Autor: Ing. Joaquín José Abarca Rodríguez.

El más precioso de todos los metales, seencuentra en los tres tipos de rocas;ígneas, metamórficas y sedimentarias.Se forma en filones hidrotermales,normalmente relacionados con cuarzo ysulfuros, diseminado en rocas. Tiene unadureza de 2.5 a 3, densidad de 19.3g/cm3, tiene un color amarillo dorado yes el más maleable y dúctil de todos losmetales.El oro es muy inactivo, no le afecta elaire, el calor, la humedad ni la mayoríade los disolventes. Sólo es soluble enagua regia o una mezcla de agua ycianuro. Su punto de fusión es a 1063 °Cy el de ebullición a 2700 °C.

� Símbolo: Au� Número 79� Densidad 19,32 g/m3

� Masa Atómica: 196,967

� Apariencia Amarillo metálico� Estado ordinario: Sólido� Punto de fusión: 1337,33 ˚K

(1064˚C)� Punto de ebullición: 3129 ˚K

(2808˚C)� Conductividad Térmica:

317 W/(K·m)

� Serie: Metales de transición

� Grupo 11� Período 6� Bloque d

� Estructura Cristalina: fcc� Dureza: 2,5 (Mohs)� Limite Elástico: 55 MPa� CET: 14 10-6

� Conductividad Eléctrica: 2,06×106 Ω.cm

24 KILATES 22 KILATES

18 KILATES 14 KILATES

Masa Atómica: 107,8682 uma 1ª Energía de Ionización: 731 kJ/mol

Punto de Fusión: 960 °C 2ª Energía de Ionización: 2073,5 kJ/mol

Punto de Ebullición: 2212 °C 3ª Energía de Ionización: 3360,6 kJ/mol

Densidad: 10,4900 g/cm³ 1ª Afinidad Electrónica: 125,6 kJ/mol

Dureza (Mohs): 3,3 Radio Atómico: 1,44 Å

Potencial Estándar de

Electrodo:

+ 0,80v Ag+ | Ag

solución ácida Radio Covalente: 1,34 Å

Conductividad Térmica: 429,00 J/m s °C

Radio Iónico:

Ag+1 = 1,26 Å

Conductividad Eléctrica:

630,5 (mOhm.cm)-

1 Ag+2 = 0,96 Å

Calor Específico: 234,08 J/kg °K Ag+3 = 0,76 Å

Calor de Fusión: 11,3 kJ/mol Volumen Atómico: 10,3 cm³/mol

Calor de Vaporización: 258,0 kJ/mol Polarizabilidad: 7,9 ų

Calor de Atomización:

284,0 kJ/mol de

átomos

Electronegatividad

(Pauling): 1,93

Estados de Oxidación: +1, +2, +3

RECUPERACIO

N DE O

RO

CARBÓN ACTIVADO

CARBÓN EN COLUMNACARBÓN EN COLUMNA(CIC). Solución clara depercolación

CARBÓN EN PULPA (CIP).-Pulpa saliente de agitación.

CARBÓN EN LIXIVIACIÓN

lixiviación

CARBÓN EN LIXIVIACIÓN(CIL).- Absorbe el oro durante lalixiviación

RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO

(Resina en Pulpa – RIP).

CEMENTACIÓN (Fe, Al, Zn)

ELECTRODEPOSICIÓN

El uso del carbónactivado en lametalurgia extractivadel oro ha aumentadofuertemente en lasúltimas décadas comoproceso deconcentración ypurificación desoluciones obtenidasen la etapa anterior decianuración.

Estructura interna de un carbón activado.

� El carbón activado es un carbón con una gran áreasuperficial al cual se le han eliminado las sustanciasvolátiles y destruidas algunos enlaces molecularesdébiles a través de un tratamiento pirometalúrgico.

� El carbón activado es un producto que posee unaestructura cristalina reticular similar a la del grafito; esen extremo poroso y puede llegar a desarrollargrandes áreas superficiales, lo que permite laadsorción, por el cual los átomos en la superficie de unsólido, atraen y retienen moléculas desde la faseliquida de otros compuestos.

� Tiene un alto grado de porosidad y una altasuperficie interna (400 a 1500 m2/g).

� El C.A. es un adsorbente muy versátil, ya que eltamaño, como la distribución de los poros, yforma del carbón, pueden ser controlados segúnlas necesidades específicas.

� Gran área específica (800-2500 m2/gr.)� Estructura porosa, le proporciona la habilidad de

adsorber gases, sustancias disueltas en líquidos.

� Posee poros inferiores a 20 micrones(microporos), poros intermedios de 20 a 100micrones (mesoporos) y poros superiores a 1000micrones (macroporos).

Las propiedades más importantes del carbónactivado para la extracción de oro son:� Capacidad de adsorción.� Velocidad de adsorción.� Resistencia mecánica y al desgaste.� Características de reactivación.� Distribución de tamaño de partículas.

Área superficial, m2/g Densidad aparente, g/cc

Densidad, g/cc Espacio de la columna empacada, %

1050 - 1150 0,48 0,85 40

El carbón disponible comercialmente el cual se utilizapara la extracción del oro de las soluciones delixiviación, usualmente vienen en dos tamaños: -m6 -+m16 y -m12 - +m30. La siguiente es una lista deespecificación típica para el carbón activado.

Carbón A Carbón B

Forma Granular Granular

Materia Prima Cáscaras de Coco Cáscaras de Coco

Aplicación Adsorción de Oro (*) Purificación y decoloración de líquidosacuosos. Tratamiento de aguas.

Fabricación Industrial Nombre Comercial Tipo CPG-LF (**)

Carbón tipo Granular

Carbón tipo H (altos) se forman sobre los 700ºC y sonsumergidos en ácido o en agua.Carbón tipo L (bajos) se forman por debajo de los 700ºC y sufreninmersión en agua.

Carbón A Carbón B

Vol. Relativ (%) Vol acumul. (%)

Vol. Relativ (%) Vol acumul. (%)

1000 500500 400400 300300 200200 100100 9090 8080 7070 6060 5050 4545 4040 3535 3030 2525 2020 1515 1010 1

1.50

0,3550,5652,0950,780,775

10

1,7850,960,9754,335

12,0456,3559,01515,17542,285

0

1.51.5

1.8552.424.5155.2956.077.077.07

8.8559.81510.79

15.12527.17

33.52542.5457.715

100100

9.6351.6

1.790

6.3700

1.6352.812.62

3.8501.12

3.4401.7204.6308.04011.08012.50026.5450.615

9.63511.23513.02513.02519.39519.39521.0323.8426.4630.3131.4334.8736.5941.2249.2660.3472.84

99.385100

Fotografía microscópica a500 aumentos Carbón A.

Fotografía microscópica a2000 aumentos delCarbón A.

Fotografía microscópica a500 aumentos Carbón B.

Fotografía microscópica a2000 aumentos del Carbón B.

Curva de Adsorción en función del tiempo utilizandoconcentraciones del ión Sodio 0,01 M, 0,1 M y 0,5 M. pHinicial = 11, Au inicial = 6 ppm, T° =20[°C].

� Curva de Adsorción en función del tiempo utilizandoconcentraciones del ión Calcio 0,01 M, 0,1 M y 0,5 M.pH inicial = 11, Au inicial = 6 ppm, T° =20[°C].

PERDIDA DE CARBÓN

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

carbón quebrado durante la transferencia (bombas y tuberías).4.- Choque térmico.

Quebraduras durante la reactivación térmica y templado(quenching)

5.- Choque químico.

Durante la remoción de componentes inorgánicos.

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 yestablecer donde ocurre las mas grandes perdidas, perocuantificar estas perdidas es difícil porque la perdida decarbón se lleva a cabo en cada unidad del proceso y sedistribuye 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 %

� Cada tren cuenta con una zaranda (malla 100 ) ubicada despuésde la última columna, teniendo como objetivo retener el carbónfino/grueso que contiene la solución barren, esta soluciónpobre en contenido de oro es enviada nuevamente al PAD delixiviación. En la línea de envío de solución barren al PAD setiene una batería de filtros (tipo tornado de 6” malla 60 ) a fin derecuperar todo el carbón fino/grueso que pueda pasar por laszarandas (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.

térmica.� Dependiendo de las características, el carbón recolectado

puede retornar al circuito de adsorción (carbón grueso) o a sualmacenamiento para su posterior tratamiento (carbón fino).

% Pérdida de masa

Porcentaje deTotal kg/día (kg/ton) pérdida total

Adsorción 0.46 104.17 4.630 41.67Desorción 0.12 27.89 1.239 11.16Regeneración 1.57 117.94 5.242 47.18

Pérdida total 1.11 250.00 11.111 100.00

La activación es la etapamás importante, consisteen "multiplicar" lacantidad de poros de uncarbón dando comoresultado una estructuraextremadamente porosade gran área superficialdisponible para llevar acabo el proceso deadsorción.

Material orgánico rico en C:

Carbón mineral, huesos,

cáscaras, etc.

Calentamiento a 500º C Ausencia de aire y presencia de agentes deshidratantes

Activación Física o Química

Area superficial 10 - 500 [m2/g]

a) Activación Física:

Esta se lleva a cabo en dos etapas:

� 1. Carbonización del precursor.� 2. Gasificación controlada de la materia prima.

En la etapa 2, se expone el material carbonizado en unaatmósfera oxidante (vapor de H2O, CO2) y a una Tº quevaria entre los 700 y 1000 ºC, aumentando la superficieespecífica.

b) Activación Química:

Este proceso consta de una sola etapa. Elmaterial es impregnado con ácido fosfórico(cloruro de Zinc o ácido sulfúrico) y se calientaentre los 500 y 900 ºC, en ausencia de O2.

El carbón resultante se lava para eliminar losrestos del agente químico usado en laimpregnación.

� Constituye uno del aspecto más importante para el buenrendimiento de una planta CIP, CIC, CIL.

� Permite elevar la productividad� El carbón adsorbe además, materiales orgánicos, carbonatos,

hidróxidos y metales.

Se distingue:

LAVADO QUÍMICO

� Lavado simple con agua. Eliminación de lamas� Lixiviación con HCl (3%) a 90° C� La lixiviación ácida elimina básicamente carbonatos y/o

sulfatos de calcio atrapados en los poros� Regenera solo parcialmente la actividad de los carbones

� Operación altamente eficiente que permiteactivar los carbonos y dejarlos en condicionesmuy parecida a los carbones nuevos.

� Remoción de productos acumulados quecontiene el carbón y restauración de laestructura porosa y actividad del carbón conmenor daño posible.

Factores Físicos que afectan la Adsorción de Oro:� Tipo de Carbón: Tanto el material precursor como el

método de obtención, afectan la velocidad y la capacidad decarga.

� Tamaño de Partículas de Carbón: Partículas más finascaptan rápidamente mayores cantidades de oro que las másgruesas.

� La adsorción ocurre cuando una molécula puede llegar a lasuperficie interna de la partícula del carbón por difusióndentro de los poros, como resultado, la estructura porosapuede tener una marcada influencia en la cinética deadsorción.

� Adsorción Física: Reversible (enlaces débilesde Vander Waals, interacciones dipolo-dipolo,puentes de hidrógeno).

� Adsorción Química: Irreversible (fuerzashomopolares, enlaces iónicos y covalentes).

� En la mayoría de los casos la adsorción puedeclasificarse como física por naturaleza.

La Capacidad de Carga aumenta conla concentración de cationes.

Ca+2> Mg+2> H+> Li+> Na+> K+

La Capacidad de Carga disminuyecon la concentración de aniones.

CN-> S-2> SCN-> SO3-2> OH-> Cl->

NO3-

• Cationes como Ca+2, Mg+2 y Na+ son adsorbidos enpresencia de Au(CN) 2

-, no así en ausencia deAu(CN)2

-.

• La adsorción de Ca+2, Mg+2, Na+ y K+ aumenta con elincremento del pH y disminuye para Au(CN)2

-.

• La capacidad de carga del carbón aumenta consoluciones aireadas u oxigenadas.

Mecanismo de Adsorción de Au(CN)2- en Carbón

Activado:

Adsorción sin cambio químico, es decir,adsorción con formación de un par iónicoMn+[Au(CN)2

-]n ó a través de intercambio deiones.

Ca2++ Au(CN)2- ↔ Ca(Au(CN)2

-)2

� La adsorción del complejo de aurocianuro serealiza en la superficies de los microporos,después de una lenta difusión a través de losporos.

� La adsorción es muy dependiente de factoresfísicos y químicos, afectando la cinética deadsorción y la capacidad de carga del carbón.

� La velocidad inicial de adsorción es alta.� Posteriormente el oro sigue adsorbiéndose en

forma lenta.

� Eficiencia de Mezclado: La velocidad deagitación produce un aumento en lavelocidad de adsorción, debido al aumentode la constante cinética, hasta un cierto valorlimite en la cual ya no es significativa.

� Densidad de la Pulpa: La velocidad deadsorción disminuye con el aumento de ladensidad de la pulpa.

� Temperatura.� Concentración de cianuro libre.� Fuerza Iónica.� Presión.� Concentración de iones OH-.� Tiempo de contacto carbón-solución.

Conditions:Au in solution (pH)

25 ppm(10.4 – 10.8)

Temperatura(ºC)

Cianuro libre(ppm)

Rate constant(k) (h-1)

Capacity(ppm)

202524234443424362626262

81.5

01302601300

01302601300

01302601300260

3400339026202950419040703150301049004920390040605330

73000620005700059000480004700042000330003500029000290002600020000

� Efectúe de el valor del pH medio de capacidad de adsorcióndel oro en carbón (las condiciones experimentales: elvolumen de solución 300 ml. La masa de carbono 0.25 g. elnitrógeno. La atmósfera, concentración inicial del 190 mg. 1-1 de oro)

El efecto del ratio de cianuro a cobre en el equilibrio relativo lascapacidades cargantes de cianuro cobrizo y el cianuro de oro.

Condiciones:Ionic strenght 0.2 M pH 6.5

pH k(h-1)

Capacity(ppm)

k(h-1)

Capacity(ppm)

11.39.17.14.23.11.5

301030003660390044204880

0.0050.0100.0200.0500.1001.000

315036903480390233104150

5600060000630007300084000113000

EL EFECTO DE pH Y FUERZA IÓNICO EN LA PROPORCIÓN DE CARGAR Y CAPACIDAD DE EQUILIBRIO.

� Las isotermas de adsorción de equilibrio para el cianuro de oro en el carbóna las Temperaturas diferentes (las condiciones experimentales: el volumende solución 50 ml, masa de carbono 0.25 g. el medio de Adsorción contuvo2.8 g. de CaCl2 y 0.5 g. de KCN por el litro). b) el Efecto de temperatura de laproporción del extracto de oro.

Velocidad de Adsorción

Capacidad de Carga

TEMPERATURACONC. DE OROCONC. DE CIAN.pHConc. de impurezas

AUMENTAAUMENTA

DISMINUYEAUMENTA

DISMINUYE

DISMINUYEAUMENTA

DISMINUYEAUMENTA

DISMINUYE

� El mecanismo de adsorción de plata essimilar al del complejo del oro , sinembargo la capacidad de carga de plataes menor que la del oro.

PLATA

� La adsorción de cobre está directamenterelacionada con el pH y la concentración decianuro. El Cu(CN)2

- complejo se adsorbe abajos pH y bajos contenidos de cianuro. Aelevados pH y altas concentraciones decianuro el complejo predominante esCu(CN)4

3-, siendo muy baja su adsorción. Elorden de adsorción es el siguiente:

Cu(CN)2- , Cu(CN)3

2- , Cu(CN)43-

Luego que el carbón activado ha sido cargado con oro yotros metales, debe ser sometido a un proceso deelusión o desorción de oro. Este proceso se debe haceren un volumen pequeño de solución, para obtener unasolución concentrada en oro para su recuperación porelectro obtención o precipitación con Zinc.

En los tres procesos aplicados, lixiviación en pilas, CIPCIC y CIL, el oro cargado en el carbón es desorbido yluego obtenido por electrólisis de la soluciónresultante.

Yanacocha Norte Carbon Plant

Process Flowsheet

Process – Carbon PlantCarbon Strip Circuit

Minera Yanacocha S.R.L.

STRIP VESSEL(17.2 m3)

44

BOILER CIRCULATIONPUMP

21

79

49

43

M

RECLAIM HEATEXCHANGER

THERMAL FLUIDHEAT EXCHANGER

FIRE - TUBEBOILER

EXPANSIONTANK

THERMAL FLUID

43

30

31

21

48

79

34

33

FUEL DAY TANKS

FROM TRANSFERWATER PUMP

CARBON FROMACID WASH

CARBON TO STRIPPEDCARBON SCREEN

CARBON TO CARBONSIZING SCREEN

49

47

INTERMEDIATETANK

17

PREGNAT TANK

PRESOAK TANK

( )[ ] ( ) ( )[ ]22

22 CNAuCCacarbónCCaCNAu2 −−−−−−−++ +−

Adsorción:

Desorción:

( )[ ] ( )[ ] CnNanNan ++−−−−−+ −+22 CNAun-CNCNAu-C

OHOC 2-OHOH-C +−−−−−−−+ −

En resumen las reacciones son :

La extracción del oro y plata adsorbidos del carbónactivado cargado es análoga a la lixiviación tanto deloro como la plata a partir de sus minerales. En elcircuito de desorción (stripp), las condiciones son mas

agresivas, la concentraciones de las soluciones son

mayores y las temperaturas son mas elevadas con lafinalidad de acelerar el proceso de desorción.

1.- TEMPERATURAY PRESIÓN

2.- CONCENTRACIÓN DE CIANURO

3.- FUERZA IÓNICA

4.- EFECTO DE PH

5.- SOLVENTES ORGÁNICOS

6.- VELOCIDAD DE FLUJO DELELUYENTE

7.- CONCENTRACIÓN DE ORO EN ELELUYENTE

8.- PROCEDIMIENTOS DE DESORCIÓN

La variación de la proporción de elusión con la fuerza dedesorción a una fuerza iónica de 1.2 a las 95ºC

Temperatura

� Es la variable mas importante que gobierna losprocesos de desorción

� Si la temperatura se incrementa, el carbón tiene unamayor tendencia a devolver los iones aurocianuro

Solventes orgánicos

� EI equilibro de distribución del oro entre el carbónactivado y la solución cianurada, es mucho masfavorable hacia la solución (desorción de oro) con lapresencia de solventes orgánicos.

El efecto de lafuerza iónica deldesorción en laproporción deelusión a las 95ºC.

DESORCIÓN

PROCEDIMIENTO ZADRA

PROCEDIMIENTO ZADRAPRESURIZADO

PROCEDIMIENTO HEINEN(ALCOHOL)

PROCEDIMIENTO A.A R.L (LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN

ANGLO AMERICANA)

Procedimiento Zadra

� Desarrollado por Zadra el la U.S.B.M. Acomienzos de 1950

� El proceso desorbe oro del carbón cargado conuna solución 1 % NaOH y 0,1 % NaCN

� Flujo 1,0 - 1,3 B.V./hora a 85-95 °C� Tiempo 24 - 60 horas� La solución eluante percola a través del lecho de

carbón cargado hasta agotarlo.

Procedimiento Zadra presurizado

� Desarrollado por Ross y colaboradores en la U.S.B.M.A comienzos de 1970

� Proceso que emplea alta presión y temperatura a finde reducir los tiempos de desorción a 8-12 horas

� Temperaturas de trabajo 135-140 °C� Presión 350-550 Kpa (50-80 psi)� El uso de altas presiones y temperaturas asociadas

con el proceso requieren equipos mas costosos.

Procedimiento Heinen (alcohol)

� Proceso desarrollado por H.J. Heinen y

colaboradores en la U.S.B.M.

� Heinen propone la adición de 20% v/v de etanol a la

misma solución al 1% NaOH y 0,1 % NaCN de Zadra.

� Presión atmosférica y alta eficiencia en un tiempo de

5-6 horas

Procedimiento A.A R.L

� Desarrollado por R.J. Davidson en Anglo

American Research laboratories en Sud-Africa.

� La desorción opera en circuito abierto con la

electroobtención

� Remojado en caliente a 90-95 °C con solución

1% NaOH, 3-5% NaCN

� Presión atmosférica a presión ligera 200 Kpa

CONDICIONES DE OPERACION EN LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION DE ORO DESDE CARBONES ACTIVADOS

METODO REMOJO PREVIO

SOLUCION TEMP. ( C) PRESION (kPa)

TIEMPO (Hr)

RECIRC. DESDE EW

ZADRA No 1 % NaOH0.1 - 0.2 % NaCN

95 - 100 100 30 - 48 Completa con reciclajecontinuo del eluido

Z/PRESION No 135 500 8 - 12

Z/ALCOHOL No 1 % NaOH 0.1 - 0.2 % NaCN 10-20% Alc.Etílico/H20

80 100 6 - 10

AARL 5 % NaCN Agua Desionizada 95 - 100 100 8 - 12 No permiterecirculación

AA/PRESION 2 % NaOH Agua Desionizada 110 200 6- 8

SOLVENTE 80 % Acetonitrilo(CH3CN)

en 20 % H20

40 % CH3CN en H2O1 % NaCN

0.2 % NaOH

257070

100100100

10 – 1310

4 - 5

Completa con reciclajecontinuo del eluido

Este proceso fue desarrollado por H.J. Heinen y otros en 1976. Esuna versión mejorada del proceso Zadra. Las condiciones deoperación son las siguientes:

� Solución 0,1 % NaCN. 1% NaOH20% p/v de etanol o metanol.

� Temperatura 70 a 80ºC � Presión Atmosférica � Ciclo de desorción 5 a 6 horas. � Reactor o columna de acero � Circuito En circuito cerrado con electrodeposición.

La concentración de la solución obtenida puede alcanzar hasta los1500 ppm y la solución descargada puede contener unos 4 ppm.

Recup. Recup.

Tiempo Entrada Salida Tiempo Entrada Salida CN-

Na OH Alcohol

hr [] ppm [] ppm hr [] ppm [] ppm Libre Kg. Lt.5:00:00 0 600 0 2108,4 1050 13,7 50 500 200 2,8

12:00:00 7 1001,6 891,6 10,98 7 1852,8 1718 7,27547 1750 13 250 3,016:00:00 11 637,2 625,6 1,82 11 1398,2 1329 4,94922 1950 13,4 240 3,021:00:00 16 1247,2 1111,0 10,92 16 735,8 669,2 9,05137 2000 13,1 200 200 2,8

2:00:00 21 1496,4 1350,4 9,76 21 97,8 82,2 15,9509 2050 12,3 5 200 2,86:00:00 25 691,3 677,9 1,94 25 12,2 9,8 19,6721 2450 12,9 200 2,8

10:00:00 31 356,1 340,1 4,49 31 2,87 1,96 31,7073 2750 12,6 200 3,0###### 0 #¡DIV/0!###### 0 #¡DIV/0!###### 0 #¡DIV/0!###### 0 #¡DIV/0!

2000 13,0 55 700 213 2,9

Au Ag Reactivos Parametros

Hora % % Ph Amp. Volt.

0

500

1000

1500

2000

2500

0 5 10 15 20 25 30 35

Co

nce

ntr

aci

on

(p

pm

)

Tiempo (hr)

grafico desorcion Au - Ag

Au.

Ag.

ELECTRO OBTENCION

DEL ORO

� La electro obtención esusada para tratarsoluciones de oro conelevada concentración,como por ejemplo,eluídos de carbónactivado, para producircátodos.

� Reacción de reducción de oro:

Au(CN)2− + e- � Au + 2CN−

El potencial al cual ocurre la reacción varía entre–0,7 y –1,1 V, dependiendo de la conductividad,la concentración de especies iónicas presentes yla temperatura.

En soluciones alcalinas de cianuro la principal reacciónanódica es la oxidación del agua.

O2 + 4H+ + 4e- � 2H2OEl cianuro puede ser oxidado a cianato.

CN- + 2OH- �CNO- + H2O + 2e-

y también a:CN− + H2O + OH � NH3 + CO2

siendo esta última reacción muy lenta.

Otros complejos metálicos de cianuro como Ag, Hg y Pbpueden ser reducidas de preferencia al oro a lospotenciales normales de trabajo.

Factores que influyen en la deposición de oro:

� Temperatura.

La temperatura presenta las siguientesventajas:

� Aumenta el coeficiente de difusión del complejode oro.

� Disminuye la solubilidad del oxígeno.

� Área catódica.� Voltaje de celda.� Conductividad

de la solución.� pH.� Concentración

de cianuro.

Porcentaje de recuperación de metal en la industrial de soluciones lixiviadas al variarel potencial fluya a: 5 min del ml T = 22.5 + 1.5º C (23). el pH 11.4 Cu = 300 mg/l Au =17.5mg/l Ag = 2.3 mg / l Ni = 250 mg/l.

Los factores que favorecen la deposición del oro sobre laproducción de oxígeno en el cátodo son:

� Incremento de la concentración de oro en la solución.� Decrecimiento en la densidad de corriente, la cual puede ser

llevada a cabo tanto por decrecimiento de la corriente o porel incremento de la superficie de área del cátodo.

� Incremento de la temperatura.� Incremento de la conductividad.

Se distinguen como variables del proceso:

� Velocidad de flujo de la solución.� Razón de la masa de oro a la lana de acero,� Temperatura,� Voltaje de celda.� Densidad de corriente.

Composición

Metálico

Intensidad

corriente (Amp.H)

Porcentaje de

Intensidad

Potencial Rx.

Anódica (voltios)

Au 0,367 90,17 -1,254

Ag 0,015 3,68 0,028

Cu 0,017 4,17 0,023

Pb 0,003 0,73 0,009

Pt 0,005 1,23 0,005

0,407 -1,189

� Como las en cada celda tenemos una serie deelectrodos conectados en paralelo, en toda la celdatendremos la misma caída de potencial que en lareacción, o sea 2 volts. Luego como tenemos todas lasceldas conectadas en serie el voltaje de la nave seráde:

� Como las celdas están conectadas en serie, y soloestán conectados los electrodos en paralelo, lacorriente total dependerá de la densidad de corrienteaplicada por electrodo y el área total por celda.

� Luego la potencia del rectificador debe ser

En el dimensionamiento es importanteconsiderar a priori estos conceptos:

� Es importante agregar 5% de voltaje extra.� Conviene agregar corriente para operar a un

90% de esta.

El proceso de fundición o fusión es obtener un material en presencia defundentes formadores de escoria a temperaturas que excedan el punto de fusiónde todos los componentes de la carga, típicamente entre 1200°C y 1 400°C.

Para convertir el precipitado de oro a un metal puro, éste es, primeramente,derretido con fundentes especiales para producir el metal doré que contieneaproximadamente 95% de mezcla de oro y plata. El producto metálico de loshornos de fundición es vaciado en un molde de barra doré.

1Kg (Barrick)

Bórax ���� 320 – 350 g

Sílice ���� 90 – 110 g

CaCO3 ���� 12 g

KNO3 ���� 4 g

(CaF2) ���� 1 g

Yanacocha

Borax 40-45%

Nitrato 10-15%

Fluorspar 1-5%

Precipitado Fundición de Dore

REFINACIÓN

REFINACIÓN

FUSION y/o COPELACIÓN

DISOLUCIÓN QUÍMICA.

DISOLUCIÓN ELECTROLÍTICA

DIS

OLU

CIÓ

N Q

UÍM

ICA

1.- PROCESO DE INCUARTACION

2.- DISOLUCION CON ACIDO NITRICO

3.- DISOLUCION CON AGUA REGIA

PR

EC

IPIT

AC

IÓN 1. Precipitación con ácido sulfuroso

2.- Precipitación con ácido oxálico

3.- Precipitación con bisulfito de sodio

4.- Precipitación con nitrito de sodio.

SIN DISOLUCION DEL ORO

Partición electrolítica con

nitrato

Partición electrolítica con

sulfato

Partición con fluosilicato

CON DISOLUCION DEL ORO

Potencial de celda

Intensidad de corriente

Impurezas anódicas

Depuración delelectrolito

Materia Prima Au

Ataque con Acido Nítrico

Residuo

DisoluciónNO2

Fusión Oxidante

Adición de HCl

Cloruro de Plata

Zinc

Disolución

Cemento MetálicoOro Puro

CostosoPoca eliminación de impurezas

PARTICIÓN:

3Ag + 4HNO3 � 2H2O + 3AgNO3 + NO3Cu + 8HNO3 � 4H2O + 3Cu(NO3)2 + 2NO

PRECIPITACIÓN:

3AgNO3 + NaCl �AgCl + NaNO3

METALIZACIÓN:

AgCl + Fe �Ag + FeCl3AgCl + Cu �Ag + CuCl2

Materia Prima Au

Ataque con Acido Sulfúrico

ResiduoNo atacado

DisoluciónSO2

Fusión

Oro Puro

Cristalización o Cementación de Ag

Plata o Sal de Ag

Producción de SO2

No se elimina Pb

PARTICIÓN :

2Ag + 2H2SO4 ----> Ag2SO4 + 2H2O + SO2

Cu + 2H2SO4 ----> CuSO4 + 2H2O + SO2

PRECIPITACIÓN.

Ag2SO4 + Fe ----> FeSO4 + 2AgAg2SO4 + Cu ----> CuSO4 + 2Ag

Materia Prima Au

Ataque con Agua Regia

Solución

SolublesInsolubles

Cementación

Cobre

Adición de FeCl2

Oro

Disolución yCementación

Plata

FeCl3

CostosoCantidad de Reactivos

Au(s)+3HNO3(ac)+4HCl(ac)�HAuCl4(ac)+3H2O(l) +3NO2(g)

Metabisulfito de sodio a bisulfito de sodioNa2S2O5 + H2O �2 HNaSO3

Esta bisulfito de sodio es lo que permitirá el oro a precipitar.

3 NaHSO3+2 AuCl3 +3 H2O �6 HCl + 3NaHSO4 + 2 Au

La reducción del oro se realiza en caliente y preferentemente cercadel punto de ebullición. La reacción que ocurre es la siguiente:

2HAuCl4 + 3C2H2O4 � 2Au + 6CO2 + 8HCl

Requiriéndose 0,68 gr. de C2H2O4 para precipitar un gramo de oro.Pero experimentalmente se usa casi el doble, 1,2 gr. de ácidooxálico por un gramo de oro o sea 50 x 1,2 = 60 gr. de ácido oxálicopor cada litro de solución áurica.

La fusión del precipitado final se realiza con una mezcla de 95% debórax y 5% de nitrato de potasio, este último sirve para oxidaralgunos metales bases como cobre, plomo, etc.

La precipitación con ácido sulfuroso provee una buenaseparación de oro de soluciones que contengan pequeñascantidades de paladio y platino, y grandes cantidades demetales bases de oro. Cantidades de platino como 25 a 100mg/lt contaminarán el oro precipitado. Por otro lado,grandes cantidades de paladio puede ser tolerable; pero paraobtener resultados más precisos el oro precipitado seráredisuelto nuevamente.

2HAuCl4 + 3H2SO3 + 3H2O � 2Au + 3H2SO4 + 8HCl

Requiriéndose 0,62 gr. de H2SO3 para precipitar un gramo de oro.

El inconveniente más serio del proceso de Electro refinación de oroes el inventario, lo que excede en valor a todo los costos. Esteinventario consiste de gran número de ánodos y cátodos, fragmentosde ánodos, electrolito, solución electrolítica en proceso depurificación, soluciones de lavado diluidas, siendo necesariointerrupciones prolongadas del proceso para contabilizar todos losmateriales

las ventajas que podemos mencionar están las siguientes:

� El producto obtenido es de elevada calidad, superior a 999milésimas.

� Los costos operativos son bastante reducidos.� La contaminación ambiental es relativamente nula y fácilmente

controlable.� Para su instalación requiere de un espacio reducido.

Au + 4HCl � AuCl4- + 4H+ + 3e-

Au + 3AuCl4- � 4AuCl3 + 3e-

Au + 2HCl + AuCl4- � 2AuCl3 + 2H+ + 3e- E = -1,38

2H2O � O2 + 4H+ + 4e- E = -1,23

2Cl- � Cl2 + 2e- E = -1,36

AuCl3 + 3H+ + 3e- �Au + 3HCl E = 1,19

2H+ + 2e- � H2 E = 0,0

El ácido clorhídrico liberado y el cloruro áurico se recombinan para formar nuevamente el ion AuCl4

-

La reacción global resultante durante la oxidación y reducción del oro estará dada por:

AuCl4- + H+ �AuCl3 + HCl E = -0,19 v

Por la presencia de impurezas en el <nodo, también tendrán lugar las siguientes reacciones:

AuCl4- + H+ + 3Ag -�Au + 3AgCl + HCl E = 0,778 V

2AuCl4- + 2H+ + 3Cu -� 2Au + 3CuCl2 + 2HCl E = 0,551 v

2AuCl4- + 2H+ + 3Pb -� 2Au + 3PbCl2 + 2HCl E = 1,267 v

2AuCl4- + 2H+ + 3Zn -� 2Au + 3ZnCl2 + 2HCl E = 1,554 v

2AuCl4- + 4H+ + Pt -� 2Au + PtCl4 + 4HCl E = -0,459 v

Entonces el voltaje total de una celda estará representado por:

ET = Ee + Er + Ep + Ec

Donde:

Ee = Potencial del electrolito. Er = Potencial de reacción.Ep = Potencial de polarización o sobrevoltaje.Ec = Potencial de los conductores.

Materia Prima Au

Fundición

Cl Gaseoso

Granulación o moldeo

Escoriación

Filtrado

Proceso Miller 99,5%:

No se separan elementos del grupo platino

TRATAMIENTO DE LOS

EFLUENTES DE LA DESORCION

CIANURO

Los iones cianuro se hidrolizan en el agua paraformar cianuro de hidrógeno (HCN) e ioneshidróxilos (OH-)

CN- + H2O ���� HCN + OH-

El cianuro de hidrógeno y los iones de cianuro librepueden ser oxidados a cianato en presencia deoxígeno.

4HCN + 3O2 + H2O ���� 4CNO- + 2H2O

3CN- +2O2 + H2O = 3CNO- + 2OH-

TRATAMIENTO DE LOS EFLUENTES DE LA DESORCION CIANURO

Las reacciones anteriormente mencionadas no sondeseadas durante el proceso de cianuración,porque ellas reducen la concentración de cianurolibre y las especies de cianato formado no disuelvenel oro.

La oxidación de cianuro a cianato puede ocurrirexpontáneamente pero en forma muy lenta, y en lapráctica industrial se deben usar oxidantes másenérgicos, como ozono, peróxido de hidrógeno oácido hipocloroso.

� Remoción de cianuro :

� Volatilización natural.

� Adsorción en minerales.

� Oxidación a especies menos tóxicas:

� Oxidación natural.

� Acomplejamiento con hierro.

� Proceso con peróxido de hidrógeno.

� Oxidación biológica.

� Tratamiento con ozono.

� Proceso de cloración alcalina.

LOS MÉTODOS PARA ELIMINAR CIANURO

Degradación del Cianuro

Físico.Volatilización.

Ozonos

Químico

Bióxido de sulfuro y aire

Peróxido de Hidrógeno

Cloración Alcalina

Biológica

Hogos.

Bacterias

Levaduras

� El cianuro es una sustancia química, potencialmenteletal, que actúa rápidamente y puede existir de variasformas.

� El cianuro se describe con un olor a “almendrasamargas”, pero no todas las personas puedendetectarlo.

¿Cómo pueden las personas estar expuestas al cianuro?

� Las personas pueden estar expuestas al cianuro alrespirar el aire, beber del agua, comer los alimentos otocar la tierra que contiene cianuro.

� El envenenamiento causado por el cianurodepende de la cantidad de cianuro al que haestado expuesto la persona, la forma deexposición y la duración de la misma.

� Respirar el gas de cianuro es lo que causa másdaño, pero ingerirlo también puede ser tóxico.

� El cianuro evita que las células del cuerporeciban oxígeno.

� El cianuro es más dañino al corazón y al cerebroque a otros órganos, porque el corazón y elcerebro utilizan bastante oxígeno.

Las personas expuestas a pequeñas cantidades decianuro por la respiración, la absorción de la piel o elconsumo de alimentos contaminados puedenpresentar algunos de los siguientes síntomas:

SÍNTOMAS:

Respiración Respiración rápida.

Agitación.

Mareo.Mareo.

Dolor de cabeza.

Náusea y vómito.

Náusea y vómito.

Ritmo cardiaco rápido.

Ritmo cardiaco rápido.

La exposiciónpor cualquiermedio a unacantidad grandede cianuro pudecausar otrosefectos como:

SINTOMAS

Convulsiones.

Presión sanguínea

baja.

Ritmo cardíaco

lento.

Lesión en el pulmón.

Falla respiratoria que lleva a la

muerte.

La Agencia de Protección al Medio Ambiente deEEUU (EPA) regula los niveles permitidos decianuro en el agua potable, el nivel máximopermitido en el agua potable es 0,2 partes decianuro por millón de partes de agua (0,2 ppm).

La Administración de Seguridad y SaludOcupacional de EEUU ha establecido un límite parael cianuro de hidrógeno de 10 partes de cianuro porun millón de partes de aire (10 ppm) en el aire detrabajo.

GRACIAS