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• jose amezquita

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FUNDICION REFINACION DE ORO EN MARSA ING. SANDRA I. ELESCANO QUIROZ MINERA AURIFERA RETAMA S.A. LABORATORIO QUIMICO EN MUESTRAS DE REFINADOS DE ORO

OBJETIVO. El objetivo general de este trabajo es el tratamiento que se le da a las escorias del bullón de la fundición, para la recuperación de valores obtenidos en ella. Generalmente, los concentrados de precipitados que se envían de la mina Retama en Trujillo, deberán pasar a un producto metálico, llamado bullón. Las escorias que por regla general contienen valores, requieren de un proceso para recuperar dichos valores, porque las escorias son un producto de combinación fundente. El objetivo específico, es la obtención del oro y la plata, con una pureza superior al 99,95%. Los procesos que se siguen, ya sean químicos para el oro y electrolíticos para la la plata, son bastantes difundidos. Estando el secreto de obtener los resultados deseados en el cuidado con que se lleva la marcha Esto conduce a obtener un producto de calidad. La refinación química del oro, se lleva a cabo mediante los siguiente procesos: Proceso de encuarte. Proceso de disgregación con HNO3 comercial. Disolución con agua regia (HNO3:1 + HCl:3). Filtración, Secado, Pesado, Fundido Obtención del Dore. En los procesos metalúrgicos tradicionales conocidos para el tratamiento de oro y plata se ha seleccionado el de la refinación química. Sin embargo dichas escorias, en su mayor proporción están conformadas por elementos estériles que dificultan la operación, por lo que es conveniente refundirlos para mejorar la ley, valores metálicos con la eliminación de gran parte del material estéril. La escoria es un compuesto de óxidos ferrosos o metálicos, sílice u otros constituyentes ácidos; las escorias generalmente silicatos, boratos de los óxidos metálicos contenidos en el mineral. INSTALACIONES. Las principales características que se deben tener son: • Ambientes amplios de trabajo donde los operadores puedan moverse sin dificultad. • Ventilación apropiada con una buena instalación de extractores de gases que

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eviten que las zonas de ataque se carguen con gases nocivos. Líneas de insumos y aguas muy cercanas a las zonas donde van a ser utilizados. Revestimiento de mesas y paredes con material resistente a los ácidos y álcalis y de color claro donde sea notorio cualquier mancha. Recipientes para las recuperaciones y evitar pérdidas.

EQUIPOS. Estos varían de acuerdo al proceso que se quiere seguir y los más importantes son: REFINACION QUIMICA DE ORO Equipo de granallado. Ø Reactor para el ataque de granallas. Ø Filtros. Ø Bombas de trasvase de soluciones. Ø Vasos de ataque químico. Ø Tinas de PVC resistentes para la precipitación del oro. Ø Bandejas para secado. Ø Hornos de fundición. Ø Lingoteras. REFINACION DE ORO La refinación del oro se hace a partir del Bullión o del precipitado mismo; consiste en llevar el oro presente a estado de solución formando el Cloruro Auríco (AuCl3) y de ahí obtenerlo en forma selectiva como cristales. El método más usado es el conocido como refinación química llegándose a una pureza mayor de 99,95% como mínimo. Para obtener mayores leyes se recurre a la refinación electrolítica. REFINACION ELECTROLITICA DEL ORO Este proceso se puede hacer a partir del Bullión o del precipitado dependiendo mucho de las características de este último para su factibilidad. REFINACION QUIMICA DEL ORO DESDE UN BULLION Para que el agua regia disuelva al oro éste debe estar con leyes superiores al 80%, si el

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Bullión original no lo tuviera es necesario hacer encuarte con plata.

Las granallas obtenidas son colocadas en recipientes de acero inoxidables, y se le adiciona Acido Nítrico par disolver todo el cobre y plata presentes. La reacción química que se produce es:

El Bisulfito de sodio se disuelve en agua caliente a una concentración aproximada de 50% se adiciona paulatinamente formando una nube de sólido y perdiendo su tonalidad amarillo naranja a solución marrón oscura. Para comprobar la existencia de oro en la solución se emplea el ClSn2 en solución saturada. Luego se lava el sólido con agua caliente, se le adiciona NH4OH, como primer lavado luego HNO3. La reacción química que se presenta en la siguiente:

Au + 4HCl + HNO3 è HAuCl4 + NO + 2H2O

AuCl3 + 3NaHSO3 è Auâ + 3SO2 + 3NaCl + 2H2O

Este encuarte se hace dentro del Crisol de fundición, una vez obtenida la mezcla fundida se procede al granallado.

Una vez concluido el ataque el barro de color marrón que es la coloración que tiene el oro se le lava con agua hasta un pH = neutro, si se llegará a fundir este lodo se obtendrían barras aproximadamente de 98,5%. Este proceso es ampliamente difundido entre los joyeros que obtienen un oro semirefinado de buena calidad. El lodo obtenido luego del lavado se coloca en los vasos de ataque, donde se le adiciona agua regia en forma paulatina. Primero se agrega el HNO3 (53%) generándose un ataque de los remanentes de Ag, Cu, Pb que pudieran haber quedado presentes; luego se le adiciona HCl (32%) en la relación de 1:3 produciéndose la precipitación de los nitratos como cloruro. El ataque se realiza a una temperatura aproximada de 70°C.

REFINACION QUIMICA A PARTIR DE UN PRECIPITADO El precipitado secado pesado y muestreado es colocado en un recipiente de acero inoxidable, donde se adiciona el HNO3 para eliminación del Zn, Cu, Pb, Ag, siendo casi total en el caso del zinc más no en los otros elementos, que llegan al orden del 70 al 80% de eliminación y el precipitado es lavado y colocado en vasos de ataque donde se adiciona agua regia, obteniéndose de esta forma el Cloruro Auríco. A la solución auríca se le agrega urea. Efervece la solución. Aquí se produce una reacción exotérmica. Se adiciona este reactivo para disminuir el contenido de HNO3 residual en la solución auríca: 6HNO3 + 5CO(HN2)2 è 8N2 + CO2 + 13H2O

REACCION QUIMICA: 2Ag + 2HNO3 è 2AgNO3 + H2O 2AgNO3 + 2HCl è 2AgCl + HNO3 2Au + 8HCl + 2HNO3 è 2(HAuCl4) + 2NO + 4H2O

Concluida la disolución total del oro se procede a la filtración y lavado separando los cloruros de la solución amarillo naranja que es cloruro auríco. El sólido que son los cloruros pasan a refinación de plata y la solución se traspasa a un recipiente de PVC. A la cual se le agrega urea, que al entrar en contacto con la superficie del líquido efervece. La adición concluye cuando desaparece la efervescencia al adicionar más urea. Para la precipitación de Oro hay varios métodos, los más usados son el Bisulfito de Sodio (NaHSO3) al 50%, el nitrito de sodio (NaNO2) y con ácido oxácido.

Para precipitar el Au se usa una solución de NaHSO3 al 50% se agrega lentamente formando una nube de sólido y va perdiendo su tonalidad de amarillo naranja a marrón oscuro. Se agrega 1,89 gr de NaHSO3 por gramo de Au: AuCl3 + 3NaHSO3 è Auâ + 3SO2 + 3NaCl + 2H2O Para probar la existencia de Au en la solución se emplea Cl2Sn en solución saturada. El cloruro estañoso II en soluciones neutras o débilmente ácidas forma un precipitado “púrpura” de Cassius de Sn(OH)2 hidróxido de Sn y oro coloidal. 2[AuCl4] + 4Sn-2 + 2H2O è 2Auâ Sn(OH)2 + 3Sn-4 + 2H+

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La ventaja de esta variación es que reduce el tiempo total en la obtención del oro refinado al no entrar ya en el proceso de fundición, además que disminuye las pérdidas por manipuleo, siempre y cuando este se haga con sumo cuidado.

El precipitado obtenido es de color blanco, el mismo que es lavado con abundante agua potable hasta obtener un pH neutro. Alcanzada la neutralización se le adiciona el polvo de zinc y H2SO4 comercial. Produciéndose la metalización de Ag. 2AgCl + Zn è ZnCl2 + 2Ag

REFINACION DE PLATA El proceso consiste en la obtención de la Plata metálica a partir de solución de Nitrato de Plata, la diferencia entre los procesos existentes esta en la precipitación, mejor dicho en la forma como se obtienen esos cristales. El proceso más difundido es el químico que utiliza el NaCl o HCl como precipitado y el electrolito. La refinación se realiza a partir de bullones o doré que debe contener como mínimo el 80% de la plata recuperándose el Au presente como sólido no disuelto o lodo anódico, según sea el caso. REFINACION QUIMICO DE PLATA El proceso comienza con la fundición del Bullión o doré y el granallado del mismo. GRANALLADO: Proceso por el cual se transforma el Bullión o doré en pequeños botones cuya finalidad es dar mayor área de exposición al ácido y disminuir tiempos de ataque. Para realizarlo se necesita un cilindro granallador el mismo que debe contener el ingreso de agua por la parte inferior y la descarga por la parte superior en forma tangencial. El diámetro y la altura varían de acuerdo a las necesidades, pero la mayoría de ellas tienen 50 cm de diámetro y 90 cm de altura. El proceso consiste en ir adicionando el Bullión fundido sobre el agua lo que genera un choque térmico y enfriamiento rápido, formándose las granallas. La adición tiene que ser en forma lenta y con un chorro bastante delgado para evitar explosiones bruscas y obtener las granallas homogéneas. Concluido el proceso de granallado se procede al ataque químico. Luego de la separación del precipitado de oro, que pasa a su tratamiento. La solución de Nitrato de Plata se le adiciona cloruro de sodio o ácido clorhídrico para producir la precipitación de la Ag como cloruro:

La adición de Zn se realiza con agitación continua y se detiene cuando ya no queda partículas blancas, el mismo que toma una coloración gris. El aumento de plata tomado es lavado con abundante agua, luego es secado y fundido con los fundentes respectivos. La fundición de los lingotes de plata es aproximadamente 99% dureza y si desea obtener la plata de alta ley 99,99% se procede a la refinación electrolítica. Reacciones químicas de la plata recuperada del proceso de refinación: Proceso químico: 2HNO3 + Ag2 è 2AgNO3 + H2 AgNO3 + NaCl è AgCl + NaNO3 2AgCl + Zn è ZnCl2 + 2Ag PROCESO ELECTROLITICO Consiste en un ánodo y un cátodo, el ánodo de plata se disuelve por acción del ácido nítrico pasando del estado metálico a solución: HNO3 è H + NO3NO3- + Ag+ è AgNO3

En el cátodo ocurre lo contrario, es decir el nitrato de plata genera el NO3AgNO3 è Ag+ + NO3El potencial empleado debe ser lo suficiente para mantener el equilibrio existentes entre el H, NO3- y Ag; un sobre voltaje genera evacuación de H2 que desestabiliza el sistema. Concluido el proceso quedan como residuo el lodo anódico que va a refinación por Au, los residuos de ánodos son recirculados.

AgNO3 + NaCl è AgCl + NaNO3

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REFINACIÓN QUIMICA

DIAGRAMA DE FLUJO REFINACION Au:

MINA

: Escoria de Bullión

Material a refinar

Peso del material a refinar : 2888 gr

CHANCADO

LEY DEL BULLION A REFINAR : MOLIENDA

Au :

53,1155 %

Contenido de Au :

1533,98 gr

Ag :

24,6040 %

Contenido de Ag :

710,563 gr

FLOTACION DE SULFUROS

Calculamos la cantidad de Ag que se le va a adicionar pare el encuarte CONCENTRADO DE Au

RELAVES

Peso de Ag:

Peso de Au x FACTOR [ 3 a 3,5 ]

Tenemos :

1533,98 x 3 = 4601,194

FILTRACION

Peso del ánodo de plata adicionado REMOLIENDA

: 4017 gr

LEY DE PLATA :

ESPESADOR

AGITACION

SOL. M. CROWE

Ag :

98,909 %

Contenido de Ag :

3973,175 gr

Au :

0,198 %

Contenido de Au :

7,954 gr

Peso total de Ag utilizado : Ag de Bullión + Ag de Encuarte 710,563 + 3973,175 = 4683,71 gr

ESPESADOR

PRECIPITADO DE Au

Peso de Au total por refinar : Au de Bullión + Au de Ag de Encuarte + Recup. de refinado anterior 1533,98 + 7,954 + 84,6 = 1566,53 gr

RELAVE

Au Total = 1566,53 gr

REFINACIÓN QUIMICA

FASES DEL PROCESO DE REFINACION DE ORO MATERIAL

Cálculo del porcentaje de Recuperación: % de Recuperación=

FUNDICION Bullión

Peso refinado − ( Au agregadode Recup. + Ag de Encuarte ) Peso Au inicial

Escorias Fundición

Escorias Refundidas

Bullión

Toma de Muestra Análisis: Vía fuego

1525 ,098 − ( 84 , 0 + 7 , 954 1566 , 33 % de Re cuperación = 92 ,51

% de Re cuperación =

)

× 100

Encuarte: Ag

ANALISIS DE REFINACION: Granallado

a) Toma de muestra en la solución de cada proceso para obtener el

Disgregación: HNO 3 cc

53%

contenido de Au en la solución.

Precipitado de Au Disolución Agua Regia: 53% HNO3 : 1 32% HCl : 3

⎛ mg ⎞ Au ⎜ ⎟ ⎝ L ⎠

⎛ mg ⎞ Au ⎜ ⎟ ⎝ L ⎠

⎛ mg ⎞ ⎛ mg ⎞ Au ⎜ ⎟ Au ⎜ ⎟ ⎝ L ⎠ ⎝ L ⎠

Solución de Nitratos

5,81

4,35

0,18

1,32

Sol. de Bisulfitos de Na

6,24

3,34

2,34

2,00

Sol. Lavado con HNO3

1,94

0,00

1,89

0,41

Solución Amoniacal

1,89

0,15

2,21

0,50

Filtrado Precipitación de Au: Neutralización: Urea Bisulfito de Na

Lecturas realizadas en el equipo de Absorción Atómica. Lavado: H2O HNO3 cc

Secado

Análisis A.A.

Pesado Fundido Barra : Dore

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REFINACIÓN QUIMICA

DIAGRAMA DE FLUJO

b) Toma de muestra en el refinado final del proceso.

BULLION LABORATORIO QUIMICO

ENCUARTADO GRANALLADO

MUESTRA DE Au REFINADO ATAQUE: HNO 3

PESAJE : 500 mg POR MUESTRA C/ANALISIS DISGREGACION: AGUA REGIA (HNO3 : 1 + HCl : 3)

SOLUCIÓN

SÓLIDOS

ADICIÓN NaCl

LAVADO pH : 7

ClAg

ATAQUE CON AGUA REGIA: 70°C

REFINERÍA PLATA

FILTRADO SOLIDO

LECTURA A.A.: DETERMINACION DE LA LEY POR IMPUREZAS

SOLUCIÓN NEUTRALIZADO UREA PRECIPITACIÓN: NaHSO 3 FILTRADO LAVADO: H 2O NH4OH HNO3 FUNDICIÓN Au: 99,96%

REFINACIÓN QUIMICA Tenemos el granallado total

:

6905 gr

Peso de Bullión + Ag de Encuarte Solución en tratamiento de la Refinación: Solución de Nitratos

:

2,40

Solución de Bisulfitos

:

10,30

Solución Amoniacal

:

0,56

Solución Nitrica

:

1,20

DIAGRAMA DE FLUJO PRECIPITADO

⎛ mg ⎞ Au : ⎜ ⎟ ⎝ L ⎠

Peso de precipitado de oro obtenido del tratamiento de refinación:

PESO DE MUESTRA ATAQUE CON HNO3 FILTRADO - CENTRIFUGADO - DECANTAR

SOLUCION NITRATOS

SOLIDO

REFINACION Ag

ATAQUE CON AGUA REGIA

PNS : 1519,9 gr de Au refinado En esta parte de la operación se le adiciona los valores de recuperación del proceso de refinación anterior. Fundición: El precipitado obtenido se pesa y se funde. Peso neto de Barra de Au :

1525,8 gr

Se toma la muestra respectiva para el análisis correspondiente de

SOLUCION NEUTRALIZADO: UREA

PRECIPITACION: (NaHSO3) LAVADO: H2O NH4OH HNO3 SECADO

impurezas Ley Obtenida:

SOLIDO

Au :

99,954 %

FUNDIDO Au: 99,95%

Entonces tenemos el PNS: 1525,8 x LEY

1525,8 x 0,99954 = 1525,098 gr

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DIAGRAMA DE FLUJO

Recuperación de Valores

BULLION

Solución de Nitratos

GRANALLADO

HCl cc: 32%

ATAQUE CON HNO 3

Precipitación de los cloruros: ClAg

SOLIDA

SOLUCION

REFINERIA: Au

ADICION Na Cl HCl FILTRADO

Cementación

H2SO4 Polvo de Zn

Cemento de Ag

Solución de Desecho

Fundición

LAVADO pH = 7

Ánodos de Plata

CEMENTACION ADICION H 2SO4

Celda Electrolitica de Ag

Encuarte de Bullión

ADICION DE POLVO DE Zn

Refinación

OBTENCION: LAVADO CON ABUNDANTE H 2O FILTRADO

Lodo Anodico

Solución de Desecho

Ag refinada

Secado

SECADO

Pesado FUNDICION Ag = 95%

ENCUARTE DE LA REFINACION DE Au

Fundido

REFINACION ELECTROLITICA DE Ag

Fusión - Escorificación Copelación Bullioncito Encuarte con Ag Refinación Au

DIAGRAMA DE FLUJO Ag : 98% FUNDICION ANODOS CELDAS ELECTROLITICAS

CRISTALES Ag

LODO ANODICO

CABEZA ANODO

ELECTROLITO

LAVADO

REFINACION Au

FUNDICION

ADICION NaCl

CELDA ELECTROLITICA

REF. QUIMICA

FUNDICION Ag Ag 99,99%

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