prácticas en procesos metalúrgicos

GUÍA DE CAPACITACIÓN

Prácticas en Procesos Metalúrgicospara la Pequeña Minería

y Minería Artesanal

Provincia de Zamora Chinchipe Provincia de El Oro Provincia de Azuay

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ANTECEDENTES1. INTRODUCCIÓN

La minería es la extracción selec-tiva de los minerales y otros ma-teriales de la corteza terrestre de los cuales se puede obtener un beneficio económico. Los minera-les son sustancias inorgánicas de composición química definida.

Por medio de la minería se pue-de extraer una gran variedad de materiales, como por ejemplo caliza y arcilla, que se convierten en cemento, y que sirve para la construcción de viviendas y carre-teras. Otro ejemplo de la minería es la extracción de óxidos de hie-rro, que se transforman en acero, y que sirve para fabricar edi-ficios, buques y vehículos, entre otras aplicaciones. Extracción

de Óxidosde hierro y

proceso

Industria del ACERO

* FOTOS: Recuperado de: http://revistafortuna.com.mx/contenido/wp-content/uploads/2015/03/autmz.jpg Recuperado de: http://www.construccionenacero.com/noticias/PublishingImages/comunicado_ws.jpg

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GUÍA DE CAPACITACIÓN DE PRÁCTICAS EN PROCESOS METALÚRGICOS

Uno de los minerales que se encuentra en el Ecuador es el oro, que ha sido utilizado por por el hombre por más de 6000 años, primero como objeto de decoración artística y joyas, luego como respaldo económico, y actualmente encuentra muchas aplicaciones en el campo industrial. El oro es un metal de color amarillo, con una alta ductilidad y maleabilidad, por lo que se puede formar largos hilos y delgadas láminas, respectivamen-te; en su estado natural es muy suave, por lo que para mejorar la resisten-cia mecánica es mezclado con otros metales, formando aleaciones. Además presenta una alta conductividad eléctrica por lo que ha sido empleado en

productos industriales, como son conexiones de equipos electrónicos. Es uno de los metales menos reactivos, por lo que presenta una buena estabilidad en su forma natural, y una gran resistencia a la corrosión. Esta propiedad justifica su uso como joya y como respaldo monetario.

La actividad minera es considerada a nivel mundial pilar fundamental del desarrollo económico y tecnológico de una sociedad, ya que produce materias primas para la industria, ge-nera puestos de trabajo, y permite el ingreso de divisas al país. El Ecuador posee fuentes de recursos minera-les, tanto metálicos como no metáli-cos, por lo que un aprovechamiento de los recursos naturales que se en-cuentran en la corteza terrestre, en forma responsable y de manera ami-gable con el ambiente, será de be-neficio para todos los ecuatorianos.

* FOTOS: Recuperado de: http://www.brazaletesysortijas.com/images/anillos-alianza-n2110.jpg

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2.1 Yacimientos primarios

• La mayoría de yacimientos pri-marios se forman en procesos de segregación magmática. Esto significa que cuando el magma que se encuentra en las regiones profundas de la corte-za terrestre se enfría lentamente, se produce una clasificación de sus componentes.

• Durante el enfriamiento se pro-ducen cuatro fases, principal-mente. La fase que nos interesa se lleva a cabo entre los 100 y 400 °C, y se denomina fase hi-drotermal.

• Cuando la fase hidrotermal se enfría, se estabiliza una solución tipo acuosa, con gran movilidad, que tiende a rellenar las grietas de la corteza.

• Durante esta fase, cristalizan sul-

furos metálicos con los cuales se asocian tanto el oro como la plata.

2. ¿CÓMO SE ENCUENTRA EL ORO EN LA NATURALEZA?

El oro se lo puede encontrar en la corteza terrestre for-mando principalmente dos tipos de depósitos, los cua-les se denominan yacimien-tos: primarios y secundarios.

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• Los yacimientos secundarios se originan a partir de los yaci-mientos primarios por acción de agentes atmosféricos (aire y agua).

• La acción de los agentes atmos-féricos produce una disgrega-ción natural del material que forma el yacimiento primario y la ganga, liberando a este metal.

• El oro, al ser más pesado que los otros materiales, se moviliza mas fácilmente y es arrastrado por efecto del aire y el agua, y final-mente se acumula en los cauces de los ríos y sus alrededores, for-mando los placeres y las terrazas auríferas.

• La acumulación del oro y otros materiales pesados, como óxi-dos de hierro, se producen en las zonas de menor presión de agua en los cauces de los ríos.

2.2 Yacimientos secundarios


* FOTO: Recuperado de: http://esp.rt.com/actualidad/public_images/536/5363f67c18c0c8ee30dc37a7dd7bf0c2_article.jpg

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3. REDUCCIÓN DE TAMAÑOLa reducción de tamaño de un mineral tiene como objetivos primordiales:

3.1 Operaciones de reducción de tamaño

3.1.1 Trituración.

El mineral proveniente de la mina presenta un tamaño variado desde partículas menores a 1 mm hasta fragmentos mayores de 30 cm de diámetro, por lo que el objetivo de la trituración es obtener un tamaño uniforme máximo de ½ pulgada.

El tipo de trituradora se es-coge en base al tamaño de alimentación de las partí-culas, a las características del mineral como dureza, contenido de humedad y abrasividad (caliza con sílice abrasiva). Cuando se

trabaje con materiales muy duros que pueden provocar desgaste por abrasión, como se observa en la Ta-

bla 1, se debería escoger las trituradoras de mandíbulas o giratorias. De lo contrario, si la dureza es media se debe trabajar con tritura-doras de martillos.

Proceso Tamaño de partícula obtenido

Trituración primaria Trituración secundaria y/o terciaria 1/2 pulg

El cuarzoes un mineral

muy duro, abrasivo y de alto consumo

de acero.

5 - 10 cm

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Tabla 1. Tipos de trituradoras y sus características

Trituradora Características del mineral

Dureza del Mineral

Tipo de Mineral Mecanismo de fractura

Trituradora de impacto o martillos

Minerales medios (caliza, dolomita)

Bajo contenido de humedad, mineral abrasivo

Impacto

Trituradora giratoria

Minerales duros (granito,

cuarzo)

Bajo contenido de humedad

Compresión

Trituradora de mandíbulas

Bajo contenido de humedad, mineral

abrasivo

3.1.2 Molienda

La molienda es una operación de reducción de tamaño, los productos ob-tenidos son más pequeños y de forma más regular que los obtenidos por trituración. La molienda se puede realizar en seco (sin añadir agua) o en húmedo (añadiendo agua). Para el procesamiento de minerales portadores de oro generalmente se utiliza molienda en húmedo.

En la industria metalúrgica los molinos más utilizados son el de bolas y el trapiche chileno, y algunas de sus características se observan en la Tabla 2.

Tabla 2. Tipos de molinos y sus características

Molino Tamaño de partícula

Tipo de molienda

Chileno Reduce el tamaño hasta 150 µm

Molienda en húmedo

De bolas Pulveriza el

mineral hasta 75 µm

Molienda húmeda o seca


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El molino de bolas es un equipo de gran capacidad y altamente eficiente para moler mineral hasta tamaños de partícula de 75 um y menores, lo que favorece la liberación de los diferentes minerales que se encuentran en el yacimiento. Por otro lado, el molino chileno es ampliamente utilizado en la pequeña minería y mi-nería artesanal, a pesar de varias limitaciones: es ineficiente para moler a tamaños menores a 100 um, y su capacidad de molienda no supera los 20 ton/día.

• Proceso por medio del cual se pueden separar partículas de diferentes tamaños, formas y pesos específicos, con el uso de la fuerza de gravedad o fuerzas centrífugas.

• Método más sencillo y econó-mico de todos los métodos de concentración.

• Para una eficiente separación de los minerales es necesario que exista una marcada diferencia entre sus pesos específicos.

• Este método es más eficien-te para tamaños de partículas uniformes.

• A medida que aumenta el tama-ño de la partícula aumenta la efi-ciencia de la separación.

4. CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA

4.1 Fundamentos de la concentración gravimétrica

4.2 Equipos utilizados

4.2.1 Trommel

• Es un filtro clasificador de alta eficiencia ligeramente inclinado, uti-lizado en minería aluvial en procesos de altos volúmenes de pro-ducción para el lavado de arcillas y material compactado.

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• Consta de un tambor con sus paredes perforadas a una abertura determinada, lo que permite que el mineral más pequeño pase a través de la malla mientras que el más grande sale por el otro extremo.

4.2.2 Jig

• Se utiliza en minería aluvial y permite que un mineral sea se-parado de acuerdo a su peso específico, en un medio acuoso, las partículas se quedan suspendidas y gracias a la densidad las partículas pesadas se depositan más rápido, obteniéndo-se un concentrado.

• A pesar de que se puede adecuar a todo tipo de material y recupera oro y sulfuros auríferos, requiere de personal expe-rimentado para su operación, y no recupera oro fino.

• El jig es muy utilizado para separar oro grueso luego de un proceso de molienda. Generalmente es eficiente con partícu-las que se encuentran entre las 150 y 850 um.

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4.2.3 Concentradores centrífugos

• Frecuentemente se los usa en los circui-tos de molienda para separar oro libre y evitar sobre-molienda y antes de las plantas de cianuración o flotación para recuperar el oro grueso. Todos los con-centradores centrífugos poseen un reci-piente que rota y efectúa la separación gravitacional del mineral en un campo centrífugo.

• Ofrecen buena seguridad contra robos y ahorran fuerza de trabajo significati-vamente, con el uso de estos equipos se pueden lograr concentrados lo sufi-cientemente enriquecidos en oro como para llevarlos a una fundición directa, pero a menudo se necesita otro equipo más (por ejemplo, una mesa concen-tradora), pueden manejar rangos de partículas entre 10 μm hasta 6 mm.

• Consiste en una canaleta helicoidal con cuatro a siete vueltas donde las partículas livianas se distribuyen en el borde exterior, y las partículas pesadas se concentran en el borde interior de la canaleta. General-mente se trabaja con pulpas de mineral.

• Al final de los espirales se obtienen tres di-ferentes fracciones: concentrados, mixtos y colas.

• Los espirales pueden ser utilizadas para un tamaño de partícula entre 80 y 920 um).

• Generalmente los espirales se caracterizan por su alta recuperación, pero también por su bajo factor de enriquecimiento, por este motivo son utilizadas exitosamente en la fase de preconcentración para la recuperación de minerales residuales de valor de las colas.

4.2.4 Concentradores de espiral


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• Son equipos de concentra-ción gravimétrica sobre una superficie inclinada, y que además tiene un movimiento vibratorio.

• Principalmente se puede usar en la minería aurífera, para la recuperación de oro entre 3 mm a 100 μm y de piritas auríferas como subproducto comerciable.

• Permite obtener una gama de productos como concen-trado, mixtos y colas.

• Son equipos de gran flexibi-lidad, ya que permiten una amplia variación en sus pa-rámetros de operación para adaptarla al mineral tratado, además de que los productos de la concentración visualizar

inmediatamente.

• Además, las mesas sirven para enriquecer pre-concen-trados gravimétricos obteni-dos por otros equipos como canales, espirales, etc y para producir concentrados de alta ley.

Por lo general, al final de los pro-cesos gravimétricos se obtienen dos fracciones, el concentrado que generalmente es llevado a fundición si tiene una concentra-ción mínima del 3% de oro y las colas que son enviadas a cianura-ción o flotación.

En algunos procesos como en el concentrador en espiral y la mesa concentradora se obtiene la fracción de mixtos que ingresa nuevamente al proceso.

4.2.5 Mesas concentradoras

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• La flotación es un proceso físi-co-químico que comprende el tra-tamiento químico de la pulpa pro-veniente de la molienda, a fin de crear condiciones favorables para la adhesión de ciertos minerales metálicos a las burbujas de aire.

• Se realiza en celdas provistas de agitación mecánica e inyección de aire.

• Este proceso se emplea para se-parar minerales, cuyas superficies son hidrofóbicas (no se hume-decen con el agua), de la ganga, que es hidrofílica (se humedecen con el agua)

• Tiene por objetivo concentrar los minerales metálicos, los cuales flotan mientras que la ganga se va hacia el fondo.

5. CONCENTRACIÓN POR FLOTACIÓN5.1 Fundamentosdelaflotación

5.2 Reactivosusadosenlaflotación5.2.1 Activantes

Aumentan la flotabilidad de ciertos minerales, mejorando la adhesión de un colector y fortalecer el enlace entre la superficie y el colector. La fun-ción activante es contraria a la función depresora.

Los reactivos

de flotación varían,dependiendo de la

especie que se desea flotar.


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Ejemplo: La esfalerita (ZnS) no flota con los colectores de sulfuros, sin embargo la adición de CuSO4 (activante) forma una película en la superficie de la esfalerita y ayuda a que los colectores se adhieran, consiguiendo que flote.

5.2.2 Depresores

La función principal de los depresores es dismi-nuir la flotabilidad de un mineral haciendo su superficie más hidrofílica o impidiendo la ad-sorción de los colectores. Impide la flotación de algunos sulfuros, mientras que hace flotar otros.

Ejemplo: El Na2SO3 (depresor) se adsorbe en la superficie de la pirita y le impide flotar. Es un de-presor de sulfuros.

.

Para determinar los reactivos de flotación

que se deben usar se deben

realizar pruebas preliminares en un laboratorio.

5.2.3 ColectoresLos colectores se adsorben selectivamente en la superficie de ciertos minerales y los flotan, varían dependiendo del material que se quiera recuperar.

Ejemplo: El etil xantato de potasio (KEX) es un colector de sulfuros.

Son reactivos orgánicos que crean una espuma estable que mantiene las bur-bujas cargadas de mineral

Ejemplo: El aceite de pino es un es-pumante que sirve para la flotación de sulfuros de cobre, cinc, plomo.

5.2.4 Espumantes

Empuje debido al Principio de Arquímedes

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Son procesos físicos y químicos utiliza-dos para la extracción de metales que generalmente se da en medios acuo-sos. Generalmente no contaminan el aire pero requieren de medidas ade-cuadas para tener un menor impacto en el agua y suelo.

Los procesos hidrometalúrgicos cons-tan de tres etapas:

1. Disolución del metal de interés (desde la fase sólida hacia la fase líquida).

2. Concentración de la solución (Ejemplo: adsorción en carbón ac-tivado). Esta etapa no siempre se la aplica. Muchos procesos pasan directamente a la siguiente etapa.

3. Recuperación del metal de interés que se encuentra en solución, en una fase sólida.

6. METALURGIA EXTRACTIVA DEL ORO6.1 Procesos hidrometalúrgicos

Es un proceso hidrometalúrgico que permite recuperar el metal de interés, que consiste en disolver total o par-cialmente un sólido para extraer los elementos de valor. Generalmente se emplea una solución selectiva que úni-camente disuelva el metal de interés.

El disolvente líquido puede ser agua, solución acuosa o un líquido de natu-raleza orgánica. La especie que disuel-ve al mineral de interés se le conoce como lixiviante, y debe cumplir con las siguientes condiciones:

• Factible de recuperar y regenerar.

• Solución selectiva que disuelva el metal de interés y no las impure-zas del mineral.

• Disolución completa y rápida del metal de interés.

Para que el proceso de lixiviación se lleve a cabo es necesario que se en-cuentren en un íntimo contacto la fase sólida y liquida, de esta manera el me-tal de interés se disuelve y pasa de la fase sólida a la fase líquida, logrando una separación del material original.

6.2 Lixiviación


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.

Un proceso de lixiviación tiene como re-sultado la generación de dos productos:

• Solución rica en el metal de inte-rés, que se le conoce como solu-ción preñada.

• Residuo, generalmente la con-centración del metal de interés es mínima por lo que puede ser des-cartado, se le conoce como colas o relaves.

La lixiviación del oro con cianuro combina la oxidación de la especie de interés y la acción de un agente formador de complejos que es el que permite mantener la especie oxidada en disolución, por lo que es necesario el uso de un agente oxidante y un agente formador de complejos.

El cianuro de sodio (NaCN) es uti-lizado como agente formador de complejos por su alta solubilidad

y porque en su solución presen-ta iones cianuros que capturan al oro, logrando separar el oro de la parte sólida del material original. Debido a que el cianuro de sodio es el más utilizado industrialmente, a este proceso se le conoce como cianuración.

El oxígeno es el agente oxidante más empleado porque su costo es mínimo por la facilidad de obte-nerlo a partir del aire.

2O

-(CN)

AuEspecies que

ingresan

-2Au(CN)

22OH-OH

Especies que salen

6.3 Lixiviación con Cianuro de Sodio

Adicionalmente se puede emplear otros tipos de agentes oxidantes, re-ductores, formadores de complejos que se seleccionan de acuerdo al metal que se necesita disolver.

El proceso de cianuración se inicia con la regulación del pH, con la adi-ción de cal para trabajar con un pH entre 10 y 11,5. El pH se controla

para evitar la formación del ácido cianhídrico, que es una sustancia tó-xica que se desprende en forma de gas a determinados valores de pH. Posteriormente se agrega el cianu-ro, y resulta práctico agregar en la molienda debido al mezclado ópti-mo y a la superficie fresca del mine-ral incrementando el porcentaje de recuperación.

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Diagrama de distribución del cianuro

6.4 Tipos de cianuración

La cianuración puede ser de varios tipos:

6.4.1 Cianuración en pilas. Se utiliza para metales de baja ley, pero se maneja con altos tonelajes. Se debe trabajar a un pH entre 10 y 11. Existen zonas muertas en donde no llega una cantidad adecuada de cianuro para formar los complejos.

6.4.2 Cianuración en piscinas de fondo falso. Favorece la formación de com-plejos de oro, porque hay un mayor contacto entre el cianuro y el mineral.


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6.4.3 Cianuración con agitación. Generalmente se realizan en tanques con agitadores mecánicos que favorecen a la velocidad de disolución del metal, el tiempo de recuperación disminuye notablemente y aumenta el porcentaje de recuperación. Sus costos son altos, por lo que se justifica el uso de este proceso para minerales que presentan una ley que sea eco-nómicamente rentable.

6.5 Factoresqueinfluyenenlacianuración

6.5.1 Actividad de cianuro. La concentración de cianuro empleada favo-rece la lixiviación debido al contacto que presenta la solución con la superfi-cie del metal. Un incremento en la concentración del cianuro en la solución no aumenta la recuperación, únicamente favorece la velocidad de la reac-ción y permite que otras especies formen complejos con el cianuro.

6.5.2 Actividad del oxígeno disuelto. La concentración de oxígeno afecta la disolución del oro, ya que mientras mayor sea la cantidad de oxígeno di-suelto, la disolución del metal precioso será también mayor. Por eso, se debe considerar que la concentración del cianuro y del oxígeno tienen una rela-ción óptima.

6.5.3 pH. La disolución del oro se maximiza cuando la solución está en un pH entre 9 y 9,5, pero el pH de operación es mayor a 10 para evitar la libera-ción del ácido cianhídrico y menor a 11,5 para no favorecer otras reacciones. De esta forma se evitan considerables pérdidas económicas y peligros para la salud debido a la eliminación de este compuesto en forma de gas

6.5.4 Temperatura. Un aumento en la temperatura favorece a la disolu-ción del oro, pero su excesivo incremento disminuirá la solubilidad del oxí-geno, factor que no es conveniente para el proceso.

6.5.5 Agitación. La agitación favorece la disolución del oro, si se incre-menta la agitación aumenta la velocidad de disolución del oro, pero puede llegar hasta un límite máximo, pasado este límite lo único que se tiene es un consumo extra de energía y un desgaste de los agitadores.

6.5.6 Características del mineral. El porcentaje de recuperación depende del tipo de material que se dispone, específicamente de cómo se encuentra el oro dentro del material.

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6.5.7 Área de oro expuesta. Para mejorar el área de oro expuesta es im-portante una molienda y trituración previa del material, porque el tener mayor área de contacto favorece a la interacción entre la solución y el oro.

7. CONDICIONES OPERATIVAS PARA UNA CIANURACIÓN.Las condiciones operativas de la cianuración varían en función del tipo de cianu-ración que se aplica.

Tanque Agitado Cianuración en piscinas

Cianuración en pilas

Tamaño de partícula

74 micras, ingresa a un tanque con agua.

74 micras, ingresa a una piscina con fondo falso, que permite la percolación de la solución.

1-2 cm se apila en una base con fondo falso, que permite la percolación de la solución

Agitación 50-150 RPM no tiene agitación no tiene agitación Contenido de

sólidos 50 %

Concentración de cianuro 0,5 a 2 g/L 0,5-2 g/L. 0,5-2 g/L

Oxidante

Aire por convección natural Aireación forzada Peróxido de hidrogeno (H2O2)

Aire por convección natural

Aire por convección natural

Tiempo de cianuración

12 -72 horas

Observaciones

Generalmente se aplica en mineral relaves de procesos de concentración gravimétrica, o bajos contenidos de Au.

Generalmente se aplica en mineral aglomerado con bajos contenidos de Au.

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---

---

---

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8. CEMENTACIÓN CON CINC

La cementación con cinc es un proceso que consiste en la precipitación del oro en forma metálica sobre el cinc. El cinc tiene más afinidad por el cianuro que el oro, por este motivo se forman complejos entre el cianuro y el cinc, que hace que el oro se deposite como oro metálico. Por esta razón la presencia de cianuro es indispensable.

-2Au(CN)

-(CN)

-24Zn(CN)

-(CN)

Au

Especies que ingresan

Especies que salen

La cementación con cinc sigue siendo una de las mejores alternativas de-pendiendo de las características del material y condiciones de operación. Es utilizado en minerales con alto contenido de plata, materiales muy arcillosos. Aproximadamente entre el 25 y 30 % del oro del mundo es recuperado por este proceso. Se debe trabajar con soluciones clarificadas.

Existen modificaciones para favorecer el proceso de cementación con cinc:Adiciones de sales de plomo, para limpiar la superficie del cinc y aumentar el área de depósito del oro.

Se utilizan láminas de Zn en vez de viruta, para aumentar el área de contacto y no realizar ningún tipo de pretratamiento para la eliminación del oxígeno disuelto, pero aumenta el consumo de cinc.

Hay veces que se utiliza la desaireación de la solución, para reducir la cantidad de oxígeno disuelto a valores menores a 0.5 mg/L es el más am-pliamente utilizado en instalaciones industriales tecnificadas, y se conoce como el proceso Merril-Crowe.

20Para tener una buena cementación la solución debe ser:

• Solución clarificada.

• Solución sin oxígeno disuelto.

• Solución con exceso de cianuro.

Adicionalmente se debe considerar los factores que afectan a la cementación.

8.1.1 Concentración de oro en solución. Si aumenta la concentra-ción de oro, aumenta la velocidad de cementación

8.1.2 Concentración de cianuro. La cementación requiere la presencia de cianuro en exceso, por lo que debe adicionarse al proceso cantidades ex-

tras de reactivo para alcanzar concen-traciones mayores a 1 g/L.

8.1.3 Concentración de Cinc. Si au-menta la concentración de cinc, éste comienza a formar capas de óxido so-bre el metal, disminuyendo la superfi-cie para que el oro se deposite.

8.1.4 Tamaño de partícula de Cinc. La velocidad de cementación depen-de del tamaño de partícula. Es prefe-rible tener al cinc en forma de polvo para tener una mayor área de contacto con el oro.

8.1.5 Oxígeno en solución. La pre-sencia de oxígeno en la solución favo-rece la cianuración, por lo que es nece-sario retirar el oxígeno para favorecer la cementación.

8.1 Condiciones operativas para una cementación con Cinc

El carbón activado adsorbe oro y pla-ta, aunque también puede absorber otras sustancias dependiendo de su concentración y pH, y presenta la ventaja de que se adsorbe aun cuan-do la solución tiene una baja concen-tración de oro.

Existen tres tipos de tratamientos con carbón activado:

• Carbón en pulpa (CIP): A la so-lución obtenida a partir de cia-nuración, se le agrega carbón activado.

• Carbón en columna (CIC): Se construye una columna empaca-da de carbón activado, es aplica-ble para soluciones claras que se deben alimentar a un banco de tanques en contracorriente.

• Carbón en lixiviación (CIL): con-siste en agregar carbón activado mientras se da la cianuración. Se debe contar con una agitación, pero esto ocasiona que el carbón se desgaste y que el tamaño de partícula disminuya.


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8.1.6 pH. Se debe trabajar con va-lores de pH entre 11,5 y 12, donde se logra las mejores velocidades de ce-mentación, pero por la presencia de cianuro en el proceso se debe trabajar con un pH de 10,5 para evitar la libera-ción de ácido cianhídrico

8.1.7 Sales de plomo. La presencia de las sales de plomo ayudan a limpiar la superficie del cinc, pero no se debe adicionar un exceso de estas sales por-que el oro se deposita sobre el plomo.

9. ADSORCIÓN EN CARBÓN ACTIVADO

Por

o

Solución cianurada

Partícula de carbón activado -

2Au(CN)

Por

o

Solución cianurada Partícula

de carbón activado

Especies que ingresan

Au

Especies atrapadas

Au(CN2)

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9.1 Condiciones operativas para un proceso de adsorción en carbón activado

Se debe tener en cuenta los factores que afectan al proceso.

9.1.1 Tipo y tamaño de carbón. El tipo de carbón depende la capacidad de adsorción y la resistencia al desgaste que presenta, mientras que el tamaño de partículas influ-ye en la velocidad de adsorción, si disminuye el tamaño de partícula, aumenta la velocidad de adsorción.

9.1.2 Temperatura.

Este es un proceso exotérmico, al aumentar la temperatura disminuye la capacidad de adsorción, y puede ocasionar el proceso inverso de desorción.

9.1.3 Oro en solución.

A mayor concentración de oro, la capacidad de carga y adsorción au-mentan.

9.1.4 Concentración de cianuro libre.

La presencia de cianuro libre provoca una disminución en la velocidad de adsorción y la capacidad de carga del carbón, porque genera una competencia con el proceso de cianuración.

9.1.5 pH.

Un pH bajo permite velocidades de adsorción y capacidades de carga altas, pero por la presencia de cianuro se debe trabajar con el pH no menor a 10 para evitar liberación de ácido Cianhídrico.

9.1.6 Concentración de plata.

Si el mineral presenta una alta concentración de plata, disminuye la eficiencia de recuperación de oro, porque se produce una competen-cia entre la plata y el oro por los sitios activados del carbón.


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10. ELECTRORECUPERACIÓNEs un proceso en el que se requiere aplicar energía eléctrica para que la pre-cipitación del oro se produzca. Por lo que es necesaria la presencia de un conductor o un semiconductor.

El sistema consta de electrodos y una celda, que para el caso de la recupera-ción de oro son de acero inoxidable. La solución preñada se coloca en la celda, expuesta a una fuente de corriente continua. Una buena deposición consiste en la formación de capas de metal que se desea recuperar sobre el cátodo.

Se puede emplear varios electrodos dentro de una misma celda para tener una mayor recuperación, pero siempre se debe adicionar un ánodo extra para aprovechar al máximo el área catódica.

10.1 Condiciones operativas para la electrorecuperación

Las variables que se deben considerar son:

10.1.1 Potencial. Permite verificar que material se va a depositar.

10.1.2 Densidad de corriente. En función de la intensidad de corriente deter-mina la velocidad de recuperación.

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Sirve para recolectar en una sola barra el oro recuperado, para la fundición se utilizan mezclas o cargas fundentes que permiten fundir y separar las fases.

Las fases que se aprecian en el proceso de fundición son:

• Fase Metálica: Esta fase se caracteriza por ser altamente densa, contiene los metales preciosos.

• Fase Escoria: Es una solución de óxidos, silicatos y bora-tos, favorece la extracción de metales preciosos.

El mineral se mezcla con la carga fundente, compuesto de:

• Carbonato de sodio (Na-2CO3): Ayuda a disminuir la temperatura de fusión y a la homogenización de la mezcla

• Óxido de silicio o Sílice (SiO2): Este reactivo se mez-cla con los óxidos metálicos y forma silicatos que pasan a conformar la escoria y favo-recen la separación.

• Tetraborato de sodio o bó-rax: Da lugar a la formación de la escoria pues genera boratos, además disminuye la viscosidad de la escoria.

Luego de la fundición, en el cri-sol se tiene el fundido, que se vierte rápidamente en una lin-gotera cónica de modo que la mezcla se enfría y decantan los metales pesados.

11. FUNDICIÓN DE ORO

Fase escoria

Fase metálica


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12. REFINACIÓN DE ORO

El objetivo de la refinación es eli-minar los metales que contami-nan el oro, y lograr una barra con una pureza del 99,99 %.

12.1 Refinación por ácido nítrico

Una vez terminado el proceso de copelación, se obtiene el doré que contiene la plata y el oro, lue-go se ataca con ácido nítrico si el doré tiene mayor cantidad de pla-ta (Ag) que oro (Au).

Si el doré tiene más de 25 % de oro (Au) se debe realizar un encuarte, que consiste en la adición de plata al doré en una proporción de 3 a 1, para luego volver a proceder con la fusión y se prepara nuevamente la carga fundente (bórax, carbo-nato de sodio y sílice) y se vuelve a copelar. Con esto se obtiene un nuevo doré con más plata, al final se añade ácido nítrico (HNO3) para disolver la plata.

La recuperación del Au se realiza en una celda electrolítica, donde se usa una solución de cloruro de oro (AuCl4-) para recuperar el oro (Au) que se depositará en el cátodo. Me-diante este proceso se obtiene un oro con 99,99 % de pureza.

Se conoce como agua regia a la mezcla de ácido clorhídrico y áci-do nítrico. Esta mezcla disuelve todos los metales, sulfuros, y óxi-dos, a excepción del SiO2.

• Se pesa 50 g de muestra de oro.

• Se añade 100 cm3 de solu-ción de HNO3(c) y 300 cm3 de solución de HCl(c).

• Se calienta a 40-60 °C hasta completar la disolución de la muestra metálica. (La presencia de vapores de color rojo-ma-rrón es indicativo de la acción oxidante del agua regia).

• Si todavía hay presencia de muestra metálica en el vaso, agregar los dos ácidos con-centrados, en la proporción antes indicada (1:3) (v:v)

• Proseguir con la disolución de la muestra metálica has-ta que ésta desaparezca por completo.

• El único residuo permitido es un sólido insoluble blanco (SiO2).

• Generalmente, el oro es pre-cipitado con FeSO4.

12.2 Por agua regia

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13. COMO ESCOGER EL MEJOR MÉTODO DE PROCESAMIENTO Para escoger el mejor método de procesamiento de minerales para recupe-rar oro, plata y concentrados de sulfuros metálicos, hay que tomar en cuenta los siguientes pasos:

13.1 Caracterización de las menas portadoras de oro, plata y sulfuros metálicos

Con el fin de diseñar un proceso de tratamiento de minerales y meta-lurgia extractiva para producir oro y concentrados minerales partir de sus minerales portadores, es nece-sario obtener una muestra lo más representativa posible del material a procesarse.

Las muestras minerales obtenidas se-rán enviadas a un laboratorio especia-lizado para la realización de análisis fí-sico-químico-mineralógicos, con el fin de caracterizar a la muestra mineral. Estos análisis serán la base del diseño de proceso metalúrgico de recupera-ción de metales y/o concentrados.

13.2 Diseño de proceso

En base a las características físico-quí-mico-mineralógicas del mineral se es-coge el proceso más adecuado para su tratamiento. El diseño de proceso implica la selección de las operacio-nes unitarias que intervendrán en su tratamiento. Por ejemplo, trituración,

molienda, cianuración y electrorecu-peración. Otro proceso puede incluir las siguientes operaciones: tritura-ción, molienda, concentración gravi-métrica, y flotación.

Es importante recordar que no todas las operaciones unitarias se aplican a todos los minerales. Las opera-ciones unitarias más adecuadas de-penden de las características del mi-neral, es por eso la necesidad de su caracterización.

13.3 Diseño de planta

Una vez que se tiene seleccionado el proceso más adecuado, se escogen los equipos más apropiados para el procesamiento de minerales. La se-lección de equipos depende de mu-chos factores, tales como, tamaño, disponibilidad, costo, durabilidad, y otros factores.

Para escoger el mejor método de pro-cesamiento de un mineral, hay que contar con la participación de un gru-po de profesionales de varias discipli-nas (ingenieros geólogos, mineros, metalúrgicos, químicos, ambientales, industriales, civiles, y otros).

27 PRÁCTICAS EN

PROCESOS METALÚRGICOS

Proyecto de Mejoramiento de las Condiciones de Trabajo en la Pequeña Minería y Minería Artesanal

prácticas en procesos metalúrgicos

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