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ANALISIS QUIMICO DE ORO Y PLATA A continuación se describe detalladamente el proceso para el análisis químico de oro y plata, el cual es primordial antes de proceder a procesar un mineral aurífero o argentífero y para determinar el posterior proceso metalúrgico a elegir. Hay diferentes formas de conseguir las leyes de oro y plata, los mineros que trabajan de manera artesanal, muchas veces recurren a su puruña, y es tanta su experiencia que en muchas ocasiones sus resultados se aproximan a los reportados por un laboratorio de prestigio. Por métodos instrumentales, se obtienen resultados en un tiempo relativamente corto. A través del gran avance de la electrónica se cuenta ahora con analizadores que reportan los contenidos de cualquier mineral de manera inmediata, en contraposición se encuentran los altísimos costos para la instalación y mantenimiento, que está fuera del alcance de los pequeños y medianos mineros. Aún en los laboratorios de reconocida reputación se recurre como patrón al método clásico de analizar oro y plata (fundición, copelación, ataque químico), debido a que para las muestras con alto contenido de metales preciosos como por ejemplo una solución Pregnat o carbón cargado hasta saturación se presentan ciertas discrepancias en sus resultados. Se deriva esto del funcionamiento del instrumento, especialmente diseñado para detectar hasta trazas y leen resultados en soluciones muy diluídas. Una solución de cianuro cargada con oro y plata, debe ser previamente diluída antes de ser analizada, por ejemplo en un analizador por absorción atómica. Como es lógico suponer, se esta adicionando solvente. El plomo que se necesita para captar al oro y plata y a otros metales es proporcionado por el litargirio, mientras que para formar la escoria se necesita adicionar carbonato alcalino, bórax, sílice.

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Paá gina 1

PROCESO DEL ANALISIS QUIMICO DE ORO Y PLATA MUESTRA

CHANCADO

CUARTEO (0.3 - 0.6 kg)

SECADO

ENFRIADO

PULVERIZACION

FUNDICION (15g muestra y 79g Flux)

COPELACION

REFINACION

REPORTE DE LEY (gr/TM)

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PROCEDIMIENTO: Una vez realizada la preparación mecánica, se prepara el flux y se llena junto al mineral en un crisol (dentro de este mezclar bien con un espátula). Se funde en el horno mufla a 950 ºC durante unos 50 minutos. En los primeros minutos se reduce algo de plomo desde litargirio y se funde parcialmente y descompone el salitre si está presente, se reduce parcialmente los óxidos; y al subir la temperatura se producen las reacciones químicas y entra en una agitación violenta reduciéndose el plomo y estas pequeñas “gotitas” de plomo atrapan a las partículas de oro y plata adyacentes. Asimismo el carbonato de sodio y el bórax reaccionan con las constituyentes ácidas y básicas de la carga, respectivamente, formando la escoria y se da una fuerte evolución de gases CO2, SO2 y N2. Por último corresponde a una fusión quieta, donde se completan las reacciones de formación de escoria y se alcanza su fluidización, y todos las pequeñas partículas de plomo precipitan, colectando los trozos remanente de metales preciosos. Se retira el crisol del horno y se vierte en una lingotera. Después de la solidificación y enfriado se retira la carga de la lingotera y con un martillo se golpea para separar las dos fases formadas. El régulo que contiene plomo y los metales preciosos es golpeado con el martillo para darle forma cúbica, para una mejor manipulación. Este régulo es colocado sobre la copela que previamente se ha calentado en la mufla. Durante la copelación, parte del plomo es oxidado a litargirio y volatilizado, y el resto es absorbido dentro de la copela por atracción capilar, mientras la mayoría de los metales base son infusibles a esta temperatura (900 ºC). En cantidades moderadas estos metales base se disuelven en el plomo fundido y son llevados dentro de la copela junto al plomo. Después de 5 minutos de iniciado la copelación debe permanecer semiabierta la puerta del horno y la temperatura debe disminuir lentamente para evitar perdidas de oro y plata por absorción dentro de la copela. En los rangos por copelación, cuando únicamente se trata de determinar el contenido total de metales nobles de la muestra no es necesario añadir plata. En cambio cuando se va a determinar los contenidos de oro y plata, además del plomo hay que añadir una cierta cantidad de plata, por lo que se llama encuarte, que tiene la misión de facilitar la disolución con acido nítrico.

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Para que el ácido nítrico ataque la totalidad de plata, esta debe estar presente en cantidad suficiente, en una relación 3:1 o sea que por cada gramo de oro se precisa 3gramos de plata. La encuartación puede hacerse al agregar al flujo o bien puede hacerse en esta parte, adhiriendo un fuerte golpe con martillo al pedacito de plata pura laminada al regulo. Es necesario que la temperatura de copelación no pase del rango de 850 – 1200ºC, de lo contrario las partículas valiosas son arrastradas por las sustancias volátiles debido a la elevada temperatura. Las impurezas metálicos que no han podido eliminar durante la fundición, puede retener partículas del metal valioso en la escoria formados durante la copelación, y también por la absorción en las copelas, cantidades apreciables de As, Cd, Fe, Mn, etc. En el botón de plomo auro – argentífero, aumentan las perdidas de Au y Ag por cuanto sus óxidos no son absorbidos totalmente y forman escorias sobre la copela. También perdidas de compuestos como el antimonio de plomo, y la formación de Cu metálico obtenido por la reducción del óxido cuproso en contacto con el plomo fundido, obstaculiza el proceso. El teluro y el selenio son difícilmente absorbidos en la copelación es conveniente eliminar estos elementos antes de la copelación. Luego sigue la refinación que consiste en disolver todos los metales que acompañan al oro, el botón se lamina para que tenga una mayor área de ataque del HNO 3. Este botón laminado se coloca en una cápsula para luego agregar HNO 3 diluido 1:5 aproximadamente 15cm3 y se caliente para que se disuelva la plata, la reacción que se presenta es la siguiente: (Ag-Au) + 2HNO3  AgNO3 + Au + H2O + NO2 También:

3Ag + 4HNO3  3AgNO3 + 2H2O + NO2

Cuando haya terminado el desprendimiento de burbujas se agrega unas gotas de HNO 3 concentrado para asegurar la completa eliminación de la plata en forma de nitrato de plata. Se lava cuidadosamente con agua destilada y luego se seca lentamente en el mismo baño y en seguida se calcina fuertemente sobre la misma cápsula hasta obtener un hermosos color anaranjado del oro puro se deja enfriar y luego pesar en la balanza electrónica. Todos los líquidos de AgNO3 se juntan para precipitar la plata al estado de cloruro de plata por medio de la sal común, según la reacción. [Escriba texto]

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AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3 Después de lavar el precipitado y reducido con Zn en presencia de agua acidulado con ácido sulfúrico, se lava la plata, se seca y se funde. 2AgCl + Zn  2Ag + ZnCl2 El reporte del análisis de oro o plata debe darle en la siguiente formula de la ley: Ley de Au

=

peso del Au (gr) * 106 , (gr/TM) peso de muestra (gr)

MATERIALES Y EQUIPOS MATERIALES Y REACTIVOS: -

Muestras de mineral

-

Crisoles refractarios (30gr)

-

Copelas

-

Litargirio

-

Bórax

-

Na2CO3

-

KNO3

-

Sílice

-

Harina

-

HNO3

EQUIPOS: -

Molino de bolas (de laboratorio)

-

Horno eléctrico de Mufla

-

Balanza Analítica

-

Cocina eléctrica

-

Malla 100

-

Lingoteras de forma cónica

-

Vaso pirex de 50 ml.

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METODO PRACTICO DE ANALISIS Nos dedicaremos a lo más importante: la manera de operar para determinar el oro, en diversos estados, ya sean en minerales, en concentrados, en soluciones, en amalgamas, en precipitados de cianuración o en aleaciones. Es indispensable anotar los fundamentos y las reacciones que dan una mayor claridad a los procesos. El análisis del oro se efectúa por vía seca. 1.- ACCION DE LOS REACTIVOS Explicaremos el comportamiento de los reactivos que son usados en el análisis de oro. CARBONATO DE SODIO ANHIDRIDO.- Se combina con la sílice del mineral formando silicato de sodio, con desprendimiento del CO2 de acuerdo con la siguiente ecuación: Na2CO3 + SiO2

Na2SiO3 + CO2

(1)

BICARBONATO DE SODIO.- Se comporta como el carbonato de sodio anhidro, puesto que por la acción del calor se desdobla de acuerdo con la siguiente ecuación: 2NaHCO3 Na2CO3 + SiO2

Na2SiO3 + CO2 + H2O

(2)

Na2SiO3 + CO2

(3)

La acción del bicarbonato de sodio produce grandes cantidades de gases, por cuya razón la mezcla fundente tiende a subirse, proyectando partículas de la masa fundida sobre las paredes del crisol o fuera de él. Debe operarse con cuidado a fin de evitar estas proyecciones que significan pérdidas. Se evitan agregando sal común en la fundición misma.

BORAX ANHIDRO.- El bórax fundido disuelve, un gran número

de óxidos

metálicos, como por ejemplo: FeO, Al2O3, Cr2O8, etc. Y además disuelve grandes cantidades de sílice. Se explica el poder de disolución si se examina la fórmula del bórax constituida por dos moléculas de metaborano y una de anhídrido bórico: [Escriba texto]

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Na2B4O3

2 NaBO2 + B2O3

(4)

LITARGIRIO.- Es el reactivo más importante en la fundición. Una parte del litargirio (PbO) se reduce a plomo mediante el almidón o cualquier otro reductor. Desempeña este plomo el papel de colector del oro y la plata contenida en el mineral. El resto del litargirio actúa en parte oxidando las impurezas metálicas o bien pasa a formar la escoria al estado de silicato de plomo, o también, es muy posible, puede formar plumbatos con los óxidos metálicos. SILICE.- La sílice actúa como un escorificador del fierro principalmente: SiO2

+ FeO

FeSiO3

(5)

Reacciona además con el PbO; Na2CO3; etc. SiO2

+ PbO

SiO2

+ Na2CO3

PbSiO3 Na2SiO3 + CO2

(6) (7)

CLORURO DE SODIO.- Se usa como cubierta de fundición, por ser muy fluido y no descomponerse al estado de fusión. NITRATO POTASICO.- Se usa como oxidante en los minerales piritosos. Se prefiere siempre el nitrato potásico al nitrato sódico por no ser higroscópico. PLATA METALICA.- Se usa plata metálica pura laminada, para encuartar en los análisis de oro a fin de obtener así una aleación de oro y plata con un exceso de este último metal, para poder separar bien el oro de la plata que contenga el mineral. Es necesario recordar que la plata es un metal que acompaña siempre al oro en los minerales, en mayor o en menor proporción. CRISOLES.- Para fundir el mineral con la mezcla de reactivos necesarios, se usan crisoles de arcilla, siendo los más aconsejables para análisis de oro los crisoles número 8 y para los análisis de plata los crisoles número 6. COPELAS.- Las copelas son fabricadas de cenizas de hueso y magnesita. Se utilizan para separar el oro y la plata del plomo que ha actuado como colector, y

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además de las otras impurezas metálicas que generalmente acompañan al botón auro-argentífero. 2.- FASES DEL PROCESO El proceso de análisis de oro se efectúa en varias fases bien definidas que explicaremos separadamente con el objeto de dar mayor claridad. a)

PREPARACION DE LA MEZCLA.- Para preparar la mezcla del mineral y del flujo necesario para fundirlo. Esto es indispensable, pues aún cuando todos los minerales poseen casi los mismos componentes, hay algunos que predominan más que los otros, lo que requiere un tratamiento especial.

b) CLASIFIACION DE LOS MINERALES.- Clasificaremos los siguientes grupos: - Minerales cuarcíferos. - Minerales ferruginosos. - Minerales cupríferos. - Minerales complejos. - MINERALES CUARCIFEROS. Pertenecen a este grupo los minerales en los cuales predominan la sílice y los silicatos. Se usa como flujo de fundición para 20g: Litargirio…………………………… 80gramos. Carbonato de sodio………………….30 id. Almidón…………………………….. 2 id. - MINERALES FERRUGINOSOS.- Pertenecen a este grupo todos aquellos minerales en los que predomina el fierro, tanto oxidado como en forma de piritas. Si se encuentra formando piritas se calcina previamente para expulsar el azufre. Se usa como flujo de fundición, para 20g. de mineral: Litargirio……………………………. 80 a 150gramos. Sílice……………………………….. 30 id. Carbonato de sodio…………………. 20 id. Almidón…………………………….. 2 id. Bórax ………………………………. 25 id. Cubierta de fundición Cloruro de sodio……………………. 15 id. Bórax ………………………………. 15 id. [Escriba texto]

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Si el mineral contiene mucho cuarzo, se disminuye la sílice en el flujo. - MINERALES CUPRIFEROS.- A este grupo pertenecen todos los minerales que contienen cobre, ya sea oxidado o en forma de piritas. Si contiene piritas el mineral (sulfuro de cobre) o bien sustancias volátiles como arsénico, antimonio, etc. se calcinan fuertemente. Si las leyes de cobre son inferiores a 12% se puede usar el flujo indicado para los minerales cuarcíferos o ferruginosos según que predomine el cuarzo o el fierro, respectivamente. Los minerales que contienen porcentajes de cobre entre 12% y 30% se funden con el siguiente flujo. Litargirio…………………….200 gramos Sílice………………............... 30 id Carbonato de sodio…………. 20 id Almidón…………………….. 2 id Bórax……………………….. 25 id Cubierta de fundición: Cloruro de sodio…………….. 15 gramos Bórax…………………………15 id Antes de poner esta cubierta estándar, que es usada en las diversas fundiciones, se recomienda, en el caso de tratarse de minerales que tengan estos altos porcentajes de cobre, cubrir la mezcla de mineral y del flujo con la siguiente mezcla: Bicarbonato de sodio……………6 partes Bórax……………………………3 id Sílice…………………………….2 id Esta mezcla actúa como un buen escorificador del cobre, eliminándose así gran parte de este metal en la escoria. Este metal como lo veremos mas adelante, molesta mucho en el proceso de copelación.

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Con esta mezcla escorificadora se cubre con un espesor de más o menos una pulgada, y a continuación se agrega la cubierta de fundición estándar. Si el mineral contiene más de 30% de cobre, se escorifica el botón de plomo auro-argentífero que se obtiene al final de la fundición, como lo indicaremos oportunamente. Se puede evitar esta escorificación del botón de plomo, tomando menos cantidad de mineral, digamos 10gramos en vez de 20 que es corriente tomar. Para esta menor cantidad se usará el mismo flujo indicado. - MINERALES COMPLEJOS. A este grupo pertenecen los minerales que contienen compuestos de arsénico, de antimonio, galena, óxidos o carbonatos de calcio y magnesio, bismuto, teluro, selenio, zinc, manganeso, etc. Sometiendo la muestra a una calcinación fuerte, se eliminan el arsénico, antimonio, azufre, etc. El resto de las impurezas fijas se transforman en sus óxidos respectivos. El flujo de fundición tiene que estar de acuerdo con la naturaleza de las impurezas que se trata de eliminar en la escoria, para ello se ha indicado el papel que desempeña cada uno de los reactivos en la fundición. Generalmente basta con variar las cantidades de litargirio y de bórax, ya que estas sustancias disuelven el mayor número de óxidos metálicos. Cuando los minerales contienen galena no se calcina debido a su bajo punto de fusión sino que para oxidar se agrega nitrato de potasio. La calcinación fuerte de que hemos hablado se efectúa sobre una fuente de greda, en la cual se coloca, pesada conveniente 20 gramos de muestra por analizar, y se somete a la llama fuerte de un mechero o soplete primus, teniendo cuidado de remover cada cierto tiempo la masa a fin de que la calcinación sea mas completa. Para evitar que la muestra se adhiera a la fuente de greda, se cubre con tiza para lo cual basta con rayar completamente su fondo. Se ha terminado la operación cuando ya no se desprende el olor característico de SO2. Para sacar la muestra se usa una brocha impregnada de bicarbonato de sodio. [Escriba texto]

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c) FUNDICION.- Este proceso es el de mayor importancia. Estudiaremos brevemente las reacciones que se efectúan en la fundición de los minerales a los que se les ha agregado el flujo correspondiente. REACCIONES DE REDUCCION: Los sulfuros, como la pirita FeS 2, la ferrotita Fe7S3; la arsenopirita FeAsS; la chalcopirita CuFe2, la chalcocita Cu2S, la estibinita Sb2S3; la galena PbS; la blenda ZnS y otros reducen el litargirio a plomo metálico. Las diferentes reacciones de reducción experimentan ciertas variaciones según sea el flujo de fundición empleado, como podremos observar considerando la pirita como ejemplo: a) En presencia de litargirio y Na2CO3: 2FeS2 + 15PbO = Fe2O3 + 4SO3 + 15Pb

(8)

4SO3 + 4 Na2CO3 = 4Na2SO4 + 4CO2

(9)

b) En presencia de menor cantidad de litargirio y de menor cantidad de Na 2CO3 se tiene: FeS2 + 7PbO = FeO + 2SO3 + 7Pb

(10)

2SO3 + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + 2CO2

(11)

c) En presencia de litargirio y ausencia de carbonato de sodio no se forma sulfato. Se tiene la ecuación siguiente: FeS2 + 5PbO = 2SO2 + 5Pb + FeO. En presencia de litargirio y carbonato de sodio los diferentes sulfuros reducen el litargirio a plomo metálico en las proporciones que se indican: 1gramo de pirita reduce……………………12.24g. de Pb 1 id. de ferrotita reduce………………… 8.7 id. Pb 1 id. de chalcocita reduce………………. 4.38 id. Pb 1 id. de estibinita reduce………………... 7.17 id. Pb 1 id. de blenda de Zn reduce……………. 8.16 id. Pb

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El tartrato de potasio y el almidón reducen también el litargirio a plomo metálico: 10PbO + 2KHC4H4O6 = 10Pb + 5H2O + K2O + 8CO2

(13)

Mediante las reacciones de reducción que se efectúan en la fundición, muchas de las impurezas metálicas se reducen a metal y pasan a impurificar el botón de plomo auro – argentífero al estado elemental, como se observa en la siguiente ecuación: Cu + PbO = Cu + Pb

(14)

Pero el éxito de cobre en contacto con el plomo fundido se reduce a Cu elemental: CuO + Pb = PbO + Cu

(15)

REACCIONES DE OXIDACIÓN: Es indispensable la oxidación de las impurezas para que forme la escoria con los reactivos de la fundición y no pasen al botón de plomo. La oxidación puede verificarse en la fundición misma añadiendo nitrato potásico, o bien calcinando fuertemente el mineral como se dijo en el párrafo correspondiente a “minerales complejos”. En la oxidación mediante el nitrato de potasio se tiene: 7Pb + 6KNO3 = 7PbO + 3K2O + 3N2 + 4O2

(16)

5C + 4KNO3 = 2K2O + 5CO2 + 2N2

(17)

2FeS2 + 6KNO3 = Fe2O3 + SO3 + 3K2SO4 + 3N2 SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2

(18)

La oxidación mediante la calcinación, sobre llama fuerte, como ya los explicamos en las páginas anteriores (véase párrafo minerales complejos). Es el método mas usado, tanto en los análisis de oro como en los de plata. Por efectos de esta fuerte calcinación, no solamente se oxidan las impurezas metálicas con un [Escriba texto]

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perfecto control de la reacción, sino que al mismo tiempo se eliminan todas las impurezas volátiles, como azufre, arsénico, antimonio, etc. al estado de SO 2, As2O3, Sb2O3, etc. Para eliminar el Zn no basta con la calcinación sobre el soplete es necesario terminar la calcinación en el interior de la mufla en que reina temperatura alta, así se evitan las dificultades que este elemento ofrece a los procesos de fundición y copelación. Otro método de oxidación y eliminación de las impurezas metálicas especialmente apropiado cuando se trata de eliminar el cobre elemento que molesta mucho en el proceso de copelación, a tal extremo que se hace a veces imposible copelar deteniéndose el proceso, por cuya razón el trabajo efectuado hasta ese punto es totalmente perdido, es la escorificación. Esta operación se efectúa después de haber fundido el mineral sobre el botón de plomo auro – argentífero muy impurificado por cobre. Se coloca este botón sobre una escorificadora, que tiene la forma semejante a un platillo, fabricada de arcilla, que está suficientemente caliente dentro de la mufla. Sobre la escorificación bien caliente se agrega bórax y en este instante se coloca el botón. Se mantiene un rato cerrada la puerta de la mufla, abriéndola al poco rato para que se inicie el proceso. Este proceso se basa en la propiedad que tiene el bórax y el litargirio producido en la oxidación del plomo del botón, de combinarse con los óxidos metálicos para formar escorias fusibles. La operación ha terminado cuando se observa un círculo brillante y la masa líquida se muestra tranquilla. Este círculo es llamado “ojo de buey” por la semejanza que ofrece a ese órgano. Se retira entonces lentamente la escorificadora, operando con mucho cuidado, usando tenazas largas, y se vacía sobre el molde de una lingotera. Una vez fría se rompe la escoria y se retira el botón de plomo que ha eliminado todo el cobre en la escoria. Esta escoria suele presentarse de un hermoso color verde. Como se ha visto por las reacciones que hemos anotado, el proceso de fundición tiene por objeto concentrar el oro y la plata en un botón de plomo. Este último metal actúa como un colector de esos metales preciosos. Además, este proceso elimina las [Escriba texto]

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impurezas que acompañan a éstos metales en los minerales en forma de compuestos oxidados en la escoria. Esta escoria está formada, además, por boratos, silicatos y plumbitos de metales alcalinos, alcalinos térreos y otros. Podemos resumir este proceso de fundición en la siguiente forma esquemática: Mineral Aurífero o

Botón de Pb + + flujo + reductor =

Argentífero

Au + Ag +

+ escoria

impurezas metálicas

d) COPELACION.- El proceso de copelación tiene por objeto la oxidación del plomo y de las otras impurezas metálicas existentes, que mezcladas con mayor o menor cantidad de PbO, son absorbidas por la copela. El 98.5% el PbO es absorbido por al copela, el resto se volatiliza. Queda como residuo un botoncito brillante, formado por metales no oxidables, como son el oro, la plata y el platino. Las impurezas metálicas que acompañan al botón de plomo auro – argentífero pueden ser oxidadas directamente por el oxígeno de aire, para cuyo objeto, al iniciarse la copelación, se entreabre un poco la puerta de la mufla, o bien son oxidadas por intermedio del PbO como puede verse en la siguiente ecuación: 2As + 3O

= As2O3

Cu + PbO = CuO + Pb

(en el primer caso) (en el segundo caso)

Algunas impurezas como Cu, Fe, Cd, etc. son eliminadas totalmente por absorción en la copela, siempre que se encuentran en cantidades que no impidan la realización del proceso de copelación. En cambio otras, como el Bi, As, Zn, etc. se eliminan en parte por absorción en la copela y en parte por volatización al estado de óxido. Según sean las impurezas metálicas varían algunas propiedades reconocidas de inmediato como son: dureza, maleabilidad, etc.

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Al cubicar el botón de plomo a fin de eliminar la escoria adherida se puede observar: a) Botón quebradizo: Indica que contiene zinc, arsénico, antimonio, azufre, PbO (por fusión a baja temperatura). O bien que contiene mas de 30% de oro o plata. b) Botón duro. Indica que contiene cobre, en cantidad apreciable Fe, etc. Resumiendo este proceso podemos expresarlo por la siguiente ecuación: Botón de Pb + Oro + Plata +

PbO + óxidos metálicos que:

+ O2 = (Au + Ag) +

Impurezas Metálicas

o son absorbidos por la copela o se volatizan

Observaciones al proceso de copelación.- Es necesario que indiquemos aquí algunas observaciones que serán muy útiles para quienes deban controlar un proceso de copelación. Pérdidas de copelación.- La pérdidas por copelación se deben a pérdidas por volatización, debido a temperaturas demasiada elevadas, al arrastre de partículas por las sustancias volátiles y a las pérdidas por absorción y retención en las escorias formadas, debido a las impurezas metálicas que contiene el botón de plomo auro – argentífero. Las primeras se reducen a un mínimo despreciable controlando la temperatura de copelación (de 800ºC a 1200ºC). En cuanto a las segundas, se evitan eliminando las impurezas en la fundición o antes de ella, mediante los métodos que hemos indicado anteriormente al clasificar los minerales (calcinación fuerte, flujos especiales, escorificación, oxidación con nitrato potásico). Influencias de las impurezas en la copelación.- Cantidades apreciables de arsénico, cadmio, fierro, manganeso, etc. en el botón de plomo auro – argentífero

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aumentan las perdidas de Au y Ag, por cuanto sus óxidos no son absorbidos totalmente y forman escorias sobre la copela. El antimonio se combina con el plomo dando un antimonio de plomo que queda como escoria en la copela. El zinc metálico en la copelación decrepita arrastrando partículas de plomo. Es imposible copelar en presencia de este elemento. El cobre es oxidado a óxido cuproso, el cual después en contacto con el plomo fundido se reduce a cobre metálico. Por esta razón se hace muy difícil su eliminación. Es típico observar una coloración gris oscura casi negra en las copelas en que se ha estado copelando un botón de plomo que ha contenido muchas cantidades de cobre como impurezas. El teluro y el selenio son difícilmente absorbidos en la copelación y por esta causa el plomo, a medida que avanza la copelación, aumenta cada vez más su contenido en estos elementos. Es necesario eliminarlos antes de la copelación. 3.- ANALISIS DE ORO EN MINERALES CONCENTRADOS - MODO OPERATORIO. a) Preparación de la mezcla. Una vez clasificado el mineral, se pesan 20 gramos, se vacía a un mantel de hule o de goma en el cual se agrega el flujo que le corresponda según lo establecido en “clasificación de minerales”. Se mezclan muy íntimamente y se hecha todo el contenido al crisol de arcilla. Se cubre con la tapa de fundición que indicamos oportunamente. Se coloca en el horno de fundición. b) Fundición. Si se trata de un horno a petróleo o a bencina, se encenderá primero con una llama suave, aumentando después poco a poco su fuerza, a fin de evitar roturas en el crisol lo que significaría pérdidas. Se da por terminada esta operación, cuando la fusión está enteramente tranquila, lo que ocurre al cabo de 20 a 30 minutos. Se saca el crisol de horno con unas tenazas largas de fierro, y se vacía su contenido en la lingotera, dándole antes un movimiento de agitación y golpeándolo suavemente sobre la mesa de fierro a fin de que todo el plomo se junte en el fondo del crisol. La lingotera ha sido previamente calentada a fin de evitar las proyecciones. Se deja enfriar y con un martillo se golpea la escoria que ha quedado en la parte superior del molde cónico. Se retira del molde el botón de plomo auro – argentífero, llamado así porque contiene todo el oro y la plata existentes en la cantidad de muestra tomada.

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Con un martillo se golpea sobre un yunque a fin de eliminarle la escoria que lleva adherida y para darle una forma cúbica que lo deja más cómodo para ser tomado después con la tenaza de copelación. c) Encuartación. Esta operación consiste en agregarle plata químicamente pura a los análisis de oro, porque las aleaciones de oro y plata son insolubles en HNO 3 concentrado o diluido cuando la proporción de oro y plata es inferior a 1 : 2.5 (1 de oro por 2.5 de plata). En cambio si la plata se encuentra en una proporción mayor que la indicada, se disuelve muy fácilmente en HNO 3 diluido ó H2SO4 concentrado. Esta adición de plata es indispensable pues el oro en los minerales va siempre acompañado de plata, con lo que haría imposible obtener un botón de oro puro, como se necesita. La encuartación puede hacerse en: a) al agregar el flujo o bien puede hacerse en esta parte adhiriendo con un fuerte golpe de martillo el pedacito de plata pura laminada al botón de plomo. La cantidad de plata es variable y depende de la riqueza de oro del mineral. Generalmente se acostumbra agregar mas o menos 1 decigramo 0.01g de plata. También puede ser colocado este pedazo de plata en la copela misma al momento de ser colocada en la mufla. d) Copelación.- El botón de plomo auro – argentífero es colocado en la copela para eliminar así el plomo y las impurezas metálicas que suelen acompañarlo. Para esta operación es indispensable que la copela este bastante caliente, para la cual el horno de mufla es encendido conjuntamente con el horno de fundición. De esta manera, mientras se funde el mineral, la mufla va tomando la temperatura necesaria que debe variar entre 800ºC y el punto de fusión de la plata y del oro, mas o menos 1100ºC. El plomo funde a los 327ºC, pero solamente entre 800 y 850ºC aparece la superficie brillante y empieza a volatilizarse. Esta temperatura se denomina temperatura mínima de copelación o temperatura critica. La temperatura crítica aumenta con la presencia de impurezas metálicas. Cuando en el interior de la mufla se observe un color rojo indica que la temperatura es la necesaria para comenzar esta operación, y en estas condiciones es colocado el botón de plomo auro – argentífero. Se cierra la puerta de la mufla. Cuando se ha fundido y se observa su superficie brillante, se entreabre una poco la puerta y se deja que se efectúa el proceso de copelación. El mayor y más efectivo control de la temperatura es la observación de

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los cristales de litargirio que se depositan en los bordes de la copela a una temperatura de 800ºC más o menos, o sea a la temperatura critica de la copelación. Cuando se acerca el final de la copelación se forman irisaciones sobre la superficie del botón, que van desapareciendo, poco a poco y que se deben a capas tenues de óxido de plomo que recubren el botón de plata y oro. Llega un momento en que éstas desaparecen y unos instantes después se desprende un destello llamado “relámpago” y sigue brillando con viveza. Esto indica que la operación ha terminado y que nos encontramos con un botoncito que solamente contiene oro y plata. Se saca lentamente la copela del horno de mufla para que la plata (que es la más abundante) antes de solidificarse, desprenda poco a poco el oxígeno absorbido sin proyecciones de partículas de ella. Posiblemente se forme un óxido de plata Ag 2O insoluble en la plata sólida y que al bajar la temperatura en forma rápida se disocie violentamente. e) Separación del oro y la plata. Una vez fría copela se separa de ella el botoncito auro – argentífero con un alicate, y sobre el yunque se le da unos golpecitos a fin de laminarlo y ofrecer así una mayor superficie para el ataque con HNO3. se vacía este botón laminado lo mejor posible, a un crisolito o capsulita de porcelana de más o menos 4 x 4cm. Se agrega HNO3 diluido 1: 5 más o menos 15 cc. y se caliente para que se disuelva la plata. La reacción que ocurre es: (Ag + Au) + 2HNO3 = AgNO3 + H2O + NO2

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También este ataque puede efectuarse con H2SO4 concentrado entonces ocurre: 2 (Ag + Au) + H2SO4 = 2Au + Ag2SO4 + H2

(20)

Cuando haya terminado el desprendimiento de burbujas se agrega unas gotas de HNO3 concentrado, para asegurarnos de la completa eliminación de la plata en forma de nitrato de Ag. Se lava por decantación 4 ó 5 veces con agua destilada, se seca lentamente en el mismo baño de arena y en seguida se calcina fuertemente sobre el mismo crisolito con una llama fuerte de un soplete o mechero Primus hasta un hermoso color anaranjado del oro puro. Se deja enfriar y se pesa en la balanza de precisión

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Paá gina 18

f) Cálculo del contenido de oro.- Recordemos que pesamos 20gramos de muestra. Consideremos después el peso del botoncito de oro puro, luego si por ejemplo suponemos que éste ha pesado en la balanza de precisión 0.00042g. tendremos la siguiente proporción: Si en 20 gr. tierra hay……………. 0.00042g Oro En 1 000 000g……………………... X

X=

0.00042 * 1000000  21 gramos de Oro por tonelada. 20

Entonces en términos generales se aplicará esta formula: Ley de Oro = Peso botón Oro x 106 Peso Tierra Las leyes de oro se expresan siempre en gramos por toneladas de mineral.

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Paá gina 19

CARBON ACTIVADO CARGADO El carbón activado es secado para eliminar la humedad, por espacio de 30 minutos, el cual es pesado al termino de este tiempo, luego es colocado en una malla de alambre de acero inoxidable para su proceso de calcinación (destrucción térmica) para la obtener las cenizas, evitando en este proceso las corrientes de aire. Por ejemplo, para 20g de carbón, se empleará 40 minutos de calcinación obteniéndose así 2g de carbón. Posterior a ello, se llevará a fundición con la preparación del siguiente Flux: - Litargirio, PbO

:

30g

- Bórax, Na2B4O7

:

10g

- Bicarbonato de Sodio, NaHCO2 (*)

:

10g

- Sílice, SiO2

:

1.5g

- Harina

:

1.5g

(*) Carbonato de Sodio, Na2CO3

REDUCCION DE PLOMO CON MINERALES OXIDADOS. Para obtener el plomo necesario se debe añadir un agente reductor que dará la reacción. 2 Pb O + C

2 Pb + CO

Del balance estequiométrico se infiere que por cada 12 de carbón se produce 414 de plomo líquido, luego, el poder reductor del carbón es 34,5. Un agente que provee carbón es la harina, cuyo factor reductor es entre 10 a 12. En la mayoría de minerales oxidados, para obtener entre 2,5 a 3,5 gramos de harina. Si la muestra contiene oxido férrico, MnO u otros óxidos reducibles con facilidad se debe añadir algo mas de harina. Algunos minerales de hierro – manganeso requieren como 5 gramos de harina, para dar los resultados esperados.

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REDUCCION DE PLOMO CON MINERALES SULFURADOS Durante el calentamiento de la mezcla, los minerales sulfurados, en contacto con el litargirio y el carbonato de sodio dan: PbS + 3 PbO + 2 Na2CO3

4 Pb + 2 Na2SO4 + CO

ZnS + 4 PbO + Na2CO3

4 Pb + ZnO + Na2SO4 + 3 CO

2 FeS + 15 PbO + 4 Na2CO3

15 Pb + Fe2O3 + 4 Na2SO4 + 4 CO

El carbonato de sodio induce a la completa oxidación del azufre, con la formación de sulfato de sodio muy estable, en ausencia de un carbonato alcalino decrece la cantidad de plomo precipitado. De la última ecuación se nota que la pirita tiene un alto poder reductor, más que la harina, por lo que para evitar una excesiva reducción de plomo es necesario adicionar nitrato de potasio, con lo cual se da: 2 KNO3 + 5 Pb 2 FeS + 6KNO3

5 PbO + K2O + N2 Fe2O3 + 4 SO3 + 3 K2O + 3 N2

De Las últimas ecuaciones se concluye que el poder oxidante del nitrato respecto del plomo es 5,12 (1035 / 202)

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