Ptros reactivos de DE LIXIVIACION DE ORO Una reacción fsicoquímica en el cual se hallan involucradas una ase sólida y otra líquida se consuma en las cinco etapas siguientes: 1.Diusión de los reactantes desde la solución hasta la interace sólidoLíquido . !dsorción de los reactantes en la superfcie del sólido. ". #eacción en la superfcie. $. Desorción de los productos de la reacción de la superfcie del sólido. %. Diusión de estos productos de la interace sólido-líquido a la solución. &n todos los casos donde el oro es sometido a un proceso de li'iviación( la disolución est) regida por los principios electroquímicos de la *orrosió n( en donde el mecanismo de reacción depende de cada sustancia li'iviante. Cianuro Existe cierto consenso en el mundo científco con respecto al uso del tiosulato como el me!or m"todo alternativo al del cianuro# pero le proce so aun no $a lo%rado aplicaciones aplicaciones comerciales& El principal pro'lema en su alto %rado de toxicidad& Los derrames pueden ocurrir de diversas maneras& (e $a verifcado derr ames pueden ocurridos en Espa)a* +,r%,stan* Rumania* (ud-rica* etc& ./01& Venta!as , desventa!as de la extracci2n de oro a partir de soluciones de cianuraci2n utili3ando utili3ando resinas de intercam'io i2nico& i2nico& Venta!as4 5no de los m"todos a ctualmente m-s utili3ados para la extracci2n de oro , plata es el de cianuraci2n* 'a!o cos to* simplicidad* simplicidad* el proceso de resina %asta menos ener%ía 6ue el proceso de car'2n , ci n"tica de car%a de oro es m-s r-pida* ma,or velocidad , car%a en el e6uili'rio* reducci2n d e inventario de resinas en comparaci2n con car'2n en pulpa 7CIP8* eluci2n a temperatur a am'iente* no necesita reactivaci2n reactivaci2n para remover el material or%-nico* , se evita la co ntaminaci2n o envenenamiento envenenamiento por especies or%-nicas& Desventa!as4 Las condiciones d e se%uridad* pro'lemas am'ientales* am'ientales* alto %rado de toxicidad* cunado se lleva a ca'o la eluci2n la
resina necesita ser re%enerada utili3ando -cidos* los cuales destru,en e l comple!o de cianuro 3inc& El %as 9CN producido tiene 6ue ser readsorido en NaO9 re tornado al proceso* menor selectividad so're otros metales* las partículas de las re sinas son de menor tama)o 6ue CIP 7:;0 <;= malla8* menor resistencia a a'rasi2n en los tan6ues de adsorci2n* , las resinas son menos densas 6ue el CIP , tienden a acumul arse en la superfcie de la pulpa 7Nac$od* >?@8& En el proceso de cianuraci2n para la o'tenci2n de oro , plata a partir de sus minerales* el an-lisis 6uímico del cianuro es u na operaci2n comple!a , de %ran importancia para su control , para la descar%a de su s eBuentes& El cianuro se encuentra ormando dierentes compuestos* cada uno de ello s con dierente esta'ilidad ,* por lo tanto* dierente toxicidad* dierente m"todo de an-l isis , dierente m"todo de eliminaci2n& Para el an-lisis de cianuro existe una %ran varie dad de m"todos analíticos disponi'les* pero estos m"todos presentan difcultades a caus a de la intererencia de al%unos elementos presentes en la soluci2n& El an-lisis resulta complicado , los resultados pueden variar se%n el m"todo utili3ado& Lo s principales m"todos de an-lisis 6uímico disponi'le para el cianuro4 volumetría* elec trodo específco , destilaci2n* presentando las intererencias , los pro'lemas asociados a cada t"cnica* con el o'!eto de interpretar con m-s precisi2n los resultados o'tenidos con cada m"todo Dado que todo enómeno de corrosión est) +asado en la ormación de dos medias celdas de reacción( una catódica y otra anódica, la reducción del o' ígeno so+re la superfcie met)lica en la ona catódica va acompaada por la o'i dación del oro en la ona anódica de acuerdo a las siguientes reacciones
/
0 / 0 e-
2 Au 2 2 Au
+
+
2e
−
/
2
0 / 3
Au
+
+
2CN
−
→
Au(CN)
−
La ecuación fundamental de cianuración según Elsner es: 4 Au
+
8 Na CN
+ O2 +
de
2 H 2O
€
→
4 Na Au (CN ) 2
+
4 Na OH
2 La cianuración requiere de condiciones básicas y concentraciones
cianuro libre relativamente diluidas En valores de !" !or deba#o de $%& el cianuro se 'idrolia lo que ocasion a mayor consumo !or formación de gases "* lo cual es altamente tó+ico En ! " mayores
de
$2&
la
velocidad
de
cianuración
se
in'ibe
El
rango
d
e !" recomendado está entre $%, y $$, En lo que res!ecta a la concentración del cianuro libre en la solución la mayor-a de es!ecialistas coinciden en que lo valores recomendados oscilan entr e %%, y %$. de !orcenta#e en !eso Las concentraciones ba#-simas de oro menore s a %%%$. no disuelven el oro /el mismo modo& a altas concentraciones de cianuro& !or encima de %2,. !rovocan la !asivación del oro !or las reaccione s colaterales con otros elementos que !rovocan la formación de !el-culas sobre las !art-culas de metal
2.2.
Tiourea
La tiourea( *456 7 pro+a+lemente en la actualidad ha reci+ido la may or atención
como li'iviante alternativo para el oro y plata. &l m)s uerte inter8s en la tiourea es atri+uido por la cin8tica e'tremadamente r)pida asociada con la li'iviaci ón )cida de tiourea del oro y plata. 4in em+argo alto consumo de tiourea y pro+lema s de pasivación
en superfcies recu+iertas da como resultado efciencias +a9as de li'iviación en muc hos casos. La tiourea es un compuesto org)nico( los cristales que se disuelve n en agua dan una solución acuosa esta+le en soluciones )cidas. ! ; <=( una solución saturada contendr) apro'imadamente 1$ g>l de tiourea( investigaciones realiad as del proceso de li'iviación y recuperación de plata y oro con soluciones de tiourea electro -o'idada y me9oras al proceso de li'iviación de plata y oro con soluciones de tiourea ( realiadas por investigadores que desarrollaron esta patente encontraron la invención q ue esta relacionada con la industria minera y de tratamiento de minerales.
&specífcamente se relaciona con un proceso que utilia una electroo'idación
controlada de soluciones de tiourea( electro-o'idada de manera controla da( para ormar in-situ un agente o'idante capa de o'idar y disolver e'traer el oro y la p lata de minerales que los contengan y la recuperación electrolítica de dichos me tales en un mismo proceso. ! grandes rasgos( este invento tiene dos vertientes( por un lado permite solucionar los inconvenientes de inesta+ilidad del tiourea en presencia d e agentes o'idantes( permitiendo en el mismo proceso la recuperación limpia de lo s valores met)licos( y consiste en una me9ora en la disolución de li'iviación de plat a y oro a partir de minerales u otros materiales que la contengan usando soluciones de t iourea( caracteriadas dichas me9oras por la electro-o'idación controlada de la s olución mencionada en una proporción de 1? @ al "? @ con respecto la cantidad total de tiourea contenida en la disolución y la electrodeposición directa del oro y de la pl ata a partir de dicha disoluciAn. Bor el otro lado( consiste en el proceso que permite la a plicación de esta composición en un proceso de separación de los valores en un mine ral.
Bara esto en la celda electroquímica( que esta ormada por dos secciones ( la sección catódica y la sección anódica( separadas por una mem+rana( es en la se cción anódica en 2
donde se o'ida la tiourea( y en la sección catódica( se reducen los metal es y se recuperan en orma metalica.
0iene mayores venta#as que el cianuro sobre todo en minerales refractarios Es el li+iviante alternativo que mayor atención 'a recibido !or !arte de los investigadores interesados en la li+iviación de oro y !lata Este inter1s se de be sobre todo a dos factores: ($) Es muc'o menos tó+ica que el cianuro y (2) lt as tasas in-ciales de disolución Las !rinci!ales caracter-sticas in'erentes del !roceso son:
3!eración en medio ácido& !" entre $, y %
5osibilidad de usar varios agentes o+idantes& entre ellos el 6e
7
2Fe"
Au )2 )
+
1/2
2CS( NH 2 )2
2 H N( NH )CSSC( NH )H 2++ 2Fe
→
(H N( NH )CSSC( NH )NH )
+
CS( NH 2 )2
+
Au(CS( NH 2
→
2.3.
Tiosulfato
(3)
La limitación !rinci!al de 0iosulfato !arecer-a consistir en su a!licabilidad (la mayor-a de !ruebas 'an sido realiados en minerales ti!o carbonáce os) imilar a la 0iourea& la reacción de li+iviación es muy sensible al !otencial de ! " y 9edo+ El 0iosulfato es tambi1n in'erentemente metaestable y se descom!on e fácilmente a sulfato !or una serie de es!ecies de o+-geno aufre (!rinci!alment e tetrationato) y sulfuros 5or consiguiente& su reutiliación no !arecer-a ser !osible in embargo& la o+idación (desinto+icación) a sulfato es !osible& !ero esto ser -a sumamente costoso ya que la demanda qu-mica de o+-geno ser-a considerable y los costos o!erativos aumentar-an significativamente !uesto que cuatro moles de o+-geno son requeridas !or mol de 0iosulfato !ara obtener sulfato El uso de 0iosulfato como un li+iviante alternativo 'a !asado de escala de laboratorio a una escala !iloto arc'ivado en una a!licación en *evada& ; ctualmente está !or entrar en o!eración una 5lanta de 0iosulfatación en el oriente de
+
2 S2
2−
O
2.4.
Tiocianato
(3)
Au(S2O ) 2
−
+
−
e
(R8)
5or muc'o tiem!o se 'a sabido que el 0iocianato actúa como un li+iviant e del oro *o está considerado aqu- el mecanismo !ara la formación del ión cianur o en el rango ácido y neutro de !" en !resencia de un o+idante como agua o+igenada En los últimos a=os&
6il'o y ?on'emins mostraron que el 0iocianato !uede li+iviar oro en el rango de !" de $ en altas tem!erat uras ('asta 8, @ ) El ba#o !" y las altas tem!eraturas indicar-an que altos costos d e ca!ital ser-an requeridos !ara una !lanta de li+iviación Las tem!eraturas su!eriores
tambi1n querr-an decir que altos cos
tos o!erativos ser-an requeridos com!arado con la cianuración La dis!onibilidad de 0iocianato tambi1n !uede ser una restricción y si se tiene que desinto+icar el
C ⇔ Au + 2SCN Au (SCN )2 +e 0iocianato& se necesitar-a una demanda considerable
de
o+-geno&
lo
cual incrementar-a aun más los costos o!erativos La ecuación global de reacción es: −
2.6.
Bisulfuro
(3)
"unter y otros investigadores de AE 0ec'nologies describió un !roces o visionario que usa bisulfuro como li+iviante de oro El tiem!o de reside ncia
demasiado
largo
y
circuito
cerrado&
que !robablemente
ser-a
reque
rido& significar-a altos costos de ca!ital !ara la inversión en una !lanta de li+iviación in embargo& la dis!onibilidad y el !recio raonable de bisulfuro y sus fuen tes indican una econom-a raonable de e+tracción y !orque el "2 es regenera do desde sulfato usando bacteria Los costos o!erativos consideran desinto+icación& sin embargo& ser-a muy alto& !orque una demanda qu-mica alta de o+geno tambi1n ser-a necesaria ;na de las limitaciones !arecer-a la a!licabilidad e+clusiva de este !roceso a minerales bio>o+idados& !orque una fuente de ión sulfato es requerida !ara la regeneración del bisulfuro Este !roceso es reciclable& !ero teóricamente u na o+idación a sulfato tambi1n ser-a !osible& aunque este tambi1n costar-a caro *inguna a!licación a gran escala de este !roceso es conocida !or los autores
2.7.
Halógenos
(3)
El bromuro& el cloruro y el ioduro& es!ecialmente cloruro& son conocid os como li+iviantes del oro En el caso del bromuro y del cloruro& la econom-a de e+tracción !areciera
ser raonable
in
embargo&
el
uso
de
un
o+id
ante& usualmente el 'alógeno del 'aluro mismo& conducir-a altos costos de ca!itales de
inversión !ara la !revención de corrosión y el uso de un circuito cerrado La
dis!onibilidad de los 'alógenos no es una restricción& sin embargo& los 'alur os& siendo iones& no !ueden ser tratados y !odr-an requerir o+idación electroqu-mica !ara reciclarlo La venta#a del uso de 'aluros B 'alógenos !odr-an dar la a!arienci a de su a!licabilidad universal a la mayor-a de ti!os de mineral como es el caso d e la cianuración El uso de cloruro es una tecnolog-a !robada en la refinación de oro in embargo& ninguna corriente que las a!licaciones grandes de escala de !lantas del blanqueador son conocidasin embargo& actualmente no se sabe de su uso a gran escala en las !lantas de li+iviación om!arado a la cianuración& se 'a !ublicado que la viabilidad económic a es similar& con res!ecto a los costos de o!eración e inversión de ca!itales in embargo& los autores es!eran& que la regeneración el1ctrica de los 'alógenos y e l circuito cerrado necesario conducan a una menor econom-a favorable El facto r limitante aqu- es& sin embargo& que los o+idantes usados son sobre tod o el 'alógeno de los 'aluros mismos& que tienen valores l-mite !ermisibles CL5 (D0LC) muc'o más ba#os que los del cianuro de 'idrógeno Es tambi1n !osibl e
que !uedan formar com!uestos orgánicos 'alogenados& los que son generalmente muy tó+icos incluso en concentraciones muy ba#as 5or lo tanto& los 'aluros no s e !ueden considerar como alternativas favorables al cianuro Las reacciones de los 'aluros con el oro son:
Reactivo
Oxidante Tasa inic 2 (g ! c "#)
0iourea
6e2(34)
0iourea
6/
ianuro
32 aire 6e2(34)
$ondiciones ex%erientales (&nit.) 7
0iocianato 0iosulfato
uo4
/e yodo B yoduro de
*al
G0;H D 4 g B l& G6e 2, @ & I 2%% r!m
4&,
Referencias
H I %&2 g B l& !" $&,&Li (2%%4)
&F%
G0;H D 4 g B l& G6/H D $&% g B l& !" $&,&Li y ?iller (2%%2) 2, @ & I 2%% r!m
$&%
G*a*H I $&, g B l& !" $$& 2, @ & %% Kudry y Kellogg ($,4) r!m
%&,%
%&M%
$&F2
7 G*a*H D &% g B l& G6e H D $&% g B l& Li y ?iller (2%%2) !" $&,& 2, @ & I 2%% r!m
G*a223H D %&$ ?& G*"43"H D %&$ ?& Li y ?iller Guo4H D %&%%%, ?& 2, @ & 8%% r!m ($8) > >2 GN2H D , $% ?& G*alH D $% 9!m ?& 2,Oi y "isey ($$) & !" (natural) 4>M%& ,%% −
/onde:
X = Cl, Br, I
(3)
Malonitrilo
El es un reactivo orgánico cuya fórmula es "2 *2 La cin1tica de disolución a
en
Au + 2X C ⇔ AuX 2 del oro !resenta Au + 4X C
AuX
⇔
eC una velocidad
+
4
+
de
reacción bastante
alt
eC
com!aración a la cianuración in embargo& su alta to+icidad y su natural ea e+!losiva no 'an !ermitido llevar a cabo ensayos más allá del nivel laboratori o Las !rimeras !ruebas con este reactivo !ublicadas se 'icieron en $FF donde s e
obtuvieron recu!eraciones del orden del ,. con una solución %%,. a las !oca s 'oras de iniciado la !rueba Los otros nombres con los que se les conoce son: iano acetonitrilo& /i ciano metano& /initrilo ?alonico El efecto de varios o+idantes sobre la velocidad inicial de disolución de or o con ciertos agentes li+iviantes determinadas con la t1cnica de disco rotatorio& se muestra en el siguiente cuadro
.
(4)
