ión por pres presió ión n y la oxida xidaci ción ón biol biológ ógic ica a pued pueden en tamb tambié ién n ser ser usa usadas das para para incrementarla incrementarla extracción del oro en la etapa de lixiviación subsecuente para la libera liberació ción n del conten contenido ido de oro oro y conve converti rtirr a$uel a$uellos los consti constituy tuyent entes es interferentes en formas menos reactivas. as dos consideraciones principales en procesos hidrometal&rgicos son el gra grado al cua cual la reacc acción ión contin ntin&a &a y el tipo ipo de reacc eacció ión. n. /mba mbas consideraciones dependen de las propiedades termodin,micas del sistema $u%mico# $ue determinan la fuerza motriz de reacción total. Por <imo# la cinéti cinética ca de reacc reacción ión## depend depende e de una combi combinac nación ión de facto factore res s f%sico f%sicos# s# $u%micos# y de transporte de masa# $ue pueden ser controlados en cierta medida por una selección de procesos apropiados adem,s del diseo de planta as as reacc reaccion iones es $u%mic $u%micas as m,s m,s impor importan tantes tes en la extra extracci cción ón de oro oro son son a$uella a$uellas s $ue implic implican an en el oro# oro# otros otros metale metales s de valor valor## y reacc reaccion iones es secundarias $ue implican minerales de ganga. Estas reacciones reacciones secundarias 0
pueden causar un incremento en el consumo de reactivos# la disolución de especie $ue desfavorablemente puede afectar procesos subsecuentes# (por e"emplo cobre y mercurio)# y la precipitación de especie de la solución# todo lo cual puede afectarla eciencia de la extracción total de oro.
HIDROMETALURGIA DE AG Y AU LIXIVIACION a plata y el oro se encuentran con frecuencia asociados en cierto grado. os minerales de plata y oro $ue se extraen y tratan y tratan primordialmente para la extracción de estos metales preciosos# pueden lixiviarse a la presión atmosférica en soluciones acuosas diluidas de cianuro de sodio o de potasio# las cuales disuelven los metales r,pidamente si se mantienen condiciones oxidantes
4Ag + 8NaCN + O2 + 2 H2O = 4Na (Ag (CN2 + 4NaOH 4A! + 8NaCN + O2 + 2 H2O = 4Na (A! (CN2 + 4NaOH a mayor%a de los minerales de oro se tratan por lixiviación con cianuro# pero este método no es de gran aplicación para la extracción de plata pues muchos de estos minerales se tratan por 1otación. e esta forma se recupera alrededor del 234 de la plata. os minerales se trituran y muelen a la suciente nura para exponer las part%culas met,licas a la acción de la solución lixiviante# y esta molienda na se contin&a en la mayor%a de los casos hasta $ue por lo menos el 564 del material est, a menos 766 mallas. / menudo se efect&a la molienda en una solución lixiviante. -e agrega cal a los molinos en cantidad de 6#898 a 6#26: ;g por tonelada corta de mineral tratado# para $ue act&e tanto como agente neutralizador de cual$uier acidez $ue tenga mineral# la cual consumir%a grandes cantidades de cianuro# as% como también como agente sedimentador para las part%culas pe$ueas $ue $uedan en la solución después de la molienda na. os sulfuros de cobre# hierro# antimonio y arsénico son los contaminantes ,cidos del mineral $ue entra a la solución lixiviante y privan a la plata y al oro tanto del cianuro como del ox%geno# a menos $ue reciban el tratamiento de protección de la alcalinidad con cal. -e les conoce como cianicidas. a molienda na va seguida por un espesamiento en espesadores convencionales# después del cual la solución clara de cianuro $ue derrama se env%a de regreso al circuito de molienda na como fuente de cianuro# o bien se remite a la planta de precipitación para recuperar la plata y el oro $ue contiene. El producto inferior espesado# $ue tiene una relación de solución a sólidos de 00# se le a"usta la concentración re$uerida de cianuro en la solución y se bombea a los agitadores del tipo de tiro de aire para ser lixiviado. El cianuro de sodio# $ue es m,s barato# se emplea invariablemente como reactivo de lixiviación. Por lo general# la concentración de la solución disolvente es de alrededor de 6#898 ;g de cianuro por tonelada corta de agua para el oro y por lo menos 7
el doble de esto para la plata. Para la plata se re$uiere una solución m,s fuerte y mayor tiempo# por dos razones una es $ue la plata es m,s dif%cil de llevar a la solución y la otra es $ue la cantidad de plata por disolver es en general mucho mayor $ue la cantidad de oro disponible en el mineral. *on tan$ues del tipo de tiro de aire usualmente construidos en acero# por lo general# se utilizan < o 8# pero en ocasiones hasta 3# conectados en serie# se asegura tanto la agitación perfecta como el buen contacto de las part%culas con la solución lixiviante# adem,s de proporcionar aire comprimido# el cual también sirve para dar agitación y suministra el ox%geno necesario para disolver los metales preciosos. os tan$ues instalados en serie# con la pulpa $ue pasa de un tan$ue al siguiente# aseguran $ue toda la pulpa recibe la suciente aereación para lograr la extracción óptima de metales. El tiempo $ue toma la lixiviación var%a de 76 a 86 h y la recuperación se acerca al 264. a solución preada se ltra para separar el residuo insoluble y luego se bombea al circuito de precipitación para recuperar los metales disueltos.
PRECIPITACI"N a plata y el oro se lixivian con solución de cianuro de sodio o potasio# ltrando la solución preada para $ue $uede absolutamente clara para la precipitación. El oro y la plata se recuperan de la solución agregando polvo de zinc
2NaA! (CN2 + #$ = Na2#$ (CN4 + 2A! 2NaAg (CN2 + #$ = Na2#$ (CN4 + 2Ag El =n tiene también cierta tendencia a combinarse con el exceso de >a*># o cual ocasiona $ue se consuma m,s polvo de zinc $ue el re$uerido teóricamente para liberar el oro y la plata $ue contiene la solución
#$ + 4NaCN + 2H2O = Na2#$CN + 2NaOH + H2 Es fundamental $ue no haya ox%geno presente en la solución $ue ha de precipitarse# por$ue en esta etapa todo el ox%geno se combinar, con el polvo no de zinc para formar hidróxido de zinc y ferricianuro de zinc# productos $ue intereren con la reacción de precipitación y dan origen a un producto de ba"a calidad. a separación del ox%geno se logra sometiendo la solución a vac%o# dentro de un tan$ue a presión reducida# lo $ue ocasiona $ue el ox%geno (aire) salga de la solución en burbu"as y sea succionado. espués se agrega el polvo de zinc a la solución desairada# logr,ndose un contacto %ntimo ya $ye el polvo se aade hacia el extremo de alimentación de la bomba de succión. a precipitación es bastante r,pida# y la solución agotada $ue contiene las part%culas de oro y plata en suspensión# "unto con el exceso de polvo de zinc# es forzada por la bomba de succión hacia una prensa de placa y bastidor# en la cual se retienen los sólidos y se separa la solución agotada para ser desechada.
RE%INO <
El precipitado obtenido de la solución de lixiviación con cianuro se seca y funde en hornos pe$ueos calentados en petróleo o con gas? se aaden fundentes de bórax# arena de s%lice y carbonato de sodio para volatilizar el exceso de polvo de zinc y para separar algo de las otras impurezas $ue haya en la escoria. El bulion doré resultante# con una nura aproximada de 296? se vac%a en ,nodos para la renación electrol%tica de la plata. Para la renación de la plata se emplean celdas de compartimientos# colocando los ,nodos de metal impuro en compartimientos de tela. a diferencia principal entre los dos tipos de celdas es $ue en una# la celda @hum# los ,nodos est,n en posición horizontal# mientras $ue en la celda Aoebius est,n en posición vertical. /mbas celdas son bastante pe$ueas.
a celda @hum es un plato de arcilla vidriada# de 0.77x6.50x6.< m# $ue se carga con solución neutra de nitrato de plata# la cual se prepara disolviendo plata en ,cido n%trico# y $ue contiene de 56 a :6 gpl de nitrato de plata. El fondo de cada celda lleva un blo$ue de carbón $ue traba"a con c,todo# mientras $ue un con"unto de 8 ó 9 ,nodos de plata vaciada de 6#62mB y 07#9 mm de espesor cada uno# se coloca en una artesa de madera de fondo ranurado# recubierta de lona y ubicada transversalmente respecto a la parte superior en un extremo de la celda de arcilla. os electrodos de plata# de forma de un candelero de base amplia# se colocan sobre la pila de ,nodos y sobre el c,todo. uego se hace pasar corriente directa por la celda. El volta"e de la celda es de < a <#9 volts# con una densidad de corriente en el c,todo de 06 / por 6#62mB. Por la acción de la corriente# la plata del ,nodo se disuelve y a$uel se corroe en cuatro d%as? la plata se deposita en forma de cristales sueltos sobre el c,todo# en el fondo de la celda# a un régimen de <<6 onzas por d%a. El oro# el platino y dem,s insolubles permanecen sobre la tela de la artesa del ,nodo como un lodo negro $ue se extrae periódicamente. os cristales de plata $ue se depositan en el c,todo se barren con un rastrillo y se funden en medio de la combustión de carbón de madera y se vac%an en barras $ue ensayan a C222 de nura. a celda Aoebius se fabrica también en arcilla vidriada o de pl,stico y en una celda pe$uea se colocan cuatro ,nodos y cinco c,todos. os ,nodos se vac%an de bulion doré en dimensiones de 8
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as bolsas del ,nodo se sacan y limpian de su lodo aur%fero dos veces por semana? la plata debe limpiarse regularmente de los c,todos# para $ue el depósito no llegue a tocar al ,nodo y ponga la celda en cortocircuito. a plata raspada de los c,todos se "unta en artesas de madera en el fondo de la celda y ensaya de 222 a 222#: de nura.
LIN&COGRA%IA http++FFF.xuletas.es+cha+hidrometalurgia!oro!y!plata+ https++es.scribd.com+doc+5<053008+7!Principios!de!'idrometalurgia!el! GroHdoFnload
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http++FFF.metalurgia.uda.cl+apuntes+caceres+cursohidrometalurgia+'idrom etalurgia.pdf
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