CUADERNILLO
CIANURO, SOCIEDAD Y MEDIO AMBIENTE
MEDELLÍN, JULIO DE 2014
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CONSULTOR: LUIS ALBERTO MESA SAUCEDO INGENIERO DE MINAS Y METALURGIA M Sc. INGENIERÍA METAÚRGICA M.P. 2411 TEL.: 578-82-13 CEL.: 313-694-90-18 E-MAIL.: luismesas@un.net.co, meza.luisalberto@gmail.com
TABLA DE CONTENIDO 1.
INTRODUCCIÓN...................................1
2.
EL CIANURO Y LA SOCIEDAD.............3
3.
EL CIANURO EN LA NATURALEZA.......5
4.
PRODUCCIÓN Y USOS INDUSTRIALES DEL CIANURO..................................... 9
5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS..........................................11
6.
ROL DEL PEROXIDO DE HIDROGENO......................................19
7.
CIANURACIÓN INTENSIVA................21
8.
TRATAMIENTO DE PRECIPITADOS AURÍFEROS..........................................23
8.1
MANEJO DE ESCORIAS....................25
9.
ENSAYES AL FUEGO...........................26
9.1
RUTINA DE UN ENSAYE AL FUEGO....29
9.2
CARGAS TÍPICAS PARA ENSAYES AL FUEGO................................................33
9.3
ENSAYES AL FUEGO CON PRESENCIA DE ORO LIBRE....................................34
TABLA DE CONTENIDO 10.
ANÁLISIS DE ORO EN SOLUCIONES CIANURADAS......................................37
10.1 MÉTODO CHIDDY...............................37 10.2 MÉTODO DOWSETT............................38 10.3 PRUEBA DE PRESENCIA DE ORO CON SULFURO DE SODIO...........................39 10.4 PRUEBAS DE SALES FERROSAS Y FÉRRICAS.........................................40 10.5 TITULACIÓN DE CIANURO EN SOLUCIÓN..........................................40 10.6 PREPARACIÓN DE REACTIVOS.........41 11.
TOXICOLOGÌA DEL CIANURO..........41
12.
DEGRADACIÒN DE CIANURO EN EFLUENTES...........................................45
13.
DISPOSICIÓN FINAL DE COLAS........47
13.1 CARACTERISTICAS DE UN DEPOSITO DE COLAS..........................................48 14. PROTOCOLO DE SEGURIDAD PARA EL MANEJO DEL CIANURO........................50 15.
BIBLIOGRAFÍA.....................................52
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN
1.
INTRODUCCIÓN
Una larga historia del empleo del cianuro en procesos metalúrgicos y otros procesos en todo el mundo precede a las grandes preocupaciones ambientales de los últimos años y a los grandes desarrollos tecnológicos actualmente existentes en el proceso de cianuración para la extracción y recuperación de oro a partir de sus menas. La primera planta de cianuración comercial comenzó a funcionar en la Mina Crown en Nueva Zelanda en 1889 y hacia 1904 la cianuración estaba en marcha en Sudáfrica, Australia, Estados Unidos, México y Francia. De esta forma, a principios del siglo XX, el proceso de cianuración para la extracción y recuperación de oro era una tecnología plenamente establecida en el mundo. Durante el siglo XX, la cianuración tuvo desarrollos tecnológicos importantes como fue el diseño y construcción de grandes agitadores con inyección de aire comprimido, la implementación de oxidantes como el peróxido de hidrogeno, ozono y otros compuestos químicos para incrementar la velocidad de recuperación.
1.
INTRODUCCIÓN
La primera década del siglo XXI se ha caracterizado por el tratamiento de grandes volúmenes de minerales auríferos de bajo tenor ya sea mediante cianuración en pilas (HeapLeaching) o mediante Carbón en Lixiviación, denominado proceso CIL. También, se ha implementado el proceso de Cianuración Intensiva para el tratamiento de concentrados gravimétricos de altos tenores con altas concentraciones de cianuro hasta 20 gpl y elevadas concentraciones de oxigeno ya sea mediante la adición de peróxido de hidrogeno u otros oxidantes fuertes como ozono o los llamados ayudantes de lixiviación.
2.
EL CIANURO Y LA SOCIEDAD
El cianuro ofrece numerosos beneficios y cientos de millones de personas de todo el mundo emplean sus compuestos diariamente. Solo un pequeño porcentaje de la producción mundial de cianuro se utiliza en minería. La eliminación de la minería de oro y plata no suprimirá los riesgos asociados ni con el cianuro ni con la minería, pero si afectaría la vida de millones de personas que dependen de los productos manufacturados y los beneficios económicos derivados de la producción de cianuro. Independientemente de los riesgos reales o percibidos relacionados con el empleo del cianuro en operaciones mineras establecidas y autorizadas, es un mejor producto y más seguro para las comunidades y el medio ambiente que los graves problemas de salubridad y ambientales provocados por la amalgamación mediante el empleo de mercurio para recuperar oro por los pequeños mineros artesanales y no controlados. En años recientes, la difusión de miedo al cianuro tiene varias causas históricas, que por lo general, no están relacionadas con la minería; y este miedo es el que suele aprovecharse para generar una opinión pública negativa contra la minería en general. Si el cianuro se utiliza incorrectamente es toxico para los seres humanos, fauna y flora. Lo mismo se puede decir de los raticidas, fungicidas, los productos de aseo en el hogar que contienen cloro, elemento químico casi tan toxico como el cianuro, la conducción de un automóvil a altas velocidades.
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2.
EL CIANURO Y LA SOCIEDAD
De esta forma, se puede asegurar, sin temor a equivocaciones, que hay más accidentes fatales causados por desastres naturales y en el hogar que por exposición al cianuro industrial; sin embargo, se acepta y tolera esos mayores riesgos en nuestra vida cotidiana. Desde un punto de vista realístico, la cuestión de prohibir o no la minería no es debatible, ya que el ser humano ha utilizado metales y minerales extraídos de la corteza terrestre para satisfacer sus necesidades durante milenios y lo seguirá haciendo. La preocupación publica acerca de los aspectos de seguridad y ambientales del cianuro es válida y comprensible, pero el uso del cianuro sigue siendo fundamental en una gran cantidad de industrias en las que se maneja con protocolos estrictos de seguridad y de una forma ecológicamente racional. En la búsqueda de registros históricos de accidentes industriales provocados por cianuración en la minería de oro en Australia, Canadá, Nueva Zelanda y los Estados Unidos han revelado solo dos muertes accidentales durante los últimos 125 años, una en 1952 en Ontario, Canadá, un herrero en las Minas de Oro MacLeodCockshutt, quien murió por envenenamiento con cianuro después de una explosión de un baño de cianuro fundido empleado para carbocementar una llave inglesa. La otra muerte registrada en 1961 en la Planta de las Minas Hallnor es la de un trabajador, quien murió por envenenamiento con gas cianhídrico inhalado de un tanque de cianuración en donde había poca ventilación.
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3.
EL CIANURO EN LA NATURALEZA
De esta forma, una evaluación cuantitativa del riesgo de muerte por exposición al cianuro daría un resultado “insignificante”, si se compara con más de 3.000.000 de muertes por VIH/SIDA, más de 1.500.000 de muertes por accidentes automovilísticos, más de 1.200.000 por malaria y más de 800.000 por desastres naturales. 3.
EL CIANURO EN LA NATURALEZA
Cianuro es un término genérico aplicable a una serie de compuestos químicos constituidos por carbono y nitrógeno. Estos elementos químicos forman alrededor del 80% del aire y ambos están presentes en las moléculas orgánicas base de todas las formas de vida. Las plantas y los animales lo producen y utilizan como un mecanismo de protección. En la Figura 1 se muestra los dos tipos de orígenes del cianuro.
Figura 1. Orígenes del cianuro 5
3.
EL CIANURO EN LA NATURALEZA
Existen más de 2.000 fuentes de cianuro en la naturaleza, entre ellas, distintas especies de artrópodos, insectos, bacterias, algas, hongos y plantas superiores. Ejemplo de frutas y vegetales portadoras de cianuro son almendras, cerezas, alfalfa, rábano, col, coliflor, brócoli, nabos, sorgo, yuca, bambú, papa, duraznos, maíz y lentejas. El cianuro también está presente en el humo del cigarrillo y en el humo producido por la combustión de materiales naturales y sintéticos como los plásticos, la lana, seda y acrílicos. En las Figuras 2 a 5 se muestra la presencia de cianuro en la naturaleza. En la Tabla 1 se presentan datos sobre la cantidad de cianuro contenido en algunos alimentos. Tabla 1. Concentraciones de cianuro en algunas plantas. ESPECIES DE PLANTAS Yuca (variedades dulces) Hojas de yuca Raíces Raíces desecadas Puré Puntas de Bambú Almendra amarga Sorgo
CONCENTRACIÒN (mg/kg) 377 500 138 46 < 100 81 Max. 8000 2800 Max. 2.500
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3.
EL CIANURO EN LA NATURALEZA
Figura 2. Cianuro en la vida diaria
Figura 3. Cianuro en otras sustancias de la vida diaria 7
3.
EL CIANURO EN LA NATURALEZA
Figura 4. Cianuro presente en otras sustancias cotidianas
Figura 5. Cuantificaci贸n de cianuro en algunas sustancias de la vida diaria 8
4.
PRODUCCIÒN Y USOS INDUSTRIALES DEL CIANURO
Industrialmente, el cianuro se produce de dos formas: como un subproducto de la fabricación de fibras acrílicas y de ciertos plásticos o por la combinación de gas natural y amoníaco a altas temperaturas y presiones para producir ácido cianhídrico (HCN) gaseoso que combinado con soda caustica (NaOH) se produce el cianuro de sodio (NaCN). Posteriormente, combinando el HCN con hidróxido de sodio (NaOH) se produce cianuro de sodio (NaCN) y agua (H2O). En la Figura 6 se presenta la forma física del cianuro y en la Tabla 2 se presentan las propiedades físico-químicas del cianuro de sodio.
Figura 6. Presentación física del cianuro.
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4.
PRODUCCIÒN Y USOS INDUSTRIALES DEL CIANURO Tabla 2. Propiedades físico-químicas del cianuro de sodio. Aspecto y color: briquetas de color blanco y delicuescente Olor: Inodoro, cuando está seco o con ligero olor ácido cuando húmedo Densidad relativa: 1.6 Solubilidad en agua: 58g/100 ml a 20oC Punto de Ebullición: 1496oC Punto de Fusión: 564oC Peso Molecular: 49
El 80% de la producción mundial de cianuro se utiliza en la producción de químicos orgánicos como nitrilo, nylon y los plásticos acrílicos. El 20% de la producción de cianuro se utiliza en la fabricación de cianuro de sodio y el 90% de este porcentaje, es decir, el 18% de la producción mundial se utiliza en la minería, principalmente para recuperación de oro. En la Figura 7 se muestra un esquema de la producción mundial y usos del cianuro.
Figura 7. Producción mundial y usos del cianuro.
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5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
La disolución del oro y la plata en cianuración pueden ser representadas por las siguientes reacciones: 4Au + 8NaCN +2H2O + O2 Û 4NaAu (CN)2 + 4NaOH 4Ag + 8NaCN +2H2O + O2 Û 4NaAg (CN)2 + 4NaOH Las razones para la amplia aceptación de la cianuración son tanto económicas como metalúrgicas ya que se obtienen altas recuperaciones y el producto final en forma de metal es prácticamente puro. Las variables más importantes en cianuración son: Concentración de Cianuro: Este parámetro es variable (500 a 1.500 ppm) Concentración de Oxigeno: Los valores están comprendidos entre 8 a 20 ppm. pH de la solución: 10.5-11.5, generalmente controlado con cal. Dilución de pulpa: la relación Liquido (L): Solido (S) varía entre 2:1 a 3:1 Granulometría: El rango granulométrico es amplia puede ser de Malla 100 a Mallas finas (M-325). Los factores que básicamente controlan la escogencia del método de cianuración son: -
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El tenor de la mena El tiempo de contacto mineral-solución de cianuro
5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
PERCOLACIÓN. Es el método más utilizado por la pequeña minería debido a su simplicidad de operación, bajos costos de inversión y facilidad de construcción. El ciclo de cianuración varía de 20 a 30 días, con extracciones que varían del 40 al 50 %. El material aurífero previamente molido se deposita en un tanque principal, donde se lava, se alcaliniza y se lixivia con cianuro, la solución cianurada pasa a una caja de precipitación (generalmente consta de 4 ò 6 compartimentos) en la cual se pone en contacto con viruta de zinc, el zinc desaloja el oro y la plata de la solución y ocupa su lugar, dado que el zinc se disuelve (oxida) y el oro y la plata se reducen debido a su diferencia de potencial electroquímico y precipitan, quedando retenidos en el interior de los compartimentos. La reacción de precipitación con viruta de zinc puede ser representada por 4 NaAu(CN)2
+ 2Zn
Þ 4 Au + 2 Na2Zn(CN)4
Las soluciones pobres son llevadas a un segundo tanque donde una parte es recirculada y la otra es desechada a aguas y suelos cuando están cargadas de diferentes tipos de iones metálicos y pierden poder solvente sobre el oro. En la Figura 8 se muestra el diseño de un tanque de percolación.
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5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
Los tanques de cianuración se construyen por lo general de concretos. El falso fondo es un entramado de madera sobre el cual se colocan costales como material filtrante. Los tanques se dimensionan teniendo en cuenta las siguientes relaciones: • Largo: ancho = 1.5: 1 m • Largo: profundidad: 7.5: 1 m
Figura 8. Esquema un tanque de Percolación.
AGITACIÓN. Este método es poco utilizado por los pequeños mineros debido a los altos costos de inversión, aunque tiene la ventaja de ser más rápido que el método de percolación, el ciclo de cianuración varía de 24 a 48 horas. Es apropiado para minerales de alto tenor, o para concentrados o para calcinas.
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5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
El tanque debe ser cilíndrico, estar equipado con agitadores mecánicos y con introducción de aire comprimido. Se adiciona una solución de cianuro al 0.5 a 3.5 Kg. por tonelada de mineral, una cantidad de cal suficiente para elevar el pH a 10,5 y se debe inyectar aire para suministrar el oxígeno necesario para la reacción de disolución de los preciosos y la pulpa mineral debe prepararse a 30 ò 35% de sólidos La agitación sirve para dispersar el aire y mantener los sólidos suspendidos, maximizando el contacto entre los metales preciosos y el agente lixiviante. En la Figura 9 se muestra esquemas de tanques de agitación mecánica y por agitación neumática, mientras que en la Figura 10 se muestra un esquema de agitación en un proceso en continuo.
Figura 9. Tanques de cianuración por (a) agitación mecánica y (b) agitación neumática.
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5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
Figura 10. Esquema de tanques de cianuración en continuo.
PILAS (HEAP LEACHING). Este método se utiliza para la disolución de metales preciosos a partir de minerales con bajos tenores (entre 1 a 3 gramos de Au por tonelada). Consiste en aplicar el mineral en forma de pirámides truncadas sobre una cancha previamente preparada. La solución de cianuro se aplica en la parte superior de la pirámide y la solución cargada se recoge a través de canales que poseen una debida pendiente en la base de la cancha. Algunas veces se introducen tubos verticales perforados dentro de la pila para permitir el flujo de la solución y al mismo tiempo facilitar la aireación en el proceso de lixiviación (Figura 11) el ciclo de disolución es de meses.
15
5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
FIGURA 11.
Lixiviación en Pilas (HEAP LEACHING)
Los tipos de materiales empleados para la construcción de las canchas impermeables incluyen: Material de desecho mezclados con bentonita Asfalto colocado sobre grava Concreto reforzado Láminas plásticas o de caucho colocadas sobre un área plana cubierta con 60 a 90 cm de arena y grava.
16
5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
Los depósitos auríferos apropiados para cianuración en pilas son los siguientes: • Calizas y sedimentos que contienen partículas de oro de tamaño submiscroscòpico con cantidades menores de pirita, galena, cinabrio y estibina. • Sedimentos silicificados que contienen partículas de oro micrométrico comúnmente asociado con óxidos residuales de hierro. • Menas dolomíticas en la cual las partículas finas de oro ocurren sobre la superficie en forma irregular e intragranular. • Menas cuarcíticas en la cual el oro ocurre en fracturas y cavidades ricas en dolomita. • Material ígneo cortado por venas pequeñas cuarzo que contienen oro libre y cantidades menores de pirita. • Esquistos que contienen oro libre en láminas de la oca. • Material aluvial. La recuperación de los valores de preciosos a partir de las soluciones cargadas se puede obtener, así: Cementación con Zinc en polvo o viruta de Zinc (Proceso Merril-Crowe) El proceso Merril-Crowe comprende las siguientes etapas: • Clarificación de la solución a menos de 5 ppm de sólidos en suspensión mediante un filtro clarificador. 17
5.
CIANURACIÒN DE MINERALES AURIFEROS
• Des aireación de la solución a valores de 1 a 0.5 ppm de oxígeno disuelto pasándola a través de la torre de vacío Merril-Crowe. • La solución debe contener una cantidad mayor de 350 ppm de cianuro libre. • La solución aurocianuro debe tener un pH entre 9 a 11. • Adición de una adecuada proporción de nitrato de plomo a la solución (0.5 a 1 parte de nitrato de plomo a 1 parte de oro). • Adición suficiente de polvo de zinc de alta pureza (5 a 12 partes de zinc/parte de oro). En la Figura 12 se muestra un diagrama de flujo conceptual del proceso Merril-Crowe.
Figura 12. Diagrama conceptual para la Recuperación de Oro por el proceso Merril-Crowe. 18
6.
ROL DEL PEROXIDO DE HIDRÓGENO EN CIANURACIÓN
El vacío requerido para desairear suficientemente la soluciòn varìa dependiendo de la altitud, temperatura y presiòn baromètrica. El requerimiento de vacìo disminuye con el aumento de temperatura y altitud por encima del nivel del mar. Por ejemplo, a 20oC a nivel del mar se requiere un vacìo de 27.4 pulgadas de Hg para reducir la concentraciòn de oxigeno disuelto a 0.5 mg/l, comparado con 22.0 pulgadas de Hg a 1640 m (5400 ft) por encima del nivel del mar. Si la temperatura aumenta a 30oC, los requerimientos de vacìo serían 26.7 y 21.3 pulgadas de Hg a las dos alturas, respectivamente. 6. ROL DEL PEROXIDO DE HIDRÓGENO EN CIANURACIÓN El peróxido de hidrógeno tiene dos importantes aplicaciones en la recuperación de metales preciosos a partir de menas sulfuradas, así: • Pre oxidación seguido de cianuración: se adiciona peróxido de hidrogeno por un tiempo de cuatro (4) horas antes de fijar el pH = 11 y agregar el cianuro. • Catalizador del proceso de cianuración: Se adiciona el peróxido de hidrogeno diluido al 2.5 al 3.5% durante la etapa de cianuración. En las Figuras 13 y 14 se presentan las curvas de extracción de oro en función del tiempo de cianuración con peróxido de hidrógeno y convencionalmente.
19
6.
6. ROL DEL PEROXIDO DE HIDRÓGENO ROL DEL DE HIDRÓGENO EN CIANURACIÓN ENPEROXIDO CIANURACIÓN
Figura 13. Extracción de oro en función del tiempo de residencia por cianuración con peróxido y convencional.
Figura 14. Extracción de oro y el perfil del tiempo de residencia para una cianuración de 24 h. 20
7.
INTENSIVA 7. CIANURACIÒN CIANURACIÒN INTENSIVA
La cianuración intensiva se aplica a concentrados o minerales de alto tenor de oro, especialmente a concentrados gravimétricos, que justifiquen los altos costos de tratamiento para alcanzar altas recuperaciones de preciosos. Los altos costos están representados en altas concentraciones de cianuro y oxígeno puro, y con frecuencia temperatura y/o presión elevada. El consumo de cianuro típicamente está en el rango de 3 a 25 Kg/t dependiendo de la mineralogía del concentrado y las condiciones operacionales. La cianuración intensiva también se presenta como una alternativa a la amalgamación ya que la disolución de oro es rápida y reduce los riesgos de seguridad y menos problemas de salubridad. CONDICIONES EXPERIMENTALES DE CIANURACIÒN INTENSIVA • Granulometría: d80: -malla 200 a malla 325. • Dilución de pulpa: 2:1(2 metros cubico de agua por una tonelada de mineral). • Determinación de presencia de sales ferrosas y férricas: en caso de presencia: lavar intensamente. esta prueba se realiza con ácido clorhídrico, fenolftaleína y cloruro férrico) • Peróxido de hidrogeno: 4 l/ton de mineral y dejar agitando por 4 h. • Cal: agregar cal para control de pH a 10.5-11.0. normalmente de 2.5 a 3 kg/ton de mineral.
21
7.
CIANURACIÒN INTENSIVA
• Agregar cianuro de sodio: 2.7 a 3.0 kg/ton de mineral y agitar por 5 a 6 h. • Se deja decantar la solución en el tanque de un día para otro. la solución se sifonea al tanque de precipitación de valores. las arenas en el tanque de cianuración se lavan dos o tres veces para recuperar el máximo de valores. • La solución rica en el tanque de precipitación se le agrega polvo de zinc y acetato de plomo y algo adicional de cianuro si el contenido está muy bajo para precipitación de oro y plata. • Los precipitados se atacan con ácido nítrico para disolver la plata y el exceso de zinc. el residuo es el precipitado de oro, el cual se seca y se funde en un crisol de grafito. • Analizar contenido de oro en solución y en colas.
22
8.
TRATAMIENTO DE PRECIPITADOS AURÍFEROS
Los precipitados auríferos son de dos tipos: Los cementos de virutas de Zinc: Este tipo de precipitado se obtiene en pequeñas plantas mineras. Los cementos de polvo de Zinc: Estos precipitados se obtienen en medianas y grandes plantas de procesamiento de minerales de oro. Los precipitados auríferos se pueden tratar, así: • Tratamiento ácido seguido de fundición: El objetivo del tratamiento ácido es disolver el exceso de zinc y gran parte de la plata. Los ácidos empleados son ácido nítrico o ácido sulfúrico. Las concentraciones de ácido varían de 10 a 30%. Este proceso tiene la desventaja de producir gases altamente tóxicos como los NOx cuando el ácido empleado es el ácido nítrico. • Tostación seguida de fundición: Este método se usa en algunas plantas para eliminar humedad y materias volátiles y oxidar los metales básicos. La fundición de los precipitados tratados con ácido o por tostación se realiza en hornos previa mezcla con reactivos fundentes. La temperatura de fundición es aproximadamente de 1100o. En las Tablas 3, 4 y 5 se presentan cargas típicas de fundición. Tabla 3. Carga de Fundición No 1
23
COMPUESTO
PORCENTAJE (%)
Calcina o Precipitado
100
Bórax
40
Carbonato de sodio
40
Cuarzo
15
8.
TRATAMIENTO DE PRECIPITADOS AURÍFEROS
Tabla 4. Carga de Fundición No 2 COMPUESTO
PORCENTAJE (%)
Calcina o Precipitado
100
Cuarzo
30
Nitrato Potásico
30
Una carga de fundición que indique el rango de los fundentes comúnmente usados para calcinas o precipitados de preciosos se muestra en la Tabla 5. Tabla 5. Carga de Fundición No 3 COMPUESTO
RANGO (%)
Calcina
100
Bórax
15 – 40
Cuarzo
10 – 50
Dióxido de Manganeso
0 – 10
Nitrato Potásico
0 – 10
Carbonato de Sodio
0 – 15
Fluorita
0 – 20
24
8.1 MANEJO DE ESCORIAS El contenido de oro en las escorias varía considerablemente, dependiendo de las condiciones de fundición. Una escoria viscosa arrastra mucho oro. En caso como este, normalmente las escorias son trituradas y molidas y se procesan gravimétricamente en una mesa Wilfley para recuperar el oro arrastrado. Otra alternativa de tratamiento de las escorias es volver a fundirlas con una carga de fundentes apropiados. Riesgos y medidas de seguridad para tratamiento ácido y fundición de precipitados auríferos: El ácido sulfúrico y el ácido nítrico son extremadamente corrosivos y causan severas quemaduras al cuerpo humano. Debe realizarse esfuerzos para evitar salpicaduras de ácido. Debe usarse protección con resistencia apropiada a los ácidos para la ropa, con especial atención a las caretas faciales. Durante el tratamiento ácido se generan gases, principalmente hidrogeno, ácido sulfhídrico, dióxido de azufre, los gases nitrosos altamente tóxicos e inflamables. Si están presentes arsénicos y antimonio en los precipitados, se generan gases de arseniuros y antimoniuros extremadamente tóxicos. Los reactores de lixiviación acida deben ser cubiertos y debe instalarse un extractor altamente resistente a la corrosión, para descargar los gases a la atmósfera. No debe fumarse ni soldarse en el área cuando se está ejecutando el tratamiento ácido. Los mayores riesgos en calcinación y fusión pueden controlarse con una eficiente extracción de polvos y gases y el uso de ropa protectora apropiada. También, es importante prestar atención al diseño adecuado de herramientas de vaciado y moldeo. 25
8.1 MANEJO DE ESCORIAS
Los más importantes riesgos y las respectivas precauciones que deben tomarse son listados en la Tabla 6. Tabla 6. Riesgos y Medidas de Seguridad
RIESGOS
MEDIDAS DE SEGURIDAD
Inhalación de polvos de Calcinas y Uso de respiradores para polvo. fundentes. Quemaduras con herramientas Uso de delantales y guantes de calientes, moldes y salpicaduras de asbesto, botas y caretas. escoria fundida Astillas de escoria sólida y pedazos Caretas y guantes de asbesto. fluidos de escoria. Quemaduras con ácido.
9.
Usar guantes de caucho, ropa a prueba de ácido y uso de respiradores de gases.
ENSAYES AL FUEGO
Los métodos de determinación cuantitativa de metales preciosos por vía seca son procedimientos pirometalúrgicos extremadamente antiguos, en el siglo XVI Vannoccio Biringuccio publicó el procedimiento básico, pero no se precisa con exactitud cuán viejo es el proceso. Consiste principalmente en la fusión oxidante y/o reductora de una muestra en presencia de una mezcla de reactivos escorificantes y un colector, óxido de plomo. Al fundirse la muestra mineral, los metales preciosos son colectados por el plomo que se reduce a plomo metálico y la ganga es disuelta como escoria. 26
9.
ENSAYES AL FUEGO
Para determinar este poder, se procede así : en un crisol de arcilla de baja capacidad se colocan 3 gramos del mineral problema con una granulometría inferior a 100 m, 10 gramos de carbonato de sodio, 46 gramos de litargirio, 3 gramos de sílice, y 1 gramo de bórax ; luego se llevan a la mufla y se permite que esta alcance los 1000°C. Cuando el horno o la mufla alcanzan esta temperatura, se baja la perilla reguladora para que descienda 900°C y se mantiene ésta por espacio de 20 minutos, luego se eleva nuevamente la temperatura para que el horno alcance los 1000°C, por espacio también de 20 minutos. Después de esta fundición controlada, se vacía el contenido del crisol en la payonera metálica y se separa el botón de plomo de la escoria. Se pesa el botón y se establece el poder reductor de la sustancia como la relación entre el peso del botón de plomo obtenido dividido por los 3 gramos de peso de la muestra. La Tabla 7, muestra el poder reductor y oxidante de los minerales y los reactivos más comunes en los ensayos al fuego.
27
9.
ENSAYES AL FUEGO
Tabla 7. Poder Reductor y Oxidante de Algunos Materiales
CARACTER
Reductor
Oxidante
SUSTANCIA Arsenopirita (FeAsS) Carbón (C) Calcosita (Cu2S) Calcopirita (CuFeS2) Harina Galena (PbS) hierro metálico (Fe) Pirita (FeS2) Pirrotina (FeS) Esfalerita (ZnS) Estibina (Sb2S3) Hematita (Fe2O3) Magnetita (Fe3O4) Magnetita - Ilmenita Nitro (KNO3)(Sal Peter) Pirolusita (MnO2)
PODER 7 18 a 25 5 8 10 a 11 3.4 4a6 11 9 8 7 1.3 0.9 0.4 a 0.6 4.2 2.4
Para facilitar la elección de los fundentes adecuados, se clasifican los minerales en tres géneros fundamentales así: • Minerales que contengan óxido y/o carbonatos y una ganga cuarzosa : para la escorificación del cuarzo es necesario utilizar un fundente básico, se emplea principalmente carbonato de sodio, se debe tener en cuenta el hecho de que los óxidos metálicos presentes se combinan con la sílice y, los silicatos así formados se funden con el bórax. Para este tipo de materiales se puede aconsejar por cada 10 g de sílice, 30 gramos de litargirio y 18 gramos de carbonato. 28
9.1
RUTINA DE UN ENSAYE AL FUEGO
• Minerales que contengan constituyentes básicos tales como las arcillas, calizas, magnesitas y óxidos metálicos: Para los minerales de ganga básica se requieren fundentes ácidos como el bórax y la sílice. Además, para mejorar la calidad del fundido, se debe adicionar carbonato y un ligero exceso de litargirio. • Minerales compuestos principalmente por sulfuros metálicos tales como piritas, arseniuros, antimoniuros, y teluros: estos minerales actúan como reductores del litargirio y para evitar el daño que el azufre pueda ocasionar en la fusión, se deben tener precauciones básicas tales como la tostación previa a la fundición y/o la adición de nitrato de potasio o de hierro metálico a la carga de fundición. 9.1 RUTINA DE UN ENSAYE AL FUEGO El desarrollo de un ensaye al fuego para mineral tipo cuarzo - sulfuro, comprende tres etapas así: • Preparación de la Muestra: la muestra debidamente tomada se seca para eliminar la humedad y se muele mecánicamente hasta alcanzar una granulometría inferior a los 100 m. luego se pesan tanto muestra y contra muestra de 25,0 g y se colocan sobre una tostadora. Se llevan a una mufla previamente calentada a una temperatura entre 400 y 700°C ; hasta la eliminación de todos los humos, se busca eliminar todo el azufre, antimonio, arsénico, etc., quienes presentan un efecto nocivo en la fundición. 29
9.1
RUTINA DE UN ENSAYE AL FUEGO
• Fundición : Una vez fría, la muestra tostada se mezcla con la carga de fundición y se lleva a un crisol de arcilla, debidamente limpio y apropiado para la cantidad de material a tratar, se compacta para evitar que la expansión del mineral /carga al fundir, ocasione un derrame en el horno, y por último, se cubre completamente con bórax ; se lleva a la mufla o al horno hasta fundición total a una temperatura de 900 - 950°C ; una vez se ha alcanzado la fusión total, se vacía el contenido del crisol en una payonera metálica en donde al enfriarse se pueden apreciar fácilmente las dos fases, la escoria, en la parte superior, conformando una fase quebradiza y frágil y el plomo metálico, en la parte inferior, fácilmente moldeable y separable de la escoria. Las dos fases se separan mediante la acción mecánica de un martillo metálico, lo que permite obtener un botón de plomo lo más limpio posible de escoria; la escoria se desecha si no se observa nada anormal en ella y el botón de plomo se guarda para la tercera etapa o copelación. Normalmente se trabaja con ciertas recetas bien determinadas de mezclas de fundentes cuyas características permiten una adecuada fusión de la muestra tostada. Sin embargo, a menudo es necesario corregir las características o relaciones de fundentes en el desarrollo del ensayo. Es posible encontrar que la carga seleccionada genera con la muestra una pasta viscosa, esto se corrige agregando un poco de reactivos que actúen sobre la viscosidad, otro ejemplo de un problema característico es el exceso de reductor en la carga, esto se corrige permitiendo el ingreso de aíre a la cámara del horno o mufla y así se evitan tiempos largos de permanencia del crisol a temperaturas elevadas. 30
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RUTINA DE UN ENSAYE AL FUEGO
• Copelación: El botón de plomo obtenido en la etapa anterior contiene además de plomo, el oro y la plata de los 25 gramos de la muestra problema. Es necesario entonces, realizar la separación. Para esto se aprovechará las diferencias existentes entre los puntos de fusión del plomo y los metales preciosos y la afinidad para absorber el oxígeno; debe recordarse que los metales preciosos o nobles no se oxidan a alta temperatura. Una copela se coloca en horno o mufla y se deja que alcance los 750°C, luego se precalienta por espacio de 30 minutos, se coloca en la superficie el botón de plomo limpio de escoria y se eleva la temperatura del horno hasta alcanzar los 850°C, el óxido de plomo formado por el plomo metálico y el aíre dentro de la cámara del horno, debe alcanzar una temperatura no menor de 890°C, de forma contraria, no se puede garantizar una fluidización suficiente del botón y podría el óxido de plomo colocarse en la superficie del plomo sólido impidiendo de esta manera que se funda. El peligro de esta temperatura radica en la posibilidad de tener una pérdida apreciable de plata por la elevada presión de vapor que tiene esta a 900°C. Una buena parte del total de plomo es absorbida por la masa porosa de la copela la cual está construida por una mezcla comprimida en partes iguales de cemento gris con ceniza de hueso. Cuando la copela es muy dura o poco porosa y la temperatura es elevada por encima de lo recomendado, las pérdidas de plata por convección se generan y la relación de plomo evaporado a plomo absorbido se eleva también.
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9.1
RUTINA DE UN ENSAYE AL FUEGO
Una vez se obtenga el botón de preciosos sobre la copela, es necesario practicar la separación de oro y plata. Esta separación se efectúa por vía húmeda. El botón de oro y plata debe limpiarse bien de la contaminación que pueda generar la copela, mediante un ligero martilleo o laminado sobre una superficie lisa, luego, se pesa en una balanza analítica de precisión (0.00001g) y este peso se reporta como contenido de oro y plata. El botón se lleva a un crisol de porcelana, el tamaño del crisol dependerá del tamaño del botón, normalmente se emplean crisoles de porcelana de 30 centímetros cúbicos de capacidad, y se le somete al ataque químico ; primero con ácido nítrico diluido (1 :7), seguido de calentamiento moderado hasta antes del punto de ebullición, luego de haber realizado el primer ataque con el ácido, se vacía el licor a un beaker para posteriormente recuperar la plata disuelta y al botón que permanece en el crisol se le somete a un nuevo ataque con ácido nítrico, esta vez a mayor concentración (1 :1). Esta operación deberá repetirse a cri9etrio de quien realiza el análisis tantas veces como sea necesario, para lixiviar toda la plata del botón. Una vez se ha terminado el ataque y se ha separado el botón del licor, se lava adecuadamente para evitar que algo del nitrato de plata formado permanezca en el crisol. El botón que en este momento debe contener sólo el oro, se somete a calentamiento para lograr que dore, se pesa en la balanza analítica. Este peso se reporta como peso de oro en la muestra de 25 gramos de mineral, el cálculo para determinar el tenor es así :
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RUTINA DE UN ENSAYE AL FUEGO
Tenor de oro [gpt] = Peso del botón de oro
1000000/25
Tenor de plata [gpt] = (pesobotón oro + plata - Pesobotón de oro) 1000000/25 Es frecuente cuando se realizan ensayes al fuego, encontrar que después de haber sacado la plata se observa la presencia del oro pero, la balanza analítica no alcanza a pesar dicho botón, en estos casos se debe agregar el botón, después de haber realizado el ataque con ácido nítrico (1 : 1), unos 5 mililitros de agua regia (3 partes de ácido clorhídrico por 1 parte de ácido nítrico), el oro se disolverá en el agua regia y con calentamiento moderado se deja que salgan los humos nitrosos café/rojizos, luego de esto, la muestra se afora en un volumétrico de 25 mililitros y se realiza la lectura de oro empleando el espectrofotómetro. Las condiciones operacionales para la lectura son: = 2428A°, abertura de rejilla en 3.8, altura del quemador en 4, 10 I/min de aíre y 2.0I/min de acetileno, 7mA de corriente en la lámpara. El equipo debe calibrarse con estándares entre 1 y 15 ppm de oro. En la Figura 11 se muestra un diagrama de flujo de la rutina de ensayes al fuego. 9.2 CARGAS TIPICAS PARA ENSAYES AL FUEGO. BASE DEL ENSAYE. 25 gramos de mineral • Tostar previamente el mineral y luego mezclar con : 40 g carbonato de sodio, 40 g de litargirio, 20 g de bórax, 15 g de sílice, 3 g de carbón de leña (7 g de harina).
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9.3
ENSAYE AL FUEGO CON PRESENCIA DE ORO LIBRE • Tostar previamente el mineral y luego mezclar con : 30 g de carbonato, 35 g de bórax, 20 g de sílice, 35 g de litargirio, 3 g de carbón de leña (7 g de harina). • Carga útil en concentrados de pirita : 25 g de mineral sin tostar con 60 g de litargirio, 10 g de bórax , 30 g de carbonato, 12 g de sílice y 30 g de nitro. • Carga útil en piroxenos 35 g litargirio, 35 g de bórax, 30 g de carbonatos, 4 g de sílice, 2 de fluoruro de calcio y 3 g de harina. 9.3 ENSAYE AL FUEGO CON PRESENCIA DE ORO LIBRE Cuando se sospecha o se conoce que la muestra de mineral presenta oro libre, entendiéndose esto como partículas de oro sueltas en diferente granulometría, esto podría inducir un marcado efecto negativo, por la probabilidad que existe de tomar una de la partículas en el análisis de forma aleatoria y no uniforme, esto se conoce con el nombre de “efecto pepita”, es necesario pues, realizar el ensaye al fuego tratando de evitar el efecto nocivo, o por decirlo de otra manera, un Ensayo al Fuego no Convencional. La mejor manera de evitar el “efecto pepita” es incrementando la cantidad de muestra para análisis, pero como esto es bastante engorroso se propone la siguiente metodología: se pesan muestra y contra muestra de 100 gramos de mineral problema previamente reducidos a una granulometría de 150 m. se concentran gravimétricamente en batea y se separan las colas del concentrad
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ENSAYE AL FUEGO CON PRESENCIA DE ORO LIBRE
La mejor manera de evitar el “efecto pepita” es incrementando la cantidad de muestra para análisis, pero como esto es bastante engorroso se propone la siguiente metodología: se pesan muestra y contra muestra de 100 gramos de mineral problema previamente reducidos a una granulometría de 150 m. se concentran gravimétricamente en batea y se separan las colas del concentrado. se pesan ambas corrientes y es de esperarse que el concentrado obtenido no supere el 20% del peso original. Las pérdidas en el proceso de concentración en batea deben ser mínimas ( 5%), pues es bien sabido por todos, el peligro que representa un arrastre de valiosos por parte del material lodoso o arcilloso. De esta manera se tiene por cada muestra de 100 gramos 2 corrientes así, un concentrado y las llamadas “colas”. Es posible asumir que el oro que se encuentra libre y/o suelto y que puede ocasionar un “efecto pepita” debió haber sido retenido en el concentrado y que las llamadas “colas”, deberán contener el oro no liberado aún o asociado y/o ocluido. Un ensaye al fuego tradicional como los descritos previamente en este capítulo se practican entonces, así: el concentrado se funde completamente después de haber sido tostado con cuidado extremo de temperatura, a las colas se les pesa y luego se cuartean para obtener 2 muestras de 25 gramos, cada una a las que se les practicará también el ensaye al fuego previa tostación.
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9.3
ENSAYE AL FUEGO CON PRESENCIA DE ORO LIBRE
Las variaciones en las cargas seleccionadas para fundir los tostados obtenidos dependerán de la pericia del operario y/o de la discusión que junto al docente que lleva la asignatura se plantee. Vale la pena destacar que es de esperarse una evidente diferencia de mineralización entre las dos corrientes, la reconstrucción de la cabeza permitirá un valor más cercano y con menos error probabilístico que si se practicara el ensayo por la vía normal. El cálculo del tenor de valiosos se presenta entonces así. Tenor de oro [gpt] = [Pesobotón de oro en el concentrado + Pesopromedio botón de oro en colas (Peso Colas/25)] 10000 Tenor de plata [gpt] = [Pesobotón de plata en el concentrado + Pesopromedio botón de plata en colas(Peso Colas/5)] 10000 En la Figura 15 se muestra un esquema operativo de un ensaye al fuego.
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ANÁLISIS DE ORO EN SOLUCIONES CIANURADAS
Figura 15. Diagrama de flujo de la rutina de un ensaye al fuego.
10.
ANÁLISIS DE ORO EN SOLUCIONES CIANURADAS
10.1 MÉTODO CHIDDY • Tome 250 cc de solución cianurada y agregue cianuro de sodio hasta llevar la concentración de la solución a 0.50% de NaCN. • Agregue 45 cc de solución saturada de acetato de plomo y 5.0 gr de polvo de Zinc. • Agite vigorosamente y caliente por 20 a 30 minutos. • Seguidamente, se agrega 25 cc de ácido clorhídrico y se deja reposar sobre la estufa caliente hasta que el Zinc se disuelva completamente y se forme una esponja.
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10.2 MÉTODO DOWSETT • La solución se decanta y se lava la esponja con agua. • Se exprime la esponja para eliminar el exceso de agua y luego se seca. • La esponja seca se envuelve en una lámina de plomo para elevar el peso hasta unos 20 gr y enseguida se copela. El botón obtenido después de la copelación se pesa y se ataca con ácido nítrico, HNO3. • El residuo se seca y se pesa. La diferencia del peso del botón original y el peso del residuo es el peso de la plata que al multiplicarlo por cuatro (4) da el contenido de plata, Ag en g/m3 en solución. • El peso del residuo final obtenido después del ataque con ácido nítrico se multiplica por cuatro (4) para saber el contenido de oro, Au en solución en g/m3. 10.2 MÉTODO DOWSETT Esta prueba de color conocida como Método Dowsett o prueba “Purpura Cassius” se emplea comúnmente en plantas de procesamiento de minerales auríferos para determinar oro en solución después de la etapa de precipitación con polvo de Zinc con el fin de verificar la eficiencia del proceso. La rutina de la prueba colorimétrica es la siguiente: • Se toma una muestra de solución en una botella de 2 a 3 litros • Se le adiciona 25 ml de NaCN concentrado y una gota de acetato de plomo • Se tapa y agita fuertemente por 2 a 3 minutos 38
10.2 MÉTODO DOWSETT • Se deja decantar la esponja formada y se bota el sobrenadante • Se lleva el precipitado a un beaker y le adiciona 7.5 ml de HCl y 2.5 ml de HNO3 (agua regia) • Se coloca el beaker sobre la parrilla y se deja secar totalmente la solución • Se deja enfriar un poco y adiciona 5 ml de HCl • Esta solución se deja evaporar hasta quedar aproximadamente 2 ml • Se pasa a un tubo de ensayo y enfría al chorro de agua • Se le adiciona cuatro (4) gotas de cloruro de estaño y se agita. RESULTADOS: • Si el color es transparente no hay presencia de oro en la solución • Si el color es rosado pálido, hay una ligera presencia de valores en la solución (0.03 a 0.3 ppm) • Si el color es gris a negruzco, la solución tiene altos valores de oro, Au. 10.3 PRUEBA DE PRESENCIA DE ORO CON SULFURO DE SODIO: Tomar una muestra de solución clara o filtrada del tanque de cianuración Agregar unas 2 o 3 gotas de sulfuro de sodio (20%)
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10.4 PRUEBA DE SALES FERROSAS Y FÉRRICAS Si aparece un color café o negro indica alta presencia de oro en solución, si el color tiende a blanco lechoso indica la presencia de alta plata. Si el color es ligeramente violeta indica baja presencia de oro y si el color de la solución es clara no hay presencia de oro ni de plata. 10.4 PRUEBA DE SALES FERROSAS Y FÉRRICAS Tomar una muestra de solución del tanque de agitación Si la solución no tiene cianuro, agregar solución de cianuro fuerte (20%) Agregar unas 2 o 3 gotas de fenolftaleína Agregar unas 2 o 3 gotas de HCl Agregar solución de cloruro férrico, FeCl3 (20%) Si aparece un color Ron o Whisky indica que no hay presencia de sales. De lo contrario, aparecerá un color azul-verdoso, lo que indica la presencia de sales ferrosas y férricas y tendrá que lavarse intensamente. 10.5 TITULACIÓN DE CIANURO EN SOLUCIÓN: Tomar una muestra de solución cianurada de aproximadamente 10 ml Agregar unos 2 ml de una solución de KI (10%) Titular con una solución de nitrato de plata (0.01 N). Agregar lentamente con una jeringa desechable hasta la aparición de un precipitado amarillo pollito. El volumen de la solución de nitrato de plata consumido (ml) equivale a la concentración de cianuro presente en solución.
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10.6 PREPARACIÓN DE REACTIVOS 10.6 PREPARACIÓN DE REACTIVOS Nitrato de Plata: 0.01N: Se disuelven 17 gramos de nitrato de plata en un litro de agua. Yoduro de potasio al 5%: Disolver 50 gramos de KI en un litro de agua. Cianuro de Sodio al 20%: Disolver 200 gramos de cianuro de sodio en un litro de agua destilada. Acetato de plomo al 10%: Disolver 100 gramos de acetato de plomo en un litro de agua destilada. Peróxido de Hidrogeno al 20%: Se toman 20 litros de peróxido de hidrogeno al 50% y se mezclan con 30 litros de agua. Peróxido de Hidrogeno al 2.5%: Se mezcla un litro de peróxido de hidrogeno al 50% con 19 litros de agua. Sulfuro de sodio al 20%: Se disuelven 200 gramos de sulfuro de sodio en un litro de agua. 11. TOXICOLOGÍA DEL CIANURO La toxicidad letal del cianuro libre se debe a la inhabilidad de los tejidos para utilizar oxígeno para soportar los procesos de vida aeróbica. La mayoría de los procesos de tratamiento de cianuro pueden reducir las concentraciones de cianuro libre a niveles no tóxico y ambientalmente aceptable. Normalmente, las concentraciones en efluentes tratados no son detectables (< 0.01 mg/l).
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11. TOXICOLOGÍA DEL CIANURO La dosis letal media de cianuro libre para humanos está en el rango 50 a 200 mg (1 a 3 mg/kg de peso corporal), con muerte en una hora. Exposición respiratoria al gas HCN, la muerte ocurre en 10 a 60 minutos a concentraciones de 100 a 300 ppm. La muerte ocurre en un minuto con exposición respiratoria a una concentración de 2000 ppm. La LC50 (el 50% de los organismos mueren con la concentración letal) para la absorción de cianuro libre es cerca de 100 mg/kg de peso corporal. Los valores de LC50 en ratas, ratones y perros son 544 ppm (5 minutos), 169 ppm (30 minutos) y 300 ppm (3 minutos), respectivamente. Los síntomas de envenenamiento con cianuro son: • Dolor de cabeza • Irritación de la garganta • Enrojecimiento de los ojos • Debilidad en los brazos y piernas • Palpitaciones • Vértigos • Dificultad para respirar • Colapso y convulsiones • Aturdimiento • Náuseas En las plantas de procesamiento de minerales que empleen este reactivo pueden presentarse estos casos de intoxicación con cianuro:
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11. TOXICOLOGÍA DEL CIANURO • • • • • • • • • •
Dolor de cabeza Irritación de la garganta Enrojecimiento de los ojos Debilidad en los brazos y piernas Palpitaciones Vértigos Dificultad para respirar Colapso y convulsiones Aturdimiento Náuseas
En las plantas de procesamiento de minerales que empleen este reactivo pueden presentarse estos casos de intoxicación con cianuro: • Por ingestión de cianuro sólido o de soluciones con cianuro. Aunque tiene un sabor amargo y penetrante es posible que sea ingerido sin darse cuenta por personas que presentan problemas con el sabor de las comidas. • Por inhalación de ácido cianhídrico resultante de la descomposición del cianuro por causas diversas MEDIDAS DE SEGURIDAD • • • • •
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Ventilación adecuada Gafas protectoras Mascarilla con adsorbente químico del tipo cianuro Guantes y delantales de goma No comer ni fumar en el área de trabajo
11. TOXICOLOGÍA DEL CIANURO •
Taponar los oídos a los empleados con tímpanos per forados • Los empleados no deben estar solos en el trabajo • Excluir de la exposición a los individuos con enfermedades del sistema nervioso central, corazón y pulmones. ANTÍDOTOS En toda planta de cianuración debe haber productos que contrarresten la acción del cianuro. Estos pueden ser: • El hidróxido ferroso precipitado obra fijando el ácido cianhídrico en forma insoluble. Es el de más fácil adquisición a nivel de la pequeña minería. • El nitrito de Amilo viene en ampollas que se rompen en el momento de usarse y se colocan durante 15 segundos debajo de la nariz del paciente. • El tiosulfato de sodio debe aplicarse en forma de inyección, es complemento al tratamiento anterior. Si no se cuenta con estos antídotos en la planta se pueden seguir las siguientes indicaciones: • Eliminación a la exposición • Lavado de los ojos con agua • Lavado con agua y jabón de las partes del cuerpo contaminadas • Respiración artificial y oxígeno • Si se ingiere cianuro provocar vómito, administrar por vía oral tiosulfato sódico al 1% 44
12. DEGRADACIÒN DE CIANURO EN EFLUENTES 12. DEGRADACIÒN DE CIANURO EN EFLUENTES Actualmente existen a nivel mundial varias alternativas químicas y bioquímicas para el tratamiento de los efluentes de cianuración con el fin de destruir el cianuro libre y los complejos WAD (complejos disociables de ácido débil) para llevarlos a las concentraciones compatibles con las formas de vida afectadas: ríos, quebradas, aguas subterráneas y suelos con el mínimo impacto ambiental. Los métodos más utilizados son los de siguientes: Hipoclorito de Sodio: Degradación del cianuro y los complejos WAD bajo condiciones alcalinas (pH=10.5-11.5) con hipoclorito de sodio o calcio o cloro gaseoso. Este proceso se llama Cloración Alcalina. Peróxido de Hidrogeno: Este proceso se puede catalizar con cobre si la solución no lo contiene. Este proceso se realiza en dos o tres etapas dependiendo de las exigencias ambientales requeridas. Combinación de Peróxido de Hidrogeno con Hipoclorito alcalino. Acido Caro: Combinación de ácido sulfúrico con peróxido de hidrogeno, conocido también como Acido Peroximonosulfurico. Este acido es un oxidante fuerte y el proceso se completa en minutos. Proceso INCO: Este proceso se basa en la oxidación del cianuro mediante una mezcla de SO2 y oxigeno contenido en el aire en presencia de cobre y en un rango controlado de pH (7.0-9.0). Degradación con dióxido de Cloro. Proceso de Acidificación-Volatilización-Re neutralización de cianuro (AVR). 45
12. DEGRADACIÒN DE CIANURO EN EFLUENTES Tratamiento Biológico. Este proceso se realiza con bacterias tipo Pseudomonas. En la Tabla 8 se muestra en uso más frecuente de los principales métodos de degradación de cianuro. Tabla 8. Métodos de destrucción de cianuro.
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13. 13.
DISPOSICIÓN FINAL DE COLAS
DISPOSICIÓN FINAL DE COLAS
Las colas o lodos después de ser tratadas para minimizar el contenido de cianuro deben llevarse a un depósito seguro para: Aislarlas de la fauna o actividad humana Protegerlas contra el arrastre del viento y de aguas lluvias Evitar el contacto con aguas subterráneas El depósito de colas debe estar localizado lejos de toda fuente de agua o zona de inundación, evitando también las zonas definidas como ecosistemas estratégicos. Además, debe ubicarse lejos de asentamiento humanos y otros usos del terreno como agrícolas o recreativos. En la Figura 16 se muestra el ciclo natural del cianuro
Figura 16. Ciclo Natural del cianuro. 47
13.1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DE UN DEPÓSITO DE COLAS 13.1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DE UN DEPÓSITO DE COLAS La base impermeable y las paredes del depósito se pueden construir empleando materiales de la región como: arcillas, bentonitas, caolinita, cal, etc. También se puede utilizar material con alto contenido de óxidos ferrosos (limonita presente en suelos lateríticos) ya que posee alta capacidad de adsorción de cianuro.. También se puede utilizar plástico grueso. Se ofrece mayor seguridad con la combinación de los diferentes materiales disponibles. Otra medida de protección es el cubrimiento de las colas contaminadas con una capa de materiales impermeables (arcilla, caliza, cal, etc.). Se debe señalizar adecuadamente y con alta visibilidad estos depósitos de colas contaminadas para que la comunidad esté consciente de su presencia y no intervenga en el mismo Se debe revisar periódicamente con el fin de evitar la introducción de agua, fugas o evidencia de intervención animal o humana. En las Figuras 17 y 18 se muestran los eventos ambientales ocurridos en minería aurífero desde 1975 hasta 2003 por regiones y causales de los accidentes. En ese período han ocurrido 17 eventos ambientales: 10 accidentes ocurridos por falla en las presas de colas, 3 por rotura de cañerías y 4 por accidentes de transporte de cianuro. 48
13.1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DE UN DEPÓSITO DE COLAS
Figura 17. Eventos ambientales en minería de oro entre 1975 a 2003 por regiones geográficas.
Figura 18. Eventos ambientales en minería de oro por diferentes causas. 49
14. PROTOCOLO DE SEGURIDAD PARA EL MANEJO DEL CIANURO. Los protocolos de seguridad para el manejo del cianuro comprenden: Las empresas mineras deben comprar el cianuro a los fabricantes que utilizan prácticas y procedimientos apropiados para limitar la exposición de sus trabajadores al cianuro y para evitar que se produzcan emanaciones al medio ambiente. Protección de las comunidades y el medio ambiente durante el transporte del cianuro, estableciendo líneas claras en protección, seguridad, prevención de emanaciones, capacitación y respuesta a emergencias. Protección a los operarios y el medio ambiente durante la manipulación y almacenamiento del cianuro. Esto implica: diseño, construcción y operación de instalaciones de descarga y almacenamiento seguras; así como medidas de prevención y contención de derrames. Implementación de los sistemas de manejo y operativos del proceso de cianuración y los flujos residuales para protección de la salud humana y el medio ambiente. Esto implica: programas de manejo de aguas, implementar medidas para proteger fauna y flora, medidas de prevención y contención de derrames de tanques y tuberías. Protección de la comunidad y el medio ambiente mediante desarrollo y la implementación de procedimientos en la etapa de abandono de las instalaciones relacionadas con el cianuro. Medidas de protección para la salud y la seguridad de los trabajadores a la exposición del cianuro.
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14. PROTOCOLO DE SEGURIDAD PARA EL MANEJO DEL CIANURO. Diseño de estrategias para la protección de las comunidades y el medio ambiente y capacidades de respuesta a emergencias. Capacitación a los trabajadores y a personal de respuesta a emergencias a una manipulación segura del cianuro y protección del medio ambiente.
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BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA
15. BIBLIOGRAFIA MESA, L.A., CIANURACIÓN DE MINERALES AURÍFEROS, ORGANIZACIÓN DE NACIONES UNIDAS PARA EL DESARROLLO INDUSTRIAL, ONUDI, MAYO DE 2010. MESA,L.A., TRATAMIENTO DE PRECIPITADOS AURÍFEROS,ORGANOZACIÓN DE NACIONES UNIDAS PARA EL DESARROLLO INDUSTRIAL, ONUDI, JULIO 2010. INSTITUTO INTERNACIONAL PARA EL MANEJO DEL CIANURO, CODIGO INTERNACIONAL PARA EL MANEJO DEL CIANURO: PRODUCCIÒN, TRANSPORTE Y UTILIZACIÒN DEL CIANURO EN LA EXPLOTACIÒN DE ORO, MAYO DE 2002. Logsdon, M. J., Kagelstein, K., Mudder, T. I., EL MANEJO DEL CIANURO EN LA EXTRACCIÒN DE ORO, CONSEJO INTERNACIONAL DE METALES Y MEDIO AMBIENTE (ICME). Mudder T. I., y Botz M., EL CIANURO Y LA SOCIEDAD, FUNDAMIN. Yannopoulos, J. C., THE EXTRACTIVE METALLURGY OF GOLD, VAN NOSTRAND REINHOLD, NEW YORK, 1991. Marsden, J. y House, I., THE CHEMESTRY OF GOLD EXTRACTION, ELLIS HORWOOD, NEW YORK, 1993. AMMEN, C.W, 1984, RECOVERY AND REFINING OF PRECIOUS METALS, VAN NOSTRAND REINHOLD CO, NEW YORK.
15. BIBLIOGRAFIA AZEGAMI, K, 1996, FUNDAMENTO TEÓRICO, CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LOS DIFERENTES EQUIPOS DE LABORATORIO, SEMINARIO INTERNACIONAL, TECNOLOGÍAS PAR EL MEJORAMIENTO DE LA RECUPERACIÓN DE METALES PRECIOSOS Y MEDIDAS PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL, INGEOMINAS, CALI, COLOMBIA, FEBRERO 21 AL 23. GAVIRIA, A. C, 2000, CATÁLOGO DE PROCEDIMIENTO PARA ANÁLISIS QUÍMICOS Y DE APLICACIÓN DE NORMAS TÉCNICAS INTERNACIONALES Y NACIONALES, UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE MEDELLÍN, FACULTAD DE MINAS – CIMEX. SANTOS – SOBRAL, 2000, G, FIRE ASSAYING, CENTRE FOR MINERAL TECHNOLOGY, RIO DE JANEIRO, BRASIL. YANNOPOULOS, J.C, 1991, THE EXTRACTIVE METALLURGY OF GOLD, VAN NOSTRAND REINHOLD CO, NEW YORK.