Cianuración del oro. Disolución. Trituración. Reacciones. La velocidad de disolución. Tamaño de la

partícula. Oxígeno. Concentración de la solución de cianuro. Temperatura. Porcentaje de finos.

Alcalinidad protectora. Reactivos a usar. Cianuro. Cal. Zinc. Carbón activado.

Cianuración. Colas gravimétricas.

Cianuración por percolación. Precipitación del oro. Obtención de lingotes de oro.

Cianuración con agitación.

Cianuración del oro

Mineral rico en oro

Clasificación por tamaño de grano

Disolución. El oro se encuentra en las menas en cantidades pequeñas: menos de 10 g/t, o sea 0.001%.

Oro en polvo para disolver

Solución de cianuro de oro

Para disolverlo se necesita de una sustancia como el cianuro, 350 mg/l, o sea, 0.035% de NaCN. Y de un

agente oxidante como el oxígeno.

Existen otros agentes para disolver oro, como el cloruro, el bromuro o el tiosulfato, pero los complejos que

se obtienen resultan menos estables, por ello se necesitan condiciones y oxidantes más fuertes que

estos. Además estos reactivos son más peligrosos para la salud y el medio ambiente y más costosos.

Esto explica por qué el cianuro es el reactivo preferido para la lixiviación de oro desde los últimos años del

siglo XIX.

En la práctica, 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, o sea, 0.03 a 0.05%

de NaCN de acuerdo al tipo de mineral. El oro se recupera por lixiviación en pila o li xiviación por agitación.

La lixiviación en pilas, es un sistema muy práctico, debido al bajo costo de inversión requerida, pero es

muy lento y la eficacia de la extracción de oro está entre 50 y 75%.

Trituración, permite reducir el tamaño de sus partículas y liberar el oro para poder recuperarlo.

Trituradora de mandíbula

Las partículas grandes de oro libre en las menas, necesitan mucho tiempo para que sean disueltas por la

solución de cianuro. Por ello deben ser previamente separadas por gravedad, antes de lixiviar con

cianuro. Las menas portadoras de sulfuros, o carbonatos, requieren de un tratamiento adicional, antes de

comenzar el proceso de lixiviación de oro, porque el cianuro tiende a lixiviar los minerales con sulfuros en

lugar del oro, y los carbonatos a unirse con el oro disuelto.

Reacciones. La cianuración es un proceso de lixiviación, que se aplica al tratamiento de las menas de

oro. Se basa en que el oro nativo, plata o distintas aleaciones entre ellos, son solubles en soluciones

cianuradas alcalinas diluidas, de acuerdo a la siguiente ecuación:

La velocidad de disolución, de los metales preciosos en soluciones de cianuro depende del área

superficial del metal en contacto con la fase líquida, y de la velocidad de agitación de la mezcla de mena

aurífera de oro y solución cianurante.

Agitación de una solución

Bajo condiciones consideradas ideales con respecto a la aireación y a la agitación, se encontró que la

velocidad mínima de disolución de oro es 3.25 mg/cm2/hora.

Otros factores que influyen en la velocidad de disolución son los siguientes:

Tamaño de la partícula.- Cuando se presenta oro grueso libre en la mena, la práctica generalizada es

recuperarlo por medio de trampas, o mesas de concentración, antes de la cianuración ya que las

partículas gruesas podrían no disolverse en el tiempo que dura el proceso.

Mesa de concentración

Oxígeno, es introducido en la solución de cianuro mediante la inyección directa de aire al tanque. La

inyección de oxígeno es muy recomendada, puesto que aumenta las recuperaciones de oro y pla ta, y

disminuye los consumos de cianuro.

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 proporción más eficaz es de 0.05 a 0.07% de

cianuro de sodio. La concentración usual de CN para el tratamiento de menas de oro es de 0.05% NaCN.

Para menas de plata de 0.3%. Para concentrados de oro y plata, entre 0.3 - 0.7%. El NaCN es el más

usado en el proceso de cianuración, aunque también se emplea el KCN.

Temperatura.- La velocidad de disolución de los metales en una solución de NaCN aumenta con el

incremento de la temperatura. Pero por encima de 85°C las pérdidas por descomposición del cianuro son

un serio problema.

Porcentaje de finos.- Este aspecto es muy importante en la lixiviación por percolación, porque cuando el

porcentaje de finos es mayor al 20% del total, y su tamaño inferior a 1.7 mm, las partículas tienden a

aglutinarse, dificultando el paso de las soluciones de cianuro. En estos casos las menas molidas

requieren otro tratamiento como curado con cal, cemento, o con ambos para lograr aglomerarlos y facilitar

la percolación.

Alcalinidad protectora. Las funciones del hidróxido de sodio en la cianuración son las 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 sólidas finas de la mena cianurada, de

modo que en la parte superior permanezca la solución rica y clara .

Las principales variantes de la lixiviación son:

La lixiviación en pilas o por percolación

La lixiviación por agitación.

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 está 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 más usados son la corteza de coco debido a su dureza y mayor poder adsorbente.

Cianuración Para realizar el proceso de cianuración de una manera controlada y optimizada, se requiere d e una buena

planta gravimétrica.

Colas gravimétricas. Las menas auríferas trituradas se componen de partículas de oro, de concentrados

de oro y de finos con algunos contenidos de oro. En las mesas de concentración gravimétrica se separan

los anteriores componentes. Las partículas de oro se funden a botones o lingotes de oro. Los

concentrados de oro se someten a lixiviación por percolación con solución de cianuro. Y los finos de las

menas, separados con agua, constituyen las llamadas colas gravimétricas, que se someten a cianuración

por agitación en tanques agitadores.

Cianuración por percolación.

El proceso de cianuración por percolación se puede realizar sin ninguna experiencia, habilidad o alta

tecnología.

A los concentrados de oro de la mesa gravimétrica, se les adiciona cal y se introducen en tinas. Por la

parte superior de las tinas se les gotea una solución de cianuro de sodio durante unos 20 días. De este

proceso de cianuración por percolación se obtienen dos productos, la solución rica en cianuro de oro, o

lixivia, y el residuo estéril. La solución de cianuro de oro se envía a un estanque apropiado, o se cole cta

en un recipiente conveniente. El residuo estéril después de ser lavado se envía a patios de desechos. Las

aguas de lavado de los residuos estériles, son tratadas y vertidas a corrientes de aguas cercanas.

Precipitación del oro. De la solución de cianuro en recipientes convenientes, se precipita el oro en forma

de polvo por medio de virutas de zinc.

Oro en polvo

Obtención de lingotes de oro. El polvo de oro precipitado se funde a lingotes.

Lingote de oro

La cianuración por percolación es un proceso simple, bajo en costos de inversión, con alta seguridad de

funcionamiento. Como desventajas exige un prolongado tiempo de lixiviación y ofrece más baja

recuperación de oro.

Cianuración por agitación

Tanque de cianuración por agitación

En los finos de las colas de procesos gravimétricos se presentan todavía buenos contenidos de oro. Se

lixivian, por lo tanto con cianuro.

Cuando los contenidos de oro en las colas son bajos, la cianuración se justifica si los tonelajes de ellas

son altos.

La cianuración de partículas finas de menas auríferas requieren agitación y adición de aire y/u oxígeno.

Los recursos técnicos, los costos de inversión y de operación en la cianuración con agitación son más

altos que en la cianuración por percolación.

Precipitación de polvo de oro y fundición a lingotes, como en el caso de la cianuración por percolación

Fuentes http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya6/6cianuracion_oro.htm

http://www.textoscientificos.com/mineria/lixiviacion-oro/precipitacion-carbon-activado

http://www.importexporte.com/metalurgiaperu/metalurgiaextractiva.html

http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya8/8oro_refinacion_extraccion.htm.

http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya6/6cianuracion_oro.htm

http://www.textoscientificos.com/mineria/lixiviacion-oro/cianuracion

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos88/extraccion-oro-cianuracion/extraccion-oro-

cianuracion.shtml#ixzz2qWWcWYMN

Cianuración La cianuración es un proceso que se aplica al tratamiento de las menas de oro, desde hace muchos años. Se basa en que el oro nativo, plata o distintas aleaciones entre estos, son solubles en

soluciones cianuradas alcalinas diluidas, regidas por la siguiente ecuación: 4 Au + 8 CNNa + O2 + 2 H2O → 4 (CN)2 Na Au + 4 HONa

Esta formula es conocida como la ecuación de ELSNER. Las principales variantes de lixiviación son:

1. La lixiviación por agitación. 2. La lixiviación por percolación.

Lixiviación por agitación La mena molida a tamaños menores a las 150 mallas (aproximadamente tamaños

menores a los 105 micrones), es agitada con solución cianurada por tiempos que van desde las 6 hasta las 72 horas. La concentración de la solución cianurada esta en el rango de 200 a 800 ppm (partes por millón equivale a gr de cianuro por metro cubico de

solución). El pH debe ser alto, entre 10 y 11, para evitar la perdida de cianuro por hidrólisis

(generación de gas cianhídrico, CNH, altamente venenoso) y para neutralizar los componentes ácidos de la mena. Para evitarlo anterior se usa cal, para mantener el pH alcalino. Se adiciona lo necesario

para mantener la concentración de Oca libre en la solución por encima 100 gr/m3. La velocidad de disolución del oro nativo depende entre otros factores, del tamaño de la

partícula, grado de liberación, contenido de plata. Es la práctica común, remover el oro grueso (partículas de tamaño mayores a 150 mallas o 0,105 mm), tanto como sea posible, mediante concentración gravitacional antes

de la cianuración, de manera de evitar la segregación y perdida del mismo en varias partes del circuito.

Es de suma importancia, aparte de determinar la naturaleza de los minerales de oro, poder identificar la mineralogía de la ganga, ya que esta puede determinar la efectividad o no de la cianuración. Esto por que algunos minerales de la ganga pueden reaccionar

con el cianuro o con él oxigeno, restando de esa manera la presencia de reactivos necesarios para llevar adelante la solubilización del oro.

Se realizan ensayos a escala laboratorio, con el objeto de determinar las condiciones optimas para el tratamiento económico y eficiente de la mena. Las variables a determinar son las siguientes:

1. Consumo de cianuro por tonelada de mineral tratado. 2. Consumo de cal por tonelada de mineral tratado. 3. Optimo grado de molienda. 4. Tiempo de contacto, ya sea en la lixiviación por agitación como en la lixiv iación por

percolación. 5. Concentración más conveniente del cianuro en la solución. 6. Dilución más adecuada de la pulpa.

Lixiviación por percolación Lixiviación en pilas La cianuración en pilas es un método que ya sé esta aplicando con regularidad en varios yacimientos a nivel mundial, para procesar minerales de oro y plata de baja ley, se

aplica también en yacimientos del tipo hidrotermal en la zona oxidada, es decir vetas de alta pero de volumen pequeño, generalmente explotados por la pequeña minería.

La cianuración en pilas es una lixiviación por percolación del mineral acopiado sobre una superficie preparada para colectar las soluciones Este método es bastante antiguo y se lo utilizaba para lixiviar minerales de cobre y

uranio. Si bien este método fue concebido para explotar grandes depósitos de oro de baja ley, se lo usa también para depósitos de pequeño volumen y de alta ley, debido a

sus bajos costos de capital y operación. Su flexibilidad operativa permite abarcar tratamientos que pueden durar semanas, meses y hasta años dependiendo del tamaño del mineral con que sé este trabajando.

El mineral fracturado se coloca sobre un piso impermeable formando una pila de una cierta altura sobre la que se esparce una solución de cianuro diluida, la que percola a

través del lecho disolviendo los metales preciosos finamente diseminados en la mena. La solución enriquecida de oro y plata se colecta sobre el piso impermeable, dispuesto en forma ligeramente inclinada que hace que fluya hacia la pileta de almacenamiento,

desde ahí se alimenta el circuito de recuperación. Este circuito de recuperación de oro y plata, desde las soluciones cianuradas diluidas las

que contienen los metales nobles en solución, puede ser de dos tipos preferentemente, a saber:

Precipitación con Carbón activado Cementación de oro con Zinc

Precipitación con Carbón activado y cementación de oro con Zinc

Precipitación con Carbón activado Los carbones activados se utilizan por su estructura granular, los que tienen una gran superficie especifica, las que permiten un alto grado de adsorción del oro y la plata, desde las soluciones cianuradas ricas a la superficie de estos carbones. A nivel industrial

el método de adsorción por carbón activado es él más usado. El carbón activado se fabrica a partir de la corteza del coco debido a su dureza lo que lo

hace más resistente a la abrasión y la rotura, adema su capacidad de adsorción es mayor que otros carbones activados fabricados a partir de otros materiales. En estas operaciones se hacen pasar las soluciones que percolan de las pilas de

lixiviación, por 5 o 6 columnas, las que en su interior contienen el carbón activado. Las columnas en contacto con las soluciones cianuradas son periódicamente rotadas

para tener un mayor aprovechamiento de la capacidad de adsorción del carbón. La alimentación de las columnas se hace en contracorriente las que mantienen las partículas de carbón en suspensión evitando que el lecho se compacte

La cantidad de oro que puede cargar un carbón activado depende de la cantidad de cianuro libre que haya en la solución, las impurezas y del pH

de la solución, como así también del tiempo de contacto o dicho de otra forma del flujo de alimentación. La primera columna que se contacta con la solución es retirada periódicamente y

rotadas las restantes, agregándose al final una nueva columna con carbón descargado.

El oro adsorbido sobre el carbón activado es extraído del mismo, mediante una solución

alcalina de sulfato de sodio o bien una solución cianurada en caliente. El oro que contendrá esta ultima solución cianurada, se puede recuperar mediante

electrólisis y luego purificarlo (refinado). Al carbón descargado, se le realiza un proceso de reactivación, el que consiste en eliminar los carbonatos y sílice presente, mediante el lavado con solución de ácido

nítrico diluido en caliente y soda cáustica, para luego someterlo a una etapa de reactivación en un horno elevando su temperatura entre los 600 Cº y los 650 Cº, durante

treinta minutos en una atmósfera pobre en oxigeno, a fin de eliminar las materias orgánicas contaminantes sin producir una combustión.

Cementación de oro con Zinc También llamado Método Merril – Crowe, es otro de los métodos de recuperación usados, el proceso que se realiza es el siguiente:

1. A la solución enriquecida en oro que proviene de la percolación en las pilas de lixiviación, se la filtra

2. A esta solución se le extrae él oxigeno disuelto, mediante una columna de desoxigenación, (vacío).

3. A esta solución filtrada y desoxigenada se la pone en contacto con el polvo de zinc. 4. Por un proceso redox, el Zn pasa a la solución oxidándose, entregando electrones que

son captados por los átomos de oro que se encuentran en estado de cation con una carga positiva (Au+), el que se reduce sobre la partícula de Zn.

5. Se recupera mediante filtrado todas las partículas de Zn, las que tienen el oro depositado en su superficie. A este se lo llama precipitado de Zn.

6. Luego se lo funde y se obtiene un bullion, lo que no es otra cosa que una aleación de Oro, Plata, Cobre y Zinc.

7. A este bullion se lo pasa a una etapa de refinación para obtener el oro 24 kilates, que es oro sellado.

Retomando el tema anterior de la lixiviación por percolación vemos que se deberá tener en cuenta ciertos aspectos:

Preparación del piso de la pila

La cianuración en pilas se realiza con un material depositado sobre un piso o base impermeable donde se colectan las soluciones enriquecidas para evitar perdidas de oro y

plata, como así también posibles contaminaciones de la napa freática en el caso de perdidas de soluciones cianuradas en el terreno. Se utilizan materiales, para su construcción, como por ejemplo asfalto, hormigón, capas

plásticas y ripio compactado con arcillas.

Preparación del mineral

Los minerales poco permeables a las soluciones deben ser triturados para mejorar la

exposición al ataque químico de las soluciones. El grado óptimo de trituración se determina con la realización de ensayos de lixiviación en columnas a escala laboratorio. Estas pruebas también revelan la cantidad de cal que se le debe agregar para neutralizar

los componentes ácidos de las menas, evitando de esa manera la destrucción de CNNa por hidrólisis por ende la generación de ácido cianhídrico, el cual es altamente

venenoso.

Construcción de la pila

El armado de la pila es un punto crítico en la operación, la que requiere cuidados para

obtener un lecho poroso y permeable donde las partículas se presenten uniformemente distribuidas y que no exista segregación de tamaños. Unas de las técnicas usadas consisten en depositar el mineral por capas, según el ángulo

natural de reposo, siendo para tal efecto vaciado en el borde superior de la pila con el objeto de hacerlo rodar en cascada por la pendiente.

Aplicación de la solución

La técnica mas difundida es la de esparcir la solución mediante procesos de goteo o rocío con tuberías plásticas perforadas.

La decisión a favor de la lixiviación en pila solo puede tomarse luego de un análisis basado en el comportamiento metalúrgico de la mena estudiada. Se evaluaran las siguientes relaciones:

1. Grado de trituración ves. Percolabilidad 2. Consumo de reactivo vs. Recuperación de oro 3. Consumo de reactivos vs. Concentración de reactivos

RECUPERACIÓN DE ORO Y PLATA DE MINERALES POR HEAP LEACHING

Ing. Ángel Azañero Ortíz*

Resumen

La lixiviación 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 rehuso del carbón activado y se beneficia minerales con fuerte contenido de finos mediante aglomeración.

Palabras claves: Lixiviación en montón.

Abstract

Heap leaching is a very economic process to metallurgic ally treat minerals that have a low grade of preacious metals.

This method of treatment receives a strong impulse in the middle 70's of the last

century; when gold reached the cost of up to $ 600/oz on 1980, the reusing of

activated charcoal is implemented and minerals with a strong content of fines throug agglomerating are benefited.

Key words: Heap Leaching.

I. Introducción

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 Elsher en su Journal Prakchen (1946), es la siguiente:

4 Au + 8 KCN + O2 + 2 H2O

= 4 AuK(CN)2 + 4 KOH (1)

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 podrian 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, enriquec ida 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, precipitac ión, 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 alcali 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-

Precipitación en carbón activado

Se realiza generalmente cuando el mineral contiene muy poca proporción de Ag, es

decir cuando el mineral está constituido principalmente por oro como metal precioso.

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

electrólito rico en oro el cual pasa a electrodeposición en cátodos de lana de acero

que es fundido previo lavado ácido para recuperar el oro.

En la Fig. N° 1 tenemos un Flow Sheet, completo de un proceso de Heap Leaching.

Aspectos básicos para diseñar una planta de lixiviación en montón

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.

Construción 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.

Método de Carguío

El método más conveniente y barato es usar una correa transportadora tipo Stacker

para distribuir adecuadamente el mineral, la forma de la pila es un tronco de

pirámide, se debe evitar la segregación de partículas. También puede ser

depositado sobre el piso con camión, volquete o cargador frontal, en este c aso el

mineral permanece más o menos homogéneo.

Una interesante técnica descrita por Chamberlin consiste en depositar el mineral

por capas, según el ángulo natural de reposo, siendo vaciado en el borde inferior de

la pila con el objeto de hacerlo rodar en cascada por la pendiente hasta una altura

de 4 ó 5 m el mineral puede ser colocado con un cargador pero para alturas

superiores se hace necesario el tránsito de vehículos sobre la pila. En tal caso a fin

de disminuir la compactación del lecho, el mineral primero es cargado en un lugar

especial y luego empujado hasta el borde con un nivelador equipado con orugas de mayor superficie de apoyo.

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 c on

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).

La recirculación de las soluciones se puede hacer directamente con bomba al

sistema de distribución de la solución pero para mayor flexibilidad en la operación

es conveniente bombear a un tanque elevado, ubicado a una altura que permita lograr una presión de trabajo de 20 ó 60 PSI en rociadores.

En relación a las tuberías deben evitarse las cañerías de fierro galvanizado y lo más recomendable es usar cañerías plásticas de polietileno.

Reactivos an 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.

Las propiedades adsorbentes del carbón son muy conocidas desde el siglo pasado,

pero no se usó a falta de una técnica para desorber el oro y la plata del c arbón, el

cual se calcinaba y fundía, perdiéndose todo el carbón, recién se puede usar el

carbón con los avances que hizo zadra por los años 1950 y ahora se usa ampliamente en nuestro medio.

La cantidad de oro y plata que puede cargar los carbones está en función de la

concentración de metales preciosos en la solución rica 1.5 mg pl de oro difícilmente

llegaría a 6 kg de oro/TM carbón, un carguío de 12 kg de metales preciosos por TM de carbón se considera un valor aceptable en la industria.

Columnas de carbón.- Se usa 4 ó 5 columnas de carbón.

La primera columna se contacta con la solución y es retirada periódicamente del

circuito una vez que el carbón se ha cargado, colocándose posteriormente en el último lugar con carbón fresco, mientras los restantes avanzan un lugar en la serie.

La alimentación puede efectuarse en sentido descendente, haciendo percolar la

solución a través de un lecho fijo de carbón o ascendente pasando la solución a una velocidad apropiada para mantener las partículas en lecho fluidizado.

La adsorción en lecho fijo requiere una menor cantidad de carbón pero está

limitada a operar sólo con soluciones clarificadas y a un flujo específico de no más

de 2 litros/minuto por decímetro cuadrado de sección. El lecho fluidizado puede

funcionar con soluciones turbias con flujos que pueden llegar a 10 lt/min/dm2.

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 solucion estéril que se recicla al proceso.

Precipitado

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 e l

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.

Prueba de Lixiviación en pila

PESO 15 KG

MALLA 100%-1/2"

LEY 0.49 OZ/TC

Muestra completamente oxidada con abundante contenido de finos en forma de Limonitas.

Condiciones de trabajo

pH 10.5

Tiempo 20 días

Cianuro 0.1%

Rate 2.1 gal/lib/ft2

- Control y reajuste de concentración de reactivos cada 12 h.

Consumo de reactivos

Cal 3.0 kg/TMS

NaCN 2.1 kg/TMS

Nota.- El mineral fue aglomerado con el 50% del consumo de reactivos determinado por agitación, al 10% de humedad durante 24 horas.

Resultados

PRODUCTO VOLUMEN O PESO LEY

Au RECUPERACIÓN%

Au

Sol. rica 10.6 litros 18.1 mg/l 73.97

Sol. de lavado 12.3 litros 3.4 mg/l 16.12

Residuo cian 15.0 kg 0.05 oz/TC 9.91

Cab. Calc 15.0 kg 0.50 oz/TC 100.00

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.

DESCRIPCIÓN COSTO (US$/TM)

Transporte (carga y descarga) 1.20

Trituración 2 etapas 0.80

Aglomeración 0.65

Lixiviación y adsorción 3.25

Desorción-regeneración electro-obtención 0.35

Análisis químico 0.30

Otros 0.45

Total (por TM de mineral) 7.0

Los costos de operación son muy sensibles al consumo de cianuro

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.

Fig. 1 Diagrama de Flujo de Lixiviación en Montón

Agradecimientos

Quiero expresar mi agradecimiento al Consejo Superior de Investigaciones de la

UNMSM y a todos los que de una forma u otra colaboraron con el desarrollo del Proyecto de Investigación.