LIXIVIACIÓN DIAGNOSTICO

CARLOS ANDRÉS GALÁN PINILLA

Presentado a: JULIO ELIAS PEDRAZA ROSAS

Profesor

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE FISICO-QUIMICAS

ESCUELA DE INGENIERIA METALURGICA Y CIENCIA DE MATERIALES BUCARAMANGA

2012

Es una prueba que permite conocer el tipo de asociación presente entre los metales preciosos y los minerales que componen la mena aurífera. Se realiza mediante cianuraciones y ataque ácidos para disolver selectivamente los minerales en los cuales se encuentra incluido el oro y la plata. La prueba reporta si el oro y la plata se encuentran libres o asociados incluidos en óxidos, en sulfuros y/o en silicatos.

Esta prueba se realiza a tamaños de partícula específicos. La caracterización mineralógica indica en que tamaño de partícula, por ejemplo el tamaño de partículas del oro.

Los resultados obtenidos de esta prueba son validos para la granulometría utilizada, pues los resultados dependen directamente de ella. La lixiviación diagnóstico puede ser usado como el primer paso en la investigación de los problemas experimentados en una planta, por ejemplo determinar la asociación del oro con los minerales de ganga, se realiza mediante una disolución secuencial de oro y los componentes mineralógicos con una progresiva y fuerte lixiviación, liberando el oro de las diferentes asociaciones mineralógicas. Los métodos convencionales de caracterización mineralógica son incapaces de cuantificar las inclusiones y asociaciones de oro debido al involucramiento de cantidades muy pequeñas, aunque ésta constituye la primera etapa en el desarrollo de un depósito de oro, pero no caracteriza totalmente a la mena de oro como refractaria. Esta técnica puede ser aplicada a menas en bruto, a concentrados de flotación y a relaves del proceso CIP. El procedimiento de la lixiviación de diagnóstico consiste de una serie de lixiviaciones de oxidación selectiva y secuencial, cada una más fuerte que la lixiviación previa. Después de cada lixiviación, el oro asociado con los carbonatos, óxidos, sulfuros y materia carbonacea es recuperado por cianuración. La Cianuración lixiviación diagnostica, tal como se establece en la literatura, es una disolución oxidante selectiva en la cual el mineral menos estable presente en la matriz de la muestra, es solubilizado primero en un medio acuoso ácido. El residuo es filtrado, lavado (agua/solución de ácido diluido) y cianurado para extraer el oro liberado en la etapa de destrucción del mineral menos estable en la matriz de la muestra y el cual se encontraba asociado, luego los sólidos son lavados con solución diluida de cianuro y alistada para repetir el procedimiento de destrucción del siguiente mineral que pueda estar asociado con el oro. El proceso se repite con una lixiviación ácida cada vez mas oxidativa hasta que todo el oro no refractario y recianurado es lixiviado por el cianuro y se obtiene un registro

de la cantidad de oro asociado con cada uno de los diferentes minerales presentes en la matriz de la muestra y la extensión total de la reacción de extracción, que generalmente está dentro del 90 %. Los procesamientos hidrometalúrgicos convencionales como opciones tecnológicas de tratamiento, tal como la lixiviación alcalina con cianuro, resultan generalmente ineficientes ante cierto tipo de menas o concentrados provenientes de la aplicación del proceso de flotación para lograr extraer los metales preciosos (Au, Ag) que contienen en su compleja estructura cristalina. Estas menas por no responder positivamente ante los procesos de concentración gravimétrica y cianuración se las ha tipificado como menas refractarias a dichos procesos tecnológicos. Un ejemplo típico de aplicación de cianuración diagnostica a minerales de oro, se muestra en la figura 5.

Figura 5. Representación Típica de un Ensayo de Lixiviación Diagnostico (Cianuración)

Como una técnica analítica, la lixiviación diagnóstica es muy útil para establecer la proporción de oro asociado con diferentes fases minerales dentro de un mineral dado. Esto puede ser aplicado tanto en la caracterización de nuevos minerales como para la solución de problemas en los minerales bien caracterizados, donde los problemas metalúrgicos son experimentados. Estudios de esta naturaleza han sido realizados, usando la lixiviación diagnostico para mostrar el comportamiento de oro y minerales de oro en flotación por espuma.

La técnica también ha sido utilizada para identificar la naturaleza refractaria de minerales de oro y determinar las posibles rutas de extracción.

Los reactivos utilizados en las etapas de lixiviación pueden variar de acuerdo al objetivo de la prueba, clase de mena y composición de la ganga. En este método, no hay un procedimiento estándar, para cualquier clase de mena, pero si un arreglo de etapas seleccionadas adecuadamente de lixiviación/cianuración. Además, la serie de procedimientos de diagnóstico pueden ser desarrollados para tipos de menas específicas. LIXIVIACIÓN DIAGNOSTICA DE MENAS AURIFERAS

Figura 6. Procedimiento de Preparación de un ensayo de cianuración diagnóstico

Figura 7. Procedimiento de Diseño de un ensayo de cianuración diagnóstico

Figura 9. Curva cinética de disolución de oro de diferentes matrices minerales Según este esquema, durante el proceso de cianuración inicialmente se lixivia el oro que se encuentra libre expuesto, seguido del oro asociado a óxidos y sulfuros de base metálica o polisulfuros, luego el oro asociado con pirita y finalmente el oro asociado a silicatos. De todas las matrices minerales que pueden estar conteniendo oro, el oro que se encuentra libre expuesto, sea en forma de oro nativo o electrum, es el menos estable de todos y por tanto el que primero es solubilizado por el cianuro. Los óxidos metálicos (calcita, hematita, goethita, etc.) y sulfuros de base metálica o polisulfuros entre ellos pirrotita, galena, esfalerita y sulfuros de cobre (calcopirita, calcosita, covelina, etc.) aunque son más estables, exhiben algún grado de solubilidad en soluciones de cianuro o son fácilmente oxidados de forma que el oro asociado a ellos puede ser lixiviado por el cianuro, sin embargo estos minerales son altamente cianicidas y su consumo de cianuro y oxígeno de la solución es alto y por tanto generan retardo de la reacción de disolución. La pirita, arsenopirita y marcasita, son sulfuros minerales mucho más estables que los anteriores y por tanto de mayores problemas durante la cianuración, estos compuestos se descomponen mediante aireación y adición de cal para formar sulfuros solubles y tiosulfatos que reaccionan con el cianuro y oxígeno, agotando su concentración de la solución lixiviante. Además, a altas concentraciones de álcalis, la pirita tiene una alteración superficial y los iones sulfuro que provienen de minerales que contiene sulfuro de hierro, pueden insensibilizar la superficie del oro, de forma que inhiben la cianuración de este.

De todos los compuestos que pueden contener oro, los silicatos son aquellos donde la acción lixiviante del cianuro es prácticamente nula. La figura 1 se da un procedimiento típico de prueba de lixiviación de diagnóstico.

etapa Asociación mineralógica

% de extracción de oro

Mena A Mena B Mena C Mena D Mena E NaCN Free milling 89 52 41 65 13 HCl/NaCN Dolomita, calcita,

pirrotita 1 3 13 2 2

HNO3/NaCN Sulfuros remanentes

3 38 6 13 10

Tostación/NaCN Carbonaceas 5 5 30 13 58 Residuo Encapsulado

2 2 10 7 17

Cabeza Calc. Oz/t

0,1 0 0,059 0,2 0,085 0,066

cabeza ensayada Oz/t

0,096

0,057

0,212

0,09

0,066

Tabla 1. Resultados de pruebas de lixiviación de diagnóstico para un depósito primario de oro

Tabla 2. Conclusiones de Lixiviación de diagnóstico y recomendaciones de procesamiento

compuesto porcentaje Fe2 O3 9.24 SiO2 38.80 Al2O3 24.50

C 3.02 S 2.11 Au 8.50 ppm Ag 2 ppm

Tabla. 3. Análisis químico de la muestra inicial

La figura 2 muestra el procedimiento empleado para las pruebas de lixiviación de diagnóstico

La figura 2 muestra el procedimiento empleado para las pruebas de lixiviación de diagnóstico

Tabla 4. Resultados de la prueba de lixiviación de diagnóstico - Mena de veta

Aquí puede observarse que el oro refractario está principalmente adsorbido sobre la materia carbonacea (59 %) y asociado secundariamente con el cuarzo y sulfuros

Al observar los procedimientos anteriores, se puede recomendar para el procesamiento de cada tipo de ocurrencia del oro, en forma resumida lo siguiente: • Oro libre: Concentración gravimétrica, cianuración. • Sulfuros: Molienda/flotación, seguida por cualquiera de los procesos de oxidación a presión, oxidación bacteriana o tostación • Materia carbonacea: Tostación con o sin flotación previa. • Cuarzo/silicatos: Molienda fina y cianuración

Las pruebas de lixiviación de diagnóstico son utilizadas como una herramienta auxiliar para el establecimiento de una alternativa de proceso para una mena de oro altamente refractaria. Las pruebas de lixiviación de diagnóstico revelan que la mena es altamente refractaria a la cianuración convencional y con los resultados obtenidos se puede recomendar una nueva ruta de proceso para su evaluación. Las pruebas de lixiviación de diagnóstico también se ejecutan para evaluar la distribución del oro en la mena o en el mineral matriz (de veta, relave, etc.). Los resultados de las pruebas de lixiviación de diagnóstico determinan el grado de posibilidad de optimización de la recuperación del oro, tanto como las variables a ser optimizadas. Las pruebas de lixiviación de diagnóstico son importantes para establecer el posible flujograma para el tratamiento más dificultoso de la mena y para optimizar Plantas en operación. Así mismo, con el indicio de las fases de ocurrencia del oro proporcionado por las pruebas de investigación de bajo costo, puede acelerarse el desarrollo tecnológico de la exploración de las menas difíciles.

Con los resultados de las pruebas de lixiviación de diagnóstico junto con una evaluación económica permite el desarrollo de explotación de un yacimiento nuevo, o tomar la decisión de modificar el proceso de extracción del oro de un yacimiento en explotación.

Bibliografía

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