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• Liliana Janeth Avila Amaro

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UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO.

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FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS UNIDAD DURANGO INGENIERÍA EN CIENCIAS DE LOS MATERIALES.

PROCESOS METALURGICOS REPORTE DE PRÁCTICA LIXIVIACIÓN DINÁMICA DE ORO Y PLATA ALUMNA: LILIANA JANETH AVILA AMARO

PROFESOR: ING. VÍCTOR MANUEL VILLA ORTEGA

OCTAVO SEMESTRE FECHA DE ENTREGA: MIERCOLES 9 DE JUNIO DE 2011

INTRODUCCIÓN Lixiviación dinámica de oro y lata El presente trabajo se basó en un proceso de análisis y experimentación a nivel de laboratorio en medio acuoso donde la disolución del oro, plata y algunos otros componentes que se encuentran en un mineral alterado, son recuperados de manera óptima, mediante el uso de una solución alcalina de cianuro, que forma aniones complejos de oro, estables en condiciones líquidas. La parte experimental de este estudio se realizó mediante los ensayos de recuperación de oro en laboratorio, mediante el tratamiento metalúrgico de lixiviación dinámica, para ello se empleó un reactor de lixiviación especialmente diseñado para obtener recuperaciones de oro, el cual se encuentra en el Laboratorio de Investigaciones Multidisciplinarias de la Escuela de Minas. El tratamiento metalúrgico de las menas de oro está basado principalmente en las propiedades inusuales del oro nativo y sus posibles aleaciones con plata. Esto es por su alto peso específico comparado con los de la ganga asociada y por otro lado por su solubilidad en soluciones alcalinas diluidas de cianuro de sodio o potasio. La separación gravitacional y la cianuración de menas trituradas o molidas constituyen los métodos más comunes que se ve en el siguiente diagrama de flujo.

Lixiviación dinámica. Escala laboratorio. Uno de los métodos de disolución de oro más utilizado en el mundo, es la cianuración por agitación, debido a la elevada velocidad de reacción, las altas recuperaciones de oro obtenidas y porque funciona para una amplia variedad de minerales. En contraposición tiene costos más altos de instalación y operación respecto de los métodos en pilas, por lo que se aplica solo a menas que poseen leyes económicas. La elevada cinética de lixiviación de oro se debe primordialmente a la mejor liberación del oro, producto de una reducción de tamaño mayor. El proceso de agitación funciona muy bien para minerales con tamaños inferiores a 150 μm, existiendo operaciones que trabajan con minerales a de tamaños inferiores a 45 μm. Tamaños mayores incrementan el desgaste de las paletas de agitación por efecto de la abrasión y existe mayor dificultad de mantenerlos en suspensión. La densidad de pulpa utilizada varía entre 25–50% de sólidos, dependiendo del tamaño de las partículas, la gravedad específica y la presencia de minerales que incrementan la viscosidad de la pulpa, como las arcillas. El proceso de cianuración se inicia con la regulación del pH de trabajo entre 9,5 – 11,5, mediante la adición de la cal, previa a la adición de cianuro. Estas adiciones pueden realizarse en el tanque de cianuración o previamente en el molino. El tiempo de contacto puede ir 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). Factores que afectan la disolución de oro: a) Concentración de cianuro b) Concentración de oxígeno o aireación (máxima concentración de O2 en la solución = 8 mg/litro) c) pH y alcalinidad d) Área superficial y tamaño de grano e) Efecto de la agitación (velocidad de disolución) f) Constituyentes de la mena 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 las siguientes ecuaciones que son conocidas como las ecuaciones de ELSNER: 4 Au + 8 CNNa + O2 + 2 H2O → 4 (CN)2 Na Au + 4 HONa 4 Ag + 8 CNNa + O2 + 2 H2O → 4 (CN)2 Na Ag + 4 HONa

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. Variables a determinar: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Consumo de cianuro por tonelada de mineral tratado. Consumo de cal por tonelada de mineral tratado. Optimo grado de molienda. Tiempo de contacto. Concentración más conveniente del cianuro en la solución. Dilución más adecuada de la pulpa.

OBJETIVO Nuestro propósito fue llegar a valores superiores al 85%, teniendo en cuenta los parámetros y variables de operación que intervienen en todo sistema de lixiviación dinámica. Este estudio tuvo como finalidad recuperar la máxima concentración de oro, a partir de minerales alterados, como un relave polimetálico de flotación. Se tuvo en consideración la velocidad de agitación del sistema de lixiviación por cianuración, como uno de los principales factores que afectan la velocidad de disolución del oro en todo tratamiento hidrometalúrgico que involucra la cinética de la reacción del sistema de lixiviación dinámica o lixiviación por agitación, el cual se fundamenta en el transporte de masa y la química de la cianuración que se basan en el hecho de que bajo condiciones oxidantes, el oro y la plata se disuelven y acomplejan en soluciones de cianuros alcalinos.

TABLA 1. EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS UTILIZADOS Materiales - Relave - Botellas de plástico - Agua destilada - Vasos de precipitados - Piceta - Probeta - Buretra - Mallas - Espátula - Balde - Papel de filtro - Pipeta - Embudo - Matraz kitazato - Matraz erlenmeyer

Equipo - Chancadora primaria - Molino de bolas - Rodillos de lixiviación - Horno mufla - Pulverizadora - Balanza analítica

Reactivos - Rodamina - Nitrato de plomo - Cal - Cianuro de sodio - Nitrato de plata - Fenolftaleína - Yoduro de potasio

DESARROLLO 1. Pesamos un kilogramo de mena oxidada. 2. El porcentaje de sólidos fue de 25%, y mediante la realización de cálculos se determino una relación de (3:1). 3. Se introdujo al molino de bolas y se le agredo 1 litro de agua destilada. 4. Se molió durante 35 minutos. 5. Se le adiciono cal para obtener un pH = 11-12 (se le adicionaron 70 gamos de cal, por deficiencia de ésta). 6. Posteriormente se vertió nuestra muestra en una botella (previamente lavada), y se la agregaron 2 litros de agua, para así obtener los 3 litros requeridos. 7. A continuación 3 gramos de cianuro (basados en la bibliografía). 8. Se agito durante 72 horas. 9. Durante la agitación se realizaron 3 titulaciones, las cuales se escriben en la tabla 2. Los cálculos de las titulaciones se describen en el apartado A. 10. Transcurridas las 72 horas de agitación, se retiro la botella de los rodillos de agitación, se dejo asentar nuestra muestra hasta obtener una solución clara. 11. Después se filtro la solución, y pesamos 40 gramos de las colas obtenidas 12. A continuación procedimos a desoxigenar nuestra solución durante 1 hora. 13. Se realizaron cálculos para llevar a cabo la adición de polvo de Zn y nitrato de plomo (se describen en el apartado B). 14. Se le adicionaron 1.6 gramos de polvo de Zn y 0.64 gramos de nitrato de plomo a un litro de solución rica. Agitamos y después decantamos. 15. Se seco por completo el precipitado, y se peso, obteniendo asi 1.55 grs. De concentrado limpio.

TABLA 2. DATOS DE LAS TITULACIONES Datos iniciales - Mena oxidada -Tiempo de molienda: 35 min. - 25% sólidos (3:1) - pH = 11.5 - Cal agregada: 70 grs. - Tiempo de contacto: 72hrs. - NaCN agregado = 3grs. - Cribado a malla #8

Primer chequeo - 15 horas de agitación - pH = 12.5 - No se agrego cal - Se agrego 1.5 grs. de NaCN

Segundo chequeo - 31 horas de agitación - pH = 12.5 - No se agrego cal - Se agrego 2 grs. de NaCN

Tercer chequeo - 55 horas de agitación - pH = 12.5 - No se agrego cal - Se agrego 2.68 grs. de NaCN

CÁLCULOS Y RESULTADOS. APARTADO A: CÁLCULOS DE LA TITULACION  Primera titulación. A 15 horas de agitación. NaCN existente: 2.5 X 0.1 X 4.2 ml AgNO3 = 1.05 NaCN agregado inicialmente = 3grs 3grs. – 1.05 = 1.95 X 3 lts. = 5.85 3 – 5.85 = – 2.85 = – 3 grs. De NaCN que se deberían de haber agregado. 0.95 Nota: De los cuales solo se agregaron 1.5 gramos de NaCN.  Segunda titulación. A 31 horas de agitación. NaCN existente: 2.5 X 0.1 X 5.5 ml AgNO3 = 1.375 NaCN agregado inicialmente = 3grs 3grs. – 1.375 = 1.625 X 3 lts. = 4.875 3 – 4.875 = – 1.375 = – 1.97 grs. De NaCN que se deben agregar. 0.95 Nota: Se agregaron 2 gramos de NaCN.  Segunda titulación. A 55 horas de agitación. NaCN existente: 2.5 X 0.1 X 11.4 ml AgNO3 = 2.85 NaCN agregado inicialmente = 3grs 3grs. – 2.85 = 0.15 X 3 lts. = 0.45 3 – 0.45 = 2.55 = 2.68 grs. De NaCN que se deben agregar. 0.95 Nota: Se agregaron 2.68 gramos de NaCN.

APARTADO B: CÁLCULOS DE LA ADICIÓN DE POLVO DE Zn 15 grs. Au X 1,000,000 Kg 150 grs. Ag X 1,000,000 Kg 0.332 grs. polvo de Zn X

1 gr. de Au 15 grs. de Au

X = 4.98 gr. polvo de Zn ≈ 5 grs. 0.606 grs. polvo de Zn X

1 gr. de Ag 150 grs. de Ag

X = 90.9 gr. polvo de Zn ≈ 91 grs. 5 grs. + 91 grs. = 96 grs. X 10 = 960 grs. polvo de Zn/m3 960 grs. Zn. m3

1 m3 1,000 lts.

= 0.96 grs. de polvo de Zn /lt.

Se agregaron 2/3 de polvo de Zn más. 2/3 de 0.96 grs. = 0.64 grs. de polvo de Zn/lt.. 0.96 grs. + 0.64 grs. = 1.6 grs. de polvo de Zn/lt.. Dando como resultado, una adición total de 1.6 grs. de polvo de Zn/lt. Se agrego Pb(NO3)2 en cantidad equivalente a ¼ de porción de polvo de Zn. Es desir. 1.6 grs de polvo de Zn X

4/4 partes 1/4 parte

X = 0.64 grs de Pb(NO3)2 Cantidad de Pb(NO3)2 agregado es igual a =0.64 grs Se agrego 1.6 grs. de polvo de Zn y 0.64 grs. de Pb(NO3)2. Se agito y se dejo precipitar, a continuación se decanto y se puso a la estufa para retirar la solución presente en la muestra. Después se peso y se obtuvo 1.55 grs. de concentrado limpio.

CONCLUSIÓN Para la pequeña y mediana empresa, la evaluación de los procesos metalúrgicos es importante porque permitirá mejorar la productividad, ya sea aumentando la recuperación y reduciendo el consumo de reactivos con una tecnología apropiada y amigable con el medio ambiente. Se realizan ensayos a escala laboratorio, con la intención de determinar las condiciones optimas para el tratamiento económico y eficiente de la mena. Se obtuvo un concentrado limpio de 1.55 grs. y aunque obtuvimos buenos resultados, pienso que pudimos haber obtenido aun mejores resultados. Es de suma importancia llevar a cabo el desarrollo de una práctica con el debido conocimiento teórico para evitar errores. Es primordial que el personal de apoyo este también preparado y cumpla con el objetivo de la práctica.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Guevara Caiquetán A, De la Torre Chauvin E. Lixiviación con Cianuro-Cianuración. 2. Marsden J. y House I. (1992). The chemistry of the gold extraction. Ellis Horwood, New York,. 3. Guevara Caiquetán A.( 2005) De la Torre Chauvin Ernesto. Recuperación de oro a partir de minerales refractarios polisulfurados. Quito-Ecuador. http://www.scielo.org.pe/pdf/iigeo/v12n24/a14v12n24.pdf http://www.textoscientificos.com/mineria/lixiviacion-oro http://www.taringa.net/posts/info/1127985/Lixiviacion-de-Oro.html