Prácticas en Procesos Metalúrgicos para la Pequeña Minería y Minería Artesanal GUÍA DE CAPACITACIÓN
Provincia de Zamora Chinchipe
Provincia de El Oro
Provincia de Azuay
ANTECEDENTES 1. INTRODUCCIÓN La minería es la extracción selectiva de los minerales y otros materiales de la corteza terrestre de los cuales se puede obtener un beneficio económico. Los minerales son sustancias inorgánicas de composición química definida.
2
Por medio de la minería se puede extraer una gran variedad de materiales, como por ejemplo caliza y arcilla, que se convierten en cemento, y que sirve para la construcción de viviendas y carreteras. Otro ejemplo de la minería es la extracción de óxidos de hierro, que se transforman en acero, y que sirve para fabricar edificios, buques y vehículos, Extracción entre otras aplicaciones. de Óxidos de hierro y proceso
Industria del ACERO * FOTOS:
Recuperado de: http://revistafortuna.com.mx/contenido/wp-content/uploads/2015/03/autmz.jpg Recuperado de: http://www.construccionenacero.com/noticias/PublishingImages/comunicado_ws.jpg
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La actividad minera es considerada a nivel mundial pilar fundamental del desarrollo económico y tecnológico de una sociedad, ya que produce materias primas para la industria, genera puestos de trabajo, y permite el ingreso de divisas al país. El Ecuador posee fuentes de recursos minerales, tanto metálicos como no metálicos, por lo que un aprovechamiento de los recursos naturales que se encuentran en la corteza terrestre, en forma responsable y de manera amigable con el ambiente, será de beneficio para todos los ecuatorianos.
Uno de los minerales que se encuentra en el Ecuador es el oro, que ha sido utilizado por por el hombre por más de 6000 años, primero como objeto de decoración artística y joyas, luego como respaldo económico, y actualmente encuentra muchas aplicaciones en el campo industrial. El oro es un metal de color amarillo, con una alta ductilidad y maleabilidad, por lo que se puede formar largos hilos y delgadas láminas, respectivamente; en su estado natural es muy suave, por lo que para mejorar la resistencia mecánica es mezclado con otros metales, formando aleaciones. Además presenta una alta conductividad eléctrica por lo que ha sido empleado en productos industriales, como son conexiones de equipos electrónicos. Es uno de los metales menos reactivos, por lo que presenta una buena estabilidad en su forma natural, y una gran resistencia a la corrosión. Esta propiedad justifica su uso como joya y como respaldo monetario.
* FOTOS:
Recuperado de: http://www.brazaletesysortijas.com/images/anillos-alianza-n2110.jpg
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2. ¿CÓMO SE ENCUENTRA EL ORO EN LA NATURALEZA?
El oro se lo puede encontrar en la corteza terrestre formando principalmente dos tipos de depósitos, los cuales se denominan yacimientos: primarios y secundarios.
4 2.1 •
•
Yacimientos primarios
La mayoría de yacimientos primarios se forman en procesos de segregación magmática. Esto significa que cuando el magma que se encuentra en las regiones profundas de la corteza terrestre se enfría lentamente, se produce una clasificación de sus componentes. Durante el enfriamiento se producen cuatro fases, principalmente. La fase que nos interesa se lleva a cabo entre los 100 y 400 °C, y se denomina fase hidrotermal.
•
Cuando la fase hidrotermal se enfría, se estabiliza una solución tipo acuosa, con gran movilidad, que tiende a rellenar las grietas de la corteza.
•
Durante esta fase, cristalizan sulfuros metálicos con los cuales se asocian tanto el oro como la plata.
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2.2
Yacimientos secundarios
•
Los yacimientos secundarios se originan a partir de los yacimientos primarios por acción de agentes atmosféricos (aire y agua).
•
La acción de los agentes atmosféricos produce una disgregación natural del material que forma el yacimiento primario y la ganga, liberando a este metal.
* FOTO:
•
El oro, al ser más pesado que los otros materiales, se moviliza mas fácilmente y es arrastrado por efecto del aire y el agua, y finalmente se acumula en los cauces de los ríos y sus alrededores, formando los placeres y las terrazas auríferas.
•
La acumulación del oro y otros materiales pesados, como óxidos de hierro, se producen en las zonas de menor presión de agua en los cauces de los ríos.
Recuperado de: http://esp.rt.com/actualidad/public_images/536/5363f67c18c0c8ee30dc37a7dd7bf0c2_article.jpg
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3.
REDUCCIÓN DE TAMAÑO
La reducción de tamaño de un mineral tiene como objetivos primordiales:
6
3.1
Operaciones de reducción de tamaño
3.1.1 Trituración. El mineral proveniente de la mina presenta un tamaño variado desde partículas menores a 1 mm hasta fragmentos mayores de 30 cm de diámetro, por lo que el objetivo de la trituración es obtener un tamaño uniforme máximo de ½ pulgada.
Proceso
Tamaño de partícula obtenido
Trituración primaria
5 - 10 cm
Trituración secundaria y/o terciaria
1/2 pulg
trabaje con materiales muy duros que pueden provocar desgaste por abrasión, como se observa en la Tabla 1, se debería escoger las El tipo de trituradora se estrituradoras de mandíbulas coge en base al tamaño de El cuarzo o giratorias. De lo contrario, alimentación de las partíes un mineral si la dureza es media se culas, a las características muy duro, debe trabajar con trituradel mineral como dureza, abrasivo y de doras de martillos. contenido de humedad alto consumo y abrasividad (caliza con de acero. sílice abrasiva). Cuando se
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Tabla 1. Tipos de trituradoras y sus características Características del mineral Trituradora
Trituradora de impacto o martillos
Dureza del Mineral
Tipo de Mineral
Minerales medios (caliza, dolomita)
Bajo contenido de humedad, mineral abrasivo
Trituradora giratoria
Trituradora de mandíbulas
Mecanismo de fractura
Impacto
Bajo contenido de humedad Minerales duros (granito, cuarzo)
Compresión Bajo contenido de humedad, mineral abrasivo
3.1.2 Molienda La molienda es una operación de reducción de tamaño, los productos obtenidos son más pequeños y de forma más regular que los obtenidos por trituración. La molienda se puede realizar en seco (sin añadir agua) o en húmedo (añadiendo agua). Para el procesamiento de minerales portadores de oro generalmente se utiliza molienda en húmedo. En la industria metalúrgica los molinos más utilizados son el de bolas y el trapiche chileno, y algunas de sus características se observan en la Tabla 2. Tabla 2. Tipos de molinos y sus características Molino
Tamaño de partícula
Tipo de molienda
Chileno
Reduce el tamaño hasta 150 µm
Molienda en húmedo
De bolas
Pulveriza el mineral hasta 75 µm
Molienda húmeda o seca
7
El molino de bolas es un equipo de gran capacidad y altamente eficiente para moler mineral hasta tamaños de partícula de 75 um y menores, lo que favorece la liberación de los diferentes minerales que se encuentran en el yacimiento. Por otro lado, el molino chileno es ampliamente utilizado en la pequeña minería y minería artesanal, a pesar de varias limitaciones: es ineficiente para moler a tamaños menores a 100 um, y su capacidad de molienda no supera los 20 ton/día.
4.
CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA
4.1
Fundamentos de la concentración gravimétrica
•
8
•
Proceso por medio del cual se pueden separar partículas de diferentes tamaños, formas y pesos específicos, con el uso de la fuerza de gravedad o fuerzas centrífugas. Método más sencillo y económico de todos los métodos de concentración.
4.2
•
Para una eficiente separación de los minerales es necesario que exista una marcada diferencia entre sus pesos específicos.
•
Este método es más eficiente para tamaños de partículas uniformes.
•
A medida que aumenta el tamaño de la partícula aumenta la eficiencia de la separación.
Equipos utilizados
4.2.1 Trommel
•
Es un filtro clasificador de alta eficiencia ligeramente inclinado, utilizado en minería aluvial en procesos de altos volúmenes de producción para el lavado de arcillas y material compactado.
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•
Consta de un tambor con sus paredes perforadas a una abertura determinada, lo que permite que el mineral más pequeño pase a través de la malla mientras que el más grande sale por el otro extremo.
4.2.2 Jig
9
•
Se utiliza en minería aluvial y permite que un mineral sea separado de acuerdo a su peso específico, en un medio acuoso, las partículas se quedan suspendidas y gracias a la densidad las partículas pesadas se depositan más rápido, obteniéndose un concentrado.
•
A pesar de que se puede adecuar a todo tipo de material y recupera oro y sulfuros auríferos, requiere de personal experimentado para su operación, y no recupera oro fino.
•
El jig es muy utilizado para separar oro grueso luego de un proceso de molienda. Generalmente es eficiente con partículas que se encuentran entre las 150 y 850 um.
4.2.3 Concentradores centrífugos
10
•
Frecuentemente se los usa en los circuitos de molienda para separar oro libre y evitar sobre-molienda y antes de las plantas de cianuración o flotación para recuperar el oro grueso. Todos los concentradores centrífugos poseen un recipiente que rota y efectúa la separación gravitacional del mineral en un campo centrífugo.
•
Ofrecen buena seguridad contra robos y ahorran fuerza de trabajo significativamente, con el uso de estos equipos se pueden lograr concentrados lo suficientemente enriquecidos en oro como para llevarlos a una fundición directa, pero a menudo se necesita otro equipo más (por ejemplo, una mesa concentradora), pueden manejar rangos de partículas entre 10 μm hasta 6 mm. 4.2.4 Concentradores de espiral •
Consiste en una canaleta helicoidal con cuatro a siete vueltas donde las partículas livianas se distribuyen en el borde exterior, y las partículas pesadas se concentran en el borde interior de la canaleta. Generalmente se trabaja con pulpas de mineral.
•
Al final de los espirales se obtienen tres diferentes fracciones: concentrados, mixtos y colas.
•
Los espirales pueden ser utilizadas para un tamaño de partícula entre 80 y 920 um).
•
Generalmente los espirales se caracterizan por su alta recuperación, pero también por su bajo factor de enriquecimiento, por este motivo son utilizadas exitosamente en la fase de preconcentración para la recuperación de minerales residuales de valor de las colas.
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4.2.5 Mesas concentradoras •
•
Son equipos de concentración gravimétrica sobre una superficie inclinada, y que además tiene un movimiento vibratorio. Principalmente se puede usar en la minería aurífera, para la recuperación de oro entre 3 mm a 100 μm y de piritas auríferas como subproducto comerciable.
•
Permite obtener una gama de productos como concentrado, mixtos y colas.
•
Son equipos de gran flexibilidad, ya que permiten una amplia variación en sus parámetros de operación para adaptarla al mineral tratado, además de que los productos de la concentración visualizar
inmediatamente. •
Además, las mesas sirven para enriquecer pre-concentrados gravimétricos obtenidos por otros equipos como canales, espirales, etc y para producir concentrados de alta ley.
Por lo general, al final de los procesos gravimétricos se obtienen dos fracciones, el concentrado que generalmente es llevado a fundición si tiene una concentración mínima del 3% de oro y las colas que son enviadas a cianuración o flotación. En algunos procesos como en el concentrador en espiral y la mesa concentradora se obtiene la fracción de mixtos que ingresa nuevamente al proceso.
11
5.
CONCENTRACIÓN POR FLOTACIÓN
5.1
Fundamentos de la flotación
•
La flotación es un proceso físico-químico que comprende el tratamiento químico de la pulpa proveniente de la molienda, a fin de crear condiciones favorables para la adhesión de ciertos minerales metálicos a las burbujas de aire.
•
Se realiza en celdas provistas de agitación mecánica e inyección de aire.
•
Este proceso se emplea para separar minerales, cuyas superficies son hidrofóbicas (no se humedecen con el agua), de la ganga, que es hidrofílica (se humedecen con el agua)
•
Tiene por objetivo concentrar los minerales metálicos, los cuales flotan mientras que la ganga se va hacia el fondo.
12
5.2 Reactivos usados en la flotación 5.2.1 Activantes Aumentan la flotabilidad de ciertos minerales, mejorando la adhesión de un colector y fortalecer el enlace entre la superficie y el colector. La función activante es contraria a la función depresora.
Los reactivos de flotación varían, dependiendo de la especie que se desea flotar.
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Ejemplo: La esfalerita (ZnS) no flota con los colectores de sulfuros, sin embargo la adición de CuSO4 (activante) forma una película en la superficie de la esfalerita y ayuda a que los colectores se adhieran, consiguiendo que flote. 5.2.2 Depresores La función principal de los depresores es disminuir la flotabilidad de un mineral haciendo su superficie más hidrofílica o impidiendo la adsorción de los colectores. Impide la flotación de algunos sulfuros, mientras que hace flotar otros. Ejemplo: El Na2SO3 (depresor) se adsorbe en la superficie de la pirita y le impide flotar. Es un depresor de sulfuros.
5.2.3 Colectores Los colectores se adsorben selectivamente en la superficie de ciertos minerales y los flotan, varían dependiendo del material que se quiera recuperar.
Para determinar los reactivos de flotación que se deben usar se deben realizar pruebas . preliminares en un laboratorio.
Empuje debido al Principio de Arquímedes
Ejemplo: El etil xantato de potasio (KEX) es un colector de sulfuros.
5.2.4 Espumantes Son reactivos orgánicos que crean una espuma estable que mantiene las burbujas cargadas de mineral Ejemplo: El aceite de pino es un espumante que sirve para la flotación de sulfuros de cobre, cinc, plomo.
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6.
METALURGIA EXTRACTIVA DEL ORO
6.1
Procesos hidrometalúrgicos
Son procesos físicos y químicos utilizados para la extracción de metales que generalmente se da en medios acuosos. Generalmente no contaminan el aire pero requieren de medidas adecuadas para tener un menor impacto en el agua y suelo. Los procesos hidrometalúrgicos constan de tres etapas:
1. Disolución del metal de interés (desde la fase sólida hacia la fase líquida). 2. Concentración de la solución (Ejemplo: adsorción en carbón activado). Esta etapa no siempre se la aplica. Muchos procesos pasan directamente a la siguiente etapa. 3. Recuperación del metal de interés que se encuentra en solución, en una fase sólida.
6.2 Lixiviación
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Es un proceso hidrometalúrgico que permite recuperar el metal de interés, que consiste en disolver total o parcialmente un sólido para extraer los elementos de valor. Generalmente se emplea una solución selectiva que únicamente disuelva el metal de interés. El disolvente líquido puede ser agua, solución acuosa o un líquido de naturaleza orgánica. La especie que disuelve al mineral de interés se le conoce como lixiviante, y debe cumplir con las siguientes condiciones: •
Factible de recuperar y regenerar.
•
Solución selectiva que disuelva el metal de interés y no las impurezas del mineral.
•
Disolución completa y rápida del metal de interés.
Para que el proceso de lixiviación se lleve a cabo es necesario que se encuentren en un íntimo contacto la fase sólida y liquida, de esta manera el metal de interés se disuelve y pasa de la fase sólida a la fase líquida, logrando una separación del material original.
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Un proceso de lixiviación tiene como resultado la generación de dos productos: •
Solución rica en el metal de interés, que se le conoce como solución preñada. 6.3
•
Residuo, generalmente la concentración del metal de interés es mínima por lo que puede ser descartado, se le conoce como colas o relaves.
Lixiviación con Cianuro de Sodio
La lixiviación del oro con cianuro combina la oxidación de la especie de interés y la acción de un agente formador de complejos que es el que permite mantener la especie oxidada en disolución, por lo que es necesario el uso de un agente oxidante y un agente formador de complejos. El cianuro de sodio (NaCN) es utilizado como agente formador de complejos por su alta solubilidad
Especies que ingresan
Especies que salen
y porque en su solución presenta iones cianuros que capturan al oro, logrando separar el oro de la . parte sólida del material original. Debido a que el cianuro de sodio es el más utilizado industrialmente, a este proceso se le conoce como cianuración. El oxígeno es el agente oxidante más empleado porque su costo es mínimo por la facilidad de obtenerlo a partir del aire.
(CN)-
O2
Au
Au(CN)-2
H2O2 OH
-
15
Adicionalmente se puede emplear otros tipos de agentes oxidantes, reductores, formadores de complejos que se seleccionan de acuerdo al metal que se necesita disolver. El proceso de cianuración se inicia con la regulación del pH, con la adición de cal para trabajar con un pH entre 10 y 11,5. El pH se controla
para evitar la formación del ácido cianhídrico, que es una sustancia tóxica que se desprende en forma de gas a determinados valores de pH. Posteriormente se agrega el cianuro, y resulta práctico agregar en la molienda debido al mezclado óptimo y a la superficie fresca del mineral incrementando el porcentaje de recuperación.
16 Diagrama de distribución del cianuro
6.4
Tipos de cianuración
La cianuración puede ser de varios tipos: 6.4.1 Cianuración en pilas. Se utiliza para metales de baja ley, pero se maneja con altos tonelajes. Se debe trabajar a un pH entre 10 y 11. Existen zonas muertas en donde no llega una cantidad adecuada de cianuro para formar los complejos. 6.4.2 Cianuración en piscinas de fondo falso. Favorece la formación de complejos de oro, porque hay un mayor contacto entre el cianuro y el mineral.
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6.4.3 Cianuración con agitación. Generalmente se realizan en tanques con agitadores mecánicos que favorecen a la velocidad de disolución del metal, el tiempo de recuperación disminuye notablemente y aumenta el porcentaje de recuperación. Sus costos son altos, por lo que se justifica el uso de este proceso para minerales que presentan una ley que sea económicamente rentable. 6.5
Factores que influyen en la cianuración
6.5.1 Actividad de cianuro. La concentración de cianuro empleada favorece la lixiviación debido al contacto que presenta la solución con la superficie del metal. Un incremento en la concentración del cianuro en la solución no aumenta la recuperación, únicamente favorece la velocidad de la reacción y permite que otras especies formen complejos con el cianuro. 6.5.2 Actividad del oxígeno disuelto. La concentración de oxígeno afecta la disolución del oro, ya que mientras mayor sea la cantidad de oxígeno disuelto, la disolución del metal precioso será también mayor. Por eso, se debe considerar que la concentración del cianuro y del oxígeno tienen una relación óptima. 6.5.3 pH. La disolución del oro se maximiza cuando la solución está en un pH entre 9 y 9,5, pero el pH de operación es mayor a 10 para evitar la liberación del ácido cianhídrico y menor a 11,5 para no favorecer otras reacciones. De esta forma se evitan considerables pérdidas económicas y peligros para la salud debido a la eliminación de este compuesto en forma de gas 6.5.4 Temperatura. Un aumento en la temperatura favorece a la disolución del oro, pero su excesivo incremento disminuirá la solubilidad del oxígeno, factor que no es conveniente para el proceso. 6.5.5 Agitación. La agitación favorece la disolución del oro, si se incrementa la agitación aumenta la velocidad de disolución del oro, pero puede llegar hasta un límite máximo, pasado este límite lo único que se tiene es un consumo extra de energía y un desgaste de los agitadores. 6.5.6 Características del mineral. El porcentaje de recuperación depende del tipo de material que se dispone, específicamente de cómo se encuentra el oro dentro del material.
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6.5.7 Área de oro expuesta. Para mejorar el área de oro expuesta es importante una molienda y trituración previa del material, porque el tener mayor área de contacto favorece a la interacción entre la solución y el oro.
7.
CONDICIONES OPERATIVAS PARA UNA CIANURACIÓN.
Las condiciones operativas de la cianuración varían en función del tipo de cianuración que se aplica.
50-150 RPM
Cianuración en piscinas 74 micras, ingresa a una piscina con fondo falso, que permite la percolación de la solución. no tiene agitación
no tiene agitación
50 %
---
---
0,5 a 2 g/L
0,5-2 g/L.
0,5-2 g/L
Aire por convección natural Aireación forzada Peróxido de hidrogeno (H2O2)
Aire por convección natural
Aire por convección natural
---
---
Generalmente se aplica en mineral relaves de procesos de concentración gravimétrica, o bajos contenidos de Au.
Generalmente se aplica en mineral aglomerado con bajos contenidos de Au.
Tanque Agitado
18
Tamaño de partícula Agitación Contenido de sólidos Concentración de cianuro Oxidante Tiempo de cianuración
Observaciones
74 micras, ingresa a un tanque con agua.
12 -72 horas
---
Cianuración en pilas 1-2 cm se apila en una base con fondo falso, que permite la percolación de la solución
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8.
CEMENTACIÓN CON CINC
La cementación con cinc es un proceso que consiste en la precipitación del oro en forma metálica sobre el cinc. El cinc tiene más afinidad por el cianuro que el oro, por este motivo se forman complejos entre el cianuro y el cinc, que hace que el oro se deposite como oro metálico. Por esta razón la presencia de cianuro es indispensable. (CN)Especies que ingresan
Au(CN)-2
(CN)-
Especies que salen
19 Au
Zn(CN)24-
La cementación con cinc sigue siendo una de las mejores alternativas dependiendo de las características del material y condiciones de operación. Es utilizado en minerales con alto contenido de plata, materiales muy arcillosos. Aproximadamente entre el 25 y 30 % del oro del mundo es recuperado por este proceso. Se debe trabajar con soluciones clarificadas. Existen modificaciones para favorecer el proceso de cementación con cinc: Adiciones de sales de plomo, para limpiar la superficie del cinc y aumentar el área de depósito del oro. Se utilizan láminas de Zn en vez de viruta, para aumentar el área de contacto y no realizar ningún tipo de pretratamiento para la eliminación del oxígeno disuelto, pero aumenta el consumo de cinc.
Hay veces que se utiliza la desaireación de la solución, para reducir la cantidad de oxígeno disuelto a valores menores a 0.5 mg/L es el más ampliamente utilizado en instalaciones industriales tecnificadas, y se conoce como el proceso Merril-Crowe.
20
8.1
Condiciones operativas para una cementación con Cinc
Para tener una buena cementación la solución debe ser:
tras de reactivo para alcanzar concentraciones mayores a 1 g/L.
•
Solución clarificada.
•
Solución sin oxígeno disuelto.
•
Solución con exceso de cianuro.
8.1.3 Concentración de Cinc. Si aumenta la concentración de cinc, éste comienza a formar capas de óxido sobre el metal, disminuyendo la superficie para que el oro se deposite.
Adicionalmente se debe considerar los factores que afectan a la cementación. 8.1.1 Concentración de oro en solución. Si aumenta la concentración de oro, aumenta la velocidad de cementación 8.1.2 Concentración de cianuro. La cementación requiere la presencia de cianuro en exceso, por lo que debe adicionarse al proceso cantidades ex-
8.1.4 Tamaño de partícula de Cinc. La velocidad de cementación depende del tamaño de partícula. Es preferible tener al cinc en forma de polvo para tener una mayor área de contacto con el oro. 8.1.5 Oxígeno en solución. La presencia de oxígeno en la solución favorece la cianuración, por lo que es necesario retirar el oxígeno para favorecer la cementación.
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8.1.6 pH. Se debe trabajar con valores de pH entre 11,5 y 12, donde se logra las mejores velocidades de cementación, pero por la presencia de cianuro en el proceso se debe trabajar con un pH de 10,5 para evitar la liberación de ácido cianhídrico
9.
ADSORCIÓN EN CARBÓN ACTIVADO
El carbón activado adsorbe oro y plata, aunque también puede absorber otras sustancias dependiendo de su concentración y pH, y presenta la ventaja de que se adsorbe aun cuando la solución tiene una baja concentración de oro. Existen tres tipos de tratamientos con carbón activado: Carbón en pulpa (CIP): A la solución obtenida a partir de cianuración, se le agrega carbón activado.
Especies que ingresan
Especies atrapadas
Solución cianurada
Poro
Partícula de carbón activado
Partícula de carbón activado Poro
•
8.1.7 Sales de plomo. La presencia de las sales de plomo ayudan a limpiar la superficie del cinc, pero no se debe adicionar un exceso de estas sales porque el oro se deposita sobre el plomo.
Solución cianurada
•
Carbón en columna (CIC): Se construye una columna empacada de carbón activado, es aplicable para soluciones claras que se deben alimentar a un banco de tanques en contracorriente.
•
Carbón en lixiviación (CIL): consiste en agregar carbón activado mientras se da la cianuración. Se debe contar con una agitación, pero esto ocasiona que el carbón se desgaste y que el tamaño de partícula disminuya.
Au -
Au(CN) Au(CN ) 22
21
9.1
Condiciones operativas para un proceso de adsorción en carbón activado
Se debe tener en cuenta los factores que afectan al proceso. 9.1.1 Tipo y tamaño de carbón. El tipo de carbón depende la capacidad de adsorción y la resistencia al desgaste que presenta, mientras que el tamaño de partículas influye en la velocidad de adsorción, si disminuye el tamaño de partícula, aumenta la velocidad de adsorción. 9.1.2 Temperatura. Este es un proceso exotérmico, al aumentar la temperatura disminuye la capacidad de adsorción, y puede ocasionar el proceso inverso de desorción.
22
9.1.3
Oro en solución.
A mayor concentración de oro, la capacidad de carga y adsorción aumentan. 9.1.4
Concentración de cianuro libre.
La presencia de cianuro libre provoca una disminución en la velocidad de adsorción y la capacidad de carga del carbón, porque genera una competencia con el proceso de cianuración. 9.1.5 pH. Un pH bajo permite velocidades de adsorción y capacidades de carga altas, pero por la presencia de cianuro se debe trabajar con el pH no menor a 10 para evitar liberación de ácido Cianhídrico. 9.1.6
Concentración de plata.
Si el mineral presenta una alta concentración de plata, disminuye la eficiencia de recuperación de oro, porque se produce una competencia entre la plata y el oro por los sitios activados del carbón.
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10. ELECTRORECUPERACIÓN
Es un proceso en el que se requiere aplicar energía eléctrica para que la precipitación del oro se produzca. Por lo que es necesaria la presencia de un conductor o un semiconductor. El sistema consta de electrodos y una celda, que para el caso de la recuperación de oro son de acero inoxidable. La solución preñada se coloca en la celda, expuesta a una fuente de corriente continua. Una buena deposición consiste en la formación de capas de metal que se desea recuperar sobre el cátodo.
23
Se puede emplear varios electrodos dentro de una misma celda para tener una mayor recuperación, pero siempre se debe adicionar un ánodo extra para aprovechar al máximo el área catódica. 10.1
Condiciones operativas para la electrorecuperación
Las variables que se deben considerar son: 10.1.1 Potencial. Permite verificar que material se va a depositar. 10.1.2 Densidad de corriente. En función de la intensidad de corriente determina la velocidad de recuperación.
11. FUNDICIÓN DE ORO Sirve para recolectar en una sola barra el oro recuperado, para la fundición se utilizan mezclas o cargas fundentes que permiten fundir y separar las fases.
Fase escoria Fase metálica
Las fases que se aprecian en el proceso de fundición son: •
•
24
Fase Metálica: Esta fase se caracteriza por ser altamente densa, contiene los metales preciosos. Fase Escoria: Es una solución de óxidos, silicatos y boratos, favorece la extracción de metales preciosos.
El mineral se mezcla con la carga fundente, compuesto de: •
Carbonato de sodio (Na2CO3): Ayuda a disminuir la temperatura de fusión y a la homogenización de la mezcla
•
Óxido de silicio o Sílice (SiO2): Este reactivo se mezcla con los óxidos metálicos y forma silicatos que pasan a conformar la escoria y favorecen la separación.
•
Tetraborato de sodio o bórax: Da lugar a la formación de la escoria pues genera boratos, además disminuye la viscosidad de la escoria.
Luego de la fundición, en el crisol se tiene el fundido, que se vierte rápidamente en una lingotera cónica de modo que la mezcla se enfría y decantan los metales pesados.
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12. REFINACIÓN DE ORO El objetivo de la refinación es eliminar los metales que contaminan el oro, y lograr una barra con una pureza del 99,99 %. 12.1 Refinación por ácido nítrico Una vez terminado el proceso de copelación, se obtiene el doré que contiene la plata y el oro, luego se ataca con ácido nítrico si el doré tiene mayor cantidad de plata (Ag) que oro (Au). Si el doré tiene más de 25 % de oro (Au) se debe realizar un encuarte, que consiste en la adición de plata al doré en una proporción de 3 a 1, para luego volver a proceder con la fusión y se prepara nuevamente la carga fundente (bórax, carbonato de sodio y sílice) y se vuelve a copelar. Con esto se obtiene un nuevo doré con más plata, al final se añade ácido nítrico (HNO3) para disolver la plata. La recuperación del Au se realiza en una celda electrolítica, donde se usa una solución de cloruro de oro (AuCl4-) para recuperar el oro (Au) que se depositará en el cátodo. Mediante este proceso se obtiene un oro con 99,99 % de pureza.
12.2
Por agua regia
Se conoce como agua regia a la mezcla de ácido clorhídrico y ácido nítrico. Esta mezcla disuelve todos los metales, sulfuros, y óxidos, a excepción del SiO2. •
Se pesa 50 g de muestra de oro.
•
Se añade 100 cm3 de solución de HNO3(c) y 300 cm3 de solución de HCl(c).
•
Se calienta a 40-60 °C hasta completar la disolución de la muestra metálica. (La presencia de vapores de color rojo-marrón es indicativo de la acción oxidante del agua regia).
•
Si todavía hay presencia de muestra metálica en el vaso, agregar los dos ácidos concentrados, en la proporción antes indicada (1:3) (v:v)
•
Proseguir con la disolución de la muestra metálica hasta que ésta desaparezca por completo.
•
El único residuo permitido es un sólido insoluble blanco (SiO2).
•
Generalmente, el oro es precipitado con FeSO4.
25
13. COMO ESCOGER EL MEJOR MÉTODO DE PROCESAMIENTO Para escoger el mejor método de procesamiento de minerales para recuperar oro, plata y concentrados de sulfuros metálicos, hay que tomar en cuenta los siguientes pasos: 13.1 Caracterización de las menas portadoras de oro, plata y sulfuros metálicos
26
Con el fin de diseñar un proceso de tratamiento de minerales y metalurgia extractiva para producir oro y concentrados minerales partir de sus minerales portadores, es necesario obtener una muestra lo más representativa posible del material a procesarse. Las muestras minerales obtenidas serán enviadas a un laboratorio especializado para la realización de análisis físico-químico-mineralógicos, con el fin de caracterizar a la muestra mineral. Estos análisis serán la base del diseño de proceso metalúrgico de recuperación de metales y/o concentrados. 13.2
Diseño de proceso
En base a las características físico-químico-mineralógicas del mineral se escoge el proceso más adecuado para su tratamiento. El diseño de proceso implica la selección de las operaciones unitarias que intervendrán en su tratamiento. Por ejemplo, trituración,
molienda, cianuración y electrorecuperación. Otro proceso puede incluir las siguientes operaciones: trituración, molienda, concentración gravimétrica, y flotación. Es importante recordar que no todas las operaciones unitarias se aplican a todos los minerales. Las operaciones unitarias más adecuadas dependen de las características del mineral, es por eso la necesidad de su caracterización. 13.3
Diseño de planta
Una vez que se tiene seleccionado el proceso más adecuado, se escogen los equipos más apropiados para el procesamiento de minerales. La selección de equipos depende de muchos factores, tales como, tamaño, disponibilidad, costo, durabilidad, y otros factores. Para escoger el mejor método de procesamiento de un mineral, hay que contar con la participación de un grupo de profesionales de varias disciplinas (ingenieros geólogos, mineros, metalúrgicos, químicos, ambientales, industriales, civiles, y otros).
PRÁCTICAS EN PROCESOS METALÚRGICOS
Proyecto de Mejoramiento de las Condiciones de Trabajo en la Pequeña Minería y Minería Artesanal
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