96-0745_if extraccion oro

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PRESENTACl6N

En el ultimo decenio, se constata que el pais ha sabido enfrentar con ex ito el desafio impuesto por la politica de apertura en los mercados intemacionales, alcanzando un creclmlento y desarrollo economico sustentable, con un sector empresarial dinamico, innovador y! capaz de adaptarse rapidamente a las seiiales del mercado.

Sin embargo, nuestra estrategia de desarrollo, fundada en el mayor esfuerzo exportador y en un esquema que principalmente hace uso de las ventajas compararivas que dan los recursos naturales y la abundancia relativa de la mano de obra, tendera a agotarse rapidamente como consecuencia del propio progreso nacionai. Por consiguiente, resulta determinante afrontar una segunda fase exportadora que debe estar caracterizada por la incorporacion de un mayor valor agregado de inteligencia, conocimientos y tecnologias a nuestros productos, a fm de bacerlos mas cornpetitivos.

Para abordar el proceso de modemizaci6n y reconversi6n de la estructura productiva del pais, reviste vital importancia el papel que cumplen las innovaciones tecnol6gicas. toda vez que ellas confieren sustentaci6n real a la competitividad de nuestra oferta exportable'. Para ello, el Gobiemo ofrece insrrumentos fmancieros que promueven e incentivan la innovaci6n y el desarrollo tecnol6gico de las empresas productoras de bienes y servicios.

EI Fondo NacionaI de Desarrollo Tecnol6gico y Productivo FONTEC, organismo creado por CORFO, cuenta con los recursos necesarios para financiar Proyectos de Innovacion Tecnol6gica, formulados por las empresas del sector privado nacional para la introduccion 0 adaptacion y desarrollo de productos, procesos 0 de equipos.

Las Lineas de fmanciamiento de este Fondo incJuyen, ademas, el apoyo a la ejecuci6n de proyectos de Inversion en Infraestructura Tecnologica y de Centros de Transferencia Tecnologica a objeto que las empresas dispongan de sus propias instalaciones de control de calidad y de investigacion y desarrollo de nuevos productos 0 procesos.

De este modo se tiende a la incorporacion del concepto "Empresa -Pais", en la comunidad naciooal, donde no es solo una empresa aislada la que compite con productos de caJidad, sino que es la "Marca - Pais" la que se hace presente en los mercados intemacionales.

EI Proyecto que se presenta, constituye un valioso aporte al cumplimiento de los objetivos y metas anteriormente comentados.

FONTEC - CORFO

"

PROYECTO DE INNOVACION TECNOLOGICA

INFORME FINAL

RECUPERACION DE ORO CONTENIDO EN RELAVES DE LA COMPANIA TAMAYA S.A.

paR SERGIO ARANCIBIA SECALL

JUNia, 1997

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1. RESUMEN EJECUTIVO

1.1 ANTECEDENTES DE LA EMPRESA

La Compania Minera Tamaya SA es una empresa cuyo principal objetivo es la explotacion y beneficio de minerales.

Esta esta ubicada muy cerca de la villa de Punitaqui, 39 Km al sur de Ovalle en la IV Region de Chile con coordenadas de 71 14' Oeste y 30 51' Sur a una altitud de 300 m.s.n.m.

Actualmente la Compania beneficia mineral de oro y cobre a una razon de 18.000 TMS por mes con una ley media en torno a los 5 grlton Au y 1 %CUT. EI proceso utilizado es el de Chancado, Molienda, Concentracion por Flotacion, Espesamiento, Filtrado y Secado de Concentrado de Au-Cu los cuales son embarcados a la fundicion de Enami, Ventanas. Los desechos del proceso de concentracion par flotacion, son confinados en un tranque de relaves.

La operacion del Concentrador desde sus inicios (decada del 30) hasta Enero de 1984, acumulo 2.100.000 TMS de relaves con contenidos de 1.66 gr/ton Au, 0.47 %Cu Y 1 gr/ton Ag. (Antecedentes determinados y confirmados por sondajes y cubicaciones realizados por el Dr. Gernot Hess de Metallgesellschaft A. G.).

En 1987 se construyo una planta de Lixiviacion en Pilas por cianuracion para procesar estos relaves, con una capacidad de tratamiento de 30.000 ton por mes; las operaciones se paralizaron en Enero de 1995 por 5 dificultades metalurgicas. Durante este tiempo, s deposita ron los ripios de lixiviacion en 3 botaderos con un contenido medio de 1.017 gr/ton Au y 0.42 %Cu.

Estos botaderos de ripio con los contenidos metalicos senalados, se ha constituido en un blanco importante para la compania, ya que el potencial economico que constituye la recuperaci{on solo del oro, es del orden de las 30.000 onzas (unos US$ 10.000.000).

Compaiiia Minera Tamaya S.A. 1R\'cstigaci6n & Desarrollo

INFORME FINAL Proyecto FONTEC N~6-0745

~ .

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Lo anterior dio lugar a un proyecto de innovacion tecnologica que comprende el estudio comparativo de dos tecnologias de purificacion de soluciones cupro-auriferas, tecnologias que no han sido usadas en Chile para el tratamiento de estos materiales, y siendo una de elias tecnologia emergente en el campo de la mineria especializada.

La implementacion del proyecto con la tecnologia innovativa de mejor resultado tecnico-economico, se lIevaria a cabo utilizando parte de la infraestructura actual de la planta de cianuracion mencionada anteriormente.

Las soluciones ricas (PLS) originadas en la lixiviacion por agitacion con cianuro de los relaves, tienen contenidos de oro que van de 0.30 a 1.00 ppm y entre 200 a 300 ppm de cobre.

Esta concentracion de la solucion cuproaurifera con una relacion de Cu : Au = 300 a 1000 : 1, presenta serias dificultades al proceso de purificacion por medios convencionales (Merrill-Crowe, Carbon Activado), con el objetivo de recuperar el oro.

EI contenido en cobre provoca una serie de problemas, tales como: aumento considerable de reactivos (cianuro de sodio, zinc en polvo, carbon activado, viruta de acero, energia electrica .. ); baja eficiencia en los procesos de adsorcion, elucion y electroobtencion (EW); contaminacion del producto final (Metal Dore).

EI proyecto tecnologico lIevado a cabo por la compania, consistio en comparar la tecnologia de purificacion de las soluciones cuproauriferas utilizando el proceso de Carbon en Columnas (CIC) con la tecnologia de Reconocimiento Molecular (MRT) utilizando ligandos artificiales,SuperLig.

Cabe hacer men cion que el estudio se inicio con una comparacion entre CIP (Carbon en Pulpa) y RIP (Resin en Pulpa), sin embargo, en el desarrollo de la experimentacion a nivel Laboratorio, se pudo comprobar que los adsorbentes seleccionados no mostraban selectividad del oro en presencia de altas concentraciones de cobre y por otro lado sus bajas concentraciones en Qro, mostraban bajas eficiencias en la etapa de adsorcion unido a una cinetica muy lenta.

Compania Miners Tamaya S.A. Im'e5tl~acion & De,arrollo

2 INFORME FINAL

Proyccto FONTEC N~6-074S

2. EXPOSICION DEL PROBLEMA

2.1 Origen del proyecto tecnol6gico.

Entre los alios 1987 y 1994, se trataron 2.000.000 TMS de relaves de f1otaci6n con leyes de 1.66 gr/ton Au y 0.47% CUT por el proceso de lixiviaci6n en pilas en ambiente alcalino y con cianuro de sodio.

Se utilizaron 300 gr de cianuro de sodio por tonelada de relaves en la etapa de curado para la disoluci6n del oro y otros metales cianicidas (Cu y Fe principalmente). Oebido al inconveniente que presentaban los complejos cuprocianuros en la etapa de adosrci6n en carb6n activado (CIC), se agreg6 a la soluci6n rica (PLS) un exceso de cianuro de sodio, 500 gr por tonelada de relaves, con el objeto de complejar el cobre y precipitarlos en la pila misma en forma de complejos debilmente estables en soluciones alcalinas, Na2CU(CNh y Na3Cu(CNk

Los relaves asi lixiviados y segun se muestra en la figura 1.1, fueron depositados como ripios de lixiviaci6n en los Botaderos 1, 2 Y 3.(ver lamina disposici6n botaderos en planta).

Los ripios depositados y confinados sobre carpetas de HOPE, quedaron conteniendo los precipitados de cobre complejados con el exceso de cianuro de sodio. La concentraci6n de los ripios qued6 con 0.42% CUT, 1.017 gr/ton Au y con un contenido de cianuro mayor de 100 ppm.

EI contenido en oro y cianuro de los botaderos, presentaban a la compania un desaffo tecnico, econ6mico y ambiental. Es asi como a partir del ano 1995 se inician los estudios de investigaci6n con el objetivo de enfrentar el desaffo senalado, esto es :

desarrollar ylo implementar un proceso tecnol6gico para el tratamiento de ripios de lixiviaci6n por cianuraci6n de oro con altos contenidos de cobre y,

pasivar el cianuro contenido en los ripios confinados para minimizar la problematica ambiental.

Compania Minera Tamaya S.A. Innstigacion & Desarrollo

3 INFORME FINAL

Proyt.octo FONTEC N096-O'-IS

2.1 Objetivos Tecnicos del proyecto.

Los objetivos tecnicos especfficos del proyecto a lograr son:

La implementacion de tecnologias innovativas para el tratamiento de relaves de flotacion 0 ripios de lixiviacion de menas de oro-cobre con altos contenidos de cobre.

Determinacion de la factibilidad tecnica del uso de Resinas u otros adsorbentes para la purificacion de soluciones auriferas con alto contenido de cobre.

Obtencion de Criterios de Diseno para los procesos de purificacion de estas soluciones a nivel industrial.

2.3 Tipo de Innovaci6n Desarrollada.

Estudios mineralogicos realizados a las muestras de los botaderos y pruebas exploratorias de lixiviacion, indicaban que el oro presente y factible de lixiviar (oro liberado), presentaba una superficie pasivada por efecto de la concentracion del ion sulfuro (82-).

Esto daba como resultado una cinetica lenta de la disolucion del oro, aun cuando el tamano de grana medio era del orden de 4 micras.

Tambien, que la disolucion del oro aumentaba con el aumento del cianuro adicionado acompanado de un incremento en la disolucion del cobre, elemento perjudicial en el proceso como ya se ha comentado anteriormente.

En esta etapa del proceso se debia estudiar la despaivacion de las particulas de oro para mejorar el aspecto cinetico de la reaccion, esto traeria consigo una menor disolucion del cobre y un menor consumo de cianuro.

Por otro lado, el material de los botaderos contenia precipitados de cobre en la forma de complejos, esto es , cianuros dobles de Na2Cu(CNh; Na3Cu(CNk

Compafiia Minera Tamaya S.A. [nvestigaciiin & De58.rrollo

4 INFORME FINAL

Proyto FONTEC N'96-0145

Estos complejos se formaron p~r la accion del cianuro de sodio (NaCN) sobre el cianuro cuproso (Cu(CN)), este ultimo, producto de la lixiviacion de los relaves de flotacion que contenian oxidos de cobre.

Las soluciones cuproauriferas obtenidas del proceso de lixiviacion en pilas con alto contenido de cobre, fueron tratadas con un exceso de cianuro de sodio para formar los complejos de cobre serialados y evitar la adsorcion de estos en el carbon activado (complejos de mayor tamario que los Au(CN)2 ). Este procedimiento permitio la factibilidad tecnica de la purificacion de las soluciones con carbon activado. Sin embargo, hoy se presentan nuevamente activos y perjudiciales para los procesos de beneficio ya que son facilmente solubles en agua.

EI procedimiento de neutralizar el cobre con un exceso de cianuro de sodio no es repetible actualmente p~r el bajo contenido de oro, 10 que no hace rentable el proyecto, y p~r un aumento del impacto ambiental negativo de los botaderos.

En esta etapa del proceso se debia encontrar la viabilidad tecnica de purificar las soluciones auriferas con alto contenido de cobre utilizando mecanismos que estabilizaran quimicamente el cianuro, esto es, eliminando el cianuro libre total de los botaderos.

Para lIevar a cabo el estudio, se programo desarrollar tecnicas de pre-tratamiento de los ripios de botadero antes de la cianuraci6n con el fin de despasivar la superficie de las particulas de oro y bajar las concentraciones en cobre de la solucion rica, y por otro lado, utilizar resinas de intercambio anionico para purificar las soluciones ricas obteniendo un producto final de mayor pureza (metal dore) y un material de desecho con concentraciones de cianuro compatibles con el medio ambiente.

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5 INFORME FINA L

Proyecto FONTEC N'96-ll745

3. METODOLOGIA Y PLAN DE TRABAJO

EI estudio experimental a nivel de laboratorio, corresponde al estudio de dos etapas del proceso que son:

Estudio de Lixiviaci6n por Agitaci6n con Cianuraci6n. Estudio de Concentraci6n de Soluci6n Rica (PLS) por : Adsorci6n en Carb6n Activado y Resina Desorcion del Adsorbente

En la Lixiviacion por Agitaci6n, usando como reactivo lixiviante el cianuro de sodio, se estudiaron las siguientes variables:

Concentracion del cianuro de sodio (ppm) y punta de aplicacion pH de la reaccion Porcentaje de solidos (%) Grado de molienda Reactivo neutralizante :

Hidroxido de Sodio (NaOH) Lechada de cal (CaO)

Reactivo oxidante : Peroxido de Hidrogeno (H202) Hipoclorito de Sodio (NaCIO)

Reactivo despasivante : Nitrato de Plomo (Pb[N03)2)

Aire

Compaiiia Minera Tamaya S.A. In,'estigaciOn & Desarrollo

6 INFORME FINAL

Pro)'ccto FONTEC N"96"()745

En la Concentracion y/o Purificacion de la Solucion, usando como reactivo adsorbente el Carb6n Activado y la Resina, se estudiaron las siguientes variables:

Concentraci6n de la soluci6n rica (PLS) en ppm pH de la soluci6n Raz6n peso adsorbente I volumen soluci6n

Tipo de Carb6n ( Norit, Cascara de Coco)

En la concentraci6n de la soluci6n, se utiliz6 como adsorbentes el Carb6n Activado y la Resina Aurix. La etapa de concentraci6n ylo purificaci6n de la soluci6n aurffera contempl6 las operaciones de:

Adsorci6n en carb6n activado utilizando los procesos de : Carbon en Pulpa (CIP) Carbon en Columna (CIC)

Adsorci6n en Resina Aurix utilizando los procesos de : Resina en Pulpa (RIP) Resina en Columna (RIC)

Desorci6n del Carb6n Activado Desorci6n de la Resina

La programaci6n experimental, incluy6 un estudio a nivel escala de laboratorio, que en el caso de la cianuraci6n - carbon en pulpa y resinas en pulpa (CIP; RIP), se realiz6 en un reactor de 1 L ; en el caso del carb6n activado y resinas en columna, se usa ron columnas de 20 ml en serie. En esta etapa se identificaron las variables mas importantes del proceso y se

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7 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N"96-0745

establecieron las condiciones experimentales que permitieran una mayor extracci6n de oro. Tambien se incluy6 una etapa de verificaci6nl a escala piloto, en la que se validaron las condiciones experimentales de laboratorio que permitieron obtener las mayores recuperaciones. Esta etapa se realiz6 en reactores de 60 L para el proceso de carb6n y resina en pulpa y 600 L para el proceso de lixiviaci6n.

A continuaci6n se describe el programa experimental para cada una de las etapas y niveles de volumen que se utilizaron. Primero se presentan los resultados obtenidos para la Cianuraci6n p~r Agitaci6n, y luego se continua con los resultados obtenidos en la Concentraci6n de la Soluci6n Rica p~r los procesos serialados.

3.1 LlXIVIACION POR AGITACION CON CIANURO DE SOOIO

Quimica General de la Cianuraci6n

Las sales simples de cianuro tales como cianuro de sodio, potacio y calcio, se disuelven y se ionizan en agua formando sus respectivos cationes metalicos e iones de cianuro libre. EI mas usado comercialmente es el cianuro de sodio y se ioniza de acuerdo a la reacci6n:

NaCN Na+ + CN- [3.1]

Los iones cianuro se hidrolizan en agua formando cianuro de hidr6geno molecular (HCN) y iones hidroxilos (OH-) con un aumento del pH de acuerdo a la reacci6n:

Compaiiia Minera Tamaya s.A. Innstigacion & DesarroUo

8 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC ND96-0745

[3.2]

EI cianuro de hidrogeno es un Bcido debil que se disocia parcial mente en agua de acuerdo a la siguiente reaccion:

HeN B [3.3]

En la Figura 3.1 se muestra la disociacion de la reaccion en equilibrio en funcion del pH.

100 0

~ 10 '-\ W ~ , m ~

~ ~ \ , z Z ~~ oou ,

~ ~ , ~ 00

1\ m ro j I W 00 10 90 l\ ,

"'-,

o 100 ,

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 14 pH

Figura 3.1 Especiacion del cianuro y cianuro de hidrogeno en soluciones acuosas en funcion del pH.

Compaiiia Minera Tama)'a S.A. [nustigacion & Dellarrollo

9 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N~6-07"5

Disoluci6n del Oro

En soluciones acuosas el oro es oxidado y se disuelve formando complejos de Au(I), (Au(CN)2-) como se muestra en el diagrama Eh-pH que se muestra en Figura 3.2. EI mecanisme de disoluci6n del oro en soluciones de cianuro es electroqu[mico en naturaleza. La reacci6n an6dica esta dada por la siguiente ecuaci6n:

4Au + 8 CN B [3.4]

La reacci6n procedera si los electrones producidos pueden ser consumidos 10 que ocurre en la reducci6n de ox[geno en sitios cot6dicos sobre la superficie del metal y que puede ser expresada p~r la siguiente reacci6n:

Compailia Mincra Tamaya S.A. Innstigaciim & Desarrollo

10

[3.5]

INFORME FINAL Proyedo FONTEC N"96-0745

2.0

1.5

1.0

0.5

g 0.0 ~

1 -,

-D.5

-1.0

-1.5

2,0

Dlagrama de Equilibria Potencial - pH Oro - Clanuro - agua a 25 C

0,

H,O Au(CN),-

~6 7 6 9 10 11

H,

HCN CN-

-

12 13 14 pH

I -

Au

Figura 3.2 Diagrama Potencial-pH para el Sistema Au-H20-CN- a 25 C.

La Concentracion de Au de todas las especies solubles es de 10-5 M,

la concentracion de [CN-] 10-2 M, P( 02)= P( H2) = 1 atm, log[(H202-

EI mecanismo de la disolucion del oro se ha estudiado por voltametrfa ciclica. La figura 3_3 muestra que la oxidacion del oro procede en tres etapas_ La primera etapa (pico a - 0,4 V) representa la formacion de la especie AuCN la que es adsorbida en la superficie metalica y causa una pasivacion temporaria. Esta dada por la reaccion:

Compaiiia Miners Tamaya s.A. [m:estigacion & DesarroUo

11 INFORME FINAL

Proyccto FONTEC N096-0745

4 AuCN(ads) + 4 e- B 4 Au + 8 CN-

EI segundo maximo que ocurre a 0,3 V se atribuye a la reacci6n de acomplejamiento dada par:

4 AuCN(ads) + 4 CN- B 4Au(CN)2-

[3.6]

[3.7]

EI maximo que ocurre a aproximadamente 0,65 V se piensa que se debe a la formaci6n de una capa de AU203 que pasiva la capa de la superficie. La

pasivaci6n de la superficie metalica es disminufda can iones metalicos tales como Pb, Bi, Hg Y Th.

CoI'odo EB Q,+lM+2e ..... HOz + lOH

i!MIXTO

e ed! ,Au/Au(eN)i An6do

Au+2CN .... Au(CN}- + e

Figura 3.3 Curvas Corriente versus Potencial para la Oxidaci6n del Au en Soluci6n Alcalina de Cianuro.

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12 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC N"96-074~

EI mecanisme de la reacci6n cat6dica [3.5] que ha sido investigado experimental mente involucra las siguientes reacciones:

[3.8]

EI per6xido de hidr6geno puede reaccionar de acuerdo a la siguiente

reacci6n:

Tambien puede descomponerse de acuerdo a la reacci6n:

La ecuaci6n que expresa las reacciones cat6dicas y an6dicas es:

Por 10 anteriormente expuesto, las variables que se estudiaron son:

Grado de molienda

Concentraci6n de cianuro de sodio

pH de la reacci6n

Porcentaje de s61idos Reactivo neutralizante :

NaOH

13

[3.9]

[3.10]

Compaiiia Minera Tamaya s.A. InnstigaciOn & De!larrollo

INFORME FINA L Proyecto FONTEC N"9fHl745

Reactivo oxidante :

Peroxido de Hidrogeno Hipoclorito de Sodio

Reactivo despasivante

Nitrato de Plomo

3.1.1 Descripci6n de los Equipos

EI desarrollo del programa experimental se realizo a nivel de laboratorio en reactores de 1 L Y a nivel piloto en reactores de 60 L. Y 600 L

Experimentaci6n Realizada en Reactor de 1 Litro

La programacion experimental a escala de laboratorio se realizo en un reactor de 1 L. Este reactor cuenta con un sistema de agitacion y es abierto para permitir el adicionamiento de reactivos y la introduccion de electrodos para control del pH, mV, TO y toma de muestras para A.Q. En Figura 3.4 se muestra el reactor en que se realizaron las experiencias.

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14 INFORME FINAL

Proyect" FONfEC N"96-0745

Figura 3.4 Equipos en Experimentacion en Reactor de 1 L

Experimentacion Realizada en Reactor de 60 L

La programacion experimental a escala piloto para verificar las pruebas a nivel laboratorio, se realizaron en una serie de 6 reactores de 60 L de capacidad cada uno con agitadores de velocidad variable.

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15 INFORME FINA L

Proyecto FONTEC N096-0745

Estos agitadores se montaron en una estructura de dos niveles conteniendo 3 reactores cada nivel, Y su descarga, se lIev6 a un filtro de prensa fabricado especialmente para este prop6sito.

En la Figura 3.5 se muestra la instalaci6n de los reactores de 60 L Y su panel de control conteniendo los variadores de frecuencia.

Figura 3.5 Equipos en Experimentacion en Reactor de 60 L

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16 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N'96~74S

Experimentaci6n Realizada en Reactores de 600 L

Con el proposito de realizar pruebas a mayor escala para verificar el comportamiento de los ripios, frente al proceso de cianuracion estudiado, utilizando los reactivos oxidantes y despasivadores de superficie, se construyeron 3 reactores de 600 L de capacidad cada uno y con sistema de agitacion autoaspirante, con el objeto de asegurar una mayor cantidad de aire en la pulpa. Estos reactores se muestran en la Figura 3.6.

Figura 3.6 Equipos en Experimentaci6n en Reactores de 600 L

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17 INFORME FINAL


3.1.2 Materiales

Ripios de Botaderos

Se utilizaron muestras de los botaderos 1,2,3 obtenidas por sondajes de 4 m de profundidad por cada banco, de altura tam bien de 4 m, y ubicados en los 4 puntos cardinales.(Anexo 1)

Los ripios fueron analizados quimicamente por oro, cobre, hierro, calcio y cianuro.Tambien fueron caracterizados via estudios mineral6gicos yanalisis granulometricos.

Aire

EI aire usado proviene de un compresor que utiliza un filtro para atrapar la humedad yes distribufdo a los reactores de 1 L por medio de un manifold.

Agua Industrial

En la formaci6n de la pulpa y lavado de los ripiosse utiliz6 agua industrial

con un contenido de 0.04 gIL de Ca +2 y 0.003 ppm CN- libre.

Reactivos

Los reactivos utilizados en esta etapa son :

Hipoclorito de sodio (NaOCI), pureza a110% v/v. Hidr6xido de sodio (NaOH), pureza 99.00 % Cal (CaO),pureza 57.00 %

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18 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N09~745

Nitrato de Plomo Pb(N03)z, pureza 99,50 % Peroxido de Hidrogeno (H202) , pureza al 20 % v/v Cianuro de Sodio (NaCN), pureza 95.96 %

3.1.3 Procedimiento Experimental

La pulpa se prepara en los reactores serialados anteriormente y esta constituida por un 50 % en peso de material y un 50 % en peso de agua industrial a un pH entre 10 Y 11 con el agregado de una solucion de hidroxido de sodio 0 lechada de cal. Luego se adiciona una solucion de cianuro de sodio de acuerdo con las condiciones preestablecidas y la pulpa es agitada por el tiempo de reaccion predeterminado.

En las experiencias con aire, se burbujeo aire constantemente por el tiempo de reaccion. Para aumentar la solubilidad del oxigeno en la solucion, algunas experiencias se realizaron en una celda de flotacion.

En las experiencias realizadas con hipoclorito de sodio, nitrato de plomo 0 peroxido de hidrogeno, la adicion se realiza al inicio de la reaccion, antes de agregar el cianuro de sodio.

3.1.4 Condiciones Experimentales

Las condiciones experimentales y los niveles estudiados se muestran a continuacion.

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19 INFORME FINAL

Pl'Oyedo FONTEC N"%'()745

Concentraci6n de cianuro de sodio (ppm)

pH de la reacci6n Porcentaje de s61idos (%)

Grado de molienda

Reactivo neutralizante

NaOH (kg/ton) Lechada de cal (kg/ton)

Reactivo oxidante

200, 300, 500, 700, 1000, 1500, 2500 Adici6n al inicio reacci6n y cianuro constante durante la reacci6n 8.5/10.5/11.0 40/50

46,46% -200# Ty 80% -400#Ty

0,6 1,0

Per6xido de Hidr6geno (kg/ton) 1,5 Hipoclorito de Sodio

Aire Reactivo despasivante

Nitrato de Plomo

Tiempo de la Reacci6n

(kg/ton)

(kg/ton)

( Hrs)

1/2 con/ sin

0.5

1/3/6/12/24

Las experiencias mas promisorias fueron repetidas en reactores de 60 y 600 L. Las condiciones experimentales utilizadas en estas experiencias son descritas en la Tabla 3.5.

En las pruebas de Adsorci6n y Eluci6n, se utilizaron soluciones ricas (PLS) provenientes de lixiviaciones de una etapa, y soluciones enriquecidas

Compaiiia Minera Tamaya S.A. In\-'ntigacion & Desarrollo

20 INFORME FINAL


provenientes de dos y tres etapas (recirculacion de soluciones ricas).(Anexo 2).

Tabla 3.5: Condiciones Experimentales de las Pruebas Promisorias en Reactores Piloto

500

Porcentaje de s6lidos (%) 50 de Molienda (%-200 # Ty) 46.46

Reactivo neutralizante :

NaOH [kg/Ton] Reactivo oxidante :

NaOCI [kg/Ton] 2.0 Aire sin

Tiempo de la reaccion [hrs] 3

3.1.5 RESUL TACOS EXPERIMENTALES

Caracterizacion de los Ripios

Los resultados del analisis granulometrico, quimico y mineralogico, se encuentran en la Tabla 3.6, 3.7 Y 3.8 respectivamente.

Las muestras obtenidas del Botadero 1 constituyen la base de las caracterizaciones y de las pruebas de verificacion.

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21 INFORME FINAL

Proy.du FONTEC N"%-0745

Tabla 3.6: Analisis Granulometrico de los Ripios, Botadero 1

Distribuci6n Abertura Malia Peso Parcial Acumulado Pasante Ley Au

mm # gr % % % gpt 0.589 28 0.0 0.0 0.0 100.0 0 0.417 35 9.2 0.9 0.9 99.1 0.27 0.295 48 10.5 1.1 2.0 98.0 0 0.208 65 35.2 3.6 5.6 94.4 0.09 0.147 100 74.6 7.6 13.2 86.8 0.52 0.104 150 140.3 14.3 27.5 72.5 0.52 0.074 200 100.6 10.3 37.8 62.2 0.75 0.053 270 111.9 11.4 49.2 50.8 0.74 0.044 325 51.5 5.3 54.5 45.5 0.77 0.038 400 73.9 7.5 62.0 38.0 0.73

-400 372.3 38.0 100.0 0.0 1.06 980.0

Tabla 3.7 Composici6n Quimica de los Ripios Estudiados

Procedencia Ripio

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Au %Cu %Fe

22 INFORME FINAL

Proyed" FONTEC N"%-0745

Tabla 3.8: Composicion Mineralogica de los Ripios*

Mineral Composicion

rio] Albita [NaAISi308)) 3

Calcita [CaC03) 14 Hematita [Fe203) 5

Limonita /Goetita [FeOOH] 8 Pirita [FeS2) 1

Cuarzo [Si02] 69 Oro se encuentra libre finamente dividido Oxidos de hierro

en calidad de : Cuarzo Pirita

* Reahzada por Barrick

De acuerdo a los analisis mineral6gicos realizados en la ULS, encontramos las siguientes caracteristicas :

Especies Formula Quimica

Oro Au Calcopirita CuFeS2 Pirita FeS2 Magnetita Fe304 Limonita FeO(OH) Hematita Fe203 Ganga Calcita CaC03 Malaquita CU2C03(OHh Cuarzo Si02

Fuente: ULS

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Mineralogia % Relativo

lib 0.2-0.4 lib + as&He 0.3-1.0 lib 0.4-2.0 lib 1.4-2.0 lib 6.3-6.8 lib + as&Mgn 4.5-5.0

84.3-84.8

23

Tamano (Jl)

2a5 12

INFORME F1NA L Proyecto FONTEC N"96-074~

Desarrollo del Programa Experimental

Los resultados del programa experimental se presentan en forma detallada en Anexo 2. Primero se presentan los que se realizaron a nivel de 1 L para continuar con los desarrollados en el reactor de 60 L Y 600 L. Los resultados se presentan en el orden de acuerdo con las variables mencionadas anteriormente.

3.1.6 DISCUSION DE LOS RESULTADOS DE LlXIVIACION POR AGITACION CON CIANURACION

EI programa experimental en el reactor de 1 L, contempl6 un estudio para determinar la influencia que tienen variables tales como velocidad de agitaci6n, concentraci6n de cianuro de sodio, aire, densidad de pulpa, porcentaje de s6Iidos,pH,grado de molienda,reactivos oxidantes,reactivos despasivantes.

EI estudio se inici6 con la evaluaci6n del efecto de la velocidad de agitaci6n en el porcentaje de extracci6n de oro. Los procesos de Iixiviaci6n por cianuraci6n requieren que tengan una buena transferencia de masa y oxfgeno, los que dependen de la agitaci6n de la pulpa. Las condiciones de agitaci6n tambiem afectan la velocidad de absorci6n de oxigeno. AI aumentar la agitaci6n aumenta la dispersi6n y retenci6n de las burbujas de oxfgeno en la pulpa. EI grado de agitaci6n depende entre otros factores del diserio del reactor y de las aspas, de las caracteristicas de la pulpa (den sid ad y viscosidad), etc. En las experiencias realizadas se determin6 la velocidad de agitaci6n que mantenfa la pulpa suspendida y mantenfa una buena agitaci6n de la pulpa. La velocidad de agitaci6n que cumpl6 con estos requisitos fue de 600 rpm.

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24 INFORME FINAL

Proyccto FONTEC NOCJ6-0745

--- --- ---

~

3.1.S.1.Efecto del Porcentaje de S6lidos en Peso de Pulpa en la Extracci6n de Oro

EI efecto del porcentaje de s61idos se estudi6 en dos niveles a 40% y 50%. EI efecto se observa en la Figura 3.6. Esta Figura muestra que en este rango las variaciones en la extracci6n de Oro no son significativas.

Variacion Porcentaje Solido en Peso de Pulpa ~ 60 e:.

~ :::l 50

* -'-

-'::!I ...

{;'

3.1.6.2 Efecto de la Concentraci6n de Cianuro de Sodio en la Extracci6n de Oro.

EI efecto de la concentraci6n del cianuro de sodio fue investigado para distintos tiempos de reacci6n. Las experiencias fueron realizadas en tres modos de adici6n del cianuro de sodio. En la primera. el cianuro de sodio es adicionado al inicio de la reacci6n, en la segunda, la concentraci6n de cianuro de sodio se mantiene constante y en la ultima, un porcentaje del cianuro de sodio total es adicionado al inicio de la reacci6n y el resto adicionado a ciertos intervalos de tiempo.

En la Figura 3.7 se observa el efecto de la concentraci6n de cianuro de sodio adicionado al inicio de la reacci6n, en el porcentaje de extracci6n de oro. EI grafico seriala que la extracci6n de oro aumenta al aumentar la concentraci6n de cianuro de sodio y el tiempo de reacci6n. La extracci6n de oro aumenta rapidamente en las primeras seis horas de Iixiviaci6n para luego aumentar lentamente al aumentar el tiempo de reacci6n.

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26 INFORME FINAL

Proyecto rONTEC N~6-074S

Grilfico de Extracci6n de Oro vis Tiempo Dosificaci6n de NaCN variable

-....-200(ppm) --0--300 (ppm) -6--500 (ppm)

~1000 (ppm)

65 60

55 50 45 40 35 30 25 20

............................. 15

.................................................................................................................................................................................... 10 ............................................ ...................................... ...... .. 5

~------------~-------------+--------------4 0 o 6 12 24

Tiem po (hr)

;; ~ ::J c: -0 'u u E ~ w

Figura 3.7. Efecto de la Concentraci6n de Cianuro de Sodio Inicial y Tiempo en el % de Extracci6n de Oro.

EI efecto de la concentraci6n de cianuro de sodio a concentraci6n constante se observa en Figura 3,8, Este grafico muestra que la extracci6n de oro aumenta al aumentar la concentraci6n de cianuro de sodio,

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27 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N~6-0745

EFECTO DEL ClANURO CONSTANTE EN LA EXTRAOOON DE ORO

70.0 r--------------------, 60.0

.. - 50.0 ~

~ 40.0 c :g 30.0 l! ;S 20.0

10.0 .

-+-200NaCN --0-300 NaCN -Ir-500 NaCN

~l000NaCN _+_1500 NaCN -+-2500 NaCN

0.0 ~--'--+_-~"""'__'-'---'-__+.;......--_"+----l o 5 10 15 20 25

Figura 3.8. Efecto de la Concentraci6n de Cianuro de Sodio Constante

y Tiempo en el % de Extracci6n de Oro.

Si comparamos estos resultados con los obtenidos adicionando el cianuro al inicio de la reacci6n, podemos ver que los porcentajes de extracci6n de oro a NaCN cte. son mayores. Sin embargo, difieren fuertemente en el consumo de cianuro de sodio p~r tonelada de ripio tal como se muestra a continuaci6n en la Tabla 3.9.

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28 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC N"96-0745

Tabla 3.9 Consumo NaCN segun el modo de aplicaci6n.

Concentracion Consumo Consumo NaCN en [kgfT] NaCN en [kgfT]

Nivel [NaCN) NaCN al inicio NaCN cte. 300 0.28 1.29 500 0.48 1.64 700 0.72 3.42

A la luz de estos resultados, se puede concluir que el porcentaje de extracci6n de oro aumenta al aumentar la concentraci6n de cianuro de sodio y que el menor consumo del reactiv~ se logra adicionando este al inicio de la reaccion (tiempo cero).

3.1.6.3 Efecto del Burbujeo de Aire en la Extracci6n de Oro.

EI efecto del Flujo de Aire en el porcentaje de extraccion de oro a distintas concentraciones de cianuro de sodio, grados de molienda y tiempos de reaccion, es graficado en la Figura 3.9.

Estos resultados indicarian que la absorcion de oxigeno no es importante en la extraccion de oro para la granulometria del ripio. Es necesario destacar que no se midio el oxigeno disuelto en las experiencias realizadas. Valores de la literatura del oxigeno disuelto indican que es variable y depende de la agitacion, injeccion de aire y/o oxigeno, presion de oxigeno y de la composicion de la solucion. Los valores varian de 8 - 40 ppm de oxigeno

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29 INFORME FINAL


p~r litro de soluci6n. Por otra parte, el oxfgeno estequiometrico necesario para que la equaci6n. [3.11] proceda y oxide el oro contenido en 0,5 kg de ripio es de 0,02 mg. Esto explicarfa p~r que no es determinante la oxigenaci6n del sistema, al menos usando el metodo descrito. EI uso del oxidante (NaCIO) mostrarfa 10 contrario.

De esta forma, a la temperatura ambiente, el oxfgeno disuelto serfa suficiente como para que la reacci6n [3.11] se realice.

~ ,. e.:. 5 0

~ 4 0 " ~ 3 0 " c 2 0 ~ "

1 0 E 0 "I( w 0 5

Tie m po

Efecto del

1 0 de Reacci6n

Air e

[h J 1 5

I.e 0 nair e I ~S in aire

Figura 3.9. Efecto de la Concentraci6n de Oxigeno disuelto en el % de Extracci6n de Oro.

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30 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N~6-0745

3.1.6.4 Efecto del Grado de Molienda en la Extracci6n de Oro.

EI efecto del grado de molienda es graficado en la Figura 3.10. Se puede observar en esta figura que la extraccion de oro disminuye al aumentar la molienda de los ripios y que la disolucion del cobre se incrementa en forma importante, esto debido a que se liberarian mas particulas de cobre y tambien habria una reducci6n de tamario de estas,y en consecuencia,aumentando su velocidad de extracci6n y el consumo de cianuro ..

EFECTO GRADO DE MOLIENDA

~r------------------------------------------'~ 61 61

.a! 60 60 8 e 59 5ge ~ ~ ~ 'HS7. -S8'u

LIJ!: 56 ---Au :, ~ 57~ .~ .. ~~ Tiempo llgilacion -+-Cu 55 ~ ~ .. * ~. 6~ .~

~. .~ c/l11llienda 80% -

400#Ty 51 rrolienda 44,5% -

400#Ty

Figura 3.10. Efecto del grado de Molienda y Tiempo de Reacci6n en el % de Extracci6n de Oro

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31 INFORME FINAL

ProYl!do FONTEC N096-0745

3.1.6.5 Efecto del Hipoclorito de Sodio en la Disoluci6n del Oro.

En bajas concentraciones, el Hipoclorito de Sodio disminuye los efectos nocivos de sulfuros y materia organica, componentes presentes en los ripios de botaderos . En grandes cantidades pueden destruir el cianuro.

EI uso del NaCIO en la lixiviaci6n de los ripios, obedece a la presencia

importante de Sulfito (S-2) en la soluci6n rica (PLS), del orden de 45 mg/L.

Se postula que se requieren menos de 0.05 mg/L de S-2 para disminuir fuertemente la velocidad de disoluci6n del oro, ya que la superficie del metal se toma pasiva de acuerdo a la siguiente reacci6n :

2 CNS- +4 OW [3.12]

En la Figura 3.11 se puede observar 10 anteriormente expuesto. La cinetica de disoluci6n del oro del material estudiado se incrementa en mas de 4 veces.

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32 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC NI>96.074S

50 ,

40

" 30 0 ~ :Q H 20 ~ 10 w

0

Efecto del NaCIO en la Extraccl6n del Oro

I ~

-ff/ -, / o 2

NaCN 0.,5 (kit)

3

Tiempo Lix. (hr) 4

--NaCIQ 1 (kit) Y NaCN 0,5 (kit) -NaGIO 2 (kit) Y NaCN 0,5 (kit) --NaGIO 2 (kll) Y NaCN 1 (k/l)

5 6

Figura 3.11. Efecto del Hipoclorito de Sodio y Tiempo de Reacci6n en el % de Extracci6n de Oro.

3.1.6.6 Efecto del Reactivo Modificador de pH

Parte del cianuro alcalino usado en la etapa de Lixiviaci6n se pierde por entrapamiento en los residuos , parte por la acci6n de los cianicidas, algo como gas de cianuro hidrogenado (HCN), y carbono (C02) de acuerdo a la reacci6n:

y tambien el cianuro se puede hidrolizar de acuerdo a :

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33

[3.13]

[3.14]

INFORME FINAL Proyecto FONTEC N096-0745

Estas dos ultimas perdidas pueden reducirse fuertemente usando una proteccion alcalina mediante el uso de la Cal (CaD) ylo el Hidroxido de Sodio (NaOH).

EI ion Ca +2 es agregado a la pulpa en forma de cal y tiene este un efecto negativo en la velocidad de cianuracion entre pH 10.5-11.0, tal vez debido a la formacion de peroxido de calcio que precipita en la superficie,

[3.15]

Tambien los iones calcio reaccionan con el sulfato presente para formar sulfato de calcio que se deposita en caiierias, filtros y materiales adsorbentes.

En el caso estudiado, el agua de proceso utilizada contiene 0.04 gIL de

Ca +2, y los ripios, 0.46 gIL de Ca +2.

Los iones calcio presentes en las soluciones de cianuracion favorecen la adsorcion de los complejos auro-cianuros, mientras que los iones sodio (Na), inhiben la adsorcion, particularmente cerca de pH 10.

EI NaOH se opto en el estudio debido a los problemas de precipitacion-filtraci6n de las soluciones, asimismo, se utilizo para pruebas comparativas entre modificadores. En operaciones industriales el uso de la cal es 10 mas usual.

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34 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N096-074S

3.2 CONCENTRACION DE SOLUCION RICA (PLS) DE CIANURACION POR ADSORCION - ELUCION.

En las soluciones del proceso de cianuracion y en sus efluentes, se tiene una gran variedad de complejos cianurados de metales : oro,cobre , plata, etc.

En la busqueda de alternativas men os contaminantes para el procesamiento y maxima recuperacion de los minerales auriferos, se consideran las tecnicas en las cuales se emplea el carbon activado para adsorber de preferencia metales preciosos disueltos en las soluciones cianuradas, tecnicas mas recientes, la constituye el empleo de resinas de intercambio ionico.

EI tipo de adsorbente requerido para un proceso particular dependera en gran medida de :

el tipo de proceso de adsorcion : adslP (adsorcion en Pulpa) adslL (adsorcion en Lixiviacion) adslC (adsorcion en Columna),

de la concentracion del oro,

de la concentracion de las impuerezas 0 iones competitivos

del flujo de la solucion,

de la velocidad de desgaste del adsorbente,

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35 INFORME FINAL

Proyecfo FONTEC N096-0745

- --------------------

de la velocidad de produccion,

de la severidad de las condiciones del proceso.

La seleccion del adsorbente para recuperar oro estara influenciado por la respuesta metalurgica y tam bien por los costos involucrados.

La respuesta metalurgica se basa tambien en las propiedades fisicas y qufmicas del adsorbente.

Las propiedades fisicas mas importantes son:

Tamario de particula

Densidad aparente

Superficie especifica (m2/g) Resistencia a la abrasion y dureza

Las propiedades quimicas mas importantes son:

Constante de adsorcion del oro (test de equilibrio) Velocidad de adsorcion del oro (test cinetico)

EI proceso que sigue a la adsorcion es la eluci6n 0 desorcion, que es la etapa en donde se desorben los metales del adsorbente. Este proceso utiliza pequerios volumenes de solucion eluyente (1 a 2 BV), originando soluciones de alta concentraci6n permitiendo recuperar el oro por

electrolisis.

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36 INFORME FINAL


La ecuacion de adsorcion-desorcion para un adsorbente del tipo de intercambio ionico se puede representar de la siguiente manera:

(P-NR2) + H+ + Au(CN)2-[3.16J

~ (P-NR2) H Au(CN)2 adsorcion

(P-NR2) H Au(CN)2 + OH- ~ (P-NR2) + H20 + Au(CN)2- elucion [3.17J

Una vez elufdo el adsorbente, este es re-usado en el circuito adsorcion-elucion.

En el caso de emplear carbones como adsorbente, estos deben

someterse a un lavado acido a temperatura para limpiar los poros de contaminantes, y posteriormente,regenerarse termicamente a altas temperaturas para activarlo y recircularlo al circuito de operacion.

En el caso de utilizar resina como adsorbente, esta se recircula al circuito

sin los requerimientos de lavado y regeneracion termica. Esto sin duda constituye una ventaja desde el punto de vista de costos de inversion y operacion.

La concentracion de la solucion se realizo usando como adsorbente el carbon activado y la resina aurix.

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37 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N096.o745

EI estudio de la concentracion de la solucion aurifera contemplo las siguientes fases :

Determinacion del grado de Desgaste del adsorbente al ser sometido a atricion.

Determinacion de la actividad del adsorbente.

La determinacion de la actividad se realizo por medio de dos test como 10 son:

Capacidad de Adsorcion Velocidad de Adsorcion

Determinacion del Proceso de Adsorcion-Elucion. La determinacion del Proceso se realizo mediante pruebas de :

Adsorcion en Carbon Activado por, Carbon en Pulpa (CIP) Carbon en Columna (CIC)

Elucion del Carbon Activado

Adsorcion en Resina Aurix por, Resina Aurix en Pulpa (RIP) Resina Aurix en Columna (RIC)

Elucion de la Resina

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38 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC N

3.2.1 DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS

3.2.1.1 Dureza del Adsorbente

La prueba de dureza de los adsorbentes se lIev6 a efecto en un agitador vertical inclinado soportante de una botella conteniendo el adsorbente en agua destilada. (Figura 3.12 Anexo 1)

3.2.1.2 Capacidad de Adsorci6n

La isoterma de adsorci6n fue determinada en botellas sobre Shaker orbital a 250 rpm. (Figura 3.13 Anexo 1)

3.2.1.3 Velocidad de Adsorci6n

AI igual que en la prueba anterior, la velocidad de adsorci6n fue determinada en botellas sobre Shaker orbital a 250 rpm. EI test fue realizado por 24 horas, tiempo en que se mide la velocidad de adsorci6n.

3.2.1.4 Proceso CIP/RIP

Las pruebas de laboratorio se realizaron en los recto res de Cianuraci6n de 1 L (Figura 3.4).

3.2.1.5 Proceso CIC/RIC

Las pruebas de laboratorio se realizaron en 5 columnas en serie en donde se hacia pasar un flujo constante de soluci6n PLS por medio de una bomba peristaltica Masterflex de dos cabezales. Cad a columna era alimentada por

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39 INFORME FINAL

Proyccto FONTEC N1l96..(17"5

medio de un f1ujo ascendente de soluci6n y cada una de elias contenfa una cantidad establecida del adsorbente.

Las columnas se construyeron de material PVC con un diametro interior de 28 m/m y altura uti! de 140 m/m. Las columnas se diseiiaron de tal manera de poder muestrear la alimentaci6n y descarga al mismo tiempo, en sus extremos, cada columna contiene filtros de malla de abertura de 300 micrones para impedir la salida del adsorbente (Figura 3.14 Anexo 1).

3.2.1.6 Proceso de Eluci6n

Las pruebas de eluci6n se lIevaron a cabo en un matraz de 250 ml conteniendo el adsorbente y la soluci6n eluyente en raz6n de 2 BV en sistema cerrado. EI matraz es colocado sobre un Manto Calefactor con regulaci6n de temperatura; el control de esta se lIeva con un term6metro dispuesto en la parte superior del matraz y sellado convenientemente.{Figura 3.15 Anexo 1)

3.2.2 MATERIALES

Los nuevos materiales incorporados en esta etapa son:

Carbones Se usaron carbones activados del tipo Cascara de Coco y Extrusados. Los carbones activados cascara de coco tienen una granulometrfa 8 12 Tyler y el extrusado una granulometrfa 99 % - 1.5 m/m. La densidad de los carbones esta en torno a los 0.45 [glee].

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40 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC NotJ6-0745

Las caracterfsticas ffsicas y qufmicas se adjuntan en nota tecnica (Anexo 1)

Resina

La resina utilizada en las pruebas corresponde a la Resina Selectiva de Oro de Base Debil, resina del grupo de intercambiadores anionicos de base debil.

La densidad de la resina es de 1.10 [glee]

Benzoato de Sodio Reactivo Merck de 95 % pureza

Metanol

Reactivo Oxiquim de 99.80% pureza

Solucion Eluyente Carbon Densidad = 1.006 (g/cc) pH = 13.55

E = -319 mV(23C)

Solucion Eluyente Resina Densidad = 1.039 (glee)

pH = 13.95

E = -337 mV(20C)

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41 INFORME FINAL

Proy.

3.2.3 PROCEDIMIENTOS Y CONDICIONES EXPERIMENTALES

3.2.3.1 Determinacion del Desgaste

En una botella se coloca agua destilada y el adsorbente, en relacion 2 (ml/g), para luego someterse a una agitacion vertical por 72 horas a 600 rpm. AI final de la agitacion se Ie determina el perfil granulometrico al adsorbente y se Ie compara con el perfil original antes del test.

3.2.3.2 Capacidad de Adsorci6n

EI test fue realizado en ciclos de cinco dias que es el tiempo en el que el carbon y resinas alcanzarian el equilibrio.

Se utilizaron soluciones PLS con bajas concentraciones en oro tal como se originan en la etapa de Cianuracion, y soluciones artificiales con mayor concentracion en oro, mas limpias (men os impurezas) y variando el pH.

En un matraz se colocan 500 mL de solucion los que se ponen en contacto con 1,26 Y 3,78 9 de resina Aurix. Se toman muestras a las 1 y 24 horas.

Tambien se realizaron test con nuestras soluciones en USA para verificar resultados.(Anexo 2)

3.2.3.3 Velocidad de Adsorci6n

Para determinar la velocidad de adsorcion, se utiliza la misma prueba para la capacidad de carga maxima 0 capacidad de adsorcion.(3.2.3.2)

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42 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC NOCJ6-0745

3.2.3.4 Proceso de Carb6n en Pulpa I Resina en Pulpa

En esta prueba se utilizan las mismas condiciones y procedimientos experimentales que en la Cianuracion establecida como estandar, despues de las 3 horas de lixiviacion, se adiciona el carbon 0 resina a la pulpa y se mantiene en agitaci6n p~r un perfodo de 24 horas. (Figura 3.4).

3.2.3.5 Proceso de Carb6n en Columna I Resina en Columna

La soluci6n PLS obtenida en la Cianuraci6n, es alimentada al circuito de 5 columnas en serie las cuales son cargadas con adsorbente a un 1/3 del volumen total de la columna. En el caso de CIC, se utilizaron las siguientes condiciones:

raz6n S61ido/Uquido (S/L) = 0.43 f1ujo Ifquido (cclmin) = 35.80 Au en PLS (ppm) = 0.67

tiempo cicio (dras) = 5

En el caso de RIC, se utilizaron Jas siguientes condiciones:

raz6n S61ido/Uquido (S/L) f1ujo Ifquido (cclmin) Au en PLS (ppm)

tiempo cicio (dras)

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= 0.27 = 4.60

= 0.97

= 5

43 INFORME FINAL

Pl'Oyecto FONTEC N'96-0745

3.2.3.6 Proceso de Eluci6n

EI carbon y la resina cargadas por el proceso de adsorcion, se eluyen por un periodo de 30 min utilizando una solucion eluyente preparada para cada adsorbente en particular. (Figura 3.1S Anexo 1)

La eluci6n del carbon cargado se lIeva a cabo en el equipo descrito anteriormente y se emplea una solucion preparada con 10 9 de NaOH disueltos en 300 ml de agua destilada con adicion de S 9 de NaCN. Esta soluci6n se mezcla con 100 ml de agua destilada y 170 ml de Metanol (CH30H). Ambas soluciones mezcladas y homogenizadas se aforan en un matraz de 1 L la que es agregada al matraz de elucion y calentada a 90C. Una vez concluida la desorci6n, se procede a filtrar al vado y realizar las mediciones del eluato y adsorbente.

La elucion de la resina se lIeva a cabo en el mismo equipo descrito anteriormente y se emplea una solucion preparada con O.S M Benzoato de sodio (CSHsCOONa), 0.2 kfT NaCN y O.S M NaOH. La solucion eluyente es calentada a SO C y la operacion se realiza por 30 min.

3.2.4 RESULTADOS EXPERIMENTALES

3.2.4.1 Caracterizaci6n de las Soluciones (PLS)

Las soluciones ricas originadas en los procesos de Cianuraci6n, presentan diversas concentraciones de los elementos quimicos y de sus complejos.

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44 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC NIl96-0745

Para cada prueba en particular, se caracterizaron las soluciones de alimentaci6n. Para las pruebas CIP y RIP, se caracteriza el solido 0 muestra de botadero estudiado y el ripio ontenido. Tambien se utilizaron soluciones provenientes de 1, 2 Y 3 eta pas de lixiviaci6n. (Anexo 2)

3.2.4.2 Resultados del Programa Experimental

Los resultados del programa experimental en esta fase del proyecto se presentan en el pto. 3.2.5 a continuaci6n.

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45 INFORME FINAL

ProYl.'Cto FONTEC N096-0745

3.2.5 DISCUSION DE LOS RESULTADOS DE LA CONCENTRACION DE SOLUCION RICA (PLS)

Carbon en pulpa (CIP) ha sido el metodo preferido para recuperar el oro desde las pulpas 0 soluciones lixiviadas. Sin embargo, el proceso Resina en pulpa (RIP), es considerado hoy en dfa, un proceso de alternativa que tiene varias ventajas frente al carbon en pulpa, a saber: Las resinas pueden fabricarse para aplicaciones especfficas, no requieren la etapa de regeneracion termica, estan menos propensas a "ensuciarse" con organicos, tienen un alto potencial de capacidad de carga, tienen una rapida cinetica de adsorcion y poseen una alta resistencia a la abrasion.

Todas estas caracterfsticas hacen que este material adsorbente tenga un futuro promisorio en la metalurgia del oro y otros elementos valiosos.

Es conocido que hay dos problemas que impedirfan implementar el proceso RIP para recuperar el oro desde pulpas espesas : primeramente, los problemas de ingenierfa asociados con la separacion, transporte y mezclado de las resinas con la pulpa, y en segundo lugar, que no se tenga disenada la resina de intercambio ionico adecuada para recuperar el oro de las soluciones especfficas.

EI estudio que se ha desarrollado para la solucion rica (PLS) originada por la lixiviacion por cianuracion de los ripios de botadero de CMT SA, contempla la utilizacion de carbon y resina como medios de adsorcion, y los procesos de adsorcion en pulpas espesas y adsorcion en columnas, este ultimo proceso tratando las soluciones ricas filtradas.

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46 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N

3.2.5.1 Efecto de la Resistencia a la Abrasion de los Adsorbentes

EI efecto de la resistencia a la abrasi6n de los adsorbentes se midio en las mismas condiciones para el carb6n de cascara de coco, el carb6n extrusado y la resina de intercambio ani6nica de base debil.

Los resultados se midieron utilizando el concepto de Rr80, Raz6n de

Reducci6n, que considera el tamafio correspondiente al 80% pasante de la alimentaci6n y el tamafio correspondiente al 80% pasante del producto del material sometido a abrasi6n.

EI carb6n cascara de coco presenta un 30 % mas de abrasi6n que la resina y un 13 % mas que el carb6n extrusado. Asimismo, el carb6n extrusado presenta un 16 % mas de abrasi6n que la resina. Esto estaria indicando que la . resina presentaria una mayor resistencia a la abrasi6n que los carbones.Los valores de la Rr80 sedan:

carb6n cascara de coco =1.42 carb6n extrusado resina

=1.26 =1.09

EI efecto se muestra en la Figura 3.17

Compaiiia Minera Tamaya S.A. lo\'estigacion & Desarrollo

47 INFORME FINAL


Comportamiento al Desgaste Test de Abrasion

BO . ... ' ....

S 70 c 60 . .. .. 50 .. ... 40 #- 30

20 10 . O

8 10 12 14 16 20 28 35 48 65 Mallas Tyler

~cocoalim _____ coco prod

"""-extrusado alim -+E--extrusado prod

-X-resina alim

-~::.'-resina prod

Figura 3.17 Efeeto de la Resisteneia a la Abrasion de los Adsorbentes

3.2.5.2 Efeeto de la Capaeidad y Veloeidad de Adsoreion

CONDICIONES DE LAS PRUEBAS Test Origen de la soluci6n Volumen de soluci6n Concentraci6n inicial de Oro Alicuota de soluci6n pH soluci6n Origen del Adsorbente Peso Adsorbente Revoluciones Sistema de Contacto Tiempode Contacto

Compafiia Minera Tamaya 8.A. Innstigacion & DesarroUo

It

ppm

It

gr RPM

hrs

1 2 PLS PLS

0.5 0.5

0.37 0.34

0.025 0.05

10.0 10.7

RAurix RAurix 1.26 1.26 250 450

Shaker Shaker

24 24

48

3 Artificial

0.5

5.16

0.05

10.5

RAurix 1.26 250

Shaker

24

INFORME FINAL Proyccto FONTEC N096-0745

DATOS EXPERIMENTALES

[Au) en solucion :

1 hr. 24 hr. Adsorcion de Oro

Capacidad Carga equilibrio Velocidad De Adsorci6n

Test Nl

ppm 0.28 ppm 0.07 % 82.03

kgAulTnAds. 0.12

grAu/hr*TnA 35.71 . .. Tabla 3.10 Capacldad y Velocldad de Adsorclon

Test Test N2 N3

0.16 2.74 0.11 0.56 70.88 90.23

0.10 1.89

71.43 1069

La Tabla 3.10 nos indica el efecto positiv~ en la capacidad de carga y en la velocidad de adsorcion de la resina al contactarse con una solucion artificial carente de impurezas y de concentracion en oro a nivel medio.

Para soluciones mas impuras (PLS) y de baja concentracion en oro, el aumento de la agitacion durante el contacto incrementa la velocidad de adsorcion.Sin embargo, pareciera que este aumento en las revoluciones de agitacion irfan en desmedro de la carga maxima real y el % neto de adsorcion, al menos en el corto tiempo de la prueba.

A continuacion se muestran los resultados graficados de la determinacion de la Ecuacion de Freundlich para distintos PLS obtenidos en la lixiviacion por cianuracion y para distintos tipos de carbones. En un rango pequeno de concentracion, y en particular para soluciones dilufdas, las isotermas de adsorcion pueden describirse a menudo mediante la expresion empfrica atribufda a Freundlich,

Compafiia Minera Tama)'a S.A. Innstigacion & Desarrollo

49 INFORME FINAL

Proycdo FONTEC N096-0745

n c = k [ v(co - c )] [3.17]

* en donde v(eo - c ) es la adsorci6n aparente por masa unitaria de adsorbente; k y n son constantes.

1000.00

c

~100.00 ..

~ ~ ~ 10.00 .EI

1.00 0.01

Compafiia Minera Tamaya S.A. InvestigaciOn & Desarrollo

CARBON CASCARA DE COCO

~.

.......

~

y - 1689.044850x l .437374 ~. R 2 ~ 0.976284

0.1 [mg[ Au I [iI Soluci6n

50 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N04)6-0745

c

:8 ~

B 'C

~ -~

" ~ .!!l

c

:8 ~ 0 'C 0 I=.

~

" "" .!!l

1000.00

100.00

10.00

1.00

0.10 0.01

10000.00

1000.00

100.00

1 0.00

1.00 0.001

~~

CARBON NORIT

."/

~ -

." y - 3800.036588x2285984 -

R2 0.879239 -

p --

0.1

Img) Au III) Soluci6n

CARBON 90G

y = 3137 .308944 x 0.769810 R2 = 0.659884

0.01 0.1 [m g] Au J [I] Soluci6n

Figura 3.18 Isotermas de Freundlich

Los diferentes carbones contactados a distintas masas y distintas concentraciones de oro, muestran la tendencia a una baja capacidad de carga real (220 a 300 gAulTnAds), a excepci6n del carb6n 90 G que muestra una carga de 2000

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51 INFORME FINAL

Proyccto FONTEC N096-07 .. S

gAu/TnAds. Esta alta capacidad de carga se debe a que en este caso el carb6n fue pulverizado a 100 % - 200 # Tyler.

La ecuaci6n lograda con el carb6n cascara de coco muestra la mejer correlaci6n.

Los valores de la pendiente en todos los casos es menor a la unidad (1). Por 10 comun, se establece que los valores de n en el rango de 2 a 10 representan caracteristicas de adsorci6n buenas; de 1 a 2, moderadamente dificiles, y menor a 1, como en nuestro caso, malas. Es posible que las dosis necesarias de adsorbente sean tan grandes que no pueda lograrse una eliminaci6n fraccional apreciable de soluto.

3.2.5.3 Efecto del Proceso de Adsorcion - Elucion

3.2.5.3.1 Proceso de Adsorcion Carbon Activado CIP Proceso de Adsorcion Resina RIP

5e muestran las Tablas 3.11 y 3.12 con los resultados del proceso CIP y RIP respectivamente usando la Iixiviaci6n estandar de 3 horas y un contacto con el adserbente de 24 horas continuas.

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52 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC NOCJ6-0745

Tabla 3.11 Adsorcion Carbon Activado

En esta tabla se puede observar una baja carga de adsorci6n (234 gfT) para oro debido fundamentalmente a que en 24 horas no es posible lIegar al equilibrio.

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53 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC N"96~745

Tabla 3.12 Adsorci6n Resina

RESULTADOS OBTENIDOS Ley Cabeza Calculada Oro (g/Ton) 1.40 1.40 1.40 1.40 Cu (%) 0.51 0.51 0.51 0.51 Fe (%) 11.08 11.08 11.08 11.08 "10 Ex.race. Oroe.le. (%) 40.291 40.29 40.291 40.29 Oro An.lizado ( % ) 41.521 41.52 41.521 41.52 % Extrace. Oro Calc. ( % ) 48.191 48.191 48.191 48.19 Oro Analizado (%) 48.281 48.28 48.281 48.28 Adsorcion Oro Fino Oro (mg) 0.011 0.01 0.131 0.17 Oro Carga (gr/Ton) 234.201 22.861 53.881 33.08

Adsorcion Cobre Fino Cu (mg) .:/.;/.22;6. :;X:,82:67 04:95 Cu

AI igual que en el caso anterior, el comportamiento de RIP es bajo.

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54 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N"96~74S

3.2.5.3.2 Proceso de Adsorcion Carbon Activado CIC Proceso de Adsorcion Resina RIC

Las figuras 3.19 Y 3.20, muestran las cineticas de adsorci6n y la carga maxima alcanzada a los 5 dras utilizando el proceso CIC y RIC respectivamente.

0.95 0.90 ~ 0.85 e 0.80 i 0.75 ;.. 0.70

~ 0.65 0.60 0.55 0.50

il-

.-7' .' V

- ..... /' + V

o 12

2-" ...

24

m Ley soluci6n salida

1.20 I

.

I

CINETICA DE ADSORCION Au CARBON NORIT

Iy - 116.76Ln(x) + 7.51651

36 48 60 [Hrs)

1

72

R' = 0.9732 1

84 96

o-

108

. 300

250 ..

200 ~ ~

150 5 100 ~ 50 ~

o 120

Carsa de CarbOn NORIT ..... ... Curva Ajust. Carga CarbOn NORlT

CINETICA DE ADSORCION CU CARBON NORIT

I /'" y = -2.2995x' + 58.915x - 60.218 ..... ~-."'"' 1.15

~ .. ~ ,..-.... ~ ~ 350

300

250

200

150

100

50

o

-50

R' = 0.9713 ~ ~ ......... ~ 1.10 !.

~ 1.05 1\ R .. , \ V \ ..P:

;.. ~ 1.00

/ ~ 0.95

0.90 o 12 24 36

~ Ley Soluci6n Salida

Compaiiia Minera Tamay. S.A. Im'estigacion & Desarrollo

-----

.

48 60 72 84 96 108 120 132 [Hrs)

Carga de CarbOn NORIT "".. lOt CtU"va Ajust. Carga CarbOn NORIT

55 INFORME FINAL

Prnyeeto FONTEC N096-0745

CINETICA DE ADSORCION Ca CARBON NORIT

1.50,----r--...,--r---,--r---,---,--"T"--r--,---"T 160

1.40t~sE~~~~i~~::f~~~~!:g~~!~:Ej -I'.. .-.. ~ .::;:--~.E. 1.30 ",,.--f--I ~ - " ....... ~ ....... .. ~ 1.20 / ' "" 5 1.10 . ,-"'7 .' IY 50.604Ln(x) + 20.0421 ,fiI/ I R2 - 0.905 I

1.00 V I 0.90 ff---+---I----4---I----4---I------'---I---'---I----+

- ....... ".- .. ;:::'" 140

-120 100 80

60 40

20 . 0

o 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 [Hrs)

~

I II Ley Soluci6n Salida ---+--Carga de CarbOn NORlT .. ... .. Curvu Ajusl. Ctlrga CarbOn NORIT 1

Figura 3.19 Cim!tica Adsorcion Carbon Extrusado (CIC)

0.95 0.90 ~ 0.85 e 0.80 i 0.75

;.. 0.70 ::l 0.65

0.60 0.55 0.50

.,

o

.

.-;;-.... "' .. i'

12 24

m Ley soluci6n salida

Compaiiia Minera Tamaya S.A. In\'cidigacion & Desarrollo

CINETICA DE ADSORCION Au RESINA AURIX

.. _-" .... ,::; F-.'

.

600 ......""

500 400 1

.........-:-... " ........ ~ J- Y = -3.7886x2 + 106.73x - 143.44

fo .. , 300 a:

Ii

36 48

.

60 [Hrs)

72

Carga de Resina AURIX

56

R'- 0.9576 200 Iij 100 -< ~ 0 100

84 96 108

.. ... .. Curva Ajust. Cargll Resina AURIX

!NFORME FINAL Proyedo FONTEC N"96.o745

CINETICA ADSORCION Cu RESINA AURIX

1.10 r--I-,--,--""T---r--T""--,----r--~ 350 1.05 - ,.-~ ...... -~...... 300

~ _ - 250 J EE 1.00 ,----j----j---+---_(./~ .~"'.c:.-- .-__t--_r--....l--....l----,-__l ~ "0';'- . 200 ~ ....: -1""'"/ ~ y=-4.4916x2 +X8.138x_II3.74.:

~ 0.95 t---t---f.-.-: ...... .,...,'h,L-+---+--__l R'=O.9418 '-- 150 0 ;.. 'F==== ... "5~~;;:.~'::I\II(b=-~r--.... r--4j;:;::;;:::::il~:::::==ijE::::::,:::f/i 1 00 U; :::J 0.90 .-_

~ ~~

I

0.85 .-::-;:"'=-j---j--__t----j---+--+---j----I---I -..... ,... 0

0.80 .1---'---+---+----I----I--_-!-__ -!-__ -!-__ .1 .. ~o o 12 24

II Ley Soluci6n Salida

1.40 1.35 1.30

36 48 60 72 84 96 108 (Hrsl

Cllrga de Resina AURIX ... ... ... Curvll Ajwt. Ctlrga Resirut AURLX I

CINETICA DE ADSORCI6N Ca RESINA AURIX

IY 5.0774>

Los resultados en el caso del proceso RIC muestran una carga de 564 [g Aul Ton Resina] a un tiempo de 108horas, a un flujo de 35.8 cc/min ya raz6n S/L = 0.043.

La mayor capacidad de carga de oro que muestra la resina sobre el carb6n, estaria influenciado por la raz6n [gr adsl ml soluci6n] (S/L), aun cuando el tiempo de residencia en la columna de carb6n fue 7 veces mayor 10 que compensaria el efecto (S/L).

La baja capacidad de carga de oro que muestran los adsorbentes, se deberia a la alta adsorci6n que muestran el cobre (+300.000 gfT) y el calcio (26.000 a 2.000.000 gfT), ya que estos compiten p~r los sitios activ~s del adsorbente.

3.2.5.3.3 Proceso de Eluci6n del Carb6n Activado Proceso de Eluci6n de la Resina

A continuaci6n se presentan los resultados correspondientes a la eluci6n 0 desorci6n del oro contenido en los distintos adsorbentes. Para poder comparar valores, se muestran los procesos de eluci6n lIevados a cabo con los adsorbentes de las pruebas CIC y RIC anteriores (pto. 3.2.5.3.2).

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58 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC ND96-0745

Tabla 3.13 Eluci6n del Carb6n de test con raz6n S/L=0.27

RESULTADOS Y ANALISIS DE VOLUMEN DE SOLUCION INICIAL [ml] 34 VOLUMEN DE SOLUCION [ml] 30 PERDIDA DE VOLUMEN POR [ml] 4 LEY DE [ppm] 9.8 FINO Au EN SOLUCION [mg] 0.294 AQ SOLIDO CARBON [gr Au/Ton Carbon] 184.32 CARGA CALCULADA CARBON [gr Au/Ton carbon] 213.72 CARGA CARBON ANALIZADA [gr Au/Ton carbon] 235.76 CARGA CARBON ANALIZADA (BAL [gr Au/Ton carbon] 218.59 % DESORCION r% 1 13.76

Tabla 3.14 Eluci6n de la Resina de test con raz6n S/L=0.043

RESULTADOS Y ANALISIS DE PRUEBA 1 PRUEBA2 VOLUMEN DE SOLUC10N INICIAL [ml] 28 28 VOLUMEN DE SOLUCION [ml] 28 28 PERDIDA DE VOLUMEN POR [ml] 0 0 LEY DE [ppm] 13 12 FINO Au EN SOLUCION [mg] 0.364 0.336 AQ SOLIDO RESINA [gr AuIT on Resina] 576.67 484.02 CARGA CALCULADA RESINA [gr AuIT on Resina] 649.47 551.22 CARGA RESINA ANALIZADA (BAL. [gr AuIT on Resina] 564.00 564.00 % DESORCION r%1 11.21 12.19

Los valores encontrados en la elucion, tanto para el carbon como para la resina, son bajos. En el caso del carbon eluido, el valor de 180 [glT] en oro corresponde a valores normales encontrados en la industria, el problema estaria en este caso en la baja carga inicial (213 [g/t]).

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59 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC NotJ6-0745

Los valores de 500 0 mas [gfT] de la resina cargada, deberfan tener una mejor respuesta a la elucion, se deberfa haber esperado a 10 menos un 64 % de desorcion, manteniendo un eluato de salida de 180 gfT en oro.

En estas pruebas, debido a los pequerios volumenes de soluciones utilizadas, no se pudo analizar por cobre y calcio, elementos que constituyen la impureza fundamental del proceso.

3.3 PROBLEMAS PRESENTADOS EN LA ETAPA DE PURIFICACION DE LAS SOLUCIONES

Los problemas mas destacables presentados en la etapa de experimentacion de purificacion de las soluciones cuproaurfferas, obtenidas en la lixiviacion por cianuracion, fueron en sfntesis :

Las bajas concentraciones de oro en las soluciones ricas y la compleja composicion de esta, originando tropiezos en el trabajo analitico 10 que ha repercutido en el re-diserio de los programas experimentales y sus controles.Para una matrfz pura Au/H20 se tienen valores reproducibles con una

certeza 0.02 ppm. Los PLS obtenidos presentan una matrfz cuya interferencia

nos lIevan a valores con una certeza 0.05 ppm en un range de

concentraciones de 0.5 a 4 ppm. A valores < 0.5 ppm Au, el equipo opera en su limite de deteccion, 10 que hace que la reproducibilidad de las mediciones sean inciertas. Para comprobar 10 anterior, se utilizaron las mismas muestras, se concentraron vfa extraccion por solvente organico (MIBK), se lIevaron a sequedad y se fundieron siguiendo el metodo de ensayo a fuego. La reproducibilidad cambio a 0.08 ppm como maximo, desviacion muy

significativa.

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60 INFORME FINAL


Las pruebas de Adsorci6n y Eluci6n requieren, para el caso de nuestros materiales, grandes volumenes de soluci6n 0 inversamente, pequetias cantidades de adsorbente, tan pequetias cantidades de adsorbente que escapan del mfnimo lote de muestra a ser preparado y analizado analfticamente y con la precisi6n que se requiere, 10 que result6 en la exigencia de obtener volumenes significativos de soluci6n fuerte (PLS).

Lo anterior nos oblig6 a montar dos plantas piloto, no presupuestadas en el proyecto, con la finalidad de verificar (piloto 60 L) Y validar (piloto 600 L) los resultados experimentales.

EI estudio hasta esta etapa demostraba la factibilidad tecnica de lixiviar p~r cianuraci6n los ripios de los botaderos de CMT SA empleando reactivos oxidantes y catalizadores de la reacci6n de disoluci6n del oro. EI aspecto mas relevante es la rapidez de la velocidad de disoluci6n del oro lograda con el oxidante empleado, y por ende, el bajar la concentraci6n de las impurezas contenidas en la soluci6n efluente (fundamentalmente el cobre).

Los resultados anteriores obtenidos de las pruebas CIP y RIP, mostraban que el usc del carb6n activado serfa mas conveniente que el usc de la resina Aurix (resina de base debil) para las soluciones aurfferas con alto contenido de cobre.

Esto nos !lev6 a realizar una serie de pruebas a nivel piloto, tanto en la Iixiviaci6n como en la adsorci6n en columnas y desorci6n (eluci6n).

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61 INFORME FINAL


3.4 PRUEBAS DE PURIFICACION DE LAS SOLUCIONES POR MEDIO DE CARBON ACTIVADO

En la Figura 3.22 se presenta la carga de Au y Cu adsorbidos en carb6n activado extrusado, en Columna 1 de 5 en serie, haciendo pasar una soluci6n rica de Iixiviaci6n estandar (0.70 ppm Au, 210 ppm Cu), la Figura 3.23 presenta la Columna 2 en equilibrio.

EI desarrollo experimental se lIev6 a cabo mediante simulaci6n en 5 y 7 etapas de una cascada en contracorriente. La figura 3.21 muestra un diagrama esquematico de esta simulaci6n en donde :

F = soluci6n rica de alimentaci6n fresca

S = carb6n fresco Ri = soluci6n pobre de salida por etapa

Ei = carga de carb6n por etapa

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62 INFORME FINAL

Proy..,t. FONTEC N"96.()745

Figura 3.21 SIMULACION POR ETAPAS (5) DE UNA CASCADA A CONTRACORRIENTE

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63 INFORME FINAL


500

450

400 ~ 350 c -0 .c L 300 " U c 250 0 t: :::I 200 '" L OJ 150 ~

100

50

o

~ / ~-~ v

./ --

/ / I /' ... ...

'r-fr/ II v

ON"

650 140000

600 -

550

500

450 ~ c 400 .g of to 350 (J c 0 t:: 300 " c( ~ 250 .!!!

200

150

100

50

0

~ - /' ~

v ~ /7L1 Do // //

__ if j '/ II

j 1/

120000

100000

'i: .g

60000 of J c 0 t::

60000 " (J ~

.!!! 40000

20000

o o '" ~ ~ ~ ~ ~ ffi ~ g

~ ".. T""" ".. ..................

[Hrs]

-CARGA ORO --CARGA COBRE I

Figura 3.23 CURVA DE CINETICA DE ADSORCION ORO/COBRE EN COLUMNA N4 EN EQUILIBRIO CON CARBON NORIT 3520 UTILIZANDO SOLUCION PLS DE 210 ppm EN Cu

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65 INFORME FINAL

Pmyecto FONTEC NOCJ6-0745

Como se puede observar en las curvas anteriores, correspondientes al proceso de adsorci6n en carb6n en columnas, la alta concentraci6n de cobre (210 ppm Cu), es responsable de la baja carga de oro (480 a 614 gr Au/ton carb6n). En puebas con muy bajas concentraciones de cobre 5 ppm Cu), queda demostrado que las cargas de oro en carb6n, lIegan a valores de app. 3.000 gr Au/ton carb6n, tal como se muestra en la Figura 3.24

0.7 . 45000

40000 0.6 Y = 0.0991 Ln(x) + 0.122

R2 = 0.7989 35000

0.5 ~

30000 c: ~ -0 E .c .. Q. 0.4 25000 '" Q. 0 ~ :::I c: < 0 >- 0.3 20000 t: :::I W < ...J

.. 15000 .9

0.2 10000

5000

0.0 .!,:, ,'TT'l'TT'l'TT'l'TT'l'TT'l'TT'l'TT'l'TT1'TT1'TT1'TT1'TT1'TT1'TT1'TT1-r\- 0 OWN ID a 0 0 0 a a 0 v ro

o M ~ N ~ ~ ~ ~

[Hrs]

I -LEY SOL. SALIDA -CARGA DE ORO -CURVA AJUST. I

Figura 3.24 CURVAS DE CINETICA DE ADSORCION DE ORO EN CARBON

NORIT 3520 UTILIZANDO SOLUCION PLS DE < 5 ppm EN Cu

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66 INFORME FINAL

Proyccto FONTEC NotJ6-0745

La desorci6n del soluto adsorbido mediante un disolvente se conoce como eluci6n. EI disolvente de desorci6n es el eluyente; el elufdo esta formado por la corriente efluente que contiene el soluto desorbido y el disolvente de eluci6n.

Se realizaron una serie de pruebas de este proceso de eluci6n con los carbones cargados como vimos anteriormente. Las variables mas importantes estudiadas fueron : la concentraci6n del eluyente y la temperatura. Las pruebas se realizaron en circuito abierto y a contactos sucesivos, es decir, cada contacto utiliza un eluyente fresco.

EI proceso utilizado corresponde al metodo Zadra atmosferico, metodo ampliamente usado en la minerfa del oro.

EI diagrama tfpico para lIevar a cabo las pruebas de eluci6n se muestra a continuaci6n :

Carb6n cargado (TESICS)

ELUCION I AL 18 2 % NaCN 12% NaOH

Tiempo = I [Hrs] Temperatura >90 C

EI comportamiento cinetico obtenido utilizando carbones con 580 ppm gr Aul ton carbon y 116.500 gr Culton carbon, con un eluyente conteniendo 2 % p/v NaCN, 2% p/v NaOH, 17 % v/v metanol, esta representado en las curvas de las Figuras 3.25.

CINETICA DE ELUCION PARCIAL Au/Cu

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (HrsJ

CINETICA DE ELUCION ACUMULADO Au/Cu

o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (Hrs J

I~ORO ~COBRE -CURVA AJUSTADA (ORO) -I Figura 3.25 CURVAS CINETICA ELUCION ZADRA ATMOSFERICO ORO/COBRE PARA CARBONES CARGADOS CON SOLUCIONES DE 210 ppm Cu.

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68 INFORME FINAL

Proyedo FONTEC N"96-0745

Utilizando los valores conseguidos de las experiencias realizadas, es factible esperar porcentajes de desorci6n mayores de un 85 % con soluciones de electrolito (eluido) promedio del orden de 10 ppm Au, concentraciones bajas que influenciaran el diserio de la etapa de electroobtenci6n.

3.5 PRUEBAS DE PURIFICACION DE LAS SOLUCIONES POR MEDIO DE MRT TECNOLOGIA DE RECONOCIMIENTO MOLECULAR

La compariia IBC Advanced Technologies, Inc. de USA, ha desarrollado una linea de ligandos sinteticos basados en la tecnologia de reconocimiento molecular (MRT), altamente selectivos para oro. EI oro puede ser recuperado en un 99.99 % con este producto desde aguas de mina, efluentes de residuos mineros, en rangos de 1.0 mg/l 0 menos, y de soluciones ricas de Merrill-Crowe. Los ligandos desarrollados pueden ser usados para tratar soluciones auriferas Au(CN)z- con altas concentraciones de Cu.

Como hemos visto en las pruebas utilizando el Carb6n activado y las Resinas, es muy dificil separar el i6n Au(CN)z- en concentraciones bajas en presencia de altas concentraciones de otros iones, como el Cu(CNhz-. Separar rapidamente, eficientemente y con altas recuperaciones, es aun mas dificil.

Estos ligandos estan unidos a un sistema soporte s6lido (SiOz , poliestireno, poliacrilato).La uni6n especifica al ligando, a menudo no involucra un intercambio de iones.

La selectividad de estos ligandos puede ser diseriada debido a que sus estructuras poseen muchos para metros ajustables, tales como : dimensi6n de cavidad, geometria, tipo atomo donante y numero de anillos y sustituyentes.

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69 INFORME FINAL


Las operaciones 0 etapas que constituyen esta tecnologia son basicamente las mismas que se han senalado para el caso del carbon y/o resinas, esto es, carga -lavado - elucion. La diferencia esta en los componentes de la soluci6n eluyente y las variables involucradas.

Debido a que esta tecnologia es comercializada bajo pagos de royalties (incluido en el material SuperLig) y constituye una tecnologia de punta en la mineria, la compania IBC Advanced Technologies, Inc., no entrega este tipo de material para ser utilizado en pruebas fuera de sus "dominios".

Para lIevar a cabo el desarrollo experimental con soluciones de CMT SA, se enviaron a USA muestras tipo obtenidas en planta piloto. Las muestras contenian 0.43 mg/L Au y 200 mg/L Cu.

Las pruebas mostraron que los ligandos utilizados fueron capaces de ligar tanto NaAu(CN)2 como KAu(CNh , sin embargo, la afinidad mostrada por el cation K+ fue mayor. De otro modo, altas cargas de oro son posibles obtener al utilizar pequenas cantidades de sales de K 0 Na en la alimentacion (agregadas a la solucion rica). Las cargas 6ptimas ocurren, para el caso de las soluciones de CMT SA, cuando se agregan 0.1 M KCI a la alimentacion. La etapa de elucion se alcanza utilizando agua desionizada.

Las caracterizaciones de las soluciones enviadas, mostraron un contenido

significativo de cobre precipitado como Cu(II)(OH)2 , esto sin duda debido a la mayor cantidad de moles de Cu comparado a los moles de CN- presentes en la solucion. Esto requiere considerar un area de filtrado de las soluciones ricas provenientes de la lixiviacion (Clarificacion de las Soluciones). Las pruebas mostraron que cuando no se produce un buen filtrado, el precipitado Cu(II)(OH)2 es redisuelto con el agua desionizada e incorporado al eluato.

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70 INFORME FINAL


A continuaci6n se presentan las Tablas 3.14 y 3.15 que muestran los resultados obtenidos en los Laboratorios de IBe en USA.

LEAD COLUMN TRAIL COLUMN SAMPLE DESCRIPTION Imgll Aul Imgll Cui Imgll Aul Imgll Cui

Feed Solution 0.43 200 0.43 200 0 - 100 ml Effluent

Todos las pruebas fueron IIevadas a cabo pasando la solucion a traves de dos columnas dispuestas en serie conteniendo 0.2 gr de SuperLig. La primera columna en serie corrio hasta conseguir casi la carga total de los ligandos mientras que la segunda agoto el Au a niveles no detectables p~r el analisis de Espectroscopia de Absorcion Atomica de Llama. Oespues de cargarse las columnas, estas fueron lavadas con 1 M NaCI, 1 M NaOH. Esta alta concentracion en sales fue para asegurarse de remover todos los metales de base soluble a excepcion del Au. EI uso de Na + en vez de K+ obedecio a dar mayor facilidad al proceso de elucion posterior. La elucion se IIevo a cabo utilizando agua desmineralizada.

Los resultados muestran que el oro es facilmente y selectivamente removido de las soluciones de alimentacion a pesar de el exceso de cianuros de cobre. EI oro es colectado como un concentrado purificado en el agua de elucion.

EI eluato 0 electrolito fue analizado registrando concentraciones < 1 ppm en Ni, Co, Mn, Fe, Ag, Zn, Cu. A nivel laboratorio se obtuvo un electrolito de concentracion reducida, a escala industrial esta es superior.Esto debido a la falta de recirculacion del eluato con la segunda mitad de los 2/3 de la elucion. A nivel industrial se esperan obtener niveles de concentracion en Au de 0.1 a 1 gr/L.

Las pruebas IIevadas a cabo en los laboratorios de IBC Advanced Technologies, Inc. permiten concluir que:

las soluciones ricas de lixiviacion obtenidas en CMT SA, son concentradas eficientemente con el uso de los SuperLig, a pesar del exceso de Cu contenido.

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72 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N"'J6-0745

se requieren niveles adecuados de CN- en las soluciones ricas 0 etapas de filtracion para evitar contaminar el producto final con Cu

el Au es facilmente elufdo con H20 desmineralizada

la carga de Au es aumentada por la presencia de 0.1 M K+

el soporte solido (poliestireno) del SuperLig tiene ciertos requerimientos de f1ujo para su uso efectivo.

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73 INFORME FINAL

Proyecto FONTEC N'9/Ml745

4. RESUL lADOS

4.1 Despasivacion del oro en la Lixiviacion

Analisis y Conclusiones

Analisis.

La disoluci6n del oro es similar a un proceso de corrosi6n de metales

y por tanto de naturaleza electroquimica. EI mecanisme de la cianuraci6n puede representarse por reacciones de reducci6n cat6dica del oxigeno en la superficie del metal y reacciones de oxidaci6n del oro con formaci6n de complejos cianurados (Boonstra 1943).

reacciones cat6dicas de reducci6n :

reacciones an6dicas de oxidaci6n :

Au = Au++1e Au++CN- = AuCN

AuCN+CN- = Au(CNf2

Par otro lado, el oro para lixiviarse requiere quimicamente de :

un agente oxidante

un agente complejante

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74 INFORME FINAL

ProYl."Cto FONTEC N~(H)745

Es sabido que los unicos compuestos de oro univalente que son

estables en soluciones acuosas son iones complejos como: Au(CN), AU(S203)/, Au(NH2CSNH2)z +, Au(SCN)z-, AuBr2-, AuCI.

EI i6n aurocianuro es extremadamente estable, indicando la afinidad

fuerte del acomplejamiento del oro p~r cianuro. Esta propiedad quimica avala el empleo de cianuro como lixiviante del oro.

En consideraci6n al pH alcalino de la soluci6n de lixiviaci6n (lixiviaci6n basica, ref. Diagrama de Tensi6n-pH Au-CN-H20), el agente oxidante de mayor interes industrial es el O2 disuelto en la soluci6n cianurada.

En la disoluci6n del oro, donde la reacci6n qufmica ocurre en una

interfase Iiquido-s6lido (soluci6n cianurada-oro), el transporte de los reactantes (02, CN") desde el sene de la soluci6n a la interfase, puede tener un marcado efecto en la cinetica de la disoluci6n de este.

Por 10 tanto, la velocidad de lixiviaci6n no s610 dependera de la

reacci6n qufmica pro pia mente tal sino que tambien 10 sera de la velocidad de transferencia de los reactantes p~r la difusi6n hacia la interfase y de los productos (Au(CN)z- desde la interfase hacia el sene de la soluci6n.

Sin entrar en mayores consideraciones cineticas, se sabe que la disoluci6n del oro puede ser controlada p~r la concentraci6n de oxfgeno 0 p~r la concentraci6n de cianuro en la superficie del oro.

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, 75 INFORME FINAL


Ahora bien, la cianuraci6n directa se emplea siempre a un material-

mineral que no contenga especies minerales, compuestos 0 elementos que interfieran en la disoluci6n del oro, como los telururos

de oro, oro-pirita, oro-arsenopirita, minerales carbonaceos,

precipitados metalicos y no metalicos, sales insolubles.

En el caso de los ripios de los botaderos, originados por procesos de flotaci6n seguido de lixiviaci6n por cianuraci6n y precipitaci6n por complejamiento con cianuro, encontramos que las particulas de oro expuestas al ractivo, presentan formaci6n de peliculas sabre la superficie del metal.

Mediciones a las soluciones ricas, nos indicaron la presencia de iones S2- en concentraciones de 44 ppm, concentraciones mas que

suficientes para inhibir la cinetica de disoluci6n debido a la presencia de peliculas sulfuradas sobre la superficie del oro, reacciones en la

superficie de acuerdo a :

Contenidos de iones Ca2+ presentes en la pulpa de lixiviaci6n de 460 ppm hacen predecir la formaci6n de un per6xido de calcio precipitado

en la superficie del oro segun la siguiente reacci6n :

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Proyecto FONTEC N0CJ6..0745

precipitado que tiende a aislar la superficie del oro a la acci6n del oxfgeno y cianuro, recubrimiento que inhibe la cinetica de disoluci6n del oro.

De acuerdo a 10 anterior, se realizaron pruebas utilizando agentes oxidantes con el objetivo de despasivar la superficie del oro.

8e utiliz6 Hipoclorito de 80dio (NaCIO) para remover la pelfcula inhibidora de la superficie del oro. Una cantidad de 2 kg/ton de hipoclorito fueron suficientes para obtener el efecto esperado, incrementando la cinetica de la reacci6n en forma importante (3 a 4 veces).

Tambien se experiment6 con el agregado de pequerias cantidades de sales de plomo (Iitargirio) a la pulpa de cianuraci6n para remover alglin i6n slilfuro formado como un slilfuro insoluble de Pb, las mediciones no evidenciaron una mejora en la cinetica de disoluci6n del oro.

En otro tipo de material-mineral, tal como ocurre en algunas plantas (Phoenix Gold, Battle Mountain, Nevada) se controlan las reacciones del i6n 82- con el CN- pre-aireando la pulpa con agregado de nitrato de Pb y luego cianurando a pH 9.

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EI uso de una agitaci6n energica y aireaci6n por microburbujas en la etapa de repulpeo y cianuraci6n hipocl6rica, aseguraran la maxima extracci6n de oro.

Conclusiones

Las principales conclusiones en esta etapa son:

La presencia de iones S2- en concentraciones de 44 ppm,

inhiben la cinetica de disoluci6n debido a la presencia de peifculas sulfuradas sobre la superficie de las particulas de oro.

Contenidos de iones Ca2+ presentes en la pulpa de Iixiviaci6n, de 460 ppm, hacen predecir la formaci6n de un per6xido de calcio precipitado en la superficie del oro el cual inhibiria la cinetica de disoluci6n del oro.

EI uso del Hipoclorito de Sodio (NaClc) para remover las peifculas inhibidoras de la superficie de las particulas de oro, muestra un efecto

altamente positivo en la cinetica de reacci6n.

EI uso de una agitaci6n energica y de una aireaci6n por medio de microburbujas en la etapa de repulpeo y cianuraci6n hipocl6rica, aseguraran la maxima extracci6n del oro.

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4.2 Purificaci6n de las soluciones auriferas con alto contenido de cobre

Analisis y Conclusiones

Analisis

Todos los procesos de purificacion de soluciones auriferas conocidos

y divulgados ampliamente en la industria y que hoy tienen plena vigencia, son los que utilizan el Zinc como agente precipitante de los iones aurocianuros, proceso conocido como Merrill-Crowe, y los que utilizan el Carbon Activado como material adsorbente de los iones aurocianuros, proceso denominado CIP (carbon en pulpa), Cil (carbon en lixiviacion), CIC (carbon en columna) segun sea el metodo escogido.

Actualmente la produccion mundial de oro ( excluyendo a paises de la ex URSS) de minas, proviene de un 80% del proceso con Carbon y un 20% con cementacion con Zinc.

Tomando en cuenta a los paises de la ex URSS, delS a110% de la

produccion mundial utiliza Resinas como medio adsorbente (SO% ex URSS) de los iones aurocianuros.

En nuestr

96-0745_if extraccion oro

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