proceso carbon activado

REFINACION DEL ORO

2.- PROPIEDADES DEL CARBON
4. TERMODINAMICA Y CINETICA DEL PROCESO DE ADSORCION
5.- PROCESOS OPERATIVOS DE ADSORCION:CIC-CIP-CIL
6.- APLICACIONES DEL ISOTERMA FREUNDLICH EN CIRCUITO CIC
7.- CARBON FINO EN LAS ETAPAS DE ADSORCION Y DESORCION
8.- MARCO TEORICO DE LA DESORCION Y ELECTRODEPOSICION ORO
9.- PROCESOS DE DESORCION ZADRA PRESURIZADO Y A.R.R.L
10.- REGENERACION QUIMICA Y TERMICA DEL CARBON
CONTENIDO

Es el proceso en donde el compuesto aurocianuro, en forma de ion queda en las estructuras y microestructuras (aberturas) de carbon absorbidos . La adsorción es el proceso mediante el cual las moléculas de los fluidos se adhieren a la
superficie por fuerzas químicas o fís icas (o una combinación de ambas). En la adsorción física, las fuerzas van der waals de bajo nivel dejan las impurezas en la
superficie del carbón. En la adsorcion química utilizando carbones impregnados, las fuerzas son relativamente fuertes y ocurren en los lugares impreg nados de la s uperficie.
La adsorción fís ica predomina cuando se utilizan carbones activados en la purificación de agua, y la eficienc ia del carbón dependerá de su superficie disponible. La adsorción de elementos disueltos es compleja, porque en muchos casos la impureza
sólidas y elementos disueltos tienen afinidad por la superficie carbonos a.
TEORÍA DE LA ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO

S U P E R F I C I E D E L C A R B O N A C T I V A D O
Ion cianuro
de oro
Ion Sodio
Ion Cianuro
Molécula de
carbón activado.
2.El Na+ y Ca2+ son solo adsorbidos cuando el Au(CN)2
- esta presente. Así probablemente son adsorbidos en la capa difusa
3.Cuando esta presente el Au(CN)2 - adicional
puede ser adsorbido en la capa difusa
-

Proceso por el cual las moléculas de la fase Líquida o gaseosa se adhieren a la superficie del carbón activado, tanto las superficies geométricas externas superficie interna de los capilares, las grietas y los intersticios. La adherencia es gobernada por una atracción electro-química.
• Mecanismo 1: como aurocianuro Au(CN)2 -, mediante fuerzas de Van der Walls.
originan dipolos en el ión complejo. • Mecanismo 2: ión Au(CN)2
- es reducido sobre C.A. como oro metálico dentro de la estructura del poro.
- .

Tiempo T= t

Sítios de adsorcion
Moléculas de Aurocianuro
El carbón cuando se contacta con una solución que contiene iones metálicos cianurados, adsorberá estos iones hasta alcanzar un cierto equilibrio entre la concentración de la especie adsorbida en el carbón y la que permanece en solución.
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION

PRESENCIA DE IONES EN LA SOLUCION
La capacidad de carga se incrementa con el incremento de cationes en solución
Ca+2 > Mg+2 > H+ > Li+ > Na+ > K+
El complejo aurocianuro de calcio es el que más fuerte se adhiere al carbón y el de potacio es el más débil
La capacidad de carga decrece con el incremento en la concentración de aniones en la solución en el siguiente orden:
CN- > S-2 > SCN- > SO3 -2 > OH- > Cl- > NO3
-
El CN- compite fuertemente para adsorberse en sitios activos del carbón.

Hg(CN)2 se adsorbe fuertemente, tal como lo hacen los complejos
aniónicos Au(CN)2 - Ag(CN)2
ACCION DE LOS IONES COBRE
La adsorción se incrementa a medida que el valor del pH y la concentración del cianuro libre son más bajos. Ej. La carga se incrementa como el grado de coordinación y la carga en el complejo aniónico decrece en el siguiente orden:
Cu(CN)2 - > Cu(CN)3
2- > Cu(CN) 4 3-
La capacidad del carbón activado de adsorber varios complejos de oro sigue la siguiente secuencia:
AuCl4- >Au(CN)2 ->Au(SCN)2
3

CARBÓN ACTIVADO
• El carbón activado es un carbón con una gran área superficial ( > 1000 m2/g ) debido a una estructura íntimamente porosa al cual se le han eliminado las sustancias volátiles y destruidos algunos enlaces moleculares.
• Se fabrica calentando materiales orgánicos (carbón de madera, pepa de melocotón, cascara de coco, etc.) hasta temperaturas de 700 –
1000 °C en una atmosfera controlada, de vapor de agua, dióxido de carbono y/o oxigeno, eliminando los enlaces débiles.
• Se utiliza ampliamente en la industria para remover color, olor, sabor de una infinidad de productos, y en la minería para recuperación de oro.

activado
Nota. La estructura del carbón activado es similar al de grafito, con la diferencia que se presentan mayor cantidad de espacios vacíos.
ESTRUCTURA DEL CARBÓN ACTIVADO
POROSIDAD EN LA ESTRUCTURA DEL CARBON ACTIVADO

Área especifica total, m

-

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TIEMP0 (Hr)
% A
u E N E L C A R B O N
CARBON 3ER. USO GRC-20

En la siguiente figura se observa el efecto del tamaño de partícula del carbón activado con respecto a la cinética de adsorción de oro para un carbón que tiene la misma área superficial, es aparente que para el caso de partículas pequeñas el rate de adsorción es bastante alto en comparación con las partículas grandes.

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TIEMP0 (Hr)
% A
18,05%

Sítios de adsorcion
Moléculas de Aurocianuro
El carbón cuando se contacta con una solución que contiene iones metálicos cianurados, adsorberá estos iones hasta alcanzar un cierto equilibrio entre la concentración de la especie adsorbida en el carbón y la que permanece en solución.
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION

• q Es la concentración del oro en el carbón y se expresa
g Au / TM, mg Au / g CA
• C Es la concentración del oro en solución y se expresa
g Au/m3, mg Au / L
Tiempo T= t
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION AU -CARBON

ISOTERMAS DE ADSORCION DE LANGMUIR
q = g Au / TMC q máx. = Cantidad máxima de oro cargado sobre el carbón C = g Au / m3 KL = Constante de Langmuir.
Para encontrar q máx. se grafica 1 / C versus 1 / q
C K qqq L

loglog
X = Cantidad de sustancia adsorbida ( mg, g.) M = Peso del carbón que se requiere para adsorber X unidades ( g, kg, TM ) C = Concentración de Au ( g Au / m3 = mg Au / L, ppm ) Kf , n = Constantes del sistema de adsorción

CINÉTICA DE ADSORCIÓN : ECUACION NICOL-FLEMING
• La velocidad de adsorción de oro sobre el carbón disminuye exponencialmente con el tiempo
Δ (Au)C = k (Au)stn

APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE LANGMUIR EN COLUMNAS DE ADSORCION
62
1 / q
( m g
A u
1/qe
Para = 0.100 ppm q e = 96.60 gr Au
Para = 0.015 ppm q e = 14.49 gr Au
Capacidad de carga en el equilibrio
Real Estimado
1 2.93 3.04 0.34 0.33 2.83
2 1.93 2.00 0.52 0.50 1.86
3 1.26 1.32 0.79 0.76 1.22
4 1.18 1.10 0.85 0.91 1.14
5 1.01 0.94 0.99 1.06 0.98
6 0.73 0.64 1.37 1.57 0.71
7 0.59 0.56 1.69 1.80 0.57
8 0.41 0.41 2.44 2.45 0.40
9 0.29 0.26 3.45 3.82 0.28
10 0.25 0.22 4.00 4.50 0.24

X(gr Au) Peso TM CA X/M C (Au mg/L) X/M
gr Au Cargado Carbon ( M ) gr Au /TM CA Au Sol. mg/L gr Au /TM CA
1 6076 2 3038 2.93 0.467 3.483 3013
2 3997 2 1998 1.93 0.286 3.301 1939
3 2643 2 1322 1.26 0.100 3.121 1236
4 2193 2 1097 1.18 0.072 3.040 1153
5 1885 2 942 1.01 0.004 2.974 979
6 1274 2 637 0.73 -0.137 2.804 694
7 1113 2 556 0.59 -0.229 2.745 555
8 817 2 408 0.41 -0.387 2.611 378
9 524 2 262 0.29 -0.538 2.418 262
10 444 2 222 0.25 -0.602 2.346 224
Log ( C )Dias Log (X/M)
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN COLUMNAS DE ADSORCION
q = X/M = 968C 1.056
Capacidad de carga en el equilibrio

64
onde:
M: Masa de carbon (gr) V: volumne de la solucion
X= (Co-C).V K: Cte. expresada como la capacidad de carga cuando C=1 (gr Au/Kg C*)
Co: concentracion inicial de la solucion sintet ica (mg/lt) 1/n: constante t ipico para cada carbon
C: concent racion residual de oro (mg/lt)
Masa
X Y X2 X*Y
M C log C Log (X/M) log C*log C log C*Log(X/M)
0.05411 4.800 0.6812 1.1699 0.464 0.797
0.13300 4.000 0.6021 1.0803 0.362 0.650
0.30000 2.960 0.4713 0.9445 0.222 0.445
0.40000 2.704 0.4320 0.8597 0.187 0.371
0.50000 2.320 0.3655 0.8169 0.134 0.299
2.5520876 4.8712 1.3689 2.562
b= 0.3882327 K= 2.445
DATOS DE LA PRUEBA
Concentracion Inicial Ag

0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Series1
M: Masa de carbon (gr) V: volumne de la solucion
X= (Co-C).V K: Cte. expresada como la capacidad de carga cuando C=1 (gr Au/Kg C*)
Co: concentracion inicial de la solucion sintetica (mg/lt) 1/n: constante t ipico para cada carbon
C: concentracion residual de oro (mg/lt)
Masa
X Y X2 X*Y
M C log C Log (X/M) log C*log C log C*Log(X/M)
0.10043 3.744 0.5733 1.2667 0.329 0.726
0.20026 2.912 0.4642 1.1278 0.215 0.524
0.27000 2.432 0.3860 1.0694 0.149 0.413
0.40081 1.840 0.2648 0.9722 0.070 0.257
0.50065 1.640 0.2148 0.8982 0.046 0.193
1.9031525 5.3344 0.8094 2.113
b= 0.6974216 K= 4.982
CAPACIDAD DE ADSORCION REACTIVACION QUIMICA
ECUACION FREUNDLICH ECUACION FREUNDLICH LINEALIZADA
DATOS DE LA PRUEBA
Volumen s olucion Rica 1 Litros Concentracion Inicial Au 5.600
y = 0.9706x + 0.6974
R² = 0.9882
Series1

Soluciones ricas pequeños volúmenes de solución, contienen gran cantidad de plata
Grandes volúmenes de soluciones de baja ley conteniendo principalmente oro.
Aplicado en CIP, CIC, CIL
Altas cargas de metales preciosos.
Nueva tecnología
Similar al de resinas. Problemas de perdida de solvente orgánico.
Aplicado en SIP
PROCESOS DE RECUPERACION DE ORO-SOLUCIONES PREGNANT

69
de burbujeo que mantienen el carbón
en suspencion

burbujeo que mantienen el

Sistema de Adsorción en Columnas (CIC) Cía. Minera Santa Rosa
Ley Pregnant : 0.6 ppm Au
Capacidad de Flujo: 160 m3/h
Ley carbón : 2.0 Kg Au /TM
Eficiencia : 98 %
1,200 M3/HR.

VALVULA M ARIPOSA DE6"
CIRCUITO DE ADSORCION CIC PLANTA ADR - 465 M3/Hr.
MINERA COMARSA

TOTAL 19 33000 2050
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr
Meses
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
Ley Au Eficiencia Volumen

Unid
Ley Oro SRL mg Au/L
Dirección del Flujo SRL
Flujo Estimado Volumétrico BV/h
2 h
Numéro de Circuitos No.
Tipo de Desorción
Frecuencia de Desorción días
Tiempo del Ciclo de la Desorción hr
No. de celdas de Electrodeposición No.
Configuración de Celdas
800 x 850
Flujo ascendente
Flujo ascendente
a r b ó n e na r á m e t r os
175
0,65
50
60
2,0
1
Ley soluciòn rica (g/m3) 1.1 1.4 0.3 0.82
Recuperaciòn (%) 97.7 96.2 92.3 96.3
Au producido (onz/dia) 4,300 1,900 450 6,650
Costo ($/onz) 3.34 6.18 4.43 4.23
PLANTAS DE CARBON (CIC) EN MINERA YANACOCHA

Fundi
cion
Solucion de
Carbon pregnant
Soda Caustica
PARAMETROS OPERATIVOS

DIBUJADO :Ing.RICHARD CORSINO GUERRERO
REVISADO :Ing.HERLYALCAZAR DEL CARPIO
CARBON/ TANQUE
CIANURO DESODIO
HIDROXIDO DESODIO
BOMBAS
ELUSION
B3
CALENTADORES
ELECTRICOS
ENFRIADOR
REACTORESDE

(%)
Cabeza 822,055 0.554 7.435 455.32 6,112.04 14,638.90 196,506.6 100.0 100.0
Solución Rica (m3) 2,539 116.038 432.013 294.61 1,096.86 9,472.02 35,264.8 64.7 17.9
Doré 288.17 1,067.46 9,264.73 34,319.7 97.8 97.3
Residuo General 822,054 0.203 6.137 167.16 5,044.58 5,374.18 162,186.9 36.7 82.5
Recuperación Total : 63.3 17.5

78.00
80.00
82.00
84.00
86.00
88.00
90.00
92.00
94.00
96.00
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
EFICIENCIA DE ADSORCIÓN DEL Au
%Eff Sol. Rica Au Sol. Barren Au
Mes Solución Rica (ppm) Solución Pobre (ppm) % Eficiencia
Au Ag Au Ag Au Ag
2011 0.47 3.98 0.08 2.75 82.0% 30.9%
2012
PLANTA LA ZANJA- EFICIENCIA ADSORCION ORO

108

0 12.59 38.38 - -
PH 10.2
Nro.
Alim. 7.72 21.17
ADSORCION CON CARBON ACTIVADO

0
76.22
Tiempo (Horas)
Au Ag

Tiempo (Hrs)
C c ió n . S o lu c ió n (g /m 3 )
Au Ag
Horas
C c ió n . S o lu c ió n (g /m 3 )
Au
Ag
Cu
Fe

C-1
VOLUMEN DE ADSORCION 254.03 m3_ 27.24

V LVULA MARIPOSADE 8''
MAN METRO DE 0-60PSI
CIRCUITO N ° 3
SOLUCIÓN BARREN
160m3 /h
DSM 20MESH
SOLUCIÓN PREGNANT
V LVULA MARIPOSADE 6''

122
Circuito Nº 1 Peso Solucion Rica Ley Sol. Ley Sol. Carga Au Ley Sol. Carga Au
Columna Carbon (Kg) ( m /dia ) Inicial ( ppm ) Final ( ppm ) gr / TMC C X /M
C - 1 2,000 4,117 0.614 0.412 416 0.412 416 -0.385 2.619
C - 2 2,000 4,117 0.614 0.208 418 0.208 418 -0.682 2.621
C - 3 2,000 4,117 0.614 0.093 357 0.093 357 -1.032 2.553
C - 4 2,000 4,117 0.614 0.05 290 0.05 290 -1.301 2.463
C - 5 2,000 4,117 0.614 0.021 244 0.021 244 -1.678 2.388
Log ( C ) Log ( X /M )

y = 0.193x + 2 .725
L o g ( X / M
)
X / M
C ( g / m3 )
ISOTERMA DE FREUNDLICH
Freundlich Columna N ro 1 Columna N ro 2 Columna N ro 3 Columna N ro 4 Columna N ro 5 Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) 0.412 0.208 0.093 0.05 0.021 0.015
q = X / M ( estimado ) 447 392 336 298 252 236
NUMERO DE COLUMNAS - 4117 m3/dia
CIRCUITO DE COLUMNAS NRO 1

qe = X / M = 545 C 0.186
Sol. Pobre ( C ) 0.407 0.227 0.108 0.037 0.021 0.015
q = X / M ( estimado ) 461 413 360 295 265 249
C - 6 2,000 4,243 0.620 0.407 452 0.407 452 -0.390 2.655
C - 7 2,000 4,243 0.620 0.227 417 0.227 417 -0.644 2.620
C - 8 2,000 4,243 0.620 0.108 362 0.108 362 -0.967 2.559
C - 9 2,000 4,243 0.620 0.037 309 0.037 309 -1.432 2.490
C - 10 2,000 4,243 0.620 0.021 254 0.021 254 -1.678 2.405
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN EL CIRCUITO Nro 2
y = 0.186x + 2 .736
L o g ( X / M
)
X / M

124
C - 11 2,000 4,320 0.600 0.225 810 0.225 810 -0.648 2.908
C - 12 2,000 4,320 0.600 0.087 554 0.087 554 -1.060 2.744
C - 13 2,000 4,320 0.600 0.045 400 0.045 400 -1.347 2.602
C - 14 2,000 4,320 0.600 0.036 305 0.036 305 -1.444 2.484
C - 15 2,000 4,320 0.600 0.020 251 0.02 251 -1.699 2.399
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN EL CIRCUITO CIRCUITO Nro 3
qe = X / M = 1770 C 0.501
y = 0.501x + 3.248
R² = 0.979
L o g
X / M
C ( g / m3 )
ISOTERMA DE FREUNDLICH
Sol. Pobre ( C ) 0.225 0.087 0.045 0.036 0.020 0.015
q = X / M ( estimado ) 838 521 374 335 249 216
CIRCUITO COLUMNAS NRO 3

Sol. Pobre ( C ) 0.412 0.208 0.093 0.05 0.021 0.02
q = X / M ( estimado ) 447 392 336 298 252 236
Sol. Pobre ( C ) 0.407 0.227 0.108 0.037 0.021 0.015
q = X / M ( estimado ) 461 413 360 295 265 249
CIRCUITO N° 1 = 236 gr/dia CIRCUITO N ° 2 = 249 gr/dia CIRCUITO N ° 3 = 216 gr/dia TOTAL = 701 gr/dia
Incremento de Au Mensual = 21,030 gr = 676.13 onzas
Sol. Pobre ( C ) 0.225 0.087 0.045 0.036 0.020 0.015
q = X / M ( estimado ) 838 521 374 335 249 216

126
EFICIENCIA DE ADSORCION EN CARBONES DESORBIDO, RQ, RT vs CARBON NUEVO
CA Desorvido CA RQ CA RT CA NUEVO
% Rec. Au % Rec. Au % Rec. Au % Rec. Au
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.25 9.48 25.85 31.62 45.37
0.50 12.69 39.98 48.05 66.18
1.00 19.82 52.29 58.71 76.67
2.00 27.61 57.91 67.49 84.88
4.00 47.39 63.72 73.25 89.98
6.00 63.38 67.76 82.59 93.14
Tiempo
% d
e A d s o r c i o n d e O r o
Tiempo ( min )
EFICIENCIA DE ADSORCION DEL ORO

Las isotermas de adsorción nos permiten predecir la cantidad de oro en el carbón, es decir, que para una determinada concentración de oro en equilibrio, habrá una capacidad de carga que corresponda a una cantidad de carbón. Con la aplicación de IF en el circuito CIC es posible predecir
un estimado de la cantidad de oro que se va cargar en las columnas y la cantidad estimada de oro que se puede cargar si se aumenta una columnas mas. Para incrementar la eficiencia de adsorción los carbones
deben ser reactivados químicamente y térmicamente. En el proceso de reactivación química del carbón se eliminan
los carbonatos y precipitados de calcio en la superficie interior del carbon. En el proceso de reactivación térmica a temperaturas de 650
° C se eliminan los compuestos organicos que adsorbió el carbon y se restituyen los sitios activos, alcanzando propiedades similares al carbon nuevo.
CONCLUSIONES DE LA APLICACIÓN DE LOS ISOTERMAS DE ADSORCION

DISEÑO DEL SISTEMA DE LECHO FLUIDIZADO CARBÓN ACTIVADO
Para el diseño del lecho o capa fluidizada de carbón activado, se debe
considerar las siguientes variables:
-Velocidad de entrada de la solución a la columna de carbon
-Producción promedio de metales preciosos por día.
-Cantidad máxima de oro que es adsorbida sobre el carbón.
-El tamaño de las partículas de carbón empleado para el proceso.
En operaciones a nivel industrial, con carbón nuevo se tiene una adsorcion
de 10 a 20 Kg. de oro por tonelada métrica de carbon activado.Esto dependera
de las propiedades de adsorcion de carbon ,flujo de adsorcion,contenido de
de oro de la solucion rica, etc.
La solución rica proveniente de la lixiviación se bombea hacia arriba a
través de una cama de carbón activado a una velocidad suficiente para
mantener el lecho del carbón suspendido en la corriente de solucion rica
y sin que salga fuera del sistema.

[Au]eq mg/L

Las perdidas mas importantes se presentan:
1.- Carbón – Carbón
Atrición en la solución (adsorción , elusión, lavados ácidos).
2.- Carbón-acero Atrición en el sistema seco ( durante la reactivación térmica,
transferencias de los depósitos de carbón).
3.- Carbón-acero-solución
4.- Choque térmico. Quebraduras durante la reactivación térmica y templado (quenching)
5.- Choque químico.

Las perdidas de carbón por atrición varia de planta a planta, dependiendo de las condiciones del proceso aplicado (ratios de tratamiento, velocidad de transferencia de carbón, tipo del sistema de adsorción , etc ..), los tipos de equipos usados (especialmente las bombas de transferencia de carbón) y el tipo de carbón.
Se han hecho considerables esfuerzos para encontrar y establecer donde ocurre las mas grandes perdidas, pero cuantificar estas perdidas es difícil porque la perdida de carbón se lleva a cabo en cada unidad del proceso y se distribuye aproximadamente como sigue:
• Mezclado del circuito de Adsorción …………..……..........45 % • Inter-etapas de transferencia de carbón …….......….........4 % • Elusión (incluido la transferencia para la regeneración) ……... 6 % • Regeneración (Incluido quenching y separación final ) ……....45 %
DISTRIBUCION DE PERDIDAS DE CARBON FINO EN PROCESO

SISTEMA DE CAPTURA DE FINOS CARBON)
• Cada tren cuenta con una zaranda (malla 100 ) ubicada después de la última columna, teniendo como objetivo retener el carbón fino/grueso que contiene la solución barren, esta solución pobre en contenido de oro es enviada nuevamente al PAD de lixiviación.
• En la línea de envío de solución barren al PAD se tiene una batería de filtros (tipo tornado de 6” malla 60 ) a fin de recuperar todo el carbón fino/grueso que pueda pasar por las zarandas (mala operación, soltura de mallas, rotura de mallas, etc ) y garantizar que este carbón no llegue al PAD.
• Zarandas previos a los procesos de desorción, lavado acido y R. termica.

% Pérdida de masa
Pérdida total 1.11 250.00 11.111 100.00

FUENTES DE GENERACIÓN DE CARBÓN FINO
• C. activado nuevo con rango de tamaño de partícula: - 3,35 mm + 1,70 mm. Desde su ingreso al proceso se fractura o atriciona. Pruebas realizadas en la planta de procesos Y. N. indican que 4 -6 % en peso del carbón activado nuevo es menor al tamaño de malla deseado, por lo que se realiza un lavado previo a su ingreso en un tanque de atrición o rozamiento.
• El C. A. transferido del circuito de adsorción al de desorción es clasificado en una malla de corte de 0.85 mm. El carbón continuará reduciéndo en tamaño conforme es tratado en los circuitos de desorción y regeneración, cada transferencia ocasiona la abrasión del carbón. Finalmente, todo carbón fino es separado.
• La cantidad de carbón fino que genera cada operación unitaria individual es muy difícil de medir debido a que el cambio en tamaño es mínimo. Sin embargo, se ha podido identificar 2 fuentes importantes de generación de carbón fino:
• Atrición por bombas y tuberías (desorción a adsorción). • Atrición durante la regeneración térmica.
• Actualmente la planta de columnas de carbón de Yanacocha Norte genera entre 5 a 7 toneladas de carbón fino mensualmente.

ADSORCION
C. Calc. 100
Granulometria -40 # (%) 2 65

• Se realizarón cambios en algunas líneas de transferencia.
• Modificación en línea de ingreso ( para carbón fino ) en el reactor de desorción.
• Se instalo equipos de filtración.
• Se acondiciona malla superior a la tolva de alimentación (tanque de carbón nuevo), para evitar el ingreso de materiales extraños.
• Se realizaron nuevos procedimientos para, operación, descarga, muestreo y trasladó de carbón fino.

FILTRO MANGA
PRUEBAS DE DESORCION DE CARBON FINO
En base a investigaciones metalurgicas Se trabajo con adiciones de 130 Kg y
260 Kg de NaCN por lote respectivamente, en resumen se presenta los
resultados de nueve lotes.
Au Ag Hg Cu
% Recuperación 96,8 % 97,6% 78,5% 89,0%
Au Ag Hg Cu
% Recuperación 84,9% 86,2% 54,3% 85,6%
130 Kg NaCN
Los problemas operativos durante la etapa de desorción fueron:

Carbon fino recuperado-Filtro manga Recirc.

DESORCION DE CARBON FINOS-RESULTADOS OBTENIDOS
De la operación normal de la desorción de carbón fino fresco (recién recolectado de los equipos de clasificación existentes en la planta CIC ), Se obtuvieron :
C. Normal C. Fino
Recuperación Au (%) 98 96.3
Recuperación Ag (%) 97 97.8
Cianuro de Sodio (Kg/batch) 50 96-120
Temperatura (°C) 120-135 130
Presión (PSI) 45 45

CONCLUSIONES - OPERACIÓN CARBON FINO • La eficiencia de desorción para este método es superior al 95%.
• De los resultados obtenidos en la investigación para recuperar oro del carbón activado fino , se ha estandarizado como parte de la operación normal.
• El incremento de cianuro de sodio permite incrementar la eficiencia de desorción de oro del carbón fino.
• Este aumento en la fuerza de cianuro de la solución de desorción del carbón fino (mas de 300 ppm de CN- en la solución rica) no interfiere en la operación normal de las plantas que suceden a la Planta de carbón activado, tales como la planta Merrill Crowe y Planta de Tratamiento de aguas de excesos, debido a la cantidad de solución rica que se envía (cerca de 50 m3, a un ratio de 5 m3/hr por lote de carbón desorbido) en comparación al flujo que trata la planta de Merrill Crowe (mas de 2500m3/hr a una concentración de 30 ppm CN-).

ELECTRODEPOSICION DEL ORO
DESORCION O ELUCION DEL ORO
El sistema de desorción es un fenómeno de transferencia de masa inverso a la adsorción. Es decir la sustancia que ha sido adsorbida en el carbón es extraída por medio de una solución, que atraviesa el lecho de carbón cargado en un reactor especialmente construido para el proceso.
C nNanNa n

VARIABLES DE LA DESORCION DEL ORO
La extracción del oro y plata adsorbidos del carbón activado cargado es análoga a la lixiviación tanto del oro como la plata a partir de sus minerales. En el circuito de desorción (stripp ), las condiciones son mas agresivas, la concentraciones de las soluciones son mayores y las temperaturas son mas elevadas con la finalidad de acelerar el proceso de desorción.
1.- Temperatura y presión
2.- Concentración de Cianuro
7.- Concentración de Oro en el eluyente
8.- Procedimientos de desorción

POTENCIAL REQUERIDO Y CAIDA DE POTENCIAL EN UNA CELDA EW -Au
POTENCIALES EN LA ELECTRODEPOSICION DEL ORO

VARIACION DE LA LEY DE ORO EN LA CELDA
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
TIEMPO (Hrs)
L E Y D E O R O ( p p m )
Ley de ingreso Au
Ley de salida Au

CONCENTRAC ION DE ORO
HIDRODINAMICA DEL ELECTROLITO
El grado de mezcla, el flujo y como llegen al ANODO y CATODOS.
Forma del electrodo

MINERA COMARSA
PLANTA ADR-COMARSA
PROCESO DE ELECTRODEPOSICION - COMARSA
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
TIEMPO (Hrs)
L E Y D E O R O (p p m )
Ley de ingreso Au
Ley de salida Au

TIEMPO (Horas)
Au Ag
CINETICA DE DISOLUCION
Tiempo (Horas)
Au Ag
Tiempo (Horas)
C o n c e n tr a c ió n
(g r /m 3 )
0
76.22
Tiempo (Horas)
Au Ag

SISTEMAS DE DESORCION O ELUCION DEL ORO
Comercialmente se usan diversos métodos para recuperar el oro y la plata del carbón activado cargado durante los procesos de Adsorción. Los principales son:
OBJETIVOS • Recuperar la mayor cantidad de valores metálicos cargados a partir de la
solución desorbida en un volumen tan pequeño como sea posible. • Producir una solución impregnada con el tenor mas alto de los metales preciosos. • Dejar la menor cantidad de oro y plata posible en el carbón después de la
desorción. • Dejar el carbón listo para retornar al sistema de adsorción. • Operar con seguridad y en forma económica en el desarrollo industrial
1.- El Proceso atmosférico ZADRA.
2.- El Proceso de Extracción con Alcohol.
3.- El Proceso Zadra Presurizado.
4.- El Proceso Anglo Americano (AARL).
PROCESOS DE DESORCION DEL ORO – CARBON PREGNANT

- Temperatura : 85 - 95ºC
- Presión : 1 atm.
- Pre-acondicionamiento
Tiempo : 30 min.
Velocidad : 3 lechos de volumen /hr
Temperatura : 130 ºC

METODO REMOJO PREVIO SOLUCION TEMP. ( C) PRESION (kPa) TIEMPO (Hr) RECIRC. DESDE EW
ZADRA No 1 % NaOH 95 - 100 100 30 - 48
Z/PRESION No 0.1 - 0.2 % NaCN 135 500 8 - 12 COMPLETA CON
1 % NaOH RECICLAJE CONTINUO
Z/ALCOHOL No 0.1 - 0.2 % NaCN 80 100 6 - 10 DEL ELUIDO
10-20% Alc.Etílico/H20
AARL 5 % NaCN Agua Desionizada 95 - 100 100 8 - 12 NO PERMITE
AA/PRESION 2 % NaOH Agua Desionizada 110 200 6 - 8 RECIRCULACION
80 % Acetonitrilo 40 % CH3CN en H2O 25 100 10 - 13 COMPLETA CON
SOLVENTE (CH3CN) 1 % NaCN 70 100 10 RECICLAJE CONTINUO
en 20 % H20 0.2 % NaOH 70 100 4 - 5 DEL ELUIDO
CONDICIONES DE OPERACIÓN EN LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION DE ORO DESDE CARBONES ACTIVADOS
SISTEMAS DE DESORCION- CONDICIONES OPERATIVAS

C. Procedimiento Zadra con alcohol
El método con solución alcalina de alcohol fue investigado por el U.S. Bureau of Mines a fin de mejorar las tasas de desorción de oro y plata. Emplea como base el mismo circuito de desorción y electro-obtención simultánea y la misma solución 1 % NaOH + 0,1% NaCN, a la cual se le agrega un 20% en volumen de metanol o de etanol (preferentemente este último), alcanzándose una alta eficiencia al cabo de sólo 6 horas en una operación a 80°C y a presión atmosférica. El efecto de la adición del etanol se observa en la siguiente figura.
PROCESO DE DESORCION: ZADRA CON ALCOHOL

Sistema de Desorción con Alcohol Mina La Virgen – Cia. Minera San Simón
Ley Carbón : 3.8 Kg Au/TM
Alcohol : 20 %
NaOH : 1%

Sistema de Desorción con Alcohol Mina La Virgen – Cia. Minera San Simón
Alcohol : 20 %
NaOH : 1%

MINERA COMARSA

NUMERO DE CIRCUITO
NUMERO DE COLUMNAS
EVALUACION DEL PROCESO DE DESORCION Y ELECTRODEPOSICION

0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
TIEMPO (Hrs)
L E Y D E O R O (p p m )
Ley de ingreso Au
Ley de salida Au
(80

B. Procedimiento Zadra presurizado
La versión presurizada del procedimiento Zadra surgió como una necesidad para reducir los tiempos requeridos en el sistema a presión atmosférica, a raíz de la alta dependencia encontrada de la desorción con la temperatura.
El circuito es el mismo que el anterior, excepto que la operación se lleva a cabo en una columna presurizada a 135 - 140°C y a una presión de 350 a 550 kPa (50-80 psi) con lo cual se logra una eficiente elución del oro al cabo de 8-12 horas. Esto se puede observar en la siguiente figura.
PROCESO ZADRA PRESURIZADO: PROCEDIMIENTO
• 03 Intercambiadores de Calor
B) Parámetros Operativos
• Concentración de NaCN < 0.05%
• Temperatura de 130ºC
• Flujo de 20 m3/hr
• Flujo de 10 m3/hr cada uno
• Temperatura 70 ºC
CARBON CARGADO AGITADOR DE SOLUCION
CAUSTICA
AIRE
SOLUCION BARREN
C A P A C I D A D 6 T
1 3 0
2 0
70ºC

Sistema de Desorción a Presión para 6 TM de carbón Cía. Minera Santa Rosa
Tiempo proceso : 12 horas

C-1) Celdas Electrolíticas :
C-2) Reactor :
- Tiempo : 10 – 12 hrs.
Lado caliente Lado Frío
PROCESO ZADRA PRESURIZADO
- Intercambiador terciario : Caudal : 20 m3/h
Entra : Solución pregnant (94ºC) Solución barren (18ºC)
Sale : Solución barren ( 57ºC) Solución pregnant (63ºC)
C-4) Filtro de Prensa de Placas y Marcos a Volumen constante
Flujo : 5 m3/h
Presión de inyección de lodos : 40 - 80 psi
PROCESO ZADRA PRESURIZADO
COSTO DE DESORCION CON ALCOHOL
(Desorción con alcohol con 2 reactores de 2 TM de carbón c/u)
DESCRIPCION US$/TM CARBÓN %
Insumos y Energia 300 100.00
Para desorber 180 TM de carbón al mes se necesita US$ 54,000
DESCRIPCION US$/TM CARBÓN %
Insumos y Energia 191.8 100.00
Para desorber 180 TM de carbón al mes se necesita US$ 34,524
COSTO DE DESORCION A PRESION

0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Tiempo (hr)
SP-1
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Tiempo (hr)
SP-1
0
50
100
150
200
250
300
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Tiempo (hr)
L e y d e o ro (p p m )
SP-1
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Tiempo (hr)
L e y d e o r o ( p p m )
SP-1

0
20
40
60
80
100
Tiempo (Horas)
Au Ag

Ventajas de la Desorción a Presión
• Reducción en el tiempo de desorción de 24 Hr. A 15 Hr.
• Mejorar la eficiencia de desorción de 92% a 96%.
• Reducir el inventario de oro en el carbón desorbido
• Incrementar la carga de oro en la adsorción sin afectar su eficiencia
• Reducir los costos operativos significativamente en el proceso de desorción.
• Tener tiempo suficiente para realizar el mantenimiento del equipo

1. Relativa simplicidad 1. Cinética muy lenta
2. Bajo costo de capital 2. Alto inventario de oro en el circuito
3. Bajo consumo de reactivos 3. Descarte periódico de solución para control de impurezas
4. Alto consumo de energía por duración
ZADRA (presurizado)
1. Cinética más rápida 1. Mayor costo de capital
2. Menor inventario de oro en el circuito 2. Mayor costo de operación por presión
3. Bajo consumo de reactivos 3. Uso de temperatura y presión elevados
4. Descarte periódico de solución para control de impurezas
ZADRA CON ALCOHOL
1. Cinética más rápida 1. Riesgo de incendio obliga a mayores precauciones
2. Menor temperatura de trabajo y pesión atmosférica 2. Mayor costo de operación por alcohol
3. Menor inventario de oro en el c ircuito 3. Sistema de recuperación del alcohol evaporado
4. Descarte periódico de solución para control de impurezas
ANGLO AMERICAN (AARL)
1. Cinética más rápida / Extrema en caso de presurizaci 1. Mayor costo de capital / Especial en versión presurizada
2. Bajo inventario de oro en el circuito 2. Requiere agua desmineralizada de alta calidad
3. Alta eficiencia y alta concentración de oro en eluido 3. Uso de temperatura y presión relativamente elevados
4. Circuito abierto sin descarte solución por impurezas 4. Circuito es mas complejo
5. Aprovecha el eluyente de reciclo en la lixiviación
6. Puede operar a presión atmosférica
SOLVENTE (acetonitrilo)
1. Cinética rápida, similar a la de Anglo American 1. Uso de solvente orgánico con riesgo de incendio
2. Bajo inventario de oro en el circuito 2. Contaminación del carbón con solvente orgánico
3. Alta concentración de oro en el eluido 3. Obliga a reactivación térmica y con vapor cada ciclo
4. Aprovecha el eluyente de reciclo 4. Mayor costo de operación por un reactivo mas caro
5. Baja temperatura y presión 5. Probado solo a escala pequeña, riesgo al escalar
VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION

TEMPERATURA (°C).
• Lavado acido
Recuperacion de reextraccion ( )98-99
Filtro de lavado ácido
Tanque Transferencia de agua
Fluido termal
Fluido termal
agua
Fluido termal

1. Tiempo corto de reextracción y alto grado de solución de elución,
permite mas de una reextracción por dia.
2. Lavado ácido en el reactor de reextracción, evita una etapa de
transporte adicional de carbon y la subsecuente atricción del carbón.
3. Temperatura y presión moderada, minimiza los costos de operación
4. M uy uena reextracción.
5. La solución de reextración sera adicionada al c ircuito existente de
precipitacion de zinc.
sofisticada para operar automaticamente.
2. Tanque sofisticado si se efectua un lavado ácido a alta temperatura
en el mismo reactor.
3. Requiere buena calidad de agua para una elucion efic iente, es
sencible a la presencia de calcio y magnesio.
4. La solución de reextracción no puede ser recic lada.
PROCESO ANGLOMERICANO A.A.R.L)

Contaminantes Reactivación
Fe2O3 Lavado ácido en caliente
CuCN Lavado ácido y desorción
Orgánicos Reactivación térmica

Esta parte de la operación corresponde a las etapas de tratamiento del carbón activado, con el objetivo de devolverle sus propiedades físicas originales con el fin de poder usarlo nuevamente en el proceso.
Con el Lavado ácido, se remueve los carbonatos adheridos a la superficie del carbón producto de la dureza del agua y de la cal que se usa en el proceso, obstruyendo los poros intergranulares.
Para atenuar este efecto se utiliza solución diluida de ácido clorhídrico o ácido nítrico al 5%, ingresando la solución en contracorriente al lecho de carbón activado. Posterior a este lavado, se enjuaga con abundante agua fresca para neutralizar los remanentes del ácido.
REGENERACION QUIMICA DEL CARBON PREGNANT

RECIRCULACION

QUIMICA Y NEUTRALIZACION
REACTIVACION QUIMICA. A POZA
MINERA COMARSA

REGENERACION TERMICA DEL CARBON PREGNANT Consiste en pasar el carbón activado por un horno a una temperatura de 800 ºC, para devolverle sus propiedades fisicas y poder reutilizarlo en el proceso. A esta temperatura, cualquier indicio de carbonato restante se transforma en gas CO2.
Actualmente, en algunas minas del país, están utilizando el Horno eléctrico, marca Minfurn de procedencia Sudafricana, de tipo Vertical, logrando pasar hasta 125 Kg/h. de carbón.

Tanque apagado de Carbón
Scrubber (limpiado r)
Eliminador de gases
Calentador de aire
Stack
Seal pot (lugar sellado)

Calidades de CarbónActivado
t (horas)

El carbón eluido de los reactores de desorcion, es enviado reactor por reactor a la zaranda de clasificación(la bomba de transvase o envió tiene una capacidad de envió de 27,3 m3/h),donde el carbón retenido ingresa al horno de reactivación química (600°C) para su regeneración térmica(eliminación de orgánicos) y el carbón pasante(fino) cae al tanque de carbón fino. La capacidad del horno rotatorio es de 3 TM/día, tomándose 02 días para regenerar las 06 TM de carbón eluido, el carbón fino es bombeado y filtrado en el filtro prensa del circuito, esta etapa concluye con el secado-cosecha y ensacado del carbón fino para tratamiento metalúrgico posterior.El carbón
CIRCUITO DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON-PUCAMARCA

2 0
Carbón fino
MINERA COMARSA
CIRCUITO DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON-COMARSA

0 0 0 0 0
20 37.06 13.22 34.41 15.77
40 62.32 24.26 56.44 26.48
60 75.58 29.14 70.21 35.04
80 84.87 36.96 78.27 43.47
100 89.99 45.67 84.71 49.87
% REACT. 100 (*) 50.75 94.13 55.42
(*) Se considera el carbon virgen GRC - 20 como el 100% de adsorcion
para efectos de comparacion con los carbones reactivados
GRC - 20 = Carbon virgen, Marca Calgon GRC - 20
RT - SR = Carbon sin reactivar (agotado)
RT - H = Carbon reactivado emfriado en agua: V = 375, A = 50
RT - MA = Carbon reactivado emfriado a medio ambiente: V = 375, A = 50
RT - AR = Carbon antes de reactivar.
RT - R = Carbon despues de reactivar: V = 371, A = 52
PRUEBAS DE ADSORCION :CARBON NUEVOvs CARBON REGENERADO

REACTIVACION TERMICA RT-1
TIEMPO (min)
%
A u E N L A A D S O R C IO N
GRC-20 (100%)
RT-1AR (50,75%)
RT-1R (94.13%)
REACTIVACION TERMICA RT-2
TIEMPO (min)
%
GRC-20 (100%)
RT-2AR (55,42%)
RT-2R (94,89%)

El consumo de energía eléctrica del horno de reactivación es de 1.13 Kw- Hr/Kg de carbón activado. El costo de regeneración térmica es de 0.2 US$/Kg. De carbón reactivado, comparado con el uso del carbón nuevo que cuesta alrededor de 3.5 US$/kg de carbón. El enfriamiento del carbón activado térmicamente se realiza por inmersión en agua, para ello se realizaron pruebas los resultados se muestran en el cuadro y graficos siguientes, para efectos de comparación se asume un carbón GRC-20 virgen 100 % de eficiencia de reactivación.
MINUT. GRC- 20 RT- SR RT-1MA RT-1H RT- 4MA RT- 4H
0 0 0 0 0 0 0
20 37.06 15.55 30.28 40.88 30.07 35.78
40 62.32 24.71 46.93 59.69 56.52 64.13
60 75.58 32.66 57.49 73.14 69.37 73.19
80 84.87 40.50 65.93 82.24 79.24 81.57
100 89.99 51.33 73.06 88.87 85.41 87.58
% REACT. 100 (*) 57.04 81.19 98.76 94.91 97.32
PRUEBAS DE LA VELOCIDAD DE ADSORCION DESPUES DE LA REGENERACION TERMICA DEL CARBON Y SU ENFRIAMIENTO

REACTUIVACION TERMICA RT -1
V = 375 A = 50
TIEMPO (min)
%
GRC-20 (100%)
RT-SR (57.04%)
RT-1MA (81.19%)
RT-1H (98.76%)
REACTUIVACION TERMICA RT -2
V = 375 A = 50
TIEMPO (min)
%
GRC-20 (100%)
RT-SR (57.04%)
RT-1MA (94.91%)
RT-1H (97.32%)

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TIEMP0 (Hr)
% A

proceso carbon activado

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