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LABORATORIO DE PROCESAMIENTO DE MINERALES II INFORME N° 15 “TECNICAS DE RECUPERACION DE ORO POR EL PROCESO MERRIL CROWE”

Integrantes: - Figueroa Guzmán, Paul - Fernández Osorio, Yerson - Ríos Jáuregui, Marlon - Márquez Moran, Marcelo - Ramos Caman, Hans

Profesor: Roque Huamán, Teobaldo

Sección: C11 – 4 - B

Fecha de realización: 19 de noviembre del 2013

Lima, 26 de noviembre del 2013

INDICE PAGINAS. RESUMEN…………………………………………………………………………………………..3 I. OBJETIVOS………………………………………………………………………………………4 II. INTRODUCCION……………………………………………………………………………..4 III. METODOLOGIA SEGUIDA…………………………………………………….………..5 1. MATERIALES……………………………………………………………………………5 2. PROCEDIMIENTO…………………………………………………………………….5 IV. PRESENTACION DE REULTADOS…………………………………………………..6 V. OBSERVACIONES……………………………………………………………………………6 VI.DISCUSION DE RESULTADOS…………………………………………………………6 VII. RECOMENDACIONES……………………………………………………………………7 VIII. CONCLUSIONES…………………………………………………………………………..7 IX. CUESTIONARIO……………………………………………………………………………..7 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA…………………………………………………………….9

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RESUMEN. En este último laboratorio se realizara el proceso de recuperación de oro mediante la cementación con zinc o también llamado proceso Merril Crowe, luego de recibir una solución lixiviada por agitación, mediremos el cianuro mediante titulación. Se analizara el efecto que tiene en el proceso las etapas de purificación, el cual consta de la disminución de ppm de sólidos disueltos en la solución; desoxigenación, la cual se busca reducir los ppm de oxigeno presente en la solución y purificación mediante adición de zinc para obtener un cemente de oro. El analizar estas etapas del proceso Merril Crowe que se llevan a cabo en este laboratorio es para determinar obtención de oro presente en el cemente.

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I.

OBJETIVOS:  Analizar el desarrollo de la técnica de recuperación de oro por el proceso Merril Crowe.

II.

INTRODUCCION: Como se realizó el laboratorio pasado, el oro y la plata se puede recuperar mediante el uso de carbón activado, el cual tiene en común respecto a la extracción por solvente, para el caso de cobre el hecho de ser un medio que posibilita la purificación de las soluciones lixiviadas de los contaminantes propios del mineral. Hace varios años surgieron algunas alternativas al uso de carbón activado los cuales son el intercambio iónico. La electrodeposición y la cementación con polvo de zinc. De los cuales, nos enfocaremos en la última alternativa la cual está siendo utilizada comercialmente en gran escala, como lo hace la minera YANACOCHA. Debido al costo de carbón y a los costos de operación asociados con el transporte y la fundición, el proceso de obtención de oro con carbón activado no podía competir con el proceso de cementación Merril Crowe. El Proceso de Merrill-Crowe tiene la finalidad de convertir el oro a estado sólido. Para esto se agrega la solución rica polvo de zinc el cual precipita el oro (se vuelve sólido). Las etapas de este proceso son: esta primera etapa de clarificación, es un proceso de filtrado, la segunda etapa que es la desoxigenación, que consiste en la eliminación del oxígeno de la solución rica y la última etapa es la precipitación, en esta etapa se agrega polvo de zinc a la solución rica para que el oro precipite y se pueda recuperar. Estas partículas de metal precipitado (sólidos) son recuperados en filtros y luego enviado a retortas (ambientes donde el precipitado se calienta a grandes temperaturas) y hornos de fundición, para obtener el producto final. La solución rica, dejó de serlo, pues el oro existente fue precipitado y recuperado; ahora es una solución pobre, que quedó sin oro, llamada también Barren. Esta solución pobre es enviada de nuevo al PAD, pasando antes por un tanque de cianuración para agregarle el cianuro que se consumió durante el proceso y seguir manteniendo la concentración necesaria para seguir lixiviando. Para la obtención del dore el precipitado de oro pasa por el proceso de Refinería, en la cual es sometido a operaciones de secado en retortas, a temperaturas de 650°C para recuperar el agua y el mercurio contenido en el precipitado. Luego, este precipitado casi seco, se lleva a los hornos de fundición, que son hornos eléctricos de gran capacidad donde se funde el precipitado a una temperatura de 1300°C. Finalmente se obtiene el producto final, Doré que es una mezcla de oro y plata. Para nuestro laboratorio solo se trabajaran hasta la etapa de filtración, utilizando la filtración a vacío.

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III. METODOLOGIA SEGUIDA: 1. Materiales:  Solución rica cianurada.  Reactivos: NaCN, AgNO3, KI.  Bomba de succión, kitasato, manguera.  Vaso de 1 L, 1 Erlenmeyer y 1 bureta, 1 balanza digital.

 Mecanismo de agitación: stirring hot place.  Base de metal, soporte y portaembudo.  1 embudo y papel de filtro, 1probeta de 10 ml. y pipeta.

 Potenciómetro, filtro de porcelana.  Polvo de zinc, acetato de plomo., papel de filtro.

2. Procedimiento Seguido: Medir 500 ml de PLS Etapa de Purificación

Colocarlo en un vaso de precipitado de 1 L.

Filtrar la solución.

La solución filtrada colocarla en el kitasato.

Desoxigenar con bomba de vacío.

Etapa de Purificación.

Etapa de Desoxigenación.

A la solución desoxigenada agregar el polvo de zinc y el acetato de plomo.

Agitar con pastilla magnética, durante dos minutos.

Filtrar en vacío la solución

Pesar y secar el filtrado.

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IV. PRESENTACION DE RESULTADOS:  Cantidad de polvo de zinc:  Cantidad de acetato de plomo:

TABLA N° 1: Hoja de trabajo. Solución Rica Volumen de solución (ml) 500 Solución rica NaCN (g/L) 0.04 pH inicial 7.3 3 Peso de Zn (g/m ) 5000 Acetato de plomo (g/m3) 500 Peso de papel de filtro (g) 0.85 Cemento húmedo + papel de filtro (g) 4.5 Cemento seco + papel de filtro (g) 3.5 Porcentaje de humedad (%) 22.22 Cemento seco (g) 2.65 Tiempo de agitación (min) 2 Solución barren NaCN (g/L) 0..04

V. OBSERVACIONES:  Se formó burbujas en la solución en la etapa desoxigenación, la cual es la presencia de oxígeno.  Al valorar la solución rica y la solución barren con nitrato de plata, se gastaron las mismas cantidades de volumen (0.4 ml).

VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOS:  La etapa de clarificación llevada a cabo tiene el objetivo de disminuir la cantidad de sólidos disueltos (ppm), según datos la cantidad de ppm inicial que posea la solución rica es de 1000 ppm el cual al pasar la etapa de clarificación debe estar a 5 – 10 ppm; si en caso no se disminuye estos sólidos disueltos pasivarían las partículas del polvo de zinc.  En la etapa de desoxigenación, es con el objetivo de obtener un medio reductor y no un medio oxidante, ya que se consumiría mucha cantidad de polvo de zinc o pasivandolo, la cantidad de oxígeno luego de desoxigenar debe ser menor a 1ppm.  En esta etapa de purificación, se produce el contacto de partículas de zinc con la solución clara y sin oxígeno, depositándose el ion Au y el complejo de zinc con el cianuro queda en la solución.

VII. RECOMENDACIONES:

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 Se recomienda trabajar con mucho cuidado, ya que se trabaja con soluciones de cianuro, por lo que hay que y trabajar con el respectivo equipo EPP, y leer las hojas MSDS.  Verificar el estado de los materiales y equipos a utilizar.  Para evitar contaminaciones se debe lavar los equipos de trabajo.  No ingerir alimentos durante la realización del laboratorio.

VIII.

CONCLUSIONES:  Se reconocieron e identificaron las etapas del proceso de recuperación por el proceso Merril Crowe; las principales son: clarificación, desoxigenación y purificación.

IX.

CUESTIONARIO: 1. ¿Cuáles son los cuatro métodos para recuperar metales preciosos de

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soluciones de cianuración? ¿Qué factores deben tomarse en cuenta para decidir o elegir un método? En la solución cosecha, el Au y Ag pueden ser recuperados usando uno o en otros casos dos procedimientos; los siguientes procesos: 1) Cementación con polvo de zinc (Proceso Merrill-Crowe) 2) Absorción con carbón activado. 3) Intercambio iónico. 4) Electrodeposición. Los factores a tomar en cuenta para elegir un proceso son: 1) El Ratio de concentración de Ag/Au. 2) La ley de cabeza. 3) Minerales acompañantes Para su experimento, determinar el contenido de zinc en la solución (g/Lt), a partir del precipitado obtenido asumiendo que aun contiene 50 % Zn. 2.5g Zn x 0.5 = 1.25 g Zn Volumen = 0.5 L Contenido de Zinc: 1.25 /0.5 g/L Contenido de Zinc: 2.5g/L ¿Qué función cumple el acetato de plomo en el proceso Merrill Crowe (precipitación con Zn? El acetato de plomo al igual que el nitrato de plomo forman un par galvánico con el óxido de Zinc para evitar su pasivación y descubrir el Zinc metálico (activa el Zinc) para que precipite el Au. Indicar las condiciones necesarias para una efectiva precipitación de Au-Ag con Zn. La solución debe estar clasificada con menos de 5 ppm de sólidos. Estar desoxigenada desde 0.5 hasta 1 ppm de oxígeno. Tener concentración de cianuro libre adecuada. Tener un pH en el rango de 9 a 11, 5, para evitar la formación de hidróxidos que formen una capa pasivante en la superficie de las partículas de zinc. Escribir las reacciones de disolución de Zn y liberación de H2, que tienen lugar en el proceso. Zn + Au(CN)2- + H2O + 2CN- →Au +Zn (CN)2-4 + OH- + ½ H2 ¿Por qué es necesario desoxigenar la solución antes de la precipitación?

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Porque cuanto un exceso de oxigeno es la solución (mayor a 1 ppm O2), oxidaría al zinc restándole capacidad de precipitación y aumentando el consumo de este. 7. ¿Qué efectos negativos produciría los sólidos en suspensión, sino se eliminan por clarificación? Estos sólidos en suspensión pueden detener la cementación del oro o pasivar al zinc, así como también puede causar problemas en los filtros prensas y en la etapa de fundición de los precipitados 8. Cuáles son los consumos usuales de Zn a nivel industrial en este proceso. Su consumo se estima en 25 Kg/mes, a razón de 2.0 Kg zinc/Kg. Au 9. ¿Qué componentes debe tener la carga fundente para la fundición del precipitado después de la calcinación? Bórax: El Bórax se funde a 743º C, lo cual disminuye el punto de fusión para toda la carga. Cuando se funde es muy viscoso, pero en calor rojo se convierte en un ácido fluido fuerte el cual disuelve y capta prácticamente todos los Óxidos metálicos (tanto ácidos como básicos). Las grandes cantidades de Bórax pueden ser perjudiciales causando una escoria dura y poco homogénea. Además un exceso de Bórax puede dificultar la separación de fases debido a la reducción del coeficiente de expansión de la escoria y su acción de impedir cristalización. Sílice: El Dióxido de Silicio (SiO2) funde a 1750°C y es el fundente ácido más fuerte y disponible que se tiene. Se combina con Óxidos metálicos para formar cadenas de silicato estables. Las escorias con alto contenido de Sílice son extremadamente viscosas y retienen excesivamente metálicos en suspensión. Cuando la Sílice se mezcla con Bórax, se forman cadenas Borosilicatadas. El ratio en peso de Bórax a Sílice en presencia de cantidades considerables de Zinc, generalmente no debe ser menor de 2:1.Estas escorias Borosilicatadas no solo tendrán una alta solubilidad para Óxidos metálicos base, sino que ofrecen buena fluidez al fundido. Nitro: El Nitrato de Sodio (Na2NO3) se añade para oxidar los metales básicos en la carga. Este es un agente oxidante muy poderoso cuyo punto de fusión es de 338ºC. A bajas temperaturas el nitro se funde sin alteraciones; pero a temperaturas entre 500ºC y 600ºC se descompone produciendo Oxígeno, el cual oxida a los sulfuros y algunos metales como el Hierro, Cobre y Zinc. Se debe controlar la adición de Nitro porque al liberar Oxígeno ocasiona una reacción vigorosa y puede ocasionar el rebose en el crisol. El Nitro reacciona con el Grafito, provocando una excesiva erosión del crisol reduciendo su vida. Carbonato de Sodio: El Carbonato de Sodio (Na2CO3), es un fundente básico poderoso que funde a 852°C. En presencia de Sílice, el Carbonato de Sodio forma Silicato de Sodio con el desprendimiento de Dióxido de Carbono. Estos silicatos reaccionan con una variedad de Óxidos básicos para formar silicatos complejos. Además, debido a la facilidad natural para formar sulfatos alcalinos, también actúa como desulfurizante y un agente oxidante. El uso de El Na2CO3 proporciona transparencia a la escoria pero en cantidades excesivas origina escorias pegajosas e higroscópicas que son difíciles de remover del Doré. PROCESAMIENTO DE MINERALES II

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Fluoruro de Calcio: Conocido como Fluorspar (CaF2), tiene un punto de fusión de 1380°C. Cuando se funde es muy fluido y es capaz de mantener en suspensión partículas sin fundir, sin afectar la fluidez de la escoria. Reduce la viscosidad porque es un eficiente rompedor de cadenas silicatadas. Aun en pocas cantidades, el Fluoruro de Calcio tiende a atacar el crisol y puede causar pérdida del Bórax por volatilización del BF3. 10. Explicar las condiciones y reacciones en el caso de precipitar metales preciosos con aluminio. En la recuperación de oro y plata con aluminio se encontró que la disolución de este es completamente independiente de la concentración de cianuro, siendo afectada únicamente por el incremento del pH. Cuando la recuperación del oro y la plata se lleva a cabo con concentraciones de aluminio mayores que 10-3 M, se aumenta la estabilidad termodinámica del hidróxido de aluminio insoluble Al(OH)3, y se suprime la estabilidad del aluminato AlO2- soluble. Este comportamiento es desfavorable pues la disolución del aluminio es retardada por la presencia de capas pasivas. Au(CN)-2 + Zn + 4CN- = Au° + 2CN-+ Zn(CN)-24 Al + 4OH- + Na+ + 3Au+ = 3Auº + Na+ + AlO2- + 2H2O

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA: [1] PFR TECSUP: PROCESAMIENTO DE MINERALES II. Página (121).

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