Cianuración del oro. Disolución. Trituración. Reacciones. La velocidad de disolución. Tamaño de la partícula. Oxígeno. Concentración de la solución de cianuro. Temperatura. Porcentaje de finos. Alcalinidad protectora. Reactivos a usar. Cianuro. Cal. Zinc. Carbón activado.
Cianuración. Colas gravimétricas.
Cianuración por percolación. Precipitación del oro. Obtención de lingotes de oro.
Cianuración con agitación.
Cianuración del oro
Mineral rico en oro
Clasificación por tamaño de grano
Disolución. El oro se encuentra en las menas en cantidades pequeñas: menos de 10 g/t, o sea 0.001%.
Oro en polvo para disolver
Solución de cianuro de oro
Para disolverlo se necesita de una sustancia como el cianuro, 350 mg/l, o sea, 0.035% de NaCN. Y de un agente oxidante como el oxígeno.
Existen otros agentes para disolver oro, como el cloruro, el bromuro o el tiosulfato, pero los complejos que se obtienen resultan menos estables, por ello se necesitan condiciones y oxidantes más fuertes que estos. Además estos reactivos son más peligrosos para la salud y el medio ambiente y más costosos.
Esto explica por qué el cianuro es el reactivo preferido para la lixiviación de oro desde los últimos años del siglo XIX.
En la práctica, la cantidad de cianuro utilizada en la lixiviación depende de la presencia de otros consumidores de cianuro y de la necesidad de lograr niveles de lixiviación adecuados.
Las concentraciones de cianuro más comunes oscilan entre los 300 y los 500 mg/l, o sea, 0.03 a 0.05% de NaCN de acuerdo al tipo de mineral. El oro se recupera por lixiviación en pila o lixiviación por agitación.
La lixiviación en pilas, es un sistema muy práctico, debido al bajo costo de inversión requerida, pero es muy lento y la eficacia de la extracción de oro está entre 50 y 75%.
Trituración, permite reducir el tamaño de sus partículas y liberar el oro para poder recuperarlo.
Trituradora de mandíbula
Las partículas grandes de oro libre en las menas, necesitan mucho tiempo para que sean disueltas por la solución de cianuro. Por ello deben ser previamente separadas por gravedad, antes de lixiviar con cianuro. Las menas portadoras de sulfuros, o carbonatos, requieren de un tratamiento adicional, antes de comenzar el proceso de lixiviación de oro, porque el cianuro tiende a lixiviar los minerales con sulfuros en lugar del oro, y los carbonatos a unirse con el oro disuelto.
Reacciones. La cianuración es un proceso de lixiviación, que se aplica al tratamiento de las menas de oro. Se basa en que el oro nativo, plata o distintas aleaciones entre ellos, son solubles en soluciones cianuradas alcalinas diluidas, de acuerdo a la siguiente ecuación:
La velocidad de disolución, de los metales preciosos en soluciones de cianuro depende del área superficial del metal en contacto con la fase líquida, y de la velocidad de agitación de la mezcla de mena aurífera de oro y solución cianurante.
Agitación de una solución
Bajo condiciones consideradas ideales con respecto a la aireación y a la agitación, se encontró que la velocidad mínima de disolución de oro es 3.25 mg/cm2/hora.
Otros factores que influyen en la velocidad de disolución son los siguientes:
Tamaño de la partícula.- Cuando se presenta oro grueso libre en la mena, la práctica generalizada es recuperarlo por medio de trampas, o mesas de concentración, antes de la cianuración ya que las partículas gruesas podrían no disolverse en el tiempo que dura el proceso.
Mesa de concentración
Oxígeno, es introducido en la solución de cianuro mediante la inyección directa de aire al tanque. La inyección de oxígeno es muy recomendada, puesto que aumenta las recuperaciones de oro y plata, y disminuye los consumos de cianuro.
Concentración de la solución de cianuro.- La solubilidad del oro en una solución de CN aumenta al pasar de las soluciones diluidas a las concentradas. La proporción más eficaz es de 0.05 a 0.07% de cianuro de sodio. La concentración usual de CN para el tratamiento de menas de oro es de 0.05% NaCN. Para menas de plata de 0.3%. Para concentrados de oro y plata, entre 0.3 – 0.7%. El NaCN es el más usado en el proceso de cianuración, aunque también se emplea el KCN.
Temperatura.- La velocidad de disolución de los metales en una solución de NaCN aumenta con el incremento de la temperatura. Pero por encima de 85°C las pérdidas por descomposición del cianuro son un serio problema.
Porcentaje de finos.- Este aspecto es muy importante en la lixiviación por percolación, porque cuando el porcentaje de finos es mayor al 20% del total, y su tamaño inferior a 1.7 mm, las partículas tienden a aglutinarse, dificultando el paso de las soluciones de cianuro. En estos casos las menas molidas requieren otro tratamiento como curado con cal, cemento, o con ambos para lograr aglomerarlos y facilitar la percolación.
Alcalinidad protectora. Las funciones del hidróxido de sodio en la cianuración son las siguientes: Evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis. Prevenir pérdidas de cianuro por acción del CO2 del aire. Neutralizar los componentes ácidos. Facilitar el asentamiento de las partículas sólidas finas de la mena cianurada, de modo que en la parte superior permanezca la solución rica y clara.
Las principales variantes de la lixiviación son:
La lixiviación en pilas o por percolación
La lixiviación por agitación.
Reactivos a usar
Cianuro.- El solvente más comúnmente utilizado es el cianuro de sodio.
El cianuro se prepara con agua no ácida a un pH neutro cuya concentración es 10% en peso.
La concentración mínima en la solución lixiviante está entre 0.05 – 0.10 % de NaCN como máximo.
Cal.- La cal se agrega directamente con el mineral en el chancado, la función es mantener una alcalinidad de 10 a 11, su consumo variará de acuerdo a cada mineral y está entre 0.5 a 5 kg/TM.
La ley como CaO libre debe estar entre 60 y 70% para evitar transporte de carga inútil
Zinc.- El polvo de zinc se agrega en una proporción que varía de 0.6 a 1.5 partes por parte de oro y plata, para obtener estos consumos debe utilizarse un zinc de la más alta calidad
Carbón activado.- Es utilizado para precipitar oro y plata de las soluciones ricas, se recomienda generalmente cuando el mineral tiene solo o mayores proporciones de oro con respecto a la plata, el carbón usado en estos casos está entre mallas -6+16, -8 + 18 y -10 +20, a veces acompañado de una precipitación opcional de plata con Na2S cuando la relación plata/oro en la solución es muy alta. Los carbones más usados son la corteza de coco debido a su dureza y mayor poder adsorbente.
Cianuración
Para realizar el proceso de cianuración de una manera controlada y optimizada, se requiere de una buena planta gravimétrica.
Colas gravimétricas. Las menas auríferas trituradas se componen de partículas de oro, de concentrados de oro y de finos con algunos contenidos de oro. En las mesas de concentración gravimétrica se separan los anteriores componentes. Las partículas de oro se funden a botones o lingotes de oro. Los concentrados de oro se someten a lixiviación por percolación con solución de cianuro. Y los finos de las menas, separados con agua, constituyen las llamadas colas gravimétricas, que se someten a cianuración por agitación en tanques agitadores.
Cianuración por percolación.
El proceso de cianuración por percolación se puede realizar sin ninguna experiencia, habilidad o alta tecnología.
A los concentrados de oro de la mesa gravimétrica, se les adiciona cal y se introducen en tinas. Por la parte superior de las tinas se les gotea una solución de cianuro de sodio durante unos 20 días. De este proceso de cianuración por percolación se obtienen dos productos, la solución rica en cianuro de oro, o lixivia, y el residuo estéril. La solución de cianuro de oro se envía a un estanque apropiado, o se colecta en un recipiente conveniente. El residuo estéril después de ser lavado se envía a patios de desechos. Las aguas de lavado de los residuos estériles, son tratadas y vertidas a corrientes de aguas cercanas.
Precipitación del oro. De la solución de cianuro en recipientes convenientes, se precipita el oro en forma de polvo por medio de virutas de zinc.
Oro en polvo
Obtención de lingotes de oro. El polvo de oro precipitado se funde a lingotes.
Lingote de oro
La cianuración por percolación es un proceso simple, bajo en costos de inversión, con alta seguridad de funcionamiento. Como desventajas exige un prolongado tiempo de lixiviación y ofrece más baja recuperación de oro.
Cianuración por agitación
Tanque de cianuración por agitación
En los finos de las colas de procesos gravimétricos se presentan todavía buenos contenidos de oro. Se lixivian, por lo tanto con cianuro.
Cuando los contenidos de oro en las colas son bajos, la cianuración se justifica si los tonelajes de ellas son altos.
La cianuración de partículas finas de menas auríferas requieren agitación y adición de aire y/u oxígeno. Los recursos técnicos, los costos de inversión y de operación en la cianuración con agitación son más altos que en la cianuración por percolación.
Precipitación de polvo de oro y fundición a lingotes, como en el caso de la cianuración por percolación
Fuentes
http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya6/6cianuracion_oro.htm
http://www.textoscientificos.com/mineria/lixiviacion-oro/precipitacion-carbon-activado
http://www.importexporte.com/metalurgiaperu/metalurgiaextractiva.html
http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya8/8oro_refinacion_extraccion.htm.
http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya6/6cianuracion_oro.htm
http://www.textoscientificos.com/mineria/lixiviacion-oro/cianuracion
Autor:
Rafael Bolívar Grimaldos
Ing. Metalúrgico UIS., Magister en Ingeniería de Materiales UNC., Dr. Ing. Industrial UPV.