Tratamiento de barros andicos

TRATAMIENTO DE BARROS ANDICOS: LA PLANTA DE METALES NOBLES

La Planta de Metales Nobles (PMN), como proceso productivo, est relacionada estrechamente con la operacin de una Refinera Electroltica, a travs del procesamiento del Barro Andico Crudo generado en las celdas de electrorefinacin de cobre. Adicionalmente, se puede efectuar la refinacin de metales preciosos de proveedores externos en diferentes etapas del proceso general.Del procesamiento de los Barros Andicos, se obtienen los siguientes productos y subproductos:

Oro electroltico 99,99% Plata electroltica 99,99% Selenio grado tcnico Teluro Electroltico

Concentrado de Paladio y Platino

Otros

Origen de los Barros Andicos:La reaccin global de electrlisis de cobre, comprende la disolucin del metal (nodo de cobre) y su electro-depositacin en el ctodo. Las impurezas contenidas en el nodo pueden pasar como iones a la solucin o precipitarse en el fondo de las celdas en forma de pulpa espesa, conocida como Barro Andico Crudo.

Los metales nobles (Au, Ag, Pt, Pd), que tienen un potencial electroqumico mucho ms alto que el cobre, prcticamente no se disuelven en el electrolito, y caen desde los nodos al fondo de las celdas, constituyendo el barro andico. Por el contrario, aquellos elementos que tienen un otencial electroqumico similar o inferior al cobre, por lo general se distribuyen preferencialmente al electrolito.Descripcin General de una Planta de Metales Nobles

Los barros andicos estn formados por metales ms nobles que el cobre, como oro, plata y platino, junto a sales y compuestos poco solubles de otros elementos contenidos en el nodo.

Los elementos y formas qumicas constituyentes principales de los barros andicos, son: COBRE: Cu, Cu2O, Cu2Se, Cu2Te

PLATA: Ag, Ag2Se, Ag2Te

ORO: Au, Au2Te

ARSENICO: SbAsO4, nPbOxAs2O5

ANTIMONIO: Sb2O5, SbAsO4, nPbOxSb2O5

PLOMO: PbSO4

LA COMPOSICION QUIMICA DE LOS BARROS ANODICOS ES:

Para recuperar los metales preciosos se realiza un proceso en etapas sucesivas: Descobrizacin del barro andico Deselenizacin del barro. Produccin de calcina para fusin a Metal Dor. Produccin de metal dor: Ag=86-92%, Au=8-10% Electrolisis de plata: proceso Moebious. Plata electroltica de 99,99% Electrolisis de oro: proceso Wohlwill. Oro electroltico de 99,99%El diagrama de bloques representativo de las diferentes etapas que conforman el tratamiento de barros andicos para recuperacin de metales preciosos, se indica en la figura N1.

Figura N1. Diagrama de Procesos de una Planta de Metales Preciosos.

Como se estableci en la figura N1, La Planta de Metales Nobles est conformada por diversos procesos para el tratamiento del barro andico crudo, orientados a obtener los metales preciosos.

Sedimentacin y Descobrizacin: El barro crudo, es ingresado al proceso de descobrizacin junto con electrolito. El barro sedimenta en varios estanques mientras que el electrolito sobrenadante se filtra y se retorna a la Refinera Electroltica. El barro recolectado se enva a un estanque lixiviador, donde es tratado con cido sulfrico y vapor para solubilizar el cobre contenido en l. A travs de este proceso, el cobre pasa a la solucin obtenindose un barro andico descobrizado. Adems, una parte importante del telurio presente en el barro original tambin se lixivia (aproximadamente el 50%). La solucin se trata con cobre metlico, producindose la cementacin de un barro de cobre - telurio. El barro cobre - telurio, es enviado a la planta de telurio para recuperar electrolticamente dicho metal. La solucin remanente, principalmente sulfato de cobre y cido sulfrico, es retornada a los estanques de recepcin de pulpa en la Planta de Metales Nobles.

Figura N2. Esquema general de procesos Planta de Metales Preciosos

Planta de Teluro: El barro cobre - telurio formado, es oxidado y lixiviado con hidrxido de sodio. La solucin formada es purificada mediante precipitacin de impurezas y el telurio es removido de la solucin como dixido de telurio, por precipitacin con cido sulfrico. El dixido de teluro, es luego disuelto en el electrolito a ser utilizado en la electroobtencin del teluro. El barro destelurizado, no disuelto por el hidrxido de sodio y rico en cobre, es enviado al proceso de descobrizacin, junto con el barro andico crudo pequeos contenidos de oro y/o plata son recuperados, por el proceso normal realizado al barro andico descobrizado. El electrolito rico en telurio es electrolizado, producindose la depositacin de telurio metlico en los ctodos de acero inoxidable.

Planta de Selenio: El barro andico descobrizado, es vaciado junto con cido sulfrico y kiesselgur en bandejas que se introducen en hornos elctricos de tostacin. Al calentar la mezcla a temperaturas de 600 C, el selenio reacciona con el cido, generando xido de selenio gaseoso y anhdrido sulfuroso. Los gases son lavados y enfriados con agua. Durante esta operacin, los gases de selenio y azufre, junto con el agua presente, reaccionan formando selenio elemental y cido sulfrico. El selenio slido formado es retirado de la solucin mediante filtracin.

El slido que permanece en las bandejas, libre de selenio, despus de la tostacin es retirado de ellas, molido, combinado con carbn y almacenado en una tolva para su posterior tratamiento. Dicho slido se denomina Calcina, siendo un producto que contiene la plata en estado de sulfatos.Fusin de Calcina: Produccin de Metal Dor. La calcina proveniente de los hornos de deselenizacin, es mezclada con fundentes (ceniza de soda y borax), y cargada en el horno de fusin. La carga es fundida a 1.150 C, producindose la reduccin de los sulfatos de plata y generando el Metal Dor, el cual contiene, adems de la plata, compuestos de Oro, Platino, Paladio, ms algunos restos de Selenio y Cobre. El metal dor, debido a sus propiedades fsico - qumicas, y a su mayor peso especfico, se separa por gravedad de los xidos presentes. Todos los xidos contenidos en la calcina, forman una primera escoria, denominada escoria de fusin, la cual con el aporte de los fundentes, es finalmente retirada del horno, enfriada, chancada y enviada a la fundicin de concentrados. El metal dor, posteriormente es refinado en el mismo horno, en una atmsfera oxidante, para eliminar el selenio, el teluro y el cobre an presentes. Estos xidos, forman una nueva escoria rica en metales nobles (escoria de oxidacin), la cual es retirada del horno, enfriada, molida y mezclada con la calcina de la nueva carga del horno. El metal dor refinado, es moldeado en forma de nodos.

Figura N3. Diagrama de Proceso Produccin de Metal Dor.

Electrlisis de Plata: Los nodos de metal dor, son introducidos en bolsas de polipropileno en las celdas electrolticas, y a travs de la aplicacin de corriente elctrica directa, la plata se disuelve de los nodos y se electrodeposita sobre los ctodos de acero inoxidable en forma de cristales. Los cristales de plata, son removidos de los ctodos y se acumulan en el fondo de las celdas para su posterior retiro. Los cristales de plata producidos, son luego fundidos y granallados para la obtencin de granallas de plata. Este proceso se conoce como proceso Moebious.

Lixiviacin y Precipitacin de Paladio: El barro aurfero crudo, generado desde los nodos, se acumula en las bolsas de polipropileno y es luego tratado con cido sulfrico a 130C (lixiviacin), para eliminar de l la plata no disuelta. En esta operacin tambin se disuelve paladio. La solucin de plata obtenida en la lixiviacin, es tratada con hierro metlico, lo que produce la cementacin o precipitacin de concentrado de paladio, y luego es enviada a la etapa de deselenizacin de los barros andicos, para recuperar los contenidos de plata. El barro aurfero lixiviado, libre de plata, es fundido y moldeado como nodos de oro.

Figura N4. Diagrama de Proceso Moebious de Electrlisis de Plata

Electrlisis de Oro: Los nodos de oro son instalados en celdas de electrorefinacin. Mediante la aplicacin de corriente elctrica directa, los nodos se disuelven en el electrolito y el oro en solucin se deposita sobre ctodos de titanio, produciendo oro de alta pureza. El oro es retirado de los ctodos, lavado, secado y fundido en crisoles con un peso exacto, para moldear barras d 12,5 kilogramos.

Figura N5. Diagrama de Proceso Wohlwill de Electrlisis de Oro

Precipitacin de Platino - Paladio: Debido al constante uso del electrolito urico, con nuevos nodos de oro, en esta solucin la concentracin de platino y paladio aumenta lentamente con el tiempo. Para evitar la contaminacin del oro final, es necesario descartar electrolito. El electrolito descartado es tratado mediante la adicin de zinc metlico, lo que produce la precipitacin de platino y paladio presentes en la solucin. El precipitado, es comercializado como concentrado de platino - paladio.

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