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• LENIN DIEGO

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HORNOS METALURGICOS

METALURGIA III

INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO JOSE PARDO

2014

INFORME DE CIANURACION DE ORO ESPECIALIDAD

:

METALURGIA III

CURSO

:

PROCESOS METALURGICOS

PROFESOR

:

CARBAJAL

FECHA

:

21JULIO 2014

INTEGRANTES

:

 DIEGO HUAMANI ,LENIN  PACO FALCON ,SANDRO  PALOMINO GUILLEN MARCO  FRETEL VALENTIN, JUAN CARLOS

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METALURGIA III

INTRODUCCION: Como se conoce la minería de metales preciosos ha sido históricamente una actividad de gran importancia para la minería peruana . En ese sentido presento este informe de obtención de minerales auríferos de una muestra , con el fin de que sirva como un guía , mostrando las técnicas y operaciones que se vienen empleando, desde varias décadas , ya sea por los nativos o operarios de grandes mineras

La importancia de estos procesos ( plateo , cianuracion , filtración , cementación , etc) , van a la mano De las decisiones que se hacen respecto de un Proyecto Minero, desde la exploración hasta el cierre de la mina, están basadas en valores obtenidos de material muestreado por estas técnicas . Determinando así el destino de una empresa.

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OBJETIVOS :  CONOCER LAS CARACTERÍSTICAS , PROPIEDADES DEL ORO ( DENSIDAD , RECCIONES AL CIANURO , SOLUBILIDAD , ETC  EFECTUAR OBSERVACIONES QUE NOS PROPORCIONES LOS DATOS NECESARIOS PARA EXPLICAR LAS CAUSAS Y LOS EFECTOS DE LOS MOVIMIENTOS DE LAS PARTÍCULAS DEL ORO CON RESPECTO A OTROS MINEALES  OBSERVAR LAS REACCIONES Y CONDUCTA DEL ORO CON EL CIANURO  DETERMINAR EL OBJETIVO POR EL CUAL LA SOLUCIÓN SE CEMENTA CON ZINC

 OBSERBAR LA CONDUCTA DE LA MUESTRA Y IDENTIFICAR LAS REACCIONES QUIMICAS  PONER A PRUEVA PROPIEDADES FISICAS DEL ORO EN LA DECANTACION

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I. MARCO TEORICO A. EL ORO Fórmula química: Au Sistema: Cúbico Clase: Elemento nativo Etimología: El símbolo del oro, Au, procede del latín aurum, brillo. Composición: Oro 100% con posibilidad de Se, Te, Bi, Ag. Peso específico: 19,3 g/cm3 (Muy pesado) Dureza: 2´5-3 Color: Amarillo característico más o menos claro según la plata que contenga. El oro y la plata forman una serie de soluciones sólidas por lo que la mayoría de oro contiene Ag. El de California contiene de un 10 a un 15% de Cu. Raya: Amarillo oro brillante Brillo: Metálico Transparencia: Opaco, en láminas muy delgadas deja pasar la luz verdosa. Fractura: Ganchuda, astillosa Tenacidad: Muy dúctil y maleable Frecuencia de distribución: Raro , aunque se a encontrado este mineral con una distribución muy rica en cuarzo

B. CIANURO  El cianuro es un anión monovalente de representación CN-. El mismo contiene el grupo cianuro (:C≡N:), que consiste de un átomo de carbono con un enlace triple con un átomo de nitrógeno.

1. CIANURACION DE ORO 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

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2. QUIMICA DE LAS SOLUCIONES CIANURADAS PARA LA EXTRACCION DE ORO Las sales simples de cianuro (como el sodio, potasio, y cianuro de calcio) se disuelven y ionizan en agua para formar los respectivos cationes de metal e iones de cianuro libres, como se muestra enla siguiente ecuacion:

Las sales han sido utilizadas eficazmente a escala comercial como fuentes de cianuro para la lixiviación. El cianuro de sodio y el cianuro de potasio son más fácilmente solubles que el cianuro de calcio, y por lo general están disponibles en una forma más pura, lo cual tiene ventajas para la manipulación y distribución del reactivo en los sistemas de lixiviación. El cianuro de sodio líquido (es decir, en soluciones acuosas), que está ampliamente disponible en algunas regiones del mundo, evita la necesidad de disolver el reactivo in situ, reduciendo así los requerimientos del proceso. De esta manera, la elección del tipo de cianuro depende del método de aplicación, costo y su disponibilidad.

Termodinámicamente no es posible esta reacción, durante la cianuración no hay producción de H2, lo que confirma la validez de la ecuación propuesta por Elsner, donde el O 2 juega un rol fundamental. Los iones de cianuro se hidrolizan en agua para formar iones moleculares de cianuro de hidrógeno (HCN) e hidroxilo ( ), con el correspondiente incremento en pH:

CN + H2O =HCN + OH El cianuro de hidrógeno es un acido débil que no se disocia por completo en agua de la siguiente manera

HCN = H+ CN

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3.VARIABLES QUE DEFINEN LA CINETICA DE LA CIANURACIÓN.

Cinética de la Reacción Se discuten a profundidad en las siguientes secciones los principales factores que afectan la velocidad de disolución del oro, concretamente las concentraciones de cianuro y oxígeno, temperatura, pH, área de la superficie del oro expuesto, grado de agitación y transferencia de masa, pureza del oro y la presencia de otros iones en solución.

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Tamaño de las partículas: el tamaño de partícula juega un papel importante, debido a que los estudios definieron que esta era un de las causas para la acumulación de inventario de oro en las pilas, al no ingresar la solución con cianuro al interior del mineral, después se definió que el tamaño máximo optimo del mineral debe ser de 12 pulgadas.

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Concentración de cianuro: Lo más importante es la cantidad de cianuro por tonelada de mineral que ingresa a la pila y su concentración en la solución lixiviante; ya que el cianuro disuelve al oro selectivamente a menores concentraciones. A mayor concentración de cianuro tendremos más metales disueltos.

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Taza de riego: Esta variable influye directamente en la cinética de lixiviación del mineral, al incrementarse la taza de riego la velocidad de disolución del oro es mayor, debido al ingreso de mayor cantidad cianuro al mineral, sin embargo el contenido de oro en la solución

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pH: Es otra de las variables importantes, sobre todo para no perdercianuro como gas cianhídrico y retardar la cinética de lixiviación. Elph oscila entre 9.5 a 10.5. En la práctica otros factores de procesos frecuentemente determinan las condiciones actuales de pH aplicadas, por ejemplo:  Velocidad de disolución de otros componentes minerales (p.e. cobre, hierro, telurio, antimonio y minerales de arsénico) que pueden afectar negativamente la lixiviación del oro  Propiedades de sedimentación de la pulpa  Viscosidad de la pulpa  Costo de la modificación de pH  Precipitación de especies de solución (p.e. calcio y hierro) Por consiguiente, el pH óptimo para la lixiviación depende del número de factores relacionados, y debe derivarse independientemente de cada tipo de mineral y sistema de lixiviación.

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Cantidad de oxígeno disuelto: El efecto del oxigeno en la pila ha sido estudiado, sin conseguir mayores efectos en la cinética de lixiviación y recuperación del oro. Sin embargo se ha llegado a la conclusión que el cianuro es el que maneja la velocidad y recuperación del oro. En este proceso la cantidad de oxigeno disuelto en la solución lixiviante depende del medio ambiente. Es muy difícil, atribuir que el oxigeno tenga una gran influencia en la cinética de lixiviación y recuperación de oro en minerales de oro con baja ley.

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Metales en el mineral: En Minera Yanacocha los principales metales que son disueltos por el cianuro son cobre, plata, mercurio y otros. De los cuales el cobre y el mercurio no proporcionan ningún beneficio económico, por el contrario reducen la velocidad de disolución del oro debido a que son consumidores del cianuro

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Agitación :La disolución de oro frecuentemente es controlada por transferencia de masa bajo las condiciones normalmente aplicadas para la lixiviación con cianuro; por lo tanto, la velocidad depende del espesor de la capa de difusión y características de la mezcla de la solución total. El aumento de la agitación incrementa la velocidad de disolución al máximo, por encima de los cuales, la agitación tiene un pequeño o nulo beneficio adicional.

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Temperatura :Como resultado de las actividades y velocidades de difusión incrementadas de las especies reactivas, la velocidad de disolución del oro se incrementa con la temperatura, hasta un máximo de 85ºC aproximadamente Por encima de esta temperatura, la disminución de la solubilidad del oxígeno superaba los beneficios de la actividad iónica y velocidades de difusión incrementadas.

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Área de la Superficie :La velocidad de disolución es directamente proporcional al área de la superficie expuesta del oro y otros factores particulares. El área de la superficie expuesta está relacionada con la distribución del tamaño de la partícula y las características de liberación del material de alimentación; además, se ve afectada por la eficiencia de los procesos de conminución antes de la lixiviación. La velocidad generalmente se incrementa con la disminución del tamaño de la partícula, a causa del aumento en la liberación del oro y/o el área de la superficie de las partículas de oro (debido al aplanamiento o rotura física durante la molienda). Sin embargo, este no siempre es el caso y la velocidad de disolución de los minerales que contienen cianicidas pueden disminuir con la disminución del tamaño de la partícula, debido al incremento de reacciones secundarias de competición y consumo de reactivos.

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4.

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Métodos de lixiviación con cianuro

Existen diversos métodos disponibles para la lixiviación con cianuro de materiales auríferos; se resumen de la siguiente manera, en orden decreciente de importancia comercial:     

Lixiviación por agitación Lixiviación en pilas o botaderos Lixiviación intensiva con cianuración Lixiviación en batea Lixiviación in situ

La elección entre estos métodos depende principalmente de la relación entre el tamaño de la partícula y la recuperación, costos de capital y de funcionamiento y la velocidad de disolución en cada caso. Un ejemplo de la relación entre el tamaño de la partícula y la recuperación del oro para dos tipos de minerales diferentes, se brinda en la Figura 6.25. A veces otros factores, como la recuperación de otros metales de valor (es decir, plata, metal del grupo del platino [PGMs], consideraciones ambientales y disponibilidad del financiamiento del capital puede jugar un papel importante en esta selección.

5.RECURACION DE ORO APARTIR DE SOLUCIONES CIANURADAS En todos los métodos de Cianuración del oro se va a obtener una solución cargada de oro, la recuperación o captación del oro en solución se logra en dos forma una es la del Carbón activado en CIC ( Carbón en columna) o en CIP (Carbón en pulpa). La otra forma de recuperar el oro en solución es la del Merril Crowe, que es la precipitación del oro con polvos de Zinc.  METODO DEL CARBON ACTIVADO  METODO MERRIL CROWE

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6. MÉTODO MERRILL CROWE  El proceso de planta conocido como merril crowe tiene la función de solificar gracias a procesos químicos la solución rica en mineral .

6.1 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL ZINC El zinc es un metal blanco-plateado y quebradizo, conocido desde la antigüedad por sus aleaciones con el cobre, y habitualmente se lo encuentra en la naturaleza en forma de compuestos como óxidos, sulfuros y silicatos. Este metal tiene un peso molecular de 65.38 g/mol, y su estructura cristalina es hexagonal. Adicionalmente, tiene una gravedad específica de 7.14, una temperatura de fusión de 693 K y de ebullición de 1179 K. Es insoluble en agua, pero soluble en ácidos y agentes alcalinos, como hidróxido de sodio o potasio.

6.2 FUNDAMENTOS DE LA CEMENTACION CON ZINC La cementación es la precipitación de un metal por la acción de otro al realizar una reacción electroquímica de sustitución. Es un proceso que ha sido ampliamente utilizado para la recuperación de oro, hasta la aparición de los métodos que utilizan carbón activado. Estos procesos de adsorción en carbón, de todos modos, requieren una posterior etapa de recuperación generalmente llevada a cabo con cinc o con procesos electrolíticos. Actualmente entre el 25 y 30% del oro del mundo sigue siendo recuperado mediante tratamiento directo con zinc.  Es importante mencionar que la cementación con zinc sigue siendo la mejor opción bajo ciertas condiciones de operación, como minerales con alto contenido de plata, materiales muy arcillosos, o una escala de producción no muy alta que justifique la inversión en implementación de procesos con carbón activado.  El proceso que utiliza zinc en polvo y requiere una etapa de deaireación que reduzca la cantidad de oxígeno disuelto a valores menores a 0.5 mg/L es el más ampliamente utilizado en instalaciones industriales tecnificadas, y se conoce como el proceso MerrilCrowe. Etapas del proceso

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6.4 REACTIVOS A USAR EN LA LIXIVIACIÓN DEL ORO: Cianuro.- 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. más comúnmente utilizado es el cianuro de sodio. 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 con cadamineral 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.

7. PLATEO Definición  El plateo se utiliza para separar los diversos minerales existentes por medio de su gravedad específica y que para que esta separación sea efectiva se debe tener en cuenta el criterio de concentración, el medio separador y la granulometría del mineral.  Los mecanismos de concentración consiste en la segregación de los minerales por estratificación y separación por estratos, el método de operar el plato consiste en humedecer el mineral, llenar de las ¾ del plato, luego dar un movimiento rotatorio suave e ir vertiendo la ganga o lamas con un movimiento vertical descendente y ascendente. Se pesan los estériles y el concentrado y se observa los posibles minerales que estén presentes.  Este método de concentración es relativamente fácil de realizar y tiene un bajo costo ya que no se emplean reactivos. Este método se emplea actualmente en laboratorios, lavaderos de oro, y en las plantas de flotación por los operarios para ver el grado de

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concentración y suciedad que se presenta el concentrado y realizar los cambios pertinentes, este método de concentración por gravedad fue reemplazado por otros como la mesa vibratoria, jig, etc.

7.1 PRINCIPIOS TEORICOS GRAVIMETRIA Método de separación de los granos minerales de diferentes gravedades específicas en razón a sus diferencias de respuesta al movimiento o a las acciones simultaneas sobre ellas de la gravedad.

CRITERIOS DE CONCENTRACION El criterio importante en la determinación de la cual y qué clase de separación es posible en un caso particular es la gravedad y alguna o mas fuerzas, fundamentalmente la primera, en este caso, se puede determinar por la siguiente ecuación:

Donde: R = gravedad especifica del medio GEH y GEL = gravedad especifica de los minerales más pesados y ligeros respectivamente

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8. MATERIALES: Muestra de mineral de oro

Papel filtro

5g cianuro de potasio

5g polvo de zinc

recipiente y embudos de botellas

balanza analítica 0.1 g

medidor de ph

borax

mortero soplete

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9. PROCEDIMIENTO: 1. se nos dio una muestra del mineral de oro de 200 g pesado en una balanza digital 2. ubicamos un área de trabajo y presentamos nuestros materiales

3 . Agregamos cal a la muestra del mineral de oro

4. En un recipiente ( botellas) depositamos la muestra y procedemos echarle agua

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5. se observa que por densidad o peso especifico del oro , la muestra se deposita rápidamente en el fondo del recipiente . 6. procedemos a realizar el plateo de la muestra de la siguiente manera :  agregar agua al recipiente al cual rápidamente lo votamos junto con la arcilla que se queda en la superficie

 Repetir de forma repititiva hasta que quede libre de arcilla suspendida en el recipiente  este proceso aprovecha la densidad de los cuerpos presentes para separarse por medio del tiempo que demora asentarse las partículas en la muestra 7. Finalmente cuando notemos que la parte que se suspendía en el liquido desaparece ,votamos el liquido quedándonos con la parte depositada en el fondo del recipiente

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CIANURACION 8. agregamos agua y determinamos el pH inicial de la pulpa

9. Ir adicionando el CaO para obtener una un pH de 11 a 12. 10. Agitar la solución, para estabilizar el pH. 11.Adicionar la cantidad de cianuro de sodio necesario. (5g)

Reposar la solución o muestra cianurada ( 7 dias)

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12. Al haber realizado la cianuracion efectivamente filtramos la solución cianurada de la diguiente manera :  Conseguimos recipientes (botellas) con parte superior cortado y usado como embudo  Doblamos el papel filtro encajándolo al embudo

13. Procedemos a filtrar la solución ( en 2 recipientes) para acelerar el proceso.

14. Terminado la filtración de toda la solución cianurada retiramos el filtro junto al material retenido y lo desechamos .  El cianuro diluyo el oro obteniendo en esta solución ,el concentrado de oro

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15.Con la solución filtrada agregamos 5 g de limadura de zinc (polvo)

16.Una vez vertido el zinc en le liquido filtrado, agitarlo un rato y luego mantenerlo en reposo hasta que se forme el cemento 17.Filtrar la solución con zinc , obteniendo el cemento retenido en el papel filtro

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18 . secar el cemento Pasamos a otra área de trabajo

19.Calentamos el recipiente con un soplete  Agregamos bórax al recipiente

 A cabo de un rato el bórax se funde en el recipiente el cual se le agrega inmediatamente el mineral de oro

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 Al cabo de unos 10 minutos se comienza a observar el brillo característico del oro

 Finalmente el oro ya visible y solidificado es retirado del mortero

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10.CONCLUSIONES  El plateo (que en nuestro caso usamos recipientes de plasticos) es un método que se utiliza actualmente para ver la concentración del mineral de oro que se está obteniendo ,este proceso inicial es muy importante porque de ello depende la cantidad de soluciones , operación de las maquinas y presupuestos que determinan el destino de la producción  El plateo es un proceso que utiliza la diferencia de densidad de las partículas de una muestra , con el fin de separar al oro que tiene mayor peso especifico este se precipita mas rápido al fondo del recipiente que otras partículas.

 En la cianuracion el oro tiende a disolver en solución de cianuro mas lento que otros metales como el Cu-Fe-Zn-Al-Mg etc. en este caso presepitandose y separándose mas fácilmente

 En la cementación el zinc debe tener una superficie adecuada ya que este depende la velocidad de activación del zinc en algunos casos extremos puede generar la detención del proceso

 Gracias al agregado de zinc la solución de oro se salifico y el proceso químico que tuvo lugar se vio notando a la hora de la mescla.  Este proceso de obtención de oro tiene bajos costos de labor para la operación y mantenimiento

 La utilización de cianuro reduce los costos operativos,pero asume muchos riesgos. Sin embargo, existen técnicas de remediación que permiten la extracción del oro en forma óptima.

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11.OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES  Al traer cal de diferentes marcas esto tuvo una influencia notable a la hora de utilizar el medidor de ph  Se tomo periodos largos en el proceso de cianuracion y cementación con zinc con el fin de que la solución sea mejor

 en el proceso de cianuracion se debe manipular con precaucion teniendo un equipo que protega las vías respiratorias y los ojos de debido a que el cianuro es un producto dañino a a causa de la agitación debido a que es toxico y venenoso.  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.

12. BIBLIOGRAFÍA :        

http://maxitell.wordpress.com/tag/cianuro/ http://www.buenastareas.com/ensayos/El-Oro-Sus-Caracteristicas-yAplicaciones/1884433.html http://mundo-mineral.blogspot.com/2010/01/oro-nativo.html http://es.wikipedia.org/wiki/Miner%C3%ADa_de_oro#Proceso_con_cianuro http://www.slideshare.net/victor15091982/231225-cianuracionporagitacion http://www.textoscientificos.com/mineria/lixiviacion-oro http://www.ehowenespanol.com/metodos-lixiviacion-oro-info_75852/ http://revistas.concytec.gob.pe/pdf/iigeo/v13n26/a10v13n26.pdf