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RESUMEN

La lixiviación es un proceso que se usa en una solución para poder recuperar metales, el cianuro ha sido utilizado para la recuperación de oro desde hace más de 100 años, la cual comienza con los terrenos (Canchas o Pads) en donde el mineral ha sido lixiviado con soluciones de cianuro, la cual va a reaccionar formando complejos tales como el cianuro-oro-oxigeno, el cual es arrastrado por la solución. Esta solución rica se lleva a la planta para su recuperación ya sea por el proceso de adsorción con carbón activado, o por el método de cementación con zinc (Merrill Crowe).

En el primero, la solución es adsorbida por el carbón activado, el cual se encuentra en columnas, al adsorber todo el oro posible, para después se llevado a otro tanque en el cual se procede a desorber el oro que se encuentra en el carbón, despojando la solución cargada de oro de este, haciendo posible la recuperación del oro. El segundo proceso, la solución es llevada a un tanque para ser clarificada (filtrada), para luego ser llevada a una torre de de-aereacion; después de esto, la solución de-aereada es puesta en contacto con zinc y filtrada por segunda vez, dando como producto un precipitado húmedo que se le dará un pretratamiento para eliminarle los metales base y el exceso de zinc, y finalmente el precipitado seco es enviado a refinar para su recuperación.

Hoy en día, la degradación de cianuro ha tomado un papel muy importante en los últimos años, debido a que la solución pobre que sale de los procesos de recuperación sigue conteniendo cantidades muy altas de cianuro, por lo que existen algunos tratamientos de destrucción de cianuro (procesos químicos y biológicos), pero a costa de la economía de las empresas, puesto que se requieren fuertes sumas de dinero para destruir/desactivar al cianuro y al mismo tiempo para la adquisición de cianuro nuevo para reemplazar al que se está destruyendo.

Para solucionar este problema, muchas empresas optan por reciclar el cianuro en vez de destruirlo, gracias al desarrollo de los procesos AVR y SART, para recuperar y reciclar el cianuro de la solución estéril, los cuales procederemos a explicar a continuación.

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EL PROCESO AVR

El proceso AVR consiste en un proceso de Acidificación-Volatilización-Reneutralización el cual es aplicado principalmente a soluciones (pocos casos pulpas) conteniendo moderadas a altas concentraciones de cianuro (250 ppm, 300 ppm, 350 ppm, 600 ppm y hasta 3500 ppm de NaCN) bajo condiciones de flujo ya sean altos o bajos.

En el proceso AVR, la recuperación del cianuro se realiza mediante un despojo “stripping” y una absorción, en el cual se remueve el cianuro de la solución estéril como gas cianuro de hidrogeno y retorna en solución como un concentrado de cianuro de sodio (NaCN) respectivamente.

La utilización del cianuro el pH se controla siempre cuidadosamente, y se mantiene a un alto nivel para evitar la producción del HCN (ácido cianhídrico), altamente tóxico. Durante la etapa de acidificación del proceso AVR el pH se rebaja aproximadamente desde 10 hasta 4, utilizando ácido sulfúrico. A continuación el cianuro libre y los complejos de cianuro metálico en combinación débil se convierten en HCN. Éste se volatiliza a continuación en un sistema estanco, haciendo pasar una corriente intensa de burbujas de aire a través de la solución o la pulpa de la ganga. La corriente de aire / gas HCN se trata a continuación con una lechada de cal.

Así el HCN se convierte de nuevo en iones de cianuro libres para su reciclado.

OBJETIVO

Remover y recuperar el cianuro de la solución estéril, para luego rehusarla en el proceso de lixiviación; además recuperar solución estéril mediante la precipitación de posibles complejos cianurados una solución purificada

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO AVR

Recuperaciones muy altas de cianuro pueden ser logradas, pues recupera todo el cianuro libre cerca de la mitad del cianuro acomplejado.

No genera gases tóxicos, tales como el amonio Recupera el cobre desde la solución estéril como un precipitado. En algunas operaciones

el valor económico del precipitado puede justificar su procedimiento para recuperar el cobre.

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REACCIONES QUIMICAS

Las reacciones químicas relacionadas con el proceso AVR son las siguientes:

Etapa de acidificación

o 2CN(solución)−¿ +H2SO4(solución)→2HCN (solución)+SO 4

−2(solución)¿ (acidificación)

Etapa de stripping o despojo

o HCN (solución)→HCN (gas) (despojo o “stripping”) Etapa de absorción

o HCN (gas)+NaOH (solucion)→NaCN ( solucion )+H 2O(solucion) (absorción)

VENTAJAS Y LIMITACIONES

Ventajas

o Porcentajes altos de extracción de cianuroo Las únicas instalaciones comerciales de regeneración a gran escala en uso actualmenteo Tecnología comprobada en plazos largos

Limitaciones

o Sistema complejo, costoso de manejaro Ineficaz para gangas con alto contenido en algunos complejos de cianuro de cobreo Los sólidos de gangas procesadas pueden contener niveles altos de cianuro (CuCn), inapropiados para su vertido en el medio ambiente.

En conclusión, el proceso AVR trabaja muy bien y las recuperaciones de cianuro pueden ser expectadas a superar fácilmente el 90% y podrían llegar hasta un 99% con un afinamiento del circuito.

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EL PROCESO SART

SART es una adaptación del tratamiento de acidificación, volatilización y reneutralización (AVR) contrastado con el tiempo para los residuos del oro. Se ha desarrollado para tratar las soluciones de residuos de plantas de oro que contienen altas concentraciones de cianuro de cobre. La recuperación de cianuro tiene un impacto significativo en la economía de procesamiento de yacimientos de oro/cobre que consumen una gran cantidad de cianuro, ya que se requiere en general menos cianuro en la planta.

El nombre hace referencia a las siglas en inglés de las operaciones unitarias del diagrama de flujos del proceso: sulfidización (S), acidificación (A), recirculación de cianuro (R), y espesamiento del precipitado de cobre (T, «thickening»).

Hay cuatro pasos en el proceso SART:

1. Sulfidización –Los iones sulfuro se añaden a los residuos de oro.2. Acidificación –El pH de la solución se reduce a 4,5. En estas condiciones, el complejo de

cianuro de cobre se descompone por completo y se libera cianuro como gas HCN y convierte el cobre en chalcocita mineral (Cu2S).

3. Espesamiento –La chalcocita se espesa y se filtra. El mineral es ahora un subproducto comercializable.

4. Reciclaje –El cianuro reciclado se devuelve al segmento de recuperación de oro de la operación.

Figura 1. Diagrama de bloques proceso SART

En la Figura 1 siguiente se presenta el diagrama de bloques del proceso SART. En el reactor de precipitación se lleva a cabo la etapa de acidificación/sulfidización a pH 5, mediante la adición de

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ácido sulfúrico (H2SO4) y sulfhidrato de sodio (NaSH). Se produce aquí la precipitación de Cu2S y la generación de ácido cianhídrico HCN, que se mantiene disuelto en la solución

OBJETIVO

Tratamiento de las soluciones de residuos de plantas de oro que contienen altas concentraciones de cianuro de cobre.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO SART

Puede precipitar iones metálicos disueltos como sulfuros metálicos Tiene una alta eficiencia de recuperación de Cu Recupera altas cantidades de cianuro Al igual que en el proceso AVR, asegura la conformidad con las regulaciones

medioambientales relativas al cianuro.

REACCIONES QUIMICAS

2CN−¿+H 2SO4→2HCN (ac)+SO 4

−2¿ (1)

2Cu(CN )3−2+S−2+6H+¿→Cu2S(s )+6 HCN(ac)¿ (2)

2HCN (ac)+Ca(OH )2→Ca(CN )2+H 2O (3)

SO4−2+Ca(OH )2→CaSO2 (S)+2OH

−¿¿ (4)

Según la ecuación (1), la acidificación de la solución permite el rompimiento de los complejos metálicos de cianuro débiles (cianuro WAD), que corresponden a los complejos formados por cianuro con metales como Cu, Zn, Ni, Ag y Hg. Por su parte, la adición de NaSH permite la precipitación de los iones metálicos disueltos como sulfuros metálicos, en el caso del cobre, como Cu2S (ecuación (2)).La eficiencia de precipitación de Cu esperada es de 80-90 %, con un contenido de Cu en el precipitado de 65-70%.

Los sólidos generados en el reactor de precipitación son retirados del proceso mediante etapas sucesivas de espesamiento, filtración y secado. El reactor descarga en un espesador donde se aumenta la concentración de los sólidos precipitados (Cu2S) desde aproximadamente 0,5% a 15%. Con el fin de generar núcleos de precipitación y aumentar el tamaño de los flóculos precipitados, alrededor de un 90% del flujo de descarga del sedimentador, es retornado hacia el reactor de precipitación. La fracción restante, previa neutralización con hidróxido de sodio (NaOH) hasta pH 12, para evitar cualquier eventual

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desprendimiento de gas HCN durante la operación, ingresa a una etapa de filtración y lavado seguida de secado para producir finalmente Cu2S con un contenido de humedad de alrededor de 10%, a ser comercializado.

La solución clarificada de rebose del espesador unida a la solución filtrada, que constituye la solución rica tratada, es enviada a un reactor de neutralización, donde se adiciona cal hasta pH 11. La neutralización con cal (Ca(OH)2) (3) , produce la conversión del HCN disuelto en cianuro de calcio (Ca(CN)2), y la precipitación de yeso (CaSO4) (4) , que al igual que el precipitado de Cu debe ser separado del proceso mediante etapas sucesivas de espesamiento y filtrado.

El espesador de yeso también opera con recirculación de alrededor del 90% de la descarga. La fracción de underflow del espesador no recirculada se envía hacia una etapa de filtración-lavado, con el fin de recuperar el oro y el cianuro retenidos en el empape del queque de filtración. La solución de rebose del espesador de yeso en conjunto con la solución filtrada constituye la solución final del proceso SART, la que se recircula al sistema de soluciones de lixiviación con todo su contenido de cianuro como cianuro de calcio, que para los efectos de la disolución de oro es equivalente a cianuro libre.

VENTAJAS Y LIMITACIONES

Ventajas

o Reduce adsorción de cobre.o Elimina el riesgo de contaminación de yeso en etapa de carbón.o Posibilidad para incorporar el proceso AVR y hacer posible un lavado final en la pila.

Limitaciones

o Perdidas de Au en el yesoo Arrastre de yeso hacia la etapa de adsorción de carbón

En conclusión, el proceso SART es una potente opción para tratar soluciones cianuradas con contenidos de cobre, recuperando cobre y cianuro desde el proceso, aunque siempre es recomendable incluir pruebas de laboratorio y planta piloto, para definir los equipos mayores. Adicionalmente, el diseño debe ser enfocado para asegurar la seguridad del personal.

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BIBLIOGRAFIA

http://mineriaonline.com.pe/pagedeta.asp?idtipo=6&idpage=1275 http://www.sgs.pe/es-ES/Mining/Metallurgy-and-Process-Design/Cyanidation-

Technologies/Cyanide-Recovery/SART.aspx http://www.sgs.pe/es-es/Mining/Metallurgy-and-Process-Design/Cyanidation-

Technologies/Cyanide-Recovery.aspx http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/dgaam/publicaciones/

curso_cierreminas/02_T%C3%A9cnico/11_Cianuro/TecCian_Presentaci%C3%B3n.pdf http://es.scribd.com/doc/11128292/Recuperacion-de-Cianuro-Mediante-El-Proceso-AVR http://www.bibliotecadigital.uson.mx/pagindice.aspx?tesis=20596 http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/20596/Resumen.pdf http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/20596/Capitulo1.pdf http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/20596/Capitulo2.pdf http://mineriaonline.com.pe/pagedeta.asp?idtipo=6&idpage=1275 http://conamin.com/WEB/ti/5/9/9c.pdf

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