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“Electrometalurgi a del Oro” Electrowinning de Oro desde Soluciones Acuosas MI77A-1 Electrometalurgia Avanzada

Electrometalurgia del Oro

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Metalurgia extractiva del Oro

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Page 1: Electrometalurgia del Oro

“Electrometalurgia del Oro”

Electrowinning de Oro desde Soluciones Acuosas

MI77A-1 Electrometalurgia Avanzada

Page 2: Electrometalurgia del Oro

Agenda• Aspectos Generales del Oro -Geoquímica -Metalurgia• Hidrometalurgia del Oro• Pirometalurgia del Oro• Electrometalurgia del Oro

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Geoquímica del Oro• El oro, junto con la plata y el cobre, es un miembro del

grupo IB de la tabla periódica.• Sus principales estados

oxidación son + 1 (auroso) y + 3 (áurico). El oro es soluble en soluciones de cianuro y en agua regia.

• La abundancia de oro en la litosfera superior se estima en alrededor de 0.005 [ppm].

• La plata y luego el cobre, son los elementos asociados con mayor frecuencia mineralógicamente con oro. Además, el As, Sb, Bi, Fe, Pb [1].

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Metalurgia Extractiva del Oro• Los métodos utilizados para recuperar metales a partir

de sus minerales dependen fuertemente de su física y las propiedades químicas, su mineralización y el modo de ocurrencia en los depósitos de mineral.

• Una cantidad significativa de oro se produce como subproducto, principalmente de refinerías de cobre [2].

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Fuente: Kongolo, K. Mwema, M. “The extractive metallurgy of gold”. Hyperfine Interactions (1998)

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Pirometalurgia del Oro• No es apta para el tratamiento de minerales pobres

(baja ley), posee una selectividad relativamente mala y poca eficiencia en reacciones químicas de separación. Además, se generan varios problemas medioambientales con residuos gaseosos y el ruido.

• La electrorefinación es necesaria para lograr una mayor calidad de oro y para separar el oro de los otros metales preciosos (99.99 [%] de pureza) [12].

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Hidrometalurgia del OroEl oro puede ser recuperado de soluciones cargadas por uno (o una combinación) a partir de cuatro procesos. •1. Cementación por Zinc •2. Adsorción de carbón activado •3. Intercambio iónico/extracción por solvente •4. Electrowinning La cianuración del oro es una técnica metalúrgica para la extracción de oro de mineral de baja calidad, que busca convertir el oro en aniones metálicos complejos solubles en agua. (lixiviación con tiourea, lixiviación con medios clorurados, etc.) [1].

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Electrometalurgia del Oro• La técnica de electrowinning se utiliza más a menudo

para recuperar el oro y la plata de la solución eluida producidas por la elución desde el carbón activado.

• El proceso de electrowinning de oro desde soluciones de cianuro es uno de las tecnologías más implementados a nivel industrial, sin embargo existen otras alternativas de electrowinning en investigación en donde se evalúa su factibilidad.

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• Existen una serie de aspectos que son considerados claves para el diseño y funcionamiento de los circuitos de EW. Los aspectos referidos son:

caudal de la celda y área de la sección transversal requerida; requerimientos de corriente; impacto del sistema de elución empleado; número de cátodos requeridos; rectificadores de corriente automáticos; y riesgos en la salud.

Electrometalurgia del Oro

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Electrometalurgia del Oro1 . Electrowinning de Oro desde soluciones acuosas.•EW de Oro desde soluciones de Cianuro. •EW de Oro desde Medios de Carbonato de Sodio.•EW de Oro desde soluciones con Tiosulfato.•EW de Oro desde soluciones con Tiourea. •EW de Oro desde soluciones con Tiourea y Alcohol. •EW de Oro desde soluciones Cloruradas.

2 . Recuperación de Oro como un subproducto de la metalurgia del Cobre•EW de Oro desde Barros Anódicos

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EW de Oro desde soluciones de Cianuro

• Objetivo: estudiar el efecto de la concentración de cianuro libre, el pH, la conductividad de la solución y las impurezas de metales base en la extracción electrolítica directa desde las soluciones de oro diluidas de lixiviación con cianuro.

• Se obtuvo que la extracción electrolítica directa es más cara que un sistema convencional de carbono para el tratamiento de las soluciones de lixiviación en pilas [8].

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EW de Oro desde soluciones de Cianuro

Fuente: Brandon, N. Mahmood, M. Page, P. Roberts, C. “The Direct Electrowinning of Gold from Dilute Cyanide Leach Liquors”. Hydrometallurgy (1987)

Carbón Electrowinning Costo Capital [$] 1.430.000,00 2.340.000,00 Costos Variables [$/oz Au] 4,02 2,10 Costos Fijos [$/oz Au] 5,24 9,56 Costos Totales [$] 9,26 11,66 Costo Efectivo Anual de Operación [$] 1.203.800,00 1.515.800,00

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EW de Oro desde Medios de Carbonato de Sodio

• Problemas: Corrosión del Ánodo, formación de incrustaciones, deposición ineficiente del oro.

• La naturaleza menos tóxica y menos corrosiva del medio en comparación con soluciones de cianuro hace que sea potencialmente más aceptable

• Se determinó que el valor de pH es crítico para el éxito de la electrólisis.

Fuente: Deschenes, G. Morrison, R. Dionneb, J. Jacobe, C. McMullend, J. Cimone, D. “Studies On Gold Elution And Electrowinning Using Sodium Carbonate Media”. Hydrometallurgy (1992).

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EW de Oro desde soluciones con Tiosulfato

• El trabajo experimental permitió a los autores estudiar inicialmente la influencia de la temperatura, la concentración de tiosulfato, concentración de amoniaco y la concentración de sulfato de cobre en la disolución de oro a partir de un mineral.

• Se tuvo que la eficiencia de corriente fue baja, debido a las reacciones parásitas concurrentes en los electrodos, que implican principalmente la evolución anódica de oxígeno.

• Se obtuvo una recuperación de oro final de 80.0 [%] durante la lixiviación, 95.0 [%] durante la adsorción de carbono y 99.0 [%] durante la extracción electrolítica. (recuperación de oro global de alrededor de 75.0 [%].

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EW de Oro desde soluciones con Tiourea

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EW de Oro desde soluciones con Tiourea

Fuente: Juarez, C. Dutra, A. “Gold Electrowinning From Thiourea Solutions”. Minerals Engineering 2000

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• Beneficios incluyen cinética más rápida de la disolución de oro, menor toxicidad y menos problemas ambientales y una mayor selectividad con respecto a varios metales comunes, que permite la recuperación de oro a partir de fuentes más refractarias [15].

• La cinética de proceso y las recuperaciones de oro son, sin duda mejor a la temperatura máxima utilizada, es decir, 60.0 [°C], para todas las densidades de corriente aplicadas.

EW de Oro desde soluciones con Tiourea y Alcohol

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EW de Oro desde soluciones con Tiourea y Alcohol

Fuente: Urbanski, T. Fornari, P. Abbruzzese, C. “Gold Electrowinning From Aqueous–Alcoholic Thiourea Solutions”. Hydrometallurgy (2000).

*Resultados obtenidos a temperaturas 25.0, 40.0 y 60.0 [°C], respectivamente.

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EW de Oro desde soluciones Cloruradas

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EW de Oro desde Barros Anódicos

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EW de Oro desde Barros Anódicos

Fuente: Chatterjee, B. “Electrowinning Of Gold From Anode Slimes”. Materials Chemistry and Physics (1996).

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Conclusiones• En relación a la etapa de lixiviación se tiene que la

cianuración es el proceso más comúnmente utilizado para la extracción de oro, sin embargo, existen ciertas razones para empezar a buscar otras alternativas.– Consideraciones económicas (costos de extracción, disponibilidad,

reciclaje), toxicidad (emisiones, manipulación y toxicidad ambiental) y aplicabilidad del proceso (limitaciones, reciclabilidad y viabilidad a gran escala.

• Los procesos EW están ligados y depende del tipo de solución conseguida en las etapas iniciales de lixiviación, sin embargo, existen una serie de aspectos que siempre deben ser considerados claves para el diseño y funcionamiento de los circuitos de electrowinning en las plantas de oro.

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Conclusiones• Gran parte de los resultados contenidos en el presente

informe corresponden a estudios desarrollados a nivel de escala de laboratorio, obteniendo en algunos casos resultados bastante satisfactorios. Sin embargo, ante este escenario, la gran dificultad que se presenta es la posibilidad de adoptar estas tecnologías a nivel industrial.

• Las empresas están frente a muchas señales de que la competitividad futura es lo clave, sin embargo la incertidumbre que genera el realizar cambios en sus procesos actuales produce cierto rechazo por la implementación de nuevas tecnologías.

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Referencias Bibliográficas• [1] Yannopoulos, J. “The Extractive Metallurgy of Gold”. New York, EE.UU. Van

Nostrand Reinhold (1991).• [2] Kongolo, K. Mwema, M. “The extractive metallurgy of gold”. Hyperfine Interactions

(1998). 111, p 281–289.• [3] Hilson, G. Monhemius, A. “Alternatives To Cyanide In The Gold Mining Industry:

What Prospects For The Future?”. Journal of Cleaner Production (2006). 14, p 1158-1167.

• [4] Aylmore, M. Muir, D. “Thiosulfate Leaching Of Gold-A Review”. Minerals Engineering (2001). 14, pp. 135-174.

• [5] Camelino, S. Rao, J. López, R. Lucci, R. “Initial studies about gold leaching from printed circuit boards (PCB’s) of waste cell phones”. Procedia Materials Science (2015). 9, p 105-112.

• [6] Renovare International, Inc. “Reviewing the operation of gold electrowinning cells”. RenoCell® Technical Bulletin (2011). 1, p 3 – 4.

• [7] Costello, M. “Electrowinning”. Developments in Mineral Processing (2005). 15, p 637 – 652.

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• [8] Brandon, N. Mahmood, M. Page, P. Roberts, C. “The Direct Electrowinning of Gold from Dilute Cyanide Leach Liquors”. Hydrometallurgy (1987). 18, p 305-319.

• [9] Deschenes, G. Morrison, R. Dionneb, J. Jacobe, C. McMullend, J. Cimone, D. “Studies On Gold Elution And Electrowinning Using Sodium Carbonate Media”. Hydrometallurgy (1992). 30, p 307-325.

• [10] Abbruzzese, C. Fomari, P. Massidda, R. Veglio, F. Ubaldini, S. “Thiosulphate Leaching For Gold Hydrometallurgy”. Hydrometallurgy (1995). 39, p 265-276.

• [11] Juarez, C. Dutra, A. “Gold Electrowinning From Thiourea Solutions”. Minerals Engineering 2000. 13, p 1083 – 1096.

• [12] E. Wohlwill, German Patent No. 207555 (1908).• [13] Chatterjee, B. “Electrowinning Of Gold From Anode Slimes”. Materials Chemistry

and Physics (1996). 45, p 27-32.• [14] Schmidt, R. Fuentealba, R. Sepúlveda, R. “Electroobtención De Oro A Partir De

Soluciones Del Complejo Bis (Tiourea) – Oro (I)”. Latin American Journal of Metallurgy and Materials (1989). 9, Nos. 1-2.

Referencias Bibliográficas

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• [15] Urbanski, T. Fornari, P. Abbruzzese, C. “Gold Electrowinning From Aqueous–Alcoholic Thiourea Solutions”. Hydrometallurgy (2000). 55, p 137–152.

• [16] Diaz, M. Kelsall, G. Welham N. “Electrowinning coupled to gold leaching by electrogenerated chlorine I. Au( III) -Au(I) /Au kinetics in aqueous Cl,/Cl- electrolytes”. Journal of Electroanalytical Chemistry (1993). 361, p 25-38.

• [17] Cheng, C. Diaz, M. Kelsall, G. Robson, A. “Gold Electrowinning from Acidic Aqueous Chloride in a Packed Bed Electrode”. ECS Transactions (2006). 3, p 317 – 328.

Referencias Bibliográficas

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Gracias por su Atención!

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“Electrometalurgia del Oro”

Electrowinning de Oro desde Soluciones Acuosas

Alumno: Fernando Tapia CProfesor de Cátedra: Luis CifuentesFecha: 29 de Octubre del 2015

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