lixiviaciÓn de menas aurÍferas con sales oxidantes en

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LIXIVIACIÓN DE MENAS AURÍFERAS CON SALES OXIDANTES EN MEDIO ACIDO MEDIANTE EL PROCESO SEVERO

I. INTRODUCCIÓN

El cianuro de sodio ha sido el reactivo delixiviación preponderante para el oro, debido a suexcelente extracción de una gran variedad de me-

nas y su bajo costo. Si bien el cianuro es un lixiviantepoderoso para oro y plata, no es selectivo y formacompuestos complejos con una variedad de ionesmetálicos y minerales.

* Consultor Metalúrgico: UNJBG-FAIM – Proyecto Minero MetalúrgicoGerente Operaciones Cía. Minera Aurífera Golden Fishing [email protected], Celular 01-995-5021

LIXIVIACIÓN DE MENAS AURÍFERAS CON SALES OXIDANTES ENMEDIO ÁCIDO MEDIANTE EL PROCESO SEVERO

M.Sc. Palacios C. Severo*

RESUMEN

El trabajo de Lixiviación se desarrolla en Menas, Concentrados y Material Refractario (sulfurado), en pulpa opartículas (agitación o pilas) a temperatura ambiente con tiempo de lixiviación máximo de doce horas, usando comomedio lixiviante el ácido sulfúrico concentrado adicionado sales oxidantes como los cloruros y nitrato de sodio o nitratode amonio en distintas proporciones. Los resultados obtenidos respecto a la recuperación de oro alcanzan el 98%.

Si el oro está encapsulado en el cuarzo o arena aurífera, deberá adicionarse fluoruro de sodio (nunca usar elcalcio, porque forma yeso que entorpece el proceso) con la finalidad de disolver el cuarzo, no disuelve ni formacomplejos con el oro, además sirve para dejar en libertad metales nobles como el titanio, platino, talio, germanio, etc.los cuales luego son recuperados con el medio lixiviante al cual he denominado Proceso SEVERO.

La adición de sales a la pulpa ácida, tiene por finalidad producir cloro y agua regia in situ, lixiviante enérgico pararecuperar elementos nobles de concentrados o minerales auríferos.

Palabras claves: sales oxidantes, cloro naciente, agua regia in situ, hidrometalurgia.

ABSTRACT

The work of leaching is developed in Fewer, Concentrated and Refractory Material (sulfured), in pulp or particles(agitation or piles) to ambient temperature in advance of maximum leaching of twelve hours, using like half lixiviantethe acid sulfuric concentrate added salts oxidizers like the chlorides and nitrate of sodium or ammonium nitrate indifferent proportions. The results obtained regarding the recovery of gold reach 98%.

If the gold is encapsulated in the quartz or auriferous sand, fluoride of sodium will be added (never to use thecalcium, because it forms plaster that hinders the process) with the purpose of dissolving the quartz, it doesn’tdissolve neither complex form with the gold, it is also good to leave in you liberate noble metals as the titanium,platinum, talio, germanium, etc., those which then are recovered with the means lixiviante to which I have denominatedSEVERO Process.

The addition of salts to the sour pulp, has for purpose to produce chlorine and regal water in situ, energeticlixiviante to recover noble elements of concentrated or auriferous minerals.

Key words: salt oxidizers, nascent chlorine, aqua regia in situ, Hydrometallurgy.

2 3

PALACIOS

Las velocidades de cianuración son relativamen-te lentas y la industria ha estado investigando reac-ciones de lixiviación de oro más rápidas, que seancapaces de alcanzar extracciones de oro muy altas.Debido al elevado valor del metal amarillo, inclusopequeños incrementos en la recuperación son siem-pre preferibles para mejorar la velocidad delixiviación.

Por otro lado la aplicación de los métodoshidrometalúrgicos en el oro, especialmente lalixiviación cianurada, que tiene una aplicación ma-yoritaria en el tratamiento de minerales oxidados,ha dado lugar al desarrollo de técnicas ecológicas einnovadoras de lixiviación, extracción por carbónactivado, extracción por solventes y electrodeposicióndel oro, con la finalidad de obtener cátodo de oro degran pureza.

II. METODOLOGÍA

LIXIVIACIÓN DEL ORO EN DIVERSOS MEDIOSÁCIDOS

(1)

(2)

(3)

(4)

(Proceso SEVERO) (5)

PROCESO OPERATORIO DE LIXIVIACIÓN

El presente proceso es innovativo y ecológico parala recuperación de oro de menas, concentrados ymaterial refractario (sea por agitación, en pilas oinundación), el cual se ha patentado como ProcesoSEVERO. La lixiviación se realiza mediante la adi-ción de sales oxidantes en medio ácido y tiene lassiguientes ventajas frente a los procesos convencio-nales:

√ Alta sensibilidad a elementos incrustados en lasmenas de Pb, Cu, Zn, Sb, etc. No interaccionancon el azufre residual liberándolo del proceso.

√ Alta recuperación del oro y elementos nobles:platino, paladio, iridio, rodio, osmio, rutenio,titanio, germanio, talio, etc. de las arsenopiritasy calcopiritas.

√ Recuperación satisfactoria del oro de menas re-fractarias.

√ Regeneración del lixiviante adicionando sales yprecipitando sales.

Las sales con el oro forman un complejo aniónicoen medio ácido, siendo su mecanismo de reacción:

(6)

Esta reacción es rápida y logra extracciones deoro hasta un 98%. La principal ventaja es que serecicla la solución lixiviante. Además, no se gene-ra gas de dióxido de nitrógeno que es venenoso ytóxico.

QUÍMICA DE LA LIXIVIACIÓN

Las reacciones de lixiviación del oro con cianuroy sales oxidantes son mostradas a continuación:

CIANURADO

(7)

SALES OXIDANTES

(8)

Las ventajas existentes para el proceso en estu-dio son:

√ La reacción con sales oxidantes utiliza comolixiviante el nitrato y cloruro de sodio formando,por la reacción con el medio ácido, el cloruro denitrosilo NOCl. Por lo tanto, cinéticamente lalixiviación con sales oxidantes es función de laconcentración del ácido y sales.

√ Las sales disueltas del oro forman compuestoscomplejos (H[AuCl4], Au[AuCl4]) de oro (I) y (III)estables en el medio. Las sales forman un ligan-do de cloruro y nitrosilo con el oro.

Para la recuperación del oro, plata, titanio,germanio, talio, platino, etc. del mineral, el costo delas sales es insignificante.

[ ]422232 AuClHHClClAu →++

OHNOAuClHClHNOAu 242326322 ++→++

[ ] 26423622 FeClAuClHFeClHClAu +→++

[ ] OHNOAuClHHClHNOAu 2626428362 ++→++

[ ] ONaNOAuClNaSOH

NaClNaNOAu 2424242

8322 ++→++

[ ] ONaNOAuClNaNaClNaNOAu 242428322 ++→++

−+−→++−+ OHCNAuOHOCNAu 22)(22221

42

[ ] ONaNOAuClNaNaClNaNOAu 242428322 ++→++

2 4


La recuperación del oro del medio lixiviante sedesarrolló por cementación, carbón activado, ex-tracción por solventes, reducción gaseosa oelectrodeposición.

MECANISMO DE REACCIÓN

Si en la mena aurífera existe plata, cobre, rutilo,germanio, platino, titanio, talio, etc. dichos elemen-tos valiosos son lixiviados bajo las siguientessemirreacciones:

SEMIRREACCIONES

El ácido nítrico se forma mediante la interaccióndel nitrato de sodio, amonio o potasio, adicionandoácido sulfúrico concentrado, siendo el mecanismode reacción:

(9)

Para obtener ácido clorhídrico se hace reaccio-nar cloruro de sodio, cloruro cuproso, cloruro férricoo cualquier cloruro adicionando ácido sulfúrico con-centrado, siendo el mecanismo de reacción en dosetapas:

(10)

Notará que el cloruro de sodio en reacción con elácido sulfúrico concentrado primeramente formabisulfato, en una segunda reacción recién formasulfato de sodio; así mismo, en la reacción existe unexceso de cloruro de sodio el cual forma un excesode ácido clorhídrico, y se convierte en benefactorpara la lixiviación de los metales nobles (especial-mente para la lixiviación de la plata) presentes en elmineral.

El nitrato de sodio o potasio es de calidad indus-trial (fertilizante) o comercial, el cual interactúa conel medio ácido produciendo ácido nítrico naciente insitu. El cloruro de sodio, de igual manera, es de ca-lidad comercial.

Dichas reacciones favorecen en el proceso parapoder lograr formar el cloruro de nitrosilo. La for-mación de agua regia in situ es mucho más enérgi-ca que el agua regia obtenida al hacer reaccionar elácido nítrico y clorhídrico concentrado, ya que el agua

regia a partir de sales oxidantes se genera en elmedio, de tal manera que disuelve todo el materialvalioso sin eliminarse (evaporarse) como ocurre conlos ácidos comunes.

La generación de cloruro de nitrosilo, NOCl, sedesarrolla al hacer reaccionar las sales oxidantesen el medio ácido, es necesario controlar la canti-dad de las sales, ya que un exceso del nitrato gene-ra la formación de gas NO2, el exceso de cloruro desodio, genera la formación de compuestos de cloro(indeseables en el medio). La ecuación que se ad-junta a continuación es recomendable para desa-rrollar el presente proceso.

(11)

REACCIÓN DEL LIXIVIANTE

La reacción general del proceso de lixiviación sedesarrolla bajo:

(12)

Siendo el cloruro de nitrosilo, NOCl, parte impor-tante en el proceso de formación del agua regia enel medio.

REACCIÓN CON EL MINERAL AURÍFERO

La interacción del mineral aurífero con el mediolixiviante se desarrolla bajo la reacción:

(13)

Dicha reacción no es recomendable por la gene-ración del gas NO2, que es altamente tóxico, por loque se ha desarrollado la siguiente reacción quími-ca que es bastante favorable para el proceso delixiviación con sales oxidantes:

(14)

Notará que se obtiene NO, oxido nítrico, el cualluego es regenerado a cloruro de nitrosilo, dichomecanismo lo vemos en el siguiente párrafo.

3442242234 HNOSONaSOHNaNO +→+

HClNaHSOSOHNaCl 4444244 +→+

HClSONaNaClNaHSO 4424444 +→+

HClSONaSOHNaCl 84244248 +→+

ONaClNOClSOH

CNaClNaNO 222

42

2533 ++→

°+

2223242

25832 OClNOCl

SOH

CClNO ++→

°−+−

[ ] ONaNOAuClNaSOH

CNaClNaNOAu 23234

42

25433 ++→

°++

[ ] ONaNOAuClNaSOH

CNaClNaNOAu 24242

42

258322 ++→

°++

2 5

PALACIOS

Podrá establecer usted amable lector que la adi-ción de las sales oxidantes es muy importante en elpresente proceso, por lo que es necesario dosificaradecuadamente de tal manera evitar la contamina-ción del medio ambiente, ya que el presente proce-so es ecológico, y loable ya que se regenera la solu-ción lixiviante para procesos posteriores de lixiviaciónde mineral fresco.

RECICLADO DEL ÓXIDO NÍTRICO

Dicha reacción es espontánea ya que la presen-cia del ion cloro (en exceso) en el medio interactúancon el óxido nítrico y genera cloruro de nitrosilo ycloro naciente, por lo tanto el gas nitrosilo siempreestará presente en dicho medio lixiviante, bajo lasiguiente reacción:

(15)

El óxido nítrico (NO), a pesar de su carácterendotérmico, es perfectamente estable en condicio-nes normales. Es un gas incoloro, relativamente, espoco soluble en agua, y no se combina con ella. En-trega su oxígeno con gran dificultad.

El óxido nítrico se combina directamente con eloxígeno. El dióxido de nitrógeno (NO2), es un gas decolor pardo, que se condensa fácilmente formandoun líquido que hierve a +21°C. El NO2 es un agenteoxidante muy poderoso.

El principal producto resultante de la reduccióndel ácido nítrico moderadamente fuerte, es el óxidonítrico y del concentrado, el dióxido de nitrógeno.

Si el proceso se lleva a cabo en disoluciones nomuy concentradas, de los gases formados por des-composición del ácido nítrico solo se desprende óxi-do nítrico, puesto que el dióxido de nitrógeno, al re-accionar con el agua, da ácido nítrico y óxido nítrico.

Nota: El cobre reacciona con el ácido nítrico con-centrado dando el gas dióxido de nitrógeno, de co-lor pardo rojizo, mientras que con el mismo ácidodiluido forma el óxido nítrico, incoloro:

(16)

El agua regia obtenida a partir de sales oxidantesin situ, tiene acción mucho más enérgica que elobtenido por la mezcla de ácidos. El oro, platino,

titanio, germanio, paladio, iridio, rodio, osmio, rutenioson disueltos para dar los compuestos clorurados,según el mecanismo de reacción:

(17)

Nota: El principal componente activo del agua regiase constituye, por una parte, el cloro naciente, y porotra, el cloruro de nitrosilo, que entrega su clorocon facilidad.

TERMODINÁMICA DE LIXIVIACIÓN DEL ORO

La termodinámica define el estado de equilibrioa que deberá llegar finalmente la reacción delixiviación en las condiciones dadas, aunque en lapráctica no se logre alcanzar el equilibrio.

La termodinámica nos indica qué reacciones sonposibles, y cuales no, por lo tanto para las ecuacionesse obtuvieron los siguientes valores:

(18)

Dicha reacción es factible ya que la energía librees espontánea, no requiriendo energía externa parasu formación.

Por tal motivo es importante estudiar la termodi-námica primero, antes de desarrollar cualquier tra-bajo que pueda entorpecer el estudio.

Los diagramas de estabilidad (E-pH) son repre-sentaciones termodinámicas del sistema que per-miten visualizar de una manera global las zonas deestabilidad de los elementos y compuestos basán-dose en el pH y el potencial del proceso de oxidacióny reducción.

Dichas variables son tan importantes para mos-trar la extensión de las reacciones. Las cuales sepueden expresar mediante ecuaciones en que inter-vienen las variables mencionadas.

Siempre hay que tener presente que losdiagramas representan, en cuanto a exactitud, porlos datos experimentales un aproximado a la reali-dad. En dicho caso no se considera la cinética delproceso involucrado.

Los diagramas de estabilidad son herramientasmuy valiosas para el estudio de los procesos delixiviación. El conocimiento real de las variables per-

22222 ClNOClClNO +→+

OHgNOCuHNOSCu 24)(223832)(3 +++→++−+

OHNOClHClHNO 2844312343 ++Χ→++Χ

[ ]AuClNaNaClNaNOAu 428322 +→++

CalONaNO 292502242 −=∆+ µ

2 6


miten tener una visión muy clara de lo que esta ocu-rriendo en el proceso desde el punto de vista de lasespecies que están presentes en el medio.

CONSIDERACIONES TERMODINÁMICAS

Una primera evaluación termodinámica indica quela disolución del oro, usando sales oxidantes a tem-peratura ambiente, es un proceso atractivo que semuestra a través de las siguientes reacciones:

(19)

La estabilidad del complejo es parte importantepara su extensión en el medio, por lo cual es impor-tante que la reacción sea de izquierda a derecha.

Dicha reacción ocurre en medio ácido, en presen-cia de sales oxidantes. En particular, esto se puedelograr, adicionando adecuadamente las concentracio-nes de las sales de nitrato y cloruro de sodio en elmedio ácido, en la que los iones cloro son loscontrolantes del proceso, un exceso del nitrato gene-ra gas NO2 contaminante para el medio ambiente.

(20)

Dicha reacción no ocurre espontáneamente, yaque requiere energía externa o un exceso de nitratode sodio con la finalidad de ocurrir, tal como indicala ecuación (20).

Las especies resultantes de la reacción son AuCl2-

y AuCl4-, pero el oro (III) predomina en la forma del

complejo, tal como se observa en la figura N.° 1.

Figura N.°1. Diagrama de predominancia de áreas de las es-pecies Au(III), OH-, Cl-. Las líneas indican las condiciones bajolas cuales las especies adyacentes están presentes en con-centraciones iguales

Figura N.° 2. Esquema de la reacción sólido/líquido de la diso-lución de oro en medio ácido con sales oxidantes.

Como puede observarse en la figura N.° 1, el oroforma complejos de cloruro e hidróxido en el rangode pH ácido y las altas concentraciones de ion cloru-ro forman la especie AuCl4

- que es la especie másestable; así mismo, es convertida a AuCl3 a bajasconcentraciones del ion cloruro. La especie neutraAu (OH)3 es muy estable comparada con otras es-pecies de oro, tomando en cuenta el rango ampliode pH y de la concentración de ion cloruro en el cualpredomina.

CINÉTICA DE LIXIVIACIÓN DEL ORO

Mientras más amplio sea el tiempo de lixiviaciónrequerido para alcanzar una recuperación deseadade una mena de oro, mayor será la capacidad reque-rida del volumen de lixiviación y por lo tanto el costode capital de la planta. En procesos de lixiviación concianuro, el tiempo de residencia en plantas de orovaría en un rango de 10 a 72 horas. En cambio en elproceso de lixiviación con sales oxidantes el tiempode residencia es de 8 horas como mínimo (depen-diendo de la variedad de mineral aurífero).

La disolución del oro en medio ácido con salesoxidantes es una reacción heterogénea que ocurreen la interfase sólido-líquido. La velocidad de trans-ferencia de masa de reactantes (sales oxidantes)desde la fase líquida, tiene un efecto importante sobrela cinética total de lixiviación del oro. Así la veloci-dad de disolución no solo depende de la velocidadde reacción química en la interfase sólido-líquido,sino también de la velocidad de transferencia de masaentre las fases. La velocidad también dependerá delárea de la interfase en reacción, el cual se reduceconstantemente durante la disolución del oro.

Estudios preliminares han demostrado que la di-solución del oro está controlada por la difusión (trans-

CalAuClClAu 172780443 −=∆−→−++ µ

[ ]AuClNaNaClNaNOAu 4433 +→++

alCONaNO 3966602323 +=∆+ µ

Au(OH)2+

AuCl3

AuOHCl2

Au(OH) 2Cl

AuCl4-

AuOHCl3-

Au(OH) 2Cl2

Au(OH)3

0 1 2 3 4

pH-8

-6

-4

-2

Log(Cl-)

Au(OH) 3Cl-

AREA ANODICA

−++++→ eAuAu 3

−−+++ →+ 44 AuClClAu

OHNOeHNO 23 234 +→++ −+−

AREA CATODICA

OHCleHHOCl 22 222 +→++ −+

δCAPA LIMITEDE NERNST

−e

−3NO

−Cl

−4AuCl

NOCl

FASE ACUOSA

2 7

PALACIOS

ferencia de masa) del cloruro y el nitrato de sodiodisuelto a través de la capa límite de la interfasesólido-líquido (figura N.° 2). La velocidad de disolu-ción se incrementa con la concentración del clorurode sodio, el oro puede llegar a pasivarse (por lapresencia del cloruro de plata–insoluble en el me-dio, esto debido a que parte del cloruro disueltointeractúa con la plata por ello se recomienda unexceso de cloruro de sodio) y disminuir su velocidadde disolución a un nivel más bajo y constante.

A bajas concentraciones de nitrato de sodio, elcloruro de sodio tiene efecto sobre la velocidad dedisolución del oro, mientras que a elevadas concen-traciones de nitrato de sodio, donde la reacción noestá controlada por el nitrato, la velocidad de reac-ción depende del cloruro de nitrosilo, NOCl. Las re-acciones que ocurren en el proceso están ilustradasen la figura N.° 2, tanto para el área anódica comocatódica.

La descarga de oxido nítrico, NO, es instantáneay conduce a una acumulación de cloruro de nitrosilobajo la siguiente reacción:

(21)

En la solución. La lixiviación de minerales aurífe-ros con sales oxidantes es controlada por la difu-sión. La rapidez de reacción involucra difusión en lacapa líquida, de los iones cloro para capturar al ionoro y formar el complejo de cloruro de oro, estodebido a la alta concentración de cloruro de sodio yel ion cloruro causa la alta concentración de clorurode nitrosilo (figura N.° 3).

(22)

Por lo tanto, se alcanza la velocidad límite, cuan-do la razón de concentración de iones nitrato a clo-ruro en solución es igual a cuatro y punto cinco.

Figura N.° 3. La rapidez de reacción involucra la difusión de lacapa líquida de los iones cloro para capturar el ion oro y formarel complejo de cloruro de oro

Lo cual corrobora que la ecuación estequiométricaestá bien aplicada porque se requiere una relaciónde 1:4 de nitrato de sodio a cloruro de sodio.

La razón de las dos concentraciones es de granimportancia. Si se usa un exceso de solución con-centrada de cloruro, respecto al nitrato disuelto, éstees desperdiciado.

Por otro lado, si se alcanza a saturar de ionescloruro una solución pobre de ion nitrato, la veloci-dad de lixiviación será lenta. Para la máxima veloci-dad de lixiviación con sales oxidantes en un procesoproductivo, es importante el control de la concentra-ción de nitrato y cloruro de sodio disuelto en un radiomolar óptimo (igual o cercano a cuatro y medio).

Lo cual nos confirma que la ecuaciónestequiométrica de la lixiviación con sales oxidantesrequiere una relación de uno a cuatro para estable-cer la disolución del oro presente en el mineral.

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Los experimentos de lixiviación con sales oxidantesa minerales auríferos procedentes de la minaHuaracane, Moquegua, fueron realizados para es-tablecer el efecto de los factores sobre la disolucióndel oro metálico.

Todas las pruebas se desarrollaron a temperatu-ra ambiente, y a un tiempo establecido.

El mineral previamente fue molido con la finali-dad de liberar al oro, ya que dicho material se en-cuentra en forma microscópica conjuntamente conel óxido de hierro, con una ley promedio de 15 g/t,las sales oxidantes son de calidad comercial (fertili-zantes).

En todas las pruebas se llegan a desarrollar re-acción exotérmica con el fin de acelerar el procesode disolución del oro.

El contenido de oro en la solución lixiviada seanalizó por electrogravimetría. Para determinar elefecto de los factores se estudió a dos niveles laconcentración de las variables con el fin de no inter-ferir en el análisis del oro.

−++→−+ eClNOClClNO 222222

hmgAu

[ ][ ] 52.4

3

=−

−

NOCl

[ ][ ] 52.451029.2

51059.2434

3

4=−

−=

−

−=−

−

x

x

ClD

NOD

NOCl

NIVELES FACTORES - +

A: H2SO4 B: NaNO3 C: NaCl

100 20 70

120 30 90

mgAuh

= 4.52Cl –

NO 3–

[ ][ ]

2 8


IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Al concluir con las pruebas experimentales, seprocedió analizar la extracción de oro del materialaurífero, para lo cual se utilizó el programa estadís-tico STATGRAPHICS Plus, de cuyo tratamiento dedatos se obtuvo la estimación de los efectos de cadauno de los factores siendo éste el resultado de dichoanálisis:

ÁCIDO SULFÚRICO: El efecto de la concentraciónde ácido sulfúrico se estudia en el rango de 110 a120, manteniendo constante la temperatura, el tiem-po de lixiviación así como la agitación del proceso.

El efecto de la concentración de ácido sulfúricoes positivo con una pendiente pequeña, evaluandodicho factor podemos llegar a la siguiente conclu-sión: que dicho factor está en su mínimo nivel, de-biendo ser maximizado hasta llegar al óptimo, a finde poder obtener una máxima extracción de oro delmaterial aurífero.

NITRATO DE SODIO: Los resultados obtenidos aldesarrollar el experimento factorial con el fin de es-tablecer el efecto de dicho factor, se llega a la si-guiente conclusión: si se incrementa fuera del ran-go establecido se generan gases tóxicos de dióxidode nitrógeno, altamente contaminante para el me-dio ambiente.

El objeto de adicionar nitrato de sodio es la ge-neración de ácido nítrico, el cual al interactuar conel ácido clorhídrico genera agua regia in situ, com-puesto altamente corrosivo, debiendo de controlar-se la dosificación de dicha sal a fin de evitar la for-mación de gases tóxicos.

El efecto de la concentración del nitrato de sodioestá en su nivel mínimo, debiendo maximizarse hastallegar al óptimo y obtener buenas extracciones delmaterial valioso.

Comment: Proceso SEVEROEstimated effects for Au

Average = 98.6274A: H2SO4 = 0.885365B: NaNO3 = 1.48441C: NaCl = -12.7076AA = -7.32279AB = 0.25AC = 4.75BB = -8.73692BC = 11.25CC = -18.6366

CLORURO DE SODIO: La dosificación del clorurode sodio es con la finalidad de producir cloruro denitrosilo y cloro naciente in situ, los experimentos sellevaron a cabo manteniendo constante la tempera-tura, el tiempo de lixiviación así como la agitación.

La disolución del oro se incrementa alincrementarse la dosificación de dicha sal, la con-centración tiene efecto significativo sobre lasolubilidad del oro, debido a que el ion cloro tienehabilidades de formar especies complejas con el oro.

El efecto de dicha sal nos indica que está en sunivel máximo, indicándonos que al incrementarsesobre el máximo se disminuye la recuperación deoro.

Figura N.° 4. Efectos medios de los factores enrecuperación de oro, Proceso SEVERO

Figura N.° 5. Interacciones de factores, Proceso SEVERO

Tal como visualizamos el análisis gráfico del efectomedio podemos establecer que la mayor recupera-ción para el ácido sulfúrico y nitrato de sodio estécercano al promedio, en cambio el cloruro de sodioestá en su máxima concentración debiendo de serdisminuido hasta llegar al óptimo.

Entre los factores en estudio existe interacción,por lo que no es posible manipular cada factor inde-pendientemente, ya que todos los factores estánentrelazados para poder desarrollar el Proceso SE-VERO.

Main Effects Plot for Au

82

85

88

91

94

97

100A

u

H2SO4100 120

NaNO320 30

NaCl70 90

Interaction Plot for Au

72

77

82

87

92

97

102

Au

AB100 120

- -+ +

AC100 120

--

+

+

BC20 30

-

-

+

+

2 9

PALACIOS

Contours of Estimated Response SurfaceNaCl=80.0

H2SO4

NaN

O3

Au89.0-90.090.0-91.091.0-92.092.0-93.093.0-94.094.0-95.095.0-96.096.0-97.097.0-98.098.0-99.0

100 104 108 112 116 12020

22

24

26

28

30

El análisis de varianza (ANAVA) confirma la im-portancia que tienen los factores, así mismo lasinteracciones y cuadraturas del proceso.

El modelo matemático, con un coeficiente de co-rrelación aceptable, si igualamos a cero los tres fac-tores, nos indica que la extracción de oro está en sumáximo, debiendo ser regulado éste por lasdosificaciones del ácido sulfúrico y las sales oxidantes.

En el análisis gráfico se visualiza que la máximarecuperación de oro se encuentra señalada por elsigno más que está dentro de la zona (98 a 99%Au). Debiendo de dosificarse adecuadamente con elfin de llegar a dicha recuperación.

Figura N.° 7. Respuesta en el Plano de extracción de oro conpunto óptimo, Proceso SEVERO.

Figura N.° 8. Respuesta espacial de extracción de oro, Pro-ceso SEVERO.

RECUPERACIÓN DE ION TETRACLOROAURATOMEDIANTE RESINA ANIÓNICA espC02

La resina espc02, elaborada por el autor del pre-sente estudio, trabaja a condiciones ambientales ydepende de la concentración de la solución, una vezcargada con oro puede ser desorbida en una solu-ción ácida.

OPERATIVIDAD DE ADSORCIÓN DE RESINAANIÓNICA espC02

Wresina = 1 a 5 gramos

Vsolución = 200 a 500 ml

[Au] = 5 a 100 mg Au/l

pH = < 1,7

T = ambiente

t = 2 horas

% extracción = 98%

MECANISMO DE ADSORCIÓN

(23)

OPERATIVIDAD DESORCIÓN DE RESINAANIÓNICA ESPC02

[HCl] = 3,5 g/l

TU = 10 g/l

T = ambiente

t = 2 horas

pH = < 1,7

MECANISMO DESORCIÓN

(24)

Las condiciones operativas con cinco gramos deresina por litro de solución recupera el 98% de oroen un tiempo estimado de dos horas.

REGENERACIÓN DE RESINA

La regeneración de la resina se desarrolla enmedio acuoso, se utiliza una solución de ácido clor-hídrico y tioúrea, la resina se lava con agua paraeliminar los contaminantes superficiales y se sumer-ge en la solución regenerante.

] ] −−−− +→+ )(4)(4 3 aqaq ClRAuClAuClRCl

] ] [ ] 2)(2)4 2 ClClTUAuRClTURAuCl aqaq ++→+ −+−−

Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-ValueA: H2504 2.6763 1 2.6763 0.04 0.8463B: NaNO3 7.52312 1 7.52312 0.11 0.7456C: NaCl 551.334 1 551.334 8.21 0.0186AA 182.993 1 182.993 2.72 0.1333AB 0.125 1 0.125 0 0.9665AC 45.125 1 45.125 0.67 0.4337BB 260.497 1 260.497 3.88 0.0805BC 253.125 1 253.125 3.77 0.0842CC 1185.25 1 1185.25 17.64 0.0023Total error 604.753 9 67.1948

Total (corr.) 2827.15 18

R-squared = 78.6091 percentR-squared = (adjusted for d.f. = 57.2181 percent

Analysis of Variance for Au - Proceso SEVERO

Au = -566.86 + 6.13684*H2SO4 - 0.389635*NaNO3 + 8.84891*NaCl -0.036614*H2SO4^2 + 0.0025*H2SO4*NaNO3 + 0.02375*H2SO4*NaCl -0.174738*NaNO3^2 + 0.1125*NaNO3*NaCl - 0.093183*NaCl^2

Estimated Response SurfaceNaCl=80.0

H2SO4 NaNO3

Au

100104108112116120 20 22 24 26 28 30899193959799 89.0-90.0

90.0-91.091.0-92.092.0-93.093.0-94.094.0-95.095.0-96.096.0-97.097.0-98.098.0-99.0

100104108112116120

3 0


ELECTRODEPOSICIÓN DE ORO DE SOLUCIÓNDESORBIDA

El complejo oro(I)-tioúrea puede ser reducidoelectrolíticamente de acuerdo al siguiente mecanismo:

(25)

Esta es una reacción controlada por difusión conun rango de potencial catódico de -0,15 a –0.35V, latioúrea, como tal, no contribuye a la reacción catódicadel oro, pero su producto de oxidación, el disulfurode formamidina, puede ser reducida sobre la super-ficie catódica.

Es necesario compartimientos separados (anódicay catódica) utilizando diafragmas, a fin de evitar dossituaciones:

√ La deposición anódica de tioúrea y el resultadode la contaminación del depósito de oro conazufre

√ La disolución del oro depositado por productosanódicos

Bajas densidades de corriente dan mejoreseficiencias de corriente. El uso de ánodos de plomominimiza la descomposición de la tioúrea. Se obtie-ne una máxima deposición del oro con altas veloci-dades de circulación del catolito.

V. CONCLUSIONES

Los resultados alcanzados en las pruebas expe-rimentales permiten plantear las siguientes conclu-siones:

√ Técnicamente es posible recuperar oro a partirde minerales por Lixiviación con sales Oxidantesen Medio Ácido (Proceso SEVERO).

√ Las variables importantes del Proceso son las con-centraciones de ácido sulfúrico, nitrato y clorurode sodio, los cuales tienen la función de generarcloro naciente y agua regia in situ.

√ La presencia del ion cloruro permite la formaciónde cloro naciente y cloruro de nitrosilo in situ(agua regia) que permite la formación del com-plejo aniónico tetracloroaurato e incrementa lasolubilidad del oro.

√ El presente proceso se desarrolla a condicionesambientales, la solubilidad del oro está limitadapor la dosificación adecuada de sales oxidantes yel ácido sulfúrico.

√ Es posible restablecer el poder oxidante del me-dio incrementando sustancialmente las salesoxidantes y regulando el pH.

√ La aplicación del presente Proceso en el ámbitoindustrial resultaría económica, ya que se rege-nera el medio lixiviante y utiliza productos que seencuentran en el mercado local (fertilizantes).

√ Los resultados obtenidos y condiciones de ope-ración en la lixiviación son los siguientes:

VI. BIBLIOGRAFÍA

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[ ] [ ]+−−+ +→+ 2)(2 2 TUAueClTUAu aq

CONDICIONES DE OPERACIÓN

H2SO4 NaNO3 NaCl Temperatura Tiempo Tamaño de grano Recuperación (oro)

109 24 75

ambiente 12 horas

-150 Tyler 99,82%

3 1

PALACIOS

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lixiviaciÓn de menas aurÍferas con sales oxidantes en

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