El proceso hidrometalúrgico mas utilizado en la recuperación del oro de sus menas, es aquel en donde el oro es disuelto mediante soluciones alcalinas cianuradas, en presencia de oxigeno (Udupa et al 1990; Ellis y  Senanayake 2004).

El mineral de mina debe ser reducido de tamaño hasta alcanzar una granulometría que permita a la solución lixiviante alcanzar el metal valioso y llevarlo a solución. La granulometría de operación se consigue, mediante la aplicación de molienda  en molinos de bolas operando en húmedo. En esta etapa es donde comienza la lixiviación del oro, pues es practica común agregar al molino cianuro de sodio y cal; esto es para que en la medida que la partícula se quiebre y deje expuesta la superficie fresca del mineral de oro, la solución comience a actuar y a disolver a este ultimo (Chaves, 1985). Dependiendo de la refractariedad del mineral, en esta etapa, se puede alcanzar un porcentaje importante en la disolución  de este metal (Fivaz, 1988). El resto del oro no disuelto aun, es lixiviado en una serie de tanques agitadores, cuyo volumen es determinado en función del tiempo de residencia, obtenido previamente en ensayos de laboratorio. La agitación puede ser mecánica, mediante el insuflado de aire (Ellis y Senanayake, 2004), o mediante la aplicación de ambas (Marsden y House, 1992).

En el proceso convencional, también denominado CCD (counter current decantation) o decantación en contra corriente mas filtración, la solución con oro es separada del sólido por decantación y por sucesivos lavados de la pulpa en contracorriente y finalmente es filtrada. La torta que sale de los filtros, presenta  aproximadamente  un 10 %  de  humedad. Esta humedad, no es otra cosa mas que solución con algo de oro disuelto, que será enviado junto con los sólidos, previa destrucción del cianuro, al dique de colas. Por ultimo la solución rica es clarificada, desoxigenada, y el oro precipitado con polvo de zinc muy fino, de alta pureza y doblemente sublimado. El precipitado Zn-Au-Pb, es separado de la solución mediante filtros de presión, luego es secado y enviado a fundición, en donde se obtiene un bullion (Pb, Zn, Au), factible de enviar a refinación. La solución con oro disuelto regresa al circuito de lixiviación. El oro que por alguna razón (normalmente falta de molienda) quedo ocluido dentro de la partícula de mineral, mas algunas partículas que no tuvieron suficiente tiempo de contacto con la solución (partículas gruesa), mas el oro disuelto contenido en solución que acompaña a los sólidos hacia el dique de colas, constituyen las perdidas del proceso y estas estarán reflejadas en el valor de la recuperación final del oro (Chaves,1985; Marsden y House, 1992; Nicol et al, 1987).

El proceso CIP (carbon in pulp), que fuera desarrollado en Sud África en la década del 70, es considerado el avance tecnológico mas significativo de los últimos tiempos en cuanto a métodos aplicados a la recuperación de oro (Afenya, 1991; Hausen y Bucknam, 1985). No obstante esto en nuestro país aun no se ha implantado un sistema de recuperación de oro utilizando este proceso. En este, es utilizado el carbón activado para adsorber el oro directamente de la pulpa cianurada, a medida que se va disolviendo o pasando a solución. La pulpa se agita en tanques de gran tamaño y fluye en forma continua desde el principio al último de la serie, mientras que el carbón lo hace en la dirección opuesta (en contra-corriente), en forma discontinua y mediante la utilización de un air lifth. Una tela de abertura apropiada se ubica en la dirección del flujo de la pulpa entre los tanques a fin de limitar el paso del carbón de un tanque a otro, en el sentido de la corriente. El oro en solución es adsorbido por el carbón (Rees y Van Deventer, 2001), resultando finalmente la pulpa totalmente lixiviada, y la solución prácticamente con rastros de oro. En este caso no es necesario el espesado y filtrado de la pulpa como en el proceso CCD.  Por ultimo  el  carbón cargado es desadsorbido, mediante un lavado con una solución cianurada y fuertemente alcalina, y luego el oro es recuperado de la elusión por electrólisis (Pizarro y Antonio, 1981; Davinson y Schoeman, 1991; Deventer y Merwe, 1994).

Para minerales de baja ley o de alta ley pero con problemas de lixiviabilidad por la presencia de elementos cianicidas y que contienen una cantidad excesiva de lamas, la aplicación del proceso CIP provee una alternativa viable al proceso convencional de cianuración. Este sistema además puede ser implantado y operado con el 65% al 75 % del costo convencional CCD mas filtración.

El objeto de este trabajo es comparar el comportamiento del mineral oxidado del grupo minero Hualilan Zona Norte, a la lixiviación alcalina, utilizando el método convencional CCD más filtración, y el método CIP (Carbon in Pulp)

Lixiviación del Oro y PlataLa lixiviación (Heap Leaching) en montón es un proceso muy económico

para tratar metalúrgicamente minerales con baja ley en metales

preciosos, este método de tratamiento recibe un fuerte impulso a

mediados de la década del 70 del siglo anterior, cuando el oro alcanza

cotizaciones de hasta 600 US. $/onza el año 1980; se implementa el

rehusó del carbón activado y se beneficia minerales con fuerte contenido

de finos mediante aglomeración.

El principio básico de la cianuración es aquella en que las soluciones

alcalinas débiles tienen una acción directa disolvente preferencial sobre

el oro y la plata contenidos en el mineral. La reacción enunciada por

Elsher en su Journal Prakchen (1946), es la siguiente:

4Au + 8 KCN + O + 2 H O= 4AuK( CN) + 4 KOH

La química involucrada en la disolución de oro y plata en el proceso de

cianuración en pilas es la misma aplicada en los procesos de

cianuración por agitación. El oxígeno, esencial para la disolución del oro

y plata, es introducido en la solución de cianuro mediante la inyección

directa de aire al tanque solución de cabeza, por irrigación en forma de

lluvia y por bombeo de la solución recirculante.

La velocidad de disolución de los metales preciosos en soluciones de

cianuro depende del área superficial del metal en contacto con la fase

líquida, lo que hace que el proceso de disolución sea un proceso

heterogéneo; la velocidad de disolución depende también de la

velocidad de agitación, lo que indica que el proceso sufre la presión de

un fenómeno físico.

Lixiviación Química Minera.

La lixiviación es un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente liquido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes originales del sólido.

Algunos ejemplos son:

– El azúcar se separa por lixiviación de la remolacha con agua caliente.

– Los aceites vegetales se recuperan a partir de semillas, como los de soya y de algodón mediante la lixiviación con disolventes orgánicos.

– La extracción de colorantes se realiza a partir de materias sólidas por lixiviación con alcohol o soda.

Dentro de esta tiene una gran importacia en el ámbito de la metalurgia ya que se utiliza mayormente en la extracción de algunos minerales como oro y plata. También se utiliza en Tecnología Farmacéutica.

En los yacimientos de cobre de minerales oxidados, el proceso de obtención de cobre se realiza en tres etapas que trabajan como una cadena productiva, totalmente sincronizadas:

Lixiviación en pilas.Extracción por solvente.Electroobtención.

Primera etapa: lixiviación en pilas

Las pilas deben ser regadas con una solución de ácido sulfúrico, la que circula por cañerías distribuidas homogéneamente.

¿Cuál es el objetivo?La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el cobre de

los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. Este proceso se basa en que los minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas.

¿Cómo se realiza el proceso?

a) Chancado: el material extraído de la mina (generalmente a rajo abierto), que contiene minerales oxidados de cobre, es fragmentado mediante chancado primario y secundario (eventualmente terciario), con el objeto de obtener un material mineralizado de un tamaño máximo de 1,5 a ¾ pulgadas. Este tamaño es suficiente para dejar expuestos los minerales oxidados de cobre a la infiltración de la solución ácida.

b) Formación de la pila: el material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia el lugar donde se formará la pila. En este trayecto el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfúrico, conocido como proceso de curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de sulfatación del cobre contenido en los minerales oxidados. En su destino, el mineral es descargado mediante un equipo esparcidor gigantesco, que lo va depositando ordenadamente formando un terraplén continuo de 6 a 8 m de altura: la pila de lixiviación. Sobre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores que van cubriendo toda el área expuesta.Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberías ranuradas) que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material.

c) Sistema de riego: a través del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de las pilas. Esta solución se infiltra en la pila hasta su base, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas.

El riego de las pilas, es decir, la lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, después de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la

cantidad de cobre lixiviable. El material restante o ripio es transportado mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto de cobre.

¿Qué se obtiene del proceso de lixiviación?De la lixiviación se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CUSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente.