INDICE:OBJETIVOS:

MARCO TEORICO:LIXIVIACION DEL OROFUNDAMENTOS DE LA LIXIVIACIONFACTORES QUE AFECTAN LA CIANURACION DEL ORO

FUNDAMENTOS DE LA ADSORCIONFACTORES QUE AFECTAN LA ADSORCIONCINETICA DE ABSORSION

CEMENTACION CON CINCPRPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL CINCFUNDAMENTOS DE LA CEMENTACION CON CINC.MECANISMO Y CINETICA DE LA CEMENTACIONFACTORES QUE AFECTAN LA CEMENTACIONBALANCE DE MASAPORCENTAJE DE CEMENTACION

PLATEOPRINCIPIOS TEORICOSGRAVIMETRIACRITERIOS DE CONCENTRACIONPLATEO- LAVADO

MATERIALES:

OBJETIVOS

1. Describir el proceso de cianuracin por goteo de un mineral de oro.

2. Aplicar las operaciones y procesos unitarios de chancado, tamizado ya estudiadospreviamente.

3. observar la conducta del mineral y la arcilla para explicar las causas y los efectos de los movimientos de las partculas en el plato para lavar minerales.

MARCO TEORICO:El oro es el metal de mayor trascendencia debido a su alta demanda y elevado precio en el mercado. El precio del oro ha experimentado un incremento de aproximadamente 3 veces en los ltimos 10 aos, generando un mayor inters por la extraccin y recuperacin de este metal.

El oro es un metal de color amarillo suave que tiene la mayor ductilidad y maleabilidad de todos los metales. Por ello, muchas piezas hechas con oro estn aleadas con otros metales para proporcionarles resistencia mecnica. El oro no es magntico y sus aleaciones exhiben el mismo comportamiento. Es uno de los metales menos reactivos, y exhibe una gran estabilidad y resistencia a la corrosin, aunque puede sufrir ataques de compuestos halogenados y de agua regia

La recuperacin de oro a partir de las menas se ha llevado a cabo desde hace muchos aos, y diversas tcnicas han sido desarrolladas a travs del tiempo, tanto para la recuperacin de oro mediante amalgamacin, lixiviacin con especies de cloro o cianuro, as como para la recuperacin final del mismo, siendo las ms conocidas en esta segunda etapa la adsorcin en carbn activado y la cementacin con cinc.

LIXIVIACION DEL OROFUNDAMENTOS DE LA LIXIVIACION

La lixiviacin es el proceso en el cual se produce la disolucin de unasustancia que se encuentra en fase slida, y sta pasa a una fase lquida. La lixiviacin se utiliza con el propsito de recuperar metales o especies a partir de un mineral determinado Para llevar a cabo una lixiviacin, es necesario que las fases slida y lquida estn en ntimo contacto. De esta manera, la especie de inters se solubiliza transportndose de una fase hacia otra, separndose del material original. Esta separacin se complementa posteriormente a travs de procesos de filtracin o de sedimentacin de la solucin que contiene el compuesto de inters.

Existen tres tipos de lixiviacin. El primero consiste en la incorporacin auna fase lquida de la sustancia de inters sin que exista reaccin qumica. Por ejemplo, al poner en contacto arena de una playa en agua destilada, el cloruro de sodio presente en la arena se disuelve y pasa a la fase lquida sin que ocurra ningn cambio en la estructura qumica del cloruro de sodio. Adicionalmente, se puede tener lixiviaciones que involucran una reaccin sin oxidacin puesto que el componente de inters se encuentra ya en el estado de oxidacin final. Por ejemplo, el xido cprico (CuO) con cido sulfrico reaccionan para formar sulfatode cobre y agua. El cobre con estado de oxidacin +2, en forma insoluble pasa a formar el sulfato, que se disuelve fcilmente en agua. Por ltimo, existen lixiviaciones que combinan la oxidacin de la especie de inters y la accin de un ligando o agente formador de complejos que es el que permite mantener la especie oxidada en disolucin. La lixiviacin del oro con cianuro es un ejemplo de este ltimo tipo de proceso, lo cual se explica con ms detalle posteriormente.

Cianuracin de menas de oroPara lixiviar menas que contienen oro, se requiere de un oxidante y de un agente formador de complejos. Los agentes formadores de complejos ms utilizados industrialmente son las sales de cianuro, por lo cual este proceso es conocido como cianuracin. Las ventajas de las sales de cianuro sobre otros lixiviantes incluyen su efectividad y selectividad en la recuperacin del oro, su bajo costo y la alta estabilidad del complejo aurodicianuro, Au (CN) 2, cuya constante de estabilidad tiene un valor de 1039.3, muy alto en comparacin con otros complejos que puede formar el oro con otras especies (5,6); sin embargo, su empleo tanto a nivel industrial y de laboratorio implica la adopcin de ciertos niveles de seguridad y de proteccin personal, debido a la alta toxicidad de este compuesto en medio cido.

El oxgeno es el agente oxidante ms empleado en la lixiviacin del oroporque su potencial de oxidacin es suficiente como para permitir la formacin del complejo (Au CN)2 y, adicionalmente, es fcil de obtener a partir del aire, por lo que su costo es mnimo.La sal de cianuro ms utilizada en procesos de lixiviacin es el cianuro de sodio, que se escoge principalmente por su alta solubilidad y fcil obtencin. Su disociacin en agua produce los iones cianuro y sodio de acuerdo a la reaccin: Los iones cianuro en solucin acuosa forman iones hidrxido y cido cianhdrico segn la ecuacin Se observa entonces que, segn el principio de Le Chtelier, al aadir iones OH- el equilibrio de la ecuacin se desplaza hacia la izquierda y, consecuentemente, aumentan el pH y la actividad del ion CN-, mientras que la actividad de HCN disminuye. En contraste, al disminuir el pH, la reaccin se desplaza hacia la derecha, y como consecuencia, la actividad del ion CN disminuye y se forma HCN que se desprende como gas. La actividad de HCN en solucin, por tanto, disminuye cuando el pH aumenta.

El cido cianhdrico es un gas soluble en agua y con una alta presin de vapor que tiene un Ka de 4.910-10 y un pKa de 9.3 a 298 K, por lo que es un cido muy dbil y su disociacin es incompleta. Se disocia de acuerdo con la reaccin El pH representa un factor muy importante en el proceso de lixiviacin con cianuro, puesto que su valor influye en el grado de disociacin de la reaccin.

Partiendo de dicha reaccin se tiene: Esta expresin se conoce como la ecuacin de Henderson-Hasselbach. Si las actividades del ion cianuro y del cido cianhdrico son iguales, se tiene que: Se puede graficar un diagrama de porcentaje de las dos especies de cianuro, CN- y HCN, en funcin del pH, como se muestra. Por tanto, cuando las actividades del CN- y HCN son iguales, el valor del pH es igual al valor del pKa, y cada especie representa el 50% de la actividad total de cianuro en solucin. A un pH mayor que 9.3, la actividad del ion CN- predomina sobre la de HCN, evitando la eliminacin de HCN como gas y favoreciendo la lixiviacin del oro. Diagrama de distribucin de HCN y CN- con respecto al pH.La disolucin del oro es un proceso electroqumico, en el cual el oro se estabiliza en solucin a travs del siguiente mecanismo En una primera etapa el ion cianuro se adsorbe en la superficie del oro. Luego, se forma cianuro de oro slido por la oxidacin del metal. Finalmente, interviene otro ion cianuro que forma el complejo soluble aurodicianuro. La reaccin global neta de este mecanismo se presenta en la reaccin: El proceso global de disolucin del oro en soluciones cianuradas y alcalinas, que incluye las reacciones andica y catdica, est descrito entonces por las siguientes reacciones paralelas: La reaccin resultante de la suma de las semireacciones describe la disolucin del oro se produce cuando ste reacciona con el ion cianuro, oxgeno molecular y agua para formar el complejo soluble aurodicianuro, perxido de hidrgeno e iones hidrxido considerando un medio bsico. A su vez, la reaccin que proviene de la suma de las semireacciones describe una reaccin paralela en donde intervienen el oro, cianuro y el perxido de hidrgeno formado en la reaccin anterior, para producir el complejo aurodicianuro e iones hidrxido.

Es notorio que el perxido de hidrgeno producido en la primera reaccin se consume como reactivo en la segunda y que ambas reacciones provocan un aumento en el pH debido a la formacin de los iones hidroxilo OH-.

FACTORES QUE AFECTAN LA CIANURACION DEL ORO

Los factores que afectan la disolucin del oro en fase lquida incluyen la actividad de cianuro y oxgeno disuelto, el pH, la temperatura, la agitacin y las caractersticas del mineral, como el rea de oro expuesta y la presencia de iones adicionales en solucin.La lixiviacin del oro es influenciada positivamente por una alta concentracin de cianuro, debido a la difusin que experimenta esta sustancia hacia la superficie del metal para que se d la reaccin con ste. La concentracin requerida de cianuro generalmente es mayor a la estequiomtrica debido a la presencia de otros minerales que compiten con el oro por el ion cianuro. Entre ellos se encuentran los iones sulfuro, cobre, hierro, arsnico, antimonio y azufre elemental, entre otros. Con el fin de evitar este tipo de inconvenientes se realiza una preaireacin para producir la oxidacin del mineral y permitir la adecuada extraccin del oro, y se utiliza un exceso de cianuro que disminuya el efecto de estos iones secundarios.

Las especies de cianuro pueden ser oxidadas a cianatos en presencia de un agente oxidante. Esto disminuye la cantidad de cianuro libre disponible para reaccionar con el oro, por lo que esta oxidacin debe ser minimizada. En general, la cintica de este tipo de reacciones es lenta en soluciones cianuradas aireadas y, consecuentemente, no presenta un problema para el proceso.

La concentracin de oxgeno afecta la disolucin del oro, ya que mientras mayor sea la cantidad de oxgeno disuelto, la disolucin del metal precioso ser tambin mayor. Asimismo, la temperatura favorece la disolucin del mineral al aumentar la velocidad de difusin de las especies envueltas en el proceso. Sin embargo, disminuye la solubilidad del oxgeno en el agua. A valores de pH entre 9 - 9.5 se maximiza la disolucin del oro, pero para evitar liberacin de cianuro de hidrgeno, el pH de operacin es siempre mayor a este valor. De esta forma se evitan considerables prdidas econmicas y peligros para la salud debido a la eliminacin de este compuesto en forma de gas.

Un factor adicional a considerar es el rea superficial expuesta del oro. sta presenta una relacin directamente proporcional con la velocidad de disolucin del metal, por tal motivo, los procesos de molienda y trituracin, desempean un rol fundamental en la creacin de partculas finas de mineral que permitan exponer el oro y su superficie para reaccionar con el cianuro. Al igual que el rea superficial, la agitacin favorece la disolucin del oro al disminuir el espesor de la capa lmite de difusin, reduciendo as la limitacin generada por el transporte de masa.

Generalmente, junto con el oro, se recupera tambin plata a una velocidad de disolucin mucho menor. Este metal muestra un comportamiento similar al del oro cuando reacciona con el ion cianuro de acuerdo con la reaccin: Para la recuperacin de ambos metales preciosos, y para compensar el cianuro que se consume por la lixiviacin de otras especies, llamadas cianicidas, se utiliza un exceso de cianuro que asegura la ms alta extraccin posible de ellos a partir del mineral.

La forma de regular el pH tambin es una variable a considerar. El hidrxido de sodio es un agente soluble, mientras que el hidrxido de calcio, que se encuentra en forma de suspensin, a valores de pH mayores a 12 puede generar perxido de calcio, que puede precipitar sobre las superficies expuestas del oro pasivando as su superficie. La formacin del perxido de calcio se lleva a cabo de acuerdo con la reaccin.

FUNDAMENTOS DE LA ADSORCION

La adsorcin es el fenmeno en el cual interactan un adsorbente y un adsorbato, mediante la accin de fuerzas intermoleculares que atraen al segundo hacia la superficie del primero. En el caso especfico de la adsorcin del oro en carbn activado, ste acta como adsorbente, mientras que el adsorbato es el complejo aurodicianuro, Au (CN)2. La interaccin entre adsorbente y adsorbato se debe a la formacin de enlaces qumicos, tambin llamada quimisorcin, o a la adsorcin fsica, provocada por las fuerzas de Van der Waals, en la cual el peso molecular o polaridad de las molculas provoca que stas sean atradas con mayor o menor fuerza frente a otras.

Muchas teoras se han propuesto con el fin de explicar la adsorcin del oro en carbn activado. Una de ellas describe este fenmeno como la adsorcin de oro metlico; otra, en cambio, la describe como la adsorcin molecular de AuCN. Sin embargo, la que ms aceptacin ha tenido es aquella que sostiene que es el complejo aurodicianuro, Muchas teoras se han propuesto con el fin de explicar la adsorcin del oro en carbn activado. Una de ellas describe este fenmeno como la adsorcin de oro metlico; otra, en cambio, la describe como la adsorcin molecular de AuCN. Sin embargo, la que ms aceptacin ha tenido es aquella que sostiene que es el complejo aurodicianuro, Au (CN) 2, la especie adsorbida en la superficie del carbn activado

FACTORES QUE AFECTAN LA ADSORCION

Entre los factores fsicos que afectan la adsorcin se encuentran el tipo y tamao del carbn activado: un carbn con mayor grado de gasificacin posee una mayor capacidad de adsorcin, pero su resistencia mecnica al desgaste se ve reducida y las prdidas en el proceso son mayores. Adicionalmente, el tamao de las partculas del carbn influye en la cintica del proceso; as, mientras menor sea el tamao de stas, mayor ser la velocidad de adsorcin porque disminuye la longitud promedio del poro. La capacidad de adsorcin es la misma debido a que el tamao tiene un efecto muy reducido en el rea superficial especfica. Adems, la adsorcin est limitada por las molculas del adsorbato cuando su tamao es mayor al tamao del poro del adsorbente La agitacin favorece la difusin del oro en fase lquida a travs de la capa lmite slido-lquido, permitiendo el acceso del metal a la superficie del carbn. En contraste, la presencia de slidos en la solucin altera el proceso de adsorcin, puesto que stos impiden una adecuada transferencia de masa, alterando de este modo la eficiencia de la agitacin. El cianuro libre provoca una disminucin en la velocidad de adsorcin y capacidad de carga del carbn, debido a que compite por los sitios activos del carbn. En adicin, un pH bajo permite velocidades de adsorcin y capacidades de carga altas, pero el pH est limitado por la liberacin de HCN a pH bajo. Entre los factores qumicos que afectan la adsorcin se encuentra tambin la temperatura. La adsorcin es un proceso exotrmico, por lo que un aumento de temperatura provoca el fenmeno inverso, es decir, una desorcin, en la cual el adsorbato regresa a la fase lquida, principio utilizado industrialmente en los procesos de recuperacin de oro adsorbido en carbn activado.

Debe considerarse tambin la relacin entre oro y plata presentes en el mineral, pues una alta concentracin de plata provoca que sta compita por los sitios activos del carbn y disminuye la eficiencia de recuperacin de oro. De esta manera, para minerales con alta concentracin de plata se prefiere la recuperacin mediante cementacin con cinc. Una baja concentracin de plata no representa un problema en el proceso puesto que la cantidad que se adsorbe es baja y porque el complejo aurodicianuro es capaz de desplazar esta pequea cantidad de plata adsorbida. Otros metales que afectan en el proceso de adsorcin son cobre y mercurio, siendo este ltimo el que ms fuertemente compite con el oro. Por ello, es importante considerar la cantidad de mercurio presente en el mineral pues esta sustancia puede ser adsorbida y desorbida, al igual que el oro. En general, el mercurio no causa inconvenientes de consideracin porque su concentracin en los minerales es muy pobre y su solubilidad es baja. A pH alcalino y alta concentracin de cianuro libre la adsorcin del cobre es pobre, por lo que su interferencia en la adsorcin del oro no es considerable si el mineral no contiene altas cantidades de esta sustancia

CINETICA DE ADSORCION

La cintica del proceso de adsorcin permite determinar la cantidad de adsorbato que se recupera en un tiempo establecido. En el caso de la recuperacin del oro, la cintica se utiliza con el propsito de modelar el fenmeno y disear los procesos para la adsorcin de esta sustancia en carbn activado. Los datos experimentales se analizan de acuerdo a dos modelos, a saber: el modelo cintico de Elovich y el modelo cintico de Urbanic. El modelo de Elovich describe un caso de quimisorcin a travs de la Ecuacin:

donde r es la velocidad de adsorcin [mgAu/(gch)], q es la cantidad de adsorbato adsorbido en el carbn [mgAu/gc], t es el tiempo [h], a es la velocidad de adsorcin inicial [mgAu/(gch)] y b es la constante de desorcin [gc/mgAu]. Tanto a y b son factores que dependen de la temperatura, pues incluyen la energa de activacin y la probabilidad de adherencia de las molculas (18). Aplicando las condiciones de frontera para t = 0 cuando q = 0 y t = t cuando q = q e integrando la ecuacin, se obtiene la forma simplificada Como se observa en la ecuacin, una grfica de q versus t en escala logartmica producir una lnea recta si el fenmeno estudiado se efecta de acuerdo a este modelo.

En el modelo cintico propuesto por Urbanic, la velocidad de adsorcin est descrita mediante la ecuacin, en donde se plantea que dicha velocidad de adsorcin es inversamente proporcional al tiempo y depende de la velocidad inicial de adsorcin donde r es la velocidad de adsorcin [mgAu/(gch)], x/m es la capacidad de adsorcin del carbn [mgAu/gc], t es el tiempo [h], R es la velocidad de adsorcin inicial [mgAu/gc] y M es una constante del modelo [mgAu/gc]. Con el fin de verificar experimentalmente la validez de este modelo, luego de arreglos algebraicos, la ecuacin puede expresarse as:

CEMENTACION CON CINC

El cinc (Zn) ha sido utilizado desde el inicio del proceso de cianuracin para la recuperacin de oro en solucin, debido a su reactividad con el cianuro junto con su capacidad de llevar a cabo reacciones de sustitucin.

El cinc puede ser utilizado para recuperar oro tras un proceso de adsorcin con carbn activado, o directamente tras la filtracin de la solucin cargada con oro, llamada solucin preada, dependiendo de las condiciones del material y de la escala de la industria

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL CINC

El cinc es un metal blanco-plateado y quebradizo, conocido desde la antigedad por sus aleaciones con el cobre, y habitualmente se lo encuentra en la naturaleza en forma de compuestos como xidos, sulfuros y silicatos. Este metal tiene un peso molecular de 65.38 g/mol, y su estructura cristalina es hexagonal. Adicionalmente, tiene una gravedad especfica de 7.14, una temperatura de fusin de 693 K y de ebullicin de 1179 K. Es insoluble en agua, pero soluble en cidos y agentes alcalinos, como hidrxido de sodio o potasio.

FUNDAMENTOS DE LA CEMENTACION CON CINC

La cementacin es la precipitacin de un metal por la accin de otro al realizar una reaccin electroqumica de sustitucin. Es un proceso que ha sido ampliamente utilizado para la recuperacin de oro, hasta la aparicin de los mtodos que utilizan carbn activado. Estos procesos de adsorcin en carbn, de todos modos, requieren una posterior etapa de recuperacin generalmente llevada a cabo con cinc o con procesos electrolticos. Actualmente entre el 25 y 30% del oro del mundo sigue siendo recuperado mediante tratamiento directo con cinc.

Es importante mencionar que la cementacin con cinc sigue siendo la mejor opcin bajo ciertas condiciones de operacin, como minerales con alto contenido de plata, materiales muy arcillosos, o una escala de produccin no muy alta que justifique la inversin en implementacin de procesos con carbn activado.

El proceso que utiliza cinc en polvo y requiere una etapa de deaireacin que reduzca la cantidad de oxgeno disuelto a valores menores a 0.5 mg/L es el ms ampliamente utilizado en instalaciones industriales tecnificadas, y se conoce como el proceso Merril-Crowe.

En procesos rudimentarios a baja escala y con poco desarrollo tecnolgico la cementacin con cinc se realiza utilizando viruta de cinc y la solucin se aade sin ningn tipo de pretratamiento para eliminar el oxgeno disuelto. Para la produccin a escala industrial del cinc, se parte de depsitos de xido de cinc (ZnO), el cual se hace reaccionar con coque en un reactor vertical que opera a temperaturas de entre 1400 1700 K. Estas temperaturas se alcanzan por la combustin del coque aadido con aire. Adems, bajo estas condiciones, el oxgeno presente oxida el coque, dando lugar a la siguiente reaccin de reduccin:

ZnO + C Zn + COConsiderando que la temperatura de ebullicin del cinc es de 1179 K, a las temperaturas de operacin del reactor se obtiene cinc gaseoso, el cual se pasa a un condensador de aspersor, utilizando principalmente plomo como material de enfriamiento por su capacidad de reducir la actividad del cinc de modo que no vuelva a su estado de xido y obtener finalmente el cinc con una pureza de hasta 98.5% o ms, y poder as formar lingotes para la venta o para posteriores procesos.

Las virutas de cinc pueden ser obtenidas como desechos de procesos de produccin que se realicen con este metal, como el formado o limado, en la misma fabricacin, o simplemente producidos por medio de raspado de lingotes o planchas que producen las virutas con especificaciones mucho ms definidas que las formas y tamaos aleatorios que se puede tener al utilizar desechos.

MECANISMO Y CINETICA DE LA CEMENTACION

Se ha propuesto dos reacciones que describen el comportamiento de las especies durante la cementacin de oro en forma de complejo aurodicianuro utilizando cinc. Una de ellas es: Alternativamente, se ha propuesto otra reaccin, que es ms representativa respecto a las condiciones de operacin y estequiometria de la reaccin. La ecuacin [2.30] presenta la participacin de los cianuros como canalizadores de la reaccin: en donde se puede apreciar que el cinc, adems de precipitar al oro, se disuelve con cianuro, y consecuentemente consume esta especie. Para analizar la cintica del proceso, es necesario considerar la existencia de 5 pasos elementales dentro del sistema de reaccin:

a. Transporte de masa del cianuro de oro y cianuro libre hacia la superficie del cinc.b. Adsorcin del cianuro de oro en la superficie del cinc.c. Transferencia de electrones entre el cianuro de oro adsorbido y el cinc.

Simultneamente ocurren una disociacin del cianuro de oro y la formacin del complejo cianuro-cinc.

d. Desorcin del complejo cianuro-cinc de la superficie del cinc. e. Transferencia de masa de las especies del complejo cianuro-cinc a la solucin.

Mediante investigaciones realizadas con electrodos de disco rotatorio se ha determinado que, bajo condiciones normales de operacin, el paso que determina la velocidad del proceso es la difusin de pelcula del complejo cianuro-oro hacia la superficie del cinc.

Para el anlisis de capacidad de cementacin, se puede tambin hacer isotermas que pueden ser lineales, exponenciales o tipo Langmuir, que ya fueron explicadas en la Seccin referente al carbn activado. El objetivo principal de la construccin de las isotermas aplicadas a la cementacin es determinar la mxima capacidad de cinc para precipitar oro en solucin.

FACTORES QUE AFECTAN LA CEMENTACION

Entre los principales factores fsicos determinantes en la cementacin se puede contar, primeramente, el rea superficial por unidad de masa. Su influencia se debe a la utilizacin de polvo o virutas, y las dimensiones de las mismas. El polvo de cinc tiene un rea superficial varios cientos de veces superior al de las virutas. Las impurezas que puede haber en el cinc tambin afectan al proceso por reacciones paralelas o causar pasivacin. Adicionalmente, materiales ajenos como residuos de otras operaciones, slidos finos presentes tras filtracin y especies orgnicas como cidos hmicos pueden afectar significativamente en la cementacin.

Como se estableci en la Seccin 2.3.3, la cintica de este proceso est determinada por el transporte de materia del oro hacia la superficie del cinc. El fenmeno de la difusin de un material a travs de otro est regido por la ley de Fick:

donde JA es el flujo molar por unidad de rea por unidad de tiempo de un componente A [mol/ m2s], DAB es el coeficiente de difusin de A en B [m2/s], CAes la concentracin de A [mol/m3] y dCA es el diferencial de concentracin de A a lo largo de un diferencial de distancia dx en el sentido del eje en que se realiza la difusin.

Considerando que la fuerza impulsora de dicha difusin es un diferencial de concentracin, se puede notar que mientras mayor es la concentracin de oro, mayor es la tasa de transporte de masa, y consecuentemente la cintica del proceso ser ms rpida.

Tomando en cuenta el hecho de que el cianuro libre forma parte de la reaccin de cementacin, su concentracin es tambin importante. Existe un rango crtico de este parmetro, que para soluciones de pH = 10.5 est entre 110-3 y 410-3 M. Bajo este rango, el proceso no es controlado por la difusin de oro hacia el cinc y empieza a ser dominado por la difusin de cianuro libre hacia el cinc. Con estas circunstancias, se tiene una pasivacin de la reaccin por formacin de hidrxido de cinc en la superficie que impide una adecuada transferencia de masa. Adicionalmente, una cantidad excesiva de cianuro libre produce un consumo innecesario de cinc.

El cinc puede disolverse en la solucin de cianuro y, consecuentemente, a mayor cantidad de iones de cinc en solucin, menor ser la cantidad disponible del cinc metlico. Muy altas concentraciones de ste hacen que se forme hidrxido de cinc con mayor facilidad, y de este modo se tenga nuevamente una pasivacin de la reaccin por reduccin de la transferencia de masa hacia la superficie del cinc metlico.

La temperatura es otro factor importante en el proceso, lo cual se explica por la ley de Arrhenius. A pesar del incremento en la cintica de la reaccin, tambin hay un incremento notable en la tasa de transferencia de masa, lo cual hace que el proceso global se vea acelerado a mayor temperatura, por incremento del coeficiente de difusin de la Ley de Fick.

Adicionalmente, altas temperaturas determinan una menor concentracin de oxgeno disuelto en la solucin. La presencia de oxgeno disuelto va en detrimento de la cementacin, pues la reduccin del oxgeno compite con la reduccin del oro. Este efecto es significativo para concentraciones de oxgeno mayores a 1 mg/L. Valores altos de oxgeno disuelto favorecen la redisolucin en cianuro del oro ya precipitado y la formacin de xido hidratado de cinc, tambin conocido como precipitado blanco.

El pH ptimo de la solucin con que se trabaja est en un rango entre 11.5 y 11.9. Sin embargo, investigaciones recientes muestran que variaciones de pH en un rango entre 9 y 12 no son significativas para la cementacin. Se debe tener, sin embargo, precaucin ante la posible liberacin de cianuro de hidrgeno, HCN, por lo que se trabaja con un pH aproximado de 10.5, el cual viene dado directamente tras el proceso de lixiviacin. Esto, adems, ayuda a prevenir formacin de hidrxido de cinc, pasivante de la reaccin.

Finalmente, es necesario mencionar la importancia de la presencia de iones en solucin. El plomo, comnmente encontrado en estas soluciones, tiene un efecto positivo favoreciendo la activacin de la superficie del cinc. Hay efectos similares con otros metales como mercurio, teluro, bismuto, cadmio y cobre. As, no es raro que deliberadamente se aada sales de plomo en procesos industriales. La concentracin de sulfuros afecta negativamente el proceso y sobre concentraciones de 20 mg/L puede detenerlo completamente por formacin de sulfuro de cinc en la superficie. Sin embargo, los sulfuros en bajas concentraciones pueden reducir el consumo de cinc. Se ha mostrado tambin que la presencia de antimonio, cobre, nquel y cobalto puede ser perjudicial para el proceso. El mercurio puede ayudar en la precipitacin a concentraciones bajas, pero presenta problemas posteriores para filtracin si su concentracin aumenta.

BALANCE DE MASA

Considerando al cinc y la solucin de oro como un sistema global confinado en un reactor por lotes agitado continuamente, y que la cantidad de oro debe mantenerse constante en el sistema, puede hacerse el siguiente balance de masa:

donde se considera que el cinc aadido est inicialmente libre de oro, y que el volumen V [L] de la solucin portadora de oro, no cambia durante el proceso por la extraccin de muestras o por evaporacin; CAu,0 [molAu/L] es la concentracin inicial de oro en la solucin; CAu,f [molAu/L] es la concentracin final de oro en solucin; mAu,cem es la masa cementada de oro [g], y PMAu es el peso molecular del oro, es decir, 196.967 g/mol.

PORCENTAJE DE CEMENTACION

Es necesario definir un trmino que relacione la cantidad de oro tras un tiempo de cementacin, y la cantidad inicial. As, se puede entonces determinar un porcentaje de cementacin como sigue: donde la nomenclatura y unidades utilizadas son las mismas que en el balance de masa del sistema.PLATEO

El plateo se utiliza para separar los diversos minerales existentes por medio de su gravedad especfica y que para que esta separacin sea efectiva se debe tener en cuenta el criterio de concentracin, el medio separador y la granulometra del mineral.

Los mecanismos de concentracin consiste en la segregacin de los minerales por estratificacin y separacin por estratos, el mtodo de operar el plato consiste en humedecer el mineral, llenar de las del plato, luego dar un movimiento rotatorio suave e ir vertiendo la ganga o lamas con un movimiento vertical descendente y ascendente. Se pesan los estriles y el concentrado y se observa los posibles minerales que estn presentes.

Este mtodo de concentracin es relativamente fcil de realizar y tiene un bajo costo ya que no se emplean reactivos. Este mtodo se emplea actualmente en laboratorios, lavaderos de oro, y en las plantas de flotacin por los operarios para ver el grado de concentracin y suciedad que se presenta el concentrado y realizar los cambios pertinentes, este mtodo de concentracin por gravedad fue reemplazado por otros como la mesa vibratoria, jig, etc.

PRINCIPIOS TEORICOS

GRAVIMETRIA

Mtodo de separacin de los granos minerales de diferentes gravedades especficas en razn a sus diferencias de respuesta al movimiento o a las acciones simultaneas sobre ellas de la gravedad.

CRITERIOS DE CONCENTRACION

El criterio importante en la determinacin de la cual y qu clase de separacin es posible en un caso particular es la gravedad y alguna o mas fuerzas, fundamentalmente la primera, en este caso, se puede determinar por la siguiente ecuacin:

Donde:R = gravedad especifica del medioGEH y GEL = gravedad especifica de los minerales ms pesados y ligeros respectivamente

PLATEO- LAVADO

Mecanismos mediante el cual son evacuadas las arenas allavarlas en el plato.La operacin de lavado de arenas consiste en: Segregacin de los minerales por segregacin. Separacin de los estratos.

Mtodo operatorio1. Humedecer la muestra hasta formar un Iodo espeso.2. Diluir hasta llenar el plato en sus 3/4 partes.3. Dar al plato un suave movimiento rotatorio para reunir la arena en el centro del fondo y lograr que las lamas se mantengan en suspensin.4. Virtase las lamas en suspensin. 5. Reptase la operacin 2, 3, 4; hasta que la pulpa quede exenta de lamas.

Con el plato mediado de agua y mantenindolo horizontal con ambas manas, se le da con la mano izquierda un movimiento horizontal circular con rapidez precisa para que la capa superior de arena se mantenga en movimiento y con la mano derecha, en un pequeo crculo vertical, se da un movimiento descendente el cual es rpido y ascendente el que es relativamente lento. Este movimiento estratificar y reunir el gnero pesado en las partes ms alejadas del plato.

Movimientos individuales de las partculas de diferentes tamaos y los efectos de las densidades de la suspensin en estos movimientos. Se dan tres movimientos principales en las partculas los cuales son:

Movimiento elptico. Movimiento diferencial vertical. Movimiento alternativo basculante.

El movimiento elptico en el que la velocidad y la amplitud se combinan de tal modo que la carga quede lo bastante suelta para permitir un movimiento diferencial vertical de los granos. El grado de agitacin debida es cuestin de experiencia y difiere con el tamao de partcula. Al cabo de unos segundos se suspende la agitacin y el operador indina el plato gradualmente hacia afuera, a la vez que le da un movimiento alternativo basculante de izquierda a derecha de tal modo que una serie de ondas diagonales opuestas se deslicen de la superficie de la arena sedimentada y vaya arrastrando la capa superficial hasta verter por todo el fondo del plato.

Se puede mencionar que son dos los principales efectos de la densidad.

a. Una densidad alta produce concentrados sucios porque incrementa la flotacin de partculas finas de la ganga, por lo que se tendr bajas recuperaciones.

b. Una densidad demasiado baja produce buenos concentrados de sedimentacin. Lo cual da concentrados de buena calidad.

MATERIALES:1. Mineral concentrado preoxidado 9 dias Tamao de la muestra 300g. Dilucion: 1:3 (S:L) (200:600)2. 600-700 ml de H2O3. 0.5 g - 1 gKCN (cianurode potasio)4. Cao Cal viva NaOH Hidrxido de sodio pH de trabajo: minimo 10.55. Zn Zinc 1g 6. Envases con tapa7. Papel filtro8. Crisol curado con brax9. Soplete

PROCEDIMIENTO:

Pesar 2kg de mineral y moler en el molino de bolas durante 22.5min o 52.5. De acuero al producto que se desea obtener.Colocaar 300g de mineral molido en el reactor de agitacin y adicionar la cantidad de agua.Plateo:En un recipiente, colocar mineral pulverisado. Agregar agua hasta formar un barro pastoso. Ir moviendo el plato segn el movimiento que sea necesario Movimiento elptico.Movimiento diferencial vertical Movimiento alternativo basculante

Se puede observar como en el fondo del plato, se deposita es mineral, esto de be a su peso especifico.Ir votando la arcilla junto con el agua y agregar agua limpia cuantas veces sea necesario hasta poder obrservar las partculas de oro.Cementacion:Determinar el pH inicial de la pulpa Ir adicionando el CaO para obtener una un pH de 11 a 12.Dejar la pulpa en agitacin por lo menos 30 minutos, para estabilizar el pH.Adicionar la cantidad de cianuro de sodio necesario.Filtrar la solucin, dejando el liquido pasante para ser precipitado por el zincEl zinc es agregado de tal forma que no haya agitacin o remolinos en la superficie que induzca oxigeno dentro de la solucin. Una vez vertido el zinc en le liquido filtrado, agitarlo por 10 minutosFiltar el liquido precipitado.Fundir el cemento obtenido en un crisol curado con brax.

Resultados:

Conclusiones y recomendaciones:

El plato de lavado o concentracin se utiliza actualmente en las plantas de flotacin por los operarios para ver la concentracin del mineral que se est Recuperando y el grado de suciedad de estos concentrados, tambin se emplean en los lavaderos de oro, y en los anlisis de laboratorio.

Se puede observar como en el fondo del plato, se deposita es mineral, esto de be a su peso especifico.La pureza de la cal, influye mucho en el pH de la solucin,siendo un peligro la eficacia de este.La presencia del oxgeno en la cianuracion es muy importante ya que este contribuye en la formacin del Cianuro urico. Cuanto mayor porosidad presenten los aglomerados y la fuerza con la que caen las gotas de cianuro ms eficiente ser la extraccin del oro.

Se debe trabajar en un medio alcalino en el proceso de cianuracion debido a que el cianuro es un producto daino a a causa de la agitacin debido a que es toxico y venenoso.