departamento de ingeniería metalúrgica lixiviación de minerales de oro

Departamento de Ingeniería Metalúrgica

Lixiviación de Minerales de oro

Casi todo el oro existente en la naturaleza se encuentra

como oro nativo, metales como la plata y minerales tales

como la pirita, galena, blenda de cinc, arsenopirita,

estibina, pirrotita y calcopirita se encuentran asociados al

oro, pudiéndose encontrar también selenio y magnetita.

Las gangas más frecuentes son feldespatos, cuarzo,

micas, garnet y calcitas.Aunque las gangas minerales son insolubles en soluciones

de cianuro existen algunos metales que en alguna

proporción son solubles. Las materias carbonáceas

existentes en las menas absorben los cianuros de oro.



Durante el siglo XVIII, los alquimistas ya conocían que el

oro era soluble en soluciones acuosas de cianuro de

potasio. El cianuro ha sido el reactivo de lixiviación

preponderante para el oro, debido a su excelente

extracción, a partir de una gran variedad de menas, y bajo

costo. Si bien el cianuro es un lixiviante poderoso para oro

y plata, no es selectivo y forma compuestos complejos con

una variedad de iones metálicos y minerales.



Mecanismo de Cianuración.

La reacción de disolución, es un proceso de corrosión en el

cual el oxigeno capta electrones de una parte de la

superficie metálica (zona catódica) mientras que el metal

entrega en la otra (zona anódica); se llevan a cabo dos

reacciones simultaneas:eAuAu

2CNAu2CNAu

2OHOHe2OH2O 2222



Elsner (1846) fue el primero en reconocer que el oxigeno

atmosférico, era esencial para la disolución de oro en

soluciones de cianuro, atribuyéndosele la siguiente

reacción: 4NaOHCNNaAu4OH2ONaCN8Au4 222

22-

222- OH2OHCNAu2OH2OCN4Au2

Representación esquemática de la disolución de oro en una

solución de cianuro (Habashi, 1966)



O2 disuelto

CN -

eAuAu

2CNAu2CNAu

Área anódica

Área catódica

2OHOH

e2OH2O

22

22

Flujo de electrones

Capa límite de Nerst



Una relación cuantitativa del gradiente de concentración y

de la cantidad de materia transportada por difusión se

expresa por la primera ley de Fick

dxdc

Ddtdm (A)

“El flujo de una sustancia que atraviesa una superficie de

área A, es proporcional al gradiente de concentración en

el sentido del flujo”.



El proceso en general es un proceso difusional, se asume

que la reacción química en la interfase del metal es más

rápida, comparada con la velocidad a la cual el ion oxigeno

y el cianuro difunden a través de la capa estacionaria,

entonces serán consumidos tan pronto como ellos alcancen

la superficie del metal.

De acuerdo a la ley de Fick se tiene:

i

CN

i

O CNCNDA

dtCNd

OODA

dtOd

2

22

212)(

*

*)(



2/1

2

2/12

2OCNA

DDVelocidad CNO

Esto significa que a esas concentraciones de cianuro y

oxigeno, los cambios de velocidad de disolución dependen

del uno del otro, esto queda demostrado en la siguiente

figura.



Es evidente que la condición que regula la dependencia de

la velocidad de disolución, tanto de la concentración de

cianuro como de oxigeno está dado por: 22

4 ODCNDOCN

Si la razón promedio de los coeficientes de difusión es 1,5;

la velocidad máxima de disolución ocurre cuando:

6

2

OCN

2O6CN

CN2

O6



Desde un puno de vista técnico los resultados anteriores

pueden establecerse de la siguiente manera:

Ni la concentración de oxigeno disuelto sólo (grado de

aireación de la solución), ni la concentración del cianuro

libre sólo, son importante en las prácticas actuales.

Es por lo tanto, recomendable analizar tanto el contenido

del cianuro libre como del oxigeno disuelto en la solución

para llegar a su relación molar óptima.



Efecto de la concentración de cianuro en el % de

disolución

La tasa de disolución del oro en soluciones de cianuro,

alcanza un máximo al pasar de soluciones concentradas a

soluciones diluidas.

En la práctica la mayoría de las plantas de cianuración de

minerales de oro emplean soluciones que contienen

menos de 0,05% de NaCN, el promedio general es

probablemente de 0,02 a 0,035%



Efecto del Oxigeno en la disolución del oro

El uso de oxigeno o de un agente oxidante es esencial para su disolución bajo las normas comunes del proceso de cianuración.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100

% Oxigeno

Tas

as d

e D

isol

ució

n [m

g/cm

²/hr

]



Efecto de la Alcalinidad

Es esencial que la solución de cianuro deba ser mantenida alcalina por las siguientes razones:

OHHCNOHCN2

1) Para prevenir la hidrólisis del ion cianuro

332HCOHCNCOHCN

2) Para prevenir la descomposición por CO2 atmosférico

El agua saturada con HCN gas y oxigeno ataca el oro generando AuCN insoluble y H2O2

222OH2AuCNOHCN2Au2



Efecto de la temperatura:

Aumentando la temperatura se espera que aumente la velocidad de disolución, pero, existe una reducción del contenido de oxigeno disuelto. Sobre los 110 °C la descomposición del cianuro es apreciable.



Minerales de

Especie% Disuelto en 24

[h]

Oro Calaverita AuTe2

Fácilmente soluble

Plata Argentita Ag2SFácilmente

soluble

Cerargyrita

AgClFácilmente

soluble

Proustita Ag3AsS3

Escasamente soluble

Pyrargyrita

Ag3AsS

b3

Escasamente soluble



Minerales de

Especie% Disuelto en

24 [h]

Cobre Azurita2CuCO3Cu(OH)

2

94,5

Malaquita

CuCO3Cu(OH)2 90,2

Calcocina Cu2S 90,2

Bornita FeS 2Cu2S CuS 70,0

Enargita 3CuS As2S5 65,8

Crisocola CuSiO3 2H2O 11,8

Calcopirita

CuFeS2 5,6



Minerales de


[h]

HierroPyrrhotit

a FeS Fácilmente soluble

Pirita FeS2Escasamente

soluble

Hematita Fe2O3Escasamente

soluble

Magnetita

Fe3O4Prácticamente

insoluble

Siderita FeCO3Prácticamente

insoluble



Minerales de


[h]

ArsénicoOropimen

teAs2S3 73,0

Rejalgar As2S2 9,4

Arsenopirita FeAsS 0,9

Antimonio Estibina Sb2O3 21,1

Plomo Galena PbS Soluble en alta alcalinidad



La precipitación de oro de las soluciones de cianuro por medio de cinc, puede ser expresada por la siguiente reacción:

OH2

H21

Au-24CNZnO

2HZnCN22CNAu

En ausencia de cianuro libre, la reacción es la que sigue:

OH2

H21

Au2

Zn(CN)O2

HZn2CNAu

La importancia del exceso de cianuro en las soluciones de lixiviación, reside en que favorece la formación de

Zn(CN)42-, que es un compuesto soluble.

El cianuro de cinc es insoluble en agua.



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