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| EL ORO Etimología: Del latín aurum. Color: Amarillo. Raya: Amarilla brillante. Brillo: Metálico. Dureza: 2.5 Densidad: 19.3 g/cm3 Hábito: Diseminado en láminas, escamoso o masivo. Otras características: Ductilidad y maleabilidad.
ORIGEN
El Oro al igual que la Plata, es encontrado algunas veces en estado de pureza. Se extrae de las siguientes fuentes: en las vetas de Oro, generalmente acompañado de cuarzo; el Oro de aluvión, y como producto derivado de otras industrias manufacturadas, como la del Cobre, Estaño y Zinc. El Oro está enlazado genéticamente con las intrusiones ácidas, el más característico es el de origen hidrotermal en los filones cuarcíferos, donde va acompañado de la Pirita, la Arsenopirita, la Galena, las menas grises, la Calcopirita, la bismutina, los telúridos. Además, el Oro se encuentra en las menas de los yacimientos de polimetales, Cobre, metales raros, Uranio y otras, de las cuales se extrae simultáneamente. PROPIEDADES FÍSICAS Sistema: Cúbico. Hábito: son raros los cristales en forma octaédrica, cúbica o rombododecaédrica; normalmente se presenta un granos muy pequeños e informes, en laminillas difundidas en una matriz de Cuarzo o de roca; las formas dendríticas son raras; en los placeres son comunes también los agregados compactos y redondeados, conocidos con el nombre de pepitas. Color: Amarillo de latón, el Oro rico en Plata es más pálido, mientras que la impureza de cobre le da un matiz rojizo. Raya: amarilla dorada. Brillo: metálico. Dureza: 2,5. Densidad: 19,3. DESCRIPCIÓN El Oro junto con la Plata, platino, etc, forman el grupo de los metales preciosos. El Oro ha ejercido una gran influencia en el poblamiento de algunas regiones, pues la noticia de su existencia ha traído siempre a millares de personas ansiosas de hacerse ricas rápidamente. Como ente de transacción económica internacional, el oro ha sido expresado en base a la unidad de quilates; el oro puro tiene por ley 24 quilates. APLICACIÓN Es usado principalmente como base del sistema monetario y como medio de pago en el comercio internacional. Desde la más remota antigüedad se le ha empleado en la fabricación de joyas y adornos y para acuñar monedas. También se utiliza con fines profesionales, artísticos e industriales, como por ejemplo: joyería, fabricación de rayos X, radioterapia, aparatos para transmitir el sonido, equipos fotográficos, en la fabricación de armamentos, dentaduras, etc. ASOCIACIONES Es la MENA principal del Oro; con respecto a los yacimientos de Oro nativo, los demás minerales de Oro, escasos y raros, y las piritas (S2Fe), tetraedritas, argentitas (SAg2) y galenas auríferas, quedan muy atrás. Los yacimientos se agotan rápidamente, por la avidez e intensidad con que se explotan, y así resulta que son pobres en Oro los países de antigua civilización. La mayor parte del Oro de los criaderos auríferos se haya al estado de metal libre, finamente dividido. Cierta cantidad de Oro se encuentra en los sulfuros, Pirita y Mispiquel, en disolución sólida, sobre todo en algunos filones hidrotermales extrusivos.
MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DEL ORO
EL MÉTODO DEL CIANURO El método más utilizado es el "Cyanide Heap Leach Mining" en cuya operación participan seis elementos principales: (a) La fuente de mineral. (b) La plataforma ("pad") asociada al túmulo ("heap") con un "forro" (el "liner" de los sajones). (c) La solución de cianuro de sodio. (d) El sistema de aplicación y recolección. (e) Los embalses de almacenamiento de solución (los SSP), y (f) La planta de recuperación de minerales (10). En la fuente de mineral se utilizan explosivos para la obtención de bloques y fragmentos manejables, y luego se somete este material a molienda para reducir sustancialmente la granulometría (usualmente a menos de menos de 70u). Esta es la fase de impactos masivos. Entre sus principales efectos podemos mencionar: (a) Destrucción irreversible de ambientes nativos en el área de explotación, y por lo tanto de su biota. (b) Interrupción en los flujos de genes y especies entre ambientes nativos. (c) Alteraciones geomorfológicas de envergadura. (d) Distorsión de cuencas hídricas superficiales y subterráneas. (e) Merma en la regularidad hídrica y en la cantidad de agua disponible por año y por estación. (f) Contaminación del aire con partículas, gases y ruidos molestos. (g) Accidentes durante el transporte y uso de explosivos. (h) Destrucción irreversible del paisaje y de la percepción ambiental del sitio afectado, e (i) Generación de depósitos de residuos mineros. El producto molido se dispone en montículos o "heaps" sobre plataformas (pads). Estas plataformas suelen tener "forros" o geomembranas de contención. Si la planta está geográficamente aislada y no hay controles del Estado, es frecuente que se utilicen "forros" de baja calidad. Los "heaps" son sometidos a lixiviación. Para lixiviar el material molido suele usarse una solución de cianuro de sodio que tiene de 0,14 a 2,35 kilogramos de cianuro por cada tonelada de agua. La concentración promedio del cianuro es del 0,05%. El producto es un lixiviado denominado "solución encinta".
En el caso particular del “Cordón Esquel” se utilizarían 2,7 toneladas de cianuro de sodio por día (1). Con estas operaciones comienza la fase de impactos especiales. Entre sus principales efectos podemos mencionar: (a) Posibilidades de pérdida de cianuro y residuos contaminados con cianuro en los forros del "pad" y del "heap" (siempre y cuando se utilicen forros, ver arriba). Si las geomembranas no existen el impacto puede ser muy serio. (b) Contaminación del aire con los derivados gaseosos de las sustancias químicas utilizadas. (c) Contaminación del agua superficial y subterránea con residuos peligrosos derivados del “pad” y del “heap”. (d) Contaminación del agua y del suelo con las pérdidas que pudieran tener el sistema de conducción de "solución encinta" y los embalses de almacenamiento. (e) Accidentes durante el transporte de sustancias peligrosas. (f) Accidentes por derrames en el área de lixiviación. (g) Mayor destrucción del paisaje y de la percepción ambiental del sitio afectado. (h) Afectación de la biota, e (i) Afectación de las personas que trabajan en la mina.
MÉTODO MERRILL – CROWE En el Merrill-Crowe se agrega zinc en polvo y sales de plomo a la solución. El oro se separa y precipita, y el zinc en polvo se combina con el cianuro. Luego se funde el precipitado para obtener el oro. Es importante recordar que durante esta parte del proceso se generan el llamado "cianuro estéril" ("barren solution") y el descarte o "slag material" que contiene metales pesados. Estas escorias se descargan habitualmente en las pilas de desecho ("colas") (10). El cianuro estéril puede ser destinado a un ciclo abierto, en cuyo caso se diluye y luego descarga a cursos de agua, o a un ciclo cerrado para minimizar el consumo de cianuro. MÉTODO DEL CARBÓN ACTIVADO Suele ser más usado en explotaciones pequeñas y con bajo contenido de plata. En este caso la solución encinta se impulsa a través de columnas de carbón activado. El oro y la plata de la solución se adhieren al carbón, y la solución estéril, que todavía contiene cianuro, se lleva a un embalse de almacenamiento. El oro y la plata se separan del carbón con soda cáustica caliente, y la solución pasa luego por una celda con ánodo de acero inoxidable y cátodo para chapar el material. El carbón gastado se "reactiva" en un horno para poder reutilizarlo. Debemos recordar que en Argentina la mayor parte del carbón activado se obtiene de quebracho colorado, un árbol que sigue siendo talado irracionalmente en el bosque chaqueño (Provincia Biogeográfica del Chaco). Las operaciones de recuperación del oro generan nuevos impactos ambientales, entre ellos: (a) Posibilidades de pérdida de residuos con metales pesados y otras sustancias peligrosas. (b) Contaminación del aire con los derivados gaseosos de las sustancias químicas que se utilizan en la recuperación. (c) Contaminación del agua superficial y subterránea con los residuos peligrosos del proceso de recuperación. (d) Accidentes durante el transporte de sustancias peligrosas. (e) Accidentes por derrames en el área de recuperación. (f) Mayor destrucción del paisaje y de la percepción ambiental del sitio afectado. (g) Afectación de la biota, y (h) Afectación de las personas que trabajan en la mina. MÉTODO DEL MERCURIO Aunque este método no se utilizará en el emprendimiento Cordón Esquel, sigue siendo empleado por algunas empresas y mineros independientes dedicados a la extracción de oro (“garimpeiros”). Desde hace años el mercurio se usa en el Escudo de la Guayana, una superficie de 415.000 kilómetros cuadrados que comparten Venezuela, Surinam, Guayana, Guayana Francesa y Brasil (actualmente el cuarto productor mundial de oro). Se calcula que las actividades mineras en la región del Amazonas descargan al ambiente unas 200 toneladas de mercurio por año. La descarga se realiza en las dos fases de la actividad minera. Primero en la de amalgama.
El material obtenido de ríos y zona de minas pasa por varios tamices. Allí entran en contacto con el mercurio, que al amalgamarse con el oro permite su separación. La mayor parte del sedimento de descarte contiene mercurio residual que contamina el agua y el suelo. La segunda descarga ocurre durante el tratamiento térmico de la amalgama.
Esta se calienta en una retorta para que el mercurio vaporice y quede únicamente el oro. Si la vaporización se hace en un contenedor sellado las pérdidas de mercurio pueden ser pequeñas. Pero si se usa un contenedor abierto, el mercurio vaporizado contamina el ambiente. Se estima que por cada kilogramo de oro se descargan al ambiente 2 kilogramos de mercurio. Una vez en el ecosistema el mercurio permanece como mercurio elemental, o si ingresa a la cadena alimentaría, puede transformarse en metilmercurio o mercurio orgánico. En los organismos vivos el metilmercurio es absorbido mucho más fácilmente que el mercurio elemental. Es frecuente, en la región Amazónica, hallar peces con alto contenido de metilmercurio, incluso a bastante distancia de las fuentes originales de contaminación. La principal fuente es la minería diseminada y de superficie, el “garimpo”, que practican los mineros independientes (“garimpeiros”). Hacia fines de 1970 el hallazgo de importantes depósitos en la región fronteriza de Brasil y Venezuela intensificó notablemente sus actividades y la contaminación con mercurio. Aunque el gobierno brasileño intenta generalizar el uso de retortas cerradas para que no se libere mercurio al ambiente, la extensión del territorio y la falta de controles efectivos dificultan su adopción. En 1992 se consideraba que trabajaban en la región unos 650.000 “garimpeiros”. Aunque la producción del “garimpo” disminuyó en los últimos años, representa el 30% de la producción total de oro en Brasil (9). INYECCIÓN DE OXÍGENO EN LA CIANURACIÓN DE ORO
RECUPERACIÓN DE ORO POR LIXIVIACIÓN La lixiviación (Heap Leaching) en montón es un proceso muy económico para tratar metalúrgicamente minerales con baja ley en metales preciosos, este método de tratamiento recibe un fuerte impulso a mediados de la década del 70 del siglo anterior, cuando el oro alcanza cotizaciones de hasta 600 US$/onza el año 1980; se implementa el rehúso del carbón activado y se beneficia minerales con fuerte contenido de finos mediante aglomeración.
El principio básico de la cianuración es aquella en que las soluciones alcalinas débiles tienen una acción directa disolvente preferencial sobre el oro y la plata contenidos en el mineral. La reacción enunciada por Elsner en su Journal Prakchen (1846), es la siguiente:
La química involucrada en la disolución de oro y plata en el proceso de cianuración en pilas es la misma aplicada en los procesos de cianuración por agitación.
El oxígeno, esencial para la disolución del oro y plata, es introducido en la solución de cianuro mediante la inyección directa de aire al tanque solución de cabeza, por irrigación en forma de lluvia y por bombeo de la solución recirculante.
La velocidad de disolución de los metales preciosos en soluciones de cianuro depende del área superficial del metal en contacto con la fase líquida, lo que hace que el proceso de disolución sea un proceso heterogéneo; la velocidad de disolución depende también de la velocidad de agitación lo que indica que el proceso sufre la presión de un fenómeno físico.
Otros factores que influyen en la velocidad de disolución son las siguientes:
a) Tamaño de la partícula.- Cuando se presenta oro grueso libre en la mena, la práctica generalizada es recuperarlo por medio de trampas antes de la cianuración ya que las partículas gruesas podrían no disolverse en el tiempo que dura el proceso.
Bajo condiciones consideradas ideales con respecto a la aereación y agitación, Barsky encontró que la velocidad mínima de disolución de oro es 3.25 mg/cm2/hora.
b) Oxígeno.- Es un elemento indispensable en la disolución del oro y plata (aereación de la pulpa); siendo el aire atmosférico la fuente de oxígeno utilizado en el proceso de cianuración.
c) 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 solubilidad es muy baja con menos de 0.005% NaCN, crece rápidamente cuando contiene 0.01% NaCN y después lentamente, llegando al máximo cuando contiene 0.25% NaCN. La proporción más eficaz es de 0.05 a 0.07% NaCN. La concentración usual de CN para el tratamiento de menas de oro es de 0.05% NaCN y para menas de plata de 0.3% para concentrados de oro-plata, la fuerza de NaCN está entre 0.3 - 0.7%. El NaCN es el más usado en el proceso de cianuración, aunque también se emplea el KCN.
d) Temperatura.- La velocidad de disolución de los metales en una solución de NaCN aumenta con el incremento de la temperatura, hasta 85°C arriba de esta temperatura; las pérdidas por descomposición del cianuro es un serio problema.
e) Alcalinidad protectora.- Las funciones del hidróxido de calcio en la cianuración son los 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 finas de modo que pueda separarse la solución rica clara de la mena cianurada.
f) Porcentaje de finos.- Este aspecto es muy importante, porque, cuando el % de finos es alto, mayor al 20% del total (< -10 mallas,1.7 mm) las partículas tienden a aglutinarse en consecuencia no dejan pasar las soluciones de cianuro por lo que estos minerales requieren otro tratamiento posiblemente curado con cal ,cemento o ambos para lograr aglomerarlos y facilitar la percolación.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
La lixiviación en pila es una lixiviación por percolación de mineral acopiado sobre una superficie impermeable, preparada para colectar las soluciones; a escala industrial contempla el tratamiento de 1000, 10 000 hasta 50 000 ton/día o más de mineral. La adopción de la técnica está condicionada a las características del mineral, habiéndose determinado en forma práctica y a escala piloto las características favorables, por sus menores costos de capital y de operación, es también atractiva para el desarrollo de depósitos pequeños. Su gran flexibilidad operativa le permite abarcar tratamientos cortos (semanas) con mineral chancado o bastante prolongados (meses hasta años) con mineral grueso, al tamaño producido en la mina.
En líneas generales, el mineral fracturado o chancado es colocado sobre un piso impermeable formando una pila de una altura determinada, sobre la que se esparce solución diluida de cianuro de sodio que percola a través del lecho disolviendo los metales preciosos finamente diseminados.
La solución de lixiviación, enriquecida en oro y plata se colecta sobre el piso permeable que, dispuesto en forma ligeramente inclinada, la hace fluir hacia un pozo de almacenamiento. Desde este pozo, la solución es alimentada a una serie de estanques de clarificación, filtración, precipitación, etc. retornando el efluente estéril a la pila de mineral:
a) Trituración: Dependiendo del tamaño al cual sea adecuado triturar puede existir chancado en 1, 2 ó 3 etapas. En este tipo de lixiviación son comunes los chancados sólo hasta la etapa secundaria.
b) Cianuración: Consta de un tanque de cabeza de una capacidad instalada a una altura sobre la pila. La solución lixiviante fluye por gravedad hacia el Pad. La solución pregnant es recepcionada mediante un canal de concreto que al igual que al piso de las pilas tiene una pendiente de 1.5% pasando luego a los filtros mediante una tubería plástica. La solución después de habérsele eliminado los finos y el oxígeno pasa un tanque de agitación herméticamente cerrado en donde se le adiciona zinc en polvo y acetato de plomo.
C) Precipitación:
- El principio de la precipitación de metales preciosos contenidos en soluciones de CN empleando polvo de zinc, está basado en el hecho de que el oro y la plata son electronegativos respecto al zinc, ocurriendo un reemplazo electroquímico del oro y la plata por el zinc, seguido por el desplazamiento del hidrógeno del agua por el sodio según la siguiente reacción:
NaAu(CN)2 + 2NaCN + Zn + H2O= Na2Zn(CN)4 + Au + H + NaOH
En la práctica, ocurre un exceso en el consumo de Zn por encima de la demanda teórica debido a que tanto el CN con el álcali libre en la solución tienden a atacar al Zn disolviéndolo.
Las reacciones son más eficientes con la adición de acetato de plomo:
Pb(CH3-COO)2- + Zn = (CH3 - COO)2- + Pb-
Desorción del oro del carbón activado En este caso generalmente el carbón cargado con oro es sometido al proceso de desorción en volúmenes alcalinos alcohólicos, el oro pasa a solución, formando un electrolito rico en oro el cual pasa a electrodeposición en cátodos de lana de acero que es fundido previo lavado ácido para recuperar el oro. CIANURACIÓN DEL ORO El oro se encuentra en las menas en cantidades pequeñas: menos de 10 g/t o 0.001%. El único método económicamente viable para extraer oro de los minerales es el uso de procesos de extracción que utilizan soluciones a base de agua (hidrometalurgia). Entre los procesos hidrometalúrgicos más comunes para la recuperación de oro se pueden mencionar el de lixiviación, por el cual el oro se disuelve en un medio acuoso para separar la solución que contiene oro de la que contiene residuos, y la recuperación del oro utilizando carbón activado. Una vez extraído del carbón activado, el oro es concentrado por precipitación o galvanización. Como el oro es un metal noble no es soluble en agua. Para disolverlo se necesita de una sustancia como el cianuro, que permite formar complejos y estabilizar el oro en las soluciones, o de un agente oxidante como el oxígeno. Para poder disolver oro se necesitan 350 mg/l o 0.035% (como 100% NaCN) de cianuro. Existen otros agentes, como el cloruro, el bromuro o el tiosulfato, pero los complejos que se obtienen resultan menos estables y es por eso que se necesitan condiciones y oxidantes más fuertes que estos para disolver oro. Estos reactivos son peligrosos para la salud y el medio ambiente y además son más costosos. De esta manera se explica por qué el cianuro es el reactivo por excelencia para la lixiviación de oro desde que se lo comenzó a utilizar en los últimos años del siglo XIX. PREPARACIÓN DEL MINERAL La preparación del mineral es necesaria para que al ponerlo en contacto con la solución de cianuro permita una recuperación óptima de oro. El primer paso en la preparación del mineral es la trituración, que permite reducir el tamaño de sus partículas y liberar el oro para poder recuperarlo. Con los minerales que contienen oro libre puede ocurrir que la lixiviación con cianuro no sea suficiente para recuperar el metal, debido a que se necesita mucho tiempo para liberar las partículas más grandes de oro. En estos casos, el mineral debe ser sometido previamente a un proceso de recuperación por gravedad para recuperar el oro libre antes de lixiviar con cianuro. Las menas portadoras de minerales que contienen sulfuros, o carbonatos, requieren de un tratamiento adicional, aparte del de reducción de tamaño, antes de comenzar el proceso de recuperación de oro. La recuperación de oro de los minerales que contienen sulfuros es poco exitosa porque el cianuro tiende a lixiviar los minerales con sulfuros en lugar del oro y el cianuro es absorbido o consumido por la formación de tiocianato. Estos minerales son primero sometidos a procesos de concentración, tales como la flotación, y luego a otros procesos para oxidar los sulfuros, para así limitar su interacción con el cianuro durante la lixiviación. El proceso de oxidación, realizado antes de la lixiviación, evita que los minerales carbonáticos absorban el oro una vez solubilizado. A su vez, el proceso de lixiviación también debe ser modificado por la adición de carbón activado para absorber el oro. LIXIVIACIÓN CON SOLUCIONES LÍQUIDAS DE CIANURO Cuando el oro es lixiviado con soluciones de cianuro se forma un complejo de cianuro y oro por el efecto del oxidante, como los complejos de oxígeno y cianuro. Estos complejos son muy estables y la cantidad de cianuro necesaria es mínima y no excede los requerimientos estequiométricos. En la práctica, sin embargo, 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 (de 0.03 a 0.05% como NaCN) y dependen del tipo de mineral. El oro se recupera por lixiviación en pila o lixiviación por agitación. En la lixiviación en pilas, el mineral es apilado en una plataforma forrada con una membrana impermeable. Para agregar el cianuro se rocía la pila con la solución de cianuro o se usa un sistema de riego por goteo. La solución de cianuro lixivia el oro del mineral, que es recolectado por la membrana impermeable y bombeado o transportado hacia las instalaciones de almacenamiento para su posterior procesamiento. Este sistema es muy práctico debido al bajo costo de inversión requerida, pero es un proceso lento y la eficacia de la extracción de oro es de entre 50 y 75%. En el proceso de molienda convencional y lixiviación por agitación , la mena es triturada en molinos semi-autógenos o en trituradores de cilindros hasta convertirla en polvo. El mineral triturado se transporta por cinta a una serie de tanques de lixiviación donde se lo agita ya sea mecánicamente o por inyección de aire, para lograr un mayor contacto entre el cianuro y el oxígeno con el oro y mejorar el rendimiento del proceso de lixiviación. Luego, el cianuro disuelve el oro del mineral y forma un complejo estable de oro y cianuro. El uso de compuestos de oxígeno o peroxígeno como oxidantes para reemplazar la utilización de aire mejora la lixiviación y reduce el consumo de cianuro, debido a la neutralización de algunas de las especies consumidoras de cianuro que se encuentran en el mineral triturado. EL pH del mineral triturado aumenta a 10-11 si se utiliza cal en el circuito de lixiviación para asegurarse de que cuando se agregue el cianuro, no se facilite la aparición de cianuro de hidrógeno tóxico y que el cianuro quede en la solución para disolver el oro. El mineral triturado puede necesitar una preparación previa, como la oxidación, antes de agregar el cianuro. En el proceso de recuperación se utiliza carbón activado, ya sea agregándolo directamente a los tanques durante el proceso de lixiviación o a los tanques luego de la lixiviación. El carbón absorbe el oro disuelto de los minerales formando una masa de sólidos más pequeña. Luego, el carbón es separado por zarandeo y es sometido a otros tratamientos para recuperar el oro que ha absorbido. Cuando no se usa carbón para absorber el oro del mineral triturado, la solución que contiene oro debe ser separada de los componentes sólidos por filtrado o espesado. La solución que se obtiene, es tratada nuevamente (aparte del proceso de absorción del carbón) para recuperar el oro que contiene. Los residuos que quedan luego de recuperar el oro se denominan "material de residuo" o "material estéril". Estos residuos son filtrados para recuperar la solución, tratados para neutralizar o reutilizar el cianuro, o son enviados a las instalaciones de almacenamiento de residuos. RECUPERACIÓN DEL ORO DISUELTO El oro es recuperado de la solución por cementación con polvo de zinc o utilizando carbón activado, para luego proceder a la extracción por vía electrolítica. Para una cementación más eficiente es preciso utilizar una solución preparada por filtrado o decantación. El proceso más económico es el que permite que el carbón activado absorba el oro disuelto, lo que solidifica el oro y facilita la posterior separación. En este proceso, las partículas de mineral deben ser menores a 100 mm mientras que las partículas de carbón deben tener un tamaño mayor a 500 mm. La absorción se consigue cuando el mineral entra en contacto con el carbón, proceso que puede realizarse mientras que el oro está en pleno proceso de lixiviación o luego de la lixiviación. El primero resulta más caro ya que la absorción es poco eficiente y el carbón en muy abrasivo y sucio. En general, el carbón activado, en contacto con la pulpa, recupera más del 99,5% del oro en un período de entre 8 y 24 horas, dependiendo de la reactividad del carbón, la cantidad de carbón utilizada y el rendimiento de las mezcladoras utilizadas. El carbón es separado de la mezcla hidrodinámicamente o con aire y los residuos son espesados para separar la solución con cianuro para luego reutilizar o destruir el cianuro, o enviados directamente a las instalaciones de almacenamiento de colas desde donde la solución de cianuro es reciclada al proceso de lixiviación. El oro absorbido por el carbón activado se recupera con una solución de cianuro y soda cáustica caliente. Luego, el carbón es aprovechado y devuelto al circuito de absorción mientras que el oro es recuperado por cementación con zinc o por vía electrolítica. Si contiene cantidades importantes de metales básicos, se funde o se calcina el oro y se lo convierte en lingotes (bullion) que contienen entre 70% y 90% de oro. Luego, el bullion es sometido a un nuevo proceso para purificarlo y lograr un 99,99% o 99,999% de pureza por cloración, fundición y electro-purificación.
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DE LIXIVIACIÓN EN MONTÓN :.
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El proceso de lixiviación en pilas o heap leaching es un tipo de lixiviación por aspersión o goteo usada desde hace muchos años en la metalurgia del cobre del tipo oxidado.
En el Perú existe una serie de pequeños yacimientos auríferos de baja ley que pueden ser susceptibles de utilizar esta técnica con bastante éxito.
Las principales ventajas de este proceso se deben a que requiere de una inversión moderada, unido a costos de operación relativamente bajos frente a cianuración por agitación.
MINERAL
El mineral debe ser chancado al 100% de cualquiera de las mallas siguientes: 100 % - 1" 100 % - 3/4" 100 % - 1/2" 100 % - 3/8"
Los tres primeros tamaños se logran con trituración secundaria, mientras que la última sólo se obtiene con chancado terciario. Las pruebas de laboratorio revelan la cantidad necesaria de cal que debe adicionarse al mineral para neutralizar la acción de los ácidos, siendo habitualmente dosificado en seco durante el chancado.
Algunos minerales con contenido excesivo de arcillas son difíciles de tratar debido a los problemas de porosidad y permeabilidad del lecho. En tales casos se puede aplicar una aglomeración con cal y cemento formando aglomerados que mejoran notablemente la percolación de la solución lixiviante con 5 kg de cal o cemento por TM de mineral y 8 a 10% de humedad se puede conseguir muy buenos resultados.
CONSTRUCCIÓN DE LA PILA
Constituye la parte fundamental del proceso y sobre el cual debe darse la mayor atención, siendo los factores principales:
Tipo de piso
1. Piso de arcilla,- Compactada debe ser impermeable y durable para lo cual se protege con una capa de arena o grava para prevenir la destrucción del piso durante la operación de carguío del mineral o en la descarga mediante buldozer o cargador frontal. El piso tiene una leve pendiente aproximadamente, 1.5 % para permitir el escurrido de la solución, alrededor de éste se deja una berma de recolección cuya profundidad no sobrepasa los 30 cm.
2. Piso de asfalto.- Con las mismas exigencias que el anterior, su implementación depende del costo y duración, el espesor de la capa dependerá de la altura del mineral.
3. Piso de plástico.- Una vez compactada el área elegida se coloca tiras de plástico de un espesor mínimo de 0.8 mm las que sueldan en el terreno, esta fibra de polietileno <Hypalon >debe protegerse con una capa de arena.
4. Piso de hormigón.- Al igual que los anteriores necesitan una buena base compactada dependiendo de la altura del mineral y del tipo de hormigón su espesor no debe ser mayor a 10 cm.
ALTURA DE PILA
Es también un factor importante la altura de la pila, ella depende de la permeabilidad del lecho del contenido de oxígeno requerido y de la concentración de solución lixiviante, normalmente la altura de la pila varía de 5 a 15 metros.
APLICACIÓN Y RECIRCULACIÓN DE LAS SOLUCIONES
La solución lixiviante se puede esparcir sobre la pila mediante goteo o rocío con tuberías plásticas perforadas, por aspersión con cargadores en casos especiales de baja velocidad de percolación.
El flujo de alimentación varía dentro de un rango muy amplio entre 0.1 a 1.0 l/m2/min (0.001 a 0.01 gpm/ft 2).
En relación a las tuberías deben evitarse las cañerías de fierro galvanizado y lo más recomendable es usar cañerías plásticas de polietileno.
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 esta 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 mas usados son la corteza de coco debido a su dureza y mayor poder adsorbente.
FILTRADO DE LA SOLUCIÓN RICA
El objeto de la filtración es lograr una solución rica cristalina con un contenido de sólidos en suspensión menor a 2 ppm.
De todos estos filtros el de más bajo costo es el filtro de arena. Así su lecho de 0.20 m de espesor requiere 0.25 m2 de área de filtro por m3 solución rica.
La concentración de la solución rica varía de 0.5 a 15 gr de Au/m3 de solución. La concentración que se puede alcanzar en la solución define los requerimientos de agua. Agregando agua al sistema para saturar el lecho (0.05 a 0.08 m3/ton) el agua de lavado y las pérdidas por evaporación, el consumo de agua no sobrepasaría 1.5 m3/ton, en este caso no consideramos la posible recirculación de solución estéril proveniente de la precipitación.
Dependiendo de la altura de la pila hay una demora de 3 a 5 días antes que aparezca la solución rica en la base.
PRECITACIÓN
El sistema a usar corresponde al ideado por Crowe y comercializado por Merril Co de San Francisco con el nombre "Proceso de Precipitación Merril-Crowe". Estas unidades se venden completas y existen varios de estos equipos en nuestro país. Este equipo entrega dos productos un precipitado con contenidos de oro y plata e impurezas como Zn, Pb, Hg, y Cu y una solución estéril que se recicla al proceso. El precipitado producido se lleva a fundición con fundentes adecuados que guardan relación con la ley de oro y plata contenida. Una vez fundido el precipitado si contiene oro y plata más otras impurezas recibirá el nombre de metal doré.
RESULTADOS DE LIXIVIACIÓN EN MONTÓN
No todos los minerales de oro y plata son aptos para un tratamiento por cianuración. Además de la ausencia o presencia de cantidades limitadas de agentes cianicidas (sulfuros parcialmente oxidados de As, Sb, Zn, Fe y Cu que consumen cianuro), material carbonaceo o pizarroso que adsorbe los metales preciosos puestos en solución y sustancias orgánicas que quitan oxígeno de las soluciones, elemento vital para que ocurra la reacción, el oro y la plata deben estar en tamaños finos para una rápida disolución.
En cianuración en pila la roca huésped debe ser además porosa y permeable a la solución, a veces requiere aglomeración.
Aún cuando un examen mineralógico pudiera indicar que un determinado mineral oro-plata es adecuado para ser cianurado en pila es necesario estudiar su comportamiento metalúrgico a través de un programa de pruebas de Laboratorio y Piloto.
Inicialmente se llevan a efecto pruebas de cianuración en botella con el objeto de determinar el grado de extracción y consumo de reactivos (NaCN y CaO), si los metales preciosos son lixiviables a un tamaño de chancado y con consumo económico de reactivos se prosigue con prueba de percolación en columnas con el mineral chancado a varias granulometrías hasta -3/8 el 100%, pudiendo usarse un sistema simultáneo de adsorción con carbón activado.
En algunos casos es necesario hacer pruebas piloto. Estas pruebas se realizan a diversos tamaños de pila, partiendo de una pocas toneladas, Potter recomienda 500 TM como mínino de lo contrario el área incluida será excesiva con la horizontal falseando el ingreso de oxigeno al lecho del mineral.
Presentamos a continuación una prueba de investigación de lixiviación por agitación y en pila, que representa las mejores condiciones de trabajo y resultados obtenidos para este mineral.
DISCUSIÓN
La lixiviación en pila es una operación simple que no requiere molienda fina del mineral, menores consumos energéticos y agua, tiene ventajas económicas con respecto a métodos de agitación, por este motivo es posible procesar minerales marginales.
Los costos de instalación fluctúan entre 20 y 30% de los de una planta por agitación decantación Merril-Crowe y los costos de operación entre 30 y 65%, esto frente a lixiviación —adsorción en carbón activado— electro obtención.
Los costos reales son bajos sin embargo para operaciones que va de 600 a 6000 TC/día su costo varía de $ 1.70 a 5.32 US$ por tonelada procesada en plantas operando en el estado de Nevada.
En una planta en Nuevo México para una producción de 34 000 TC, el costo total incluyendo labores mineras y chancado a -1/4" fue de 10.41 US $/TC. En Carlin Gold Mining Co. el costo para 9000 TC mensuales es de $ 2.54/TC.
El U.S. Bureau Of Mines, recopilando información (NORMAN HADLEY AND HOWARD TA-BACHNICK "MINERAL DRESSING NOTES AMERICAN CYNAMID CO." N° 23 CHEMESTRY OF CYANIDATION, DICIEMBRE 1968 estimó el costo para mineral no chancado en pilas de 500 000 TC y recuperar los valores con carbón activado en 1.80 US $/TC.
La estimación abarcó: construcción del piso asfaltado, carguío del mineral, lixiviación adsorción, desorción y regeneración del carbón por un valor bastante superior que es de alrededor US$ 6.00/TC para una operación de 30 000 TC, donde el mineral es previamente chancado y aglomerado con cal o cemento. En estos dos casos no están incluidos los costos de labores mineras.
Kappes estimó en $ 200 000 la inversión necesaria para iniciar una operación de 180 TPD en pilas de 9000 Ton con mineral sin chancar y sin considerar labores mineras.
Las operaciones comunes en pequeña minería es 100 T PD, en base a lo cual se presenta una estimación de costos. La operación supone chancado del mineral a 1/2", aglomeración con cemento y lixiviación durante 20 días, carga y descarga de la pila, 5 kg de cemento y 1 kg. de NaCN por TM.
CONCLUSIONES
– La extracción en 30 - 60 días puede llegar a 60 - 80% del oro total, lográndose extraer el 50% en la segunda semana de tratamiento.
– El consumo de agua es pequeño fluctúa alrededor de 1.5 M3/tonelada.
– El consumo de energía está centrado fundamentalmente en el chancado que está en función de la granulometría requerida.
– La cinética de disolución por cianuro tiene el siguiente orden: mercurio, oro, cobre, plata, etc.
– La cinética de adsorción de iones metálicos sobre carbón activado tiene el siguiente orden: mercurio, oro, plata.
– El método permite diseñar plantas portátiles las cuales pueden ser trasladadas a otros lugares, cuando se trata de pequeñas minas.
– El método encuentra su aplicación para explotar numerosos recursos mineros donde la inversión es un factor determinante y los recursos económicos son escasos; lixiviando los minerales con metales preciosos es factible tener liquidez inmediata.
– El método de lixiviación en pila, adsorción en carbón activado desorción y electro obtención es más apropiado para minerales que sólo tienen oro o mayor proporción de oro respecto a plata.
– Cuando los minerales tienen mayor contenido de plata y poco oro se recomienda precipitar la Ag con Na2S enseguida adsorber el oro con carbón o precipitar ambos elementos con polvo de zinc con el equipo de Merril-crowe, obteniendo en este último caso un precipitado rico en oro y plata.
– Los costos de operación de Heap Leaching fluctúan entre 2 y 10 US$/TMS y se pueden beneficiar minerales hasta con un gramo de oro por tonelada de mineral.
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