Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Casi todo el oro existente en la naturaleza se encuentra como oro nativo, metales como la plata y minerales tales como la pirita, galena, blenda de cinc, arsenopirita, estibina, pirrotita y calcopirita se encuentran asociados al oro, pudiéndose encontrar también selenio y magnetita. Las gangas más frecuentes son feldespatos, cuarzo, micas, garnet y calcitas. Aunque las gangas minerales son insolubles en soluciones de cianuro existen algunos metales que en alguna proporción son solubles. Las materias carbonáceas existentes en las menas absorben los cianuros de oro.

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Durante el siglo XVIII, los alquimistas ya conocían que el oro era soluble en soluciones acuosas de cianuro de potasio. El cianuro ha sido el reactivo de lixiviación preponderante para el oro, debido a su excelente extracción, a partir de una gran variedad de menas, y bajo costo. Si bien el cianuro es un lixiviante poderoso para oro y plata, no es selectivo y forma compuestos complejos con una variedad de iones metálicos y minerales.

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Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Mecanismo de Cianuración. La reacción de disolución, es un proceso de corrosión en el cual el oxigeno capta electrones de una parte de la superficie metálica (zona catódica) mientras que el metal entrega en la otra (zona anódica); se llevan a cabo dos reacciones simultaneas:

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Elsner (1846) fue el primero en reconocer que el oxigeno atmosférico, era esencial para la disolución de oro en soluciones de cianuro, atribuyéndosele la siguiente reacción: Representación esquemática de la disolución de oro en una solución de cianuro (Habashi, 1966)

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Área catódica Capa límite de Nerst  O2 disuelto Flujo de electrones CN - Área anódica

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Una relación cuantitativa del gradiente de concentración y de la cantidad de materia transportada por difusión se expresa por la primera ley de Fick “El flujo de una sustancia que atraviesa una superficie de área A, es proporcional al gradiente de concentración en el sentido del flujo”.

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro De acuerdo a la ley de Fick se tiene: El proceso en general es un proceso difusional, se asume que la reacción química en la interfase del metal es más rápida, comparada con la velocidad a la cual el ion oxigeno y el cianuro difunden a través de la capa estacionaria, entonces serán consumidos tan pronto como ellos alcancen la superficie del metal.

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Esto significa que a esas concentraciones de cianuro y oxigeno, los cambios de velocidad de disolución dependen del uno del otro, esto queda demostrado en la siguiente figura.

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Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Es evidente que la condición que regula la dependencia de la velocidad de disolución, tanto de la concentración de cianuro como de oxigeno está dado por: Si la razón promedio de los coeficientes de difusión es 1,5; la velocidad máxima de disolución ocurre cuando:

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Desde un puno de vista técnico los resultados anteriores pueden establecerse de la siguiente manera: Ni la concentración de oxigeno disuelto sólo (grado de aireación de la solución), ni la concentración del cianuro libre sólo, son importante en las prácticas actuales. Es por lo tanto, recomendable analizar tanto el contenido del cianuro libre como del oxigeno disuelto en la solución para llegar a su relación molar óptima.

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Efecto de la concentración de cianuro en el % de disolución La tasa de disolución del oro en soluciones de cianuro, alcanza un máximo al pasar de soluciones concentradas a soluciones diluidas. En la práctica la mayoría de las plantas de cianuración de minerales de oro emplean soluciones que contienen menos de 0,05% de NaCN, el promedio general es probablemente de 0,02 a 0,035%

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Efecto del Oxigeno en la disolución del oro El uso de oxigeno o de un agente oxidante es esencial para su disolución bajo las normas comunes del proceso de cianuración.

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Efecto de la Alcalinidad Es esencial que la solución de cianuro deba ser mantenida alcalina por las siguientes razones: 1) Para prevenir la hidrólisis del ion cianuro Para prevenir la descomposición por CO2 atmosférico El agua saturada con HCN gas y oxigeno ataca el oro generando AuCN insoluble y H2O2

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Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Efecto de la temperatura: Aumentando la temperatura se espera que aumente la velocidad de disolución, pero, existe una reducción del contenido de oxigeno disuelto. Sobre los 110 °C la descomposición del cianuro es apreciable.

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Especie % Disuelto en 24 [h] Oro Calaverita AuTe2 Fácilmente soluble Plata Argentita Ag2S Cerargyrita AgCl Proustita Ag3AsS3 Escasamente soluble Pyrargyrita Ag3AsSb3

Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Especie % Disuelto en 24 [h] Cobre Azurita 2CuCO3Cu(OH)2 94,5 Malaquita CuCO3Cu(OH)2 90,2 Calcocina Cu2S Bornita FeS 2Cu2S CuS 70,0 Enargita 3CuS As2S5 65,8 Crisocola CuSiO3 2H2O 11,8 Calcopirita CuFeS2 5,6

FeS FeS2 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Minerales de Especie % Disuelto en 24 [h] Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Minerales de Especie % Disuelto en 24 [h] Hierro Pyrrhotita FeS Fácilmente soluble Pirita FeS2 Escasamente soluble Hematita Fe2O3 Magnetita Fe3O4 Prácticamente insoluble Siderita FeCO3

As2S3 As2S2 FeAsS Sb2O3 PbS Minerales de Especie % Disuelto en 24 [h] Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro Minerales de Especie % Disuelto en 24 [h] Arsénico Oropimente As2S3 73,0 Rejalgar As2S2 9,4 Arsenopirita FeAsS 0,9 Antimonio Estibina Sb2O3 21,1 Plomo Galena PbS Soluble en alta alcalinidad

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Departamento de Ingeniería Metalúrgica Lixiviación de Minerales de oro La precipitación de oro de las soluciones de cianuro por medio de cinc, puede ser expresada por la siguiente reacción: En ausencia de cianuro libre, la reacción es la que sigue: La importancia del exceso de cianuro en las soluciones de lixiviación, reside en que favorece la formación de Zn(CN)42-, que es un compuesto soluble. El cianuro de cinc es insoluble en agua.

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