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ING. METALURGICA
EL ORO Y SUS PROCESOS
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INTRODUCCION• El oro es, quizá, el primer elemento reconocido como metal.
• Es uno de los pocos metales que se encuentra en la naturaleza en estado puro
• El oro exhibe un color amarillo en bruto. Es considerado como el metal más maleable y dúctil que se conoce. Es prácticamente inalterable, relativamente fácil de localizar y extraer de los aluviones
• Ya desde el 4000 a de C, se realizaba el afino del oro mediante tratamientos térmicos con sal común, y pronto se convirtió en referencia de cambio comercial y soporte económico de distintas monedas
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PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS• Símbolo: Au
• Número 79
• Densidad19,32 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
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MINERALES Y MENAS
Las menas de oro se encuentra generalmente en la naturaleza en estado nativo:
• Granos diseminados en las vetas de cuarzo
• Aleaciones con Plata
• Minerales de (≤10 g/Ton):
Cobre (SS) Plomo
Telurio (teluluros) Platino
Sulfuros
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MINERALES Y MENAS
• Oro Libre: No esta incluido en otros minerales
Fácil extracción
Separación Gravimétrica, Cianuración o Amalgamación
• Asociación con Cobre:
Sigue al Cu hasta su afino, Lodos electrolíticos
• Asociación con Sulfuro de Fe (Pirita):
Precipitación y/o calcinación, Cianuración
• Menas Refractarias:
Poca explotación por dificultades de separación
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YACIMIENTOS
• Primarios: Volcánico-Sedimentarios Venas de Oro
Plutónico-Volcánicos en Cuarcita
• Secundarios: Detríticos Suelen ser abundantes
• Como Sub Producto de Metalurgia Cu (200Mt-2t)PbNi
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PROCESO DE EXTRACCIÓN
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Extracción
• Trituración
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Amalgamación ORO + GANGA
Hg
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Cianuración:
Mineral Dilución del Au(Cianuro K/Na y Agitación)
4 Au + 8NaCN + 2H2O + O2 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Molienda Húmeda del Mineral(en presencia de Cianuro y Cal)
Tratamiento del Precipitado(H2SO4 + Secado 800˚C)
Tratamiento de la Ganga
Separación del Licor de Au(Filtrado o Lavado + Zinc + Ac. Plomo)
Cementación del Metal Precioso
2Na[Au(CN)2] + Zn Na2 [Zn(CN)4] + 2Au
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PROCESOS DE RECUPERACIÓN
• Carbón Activado. Re-extracción:
• Menores costos de operación y capital
• Se añade directamente a la pulpa, eliminando procesos de filtrado
• Menor perdida de oro soluble
• Mejor tratamiento de los materiales gruesos
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• El oro se extrae del carbono mezclándolo con NaCN y NaOH en 110 8 C, formando una nueva solución de [Au (CN) 2] -. Esta solución es ahora bastante puro como el proceso de carbón activado elimina muchas de las impurezas.
• El oro se convierte de nuevo al oro elemental en las reacciones de electrólisis siguientes conocido como "electro":
En el ánodo: 4OH - → O 2 + 2H 2 O 4 e - En el cátodo: e - + [Au (CN) 2] - → Au + 2CN - En general: 4OH - + 4 [Au (CN) 2] - → 4Au 8CN + - + O 2 + 2H 2 O
• El oro es "ganado" en electrodos de acero inoxidable o precipitado como un barro negro muy fino. Entonces se funde y se vierte en moldes para hacer lingotes de oro.
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Menas Refractarias:
• Encapsulamiento del Au en pirita o arsenopirita
• Carbón orgánico adsorbe el Au disuelto
• Alto consumo de Cianuro en reacciones secundarias
• Recubrimiento barrera sobre partículas de C
• Telururos insolubles en cianuros
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Menas Refractarias. Proceso:
• Caracterización mineralógica
• Diagnóstico de lixiviación
• Selección del proceso
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Menas Refractarias:
Mineral Problema Proceso
Pirita, Arsenopirita, Pirrotina, Marcasita
↓Recuperación
↑Mineral Fino
Pre aireaciónOxidación a Presión
TostaciónLixiviación Bacteriana
TelururosMena Carbonosa
Au compuesto con TelururoAdsorción del Au sobre Carbón
de la mena
TostaciónOxidaciónCloración
Oclusion ↑Mineral Fino dentro de la matriz mineral
TostaciónMolienda fina
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PROCESOS DE AFINO
Materia Prima Au
Ataque con Acido Nítrico
Residuo
DisoluciónNO2
Fusion Oxidante
Oro Puro
Adicion de HCl
Cloruro de Plata
Zinc
Disolución
Cemento Metálico
Afino Con Acido Nítrico:CostosoPoca eliminación de impurezas
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PROCESOS DE AFINO
Materia Prima Au
Ataque con Acido Sulfúrico
ResiduoNo atacado
DisoluciónSO2
Fusión
Oro Puro
Cristalización o Cementación de Ag
Plata o Sal de Ag
Afino Con Acido Sulfúrico:Produccion de SO2No se elimina Pb
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PROCESOS DE AFINO
Materia Prima Au
Ataque con Agua Regia
Solución
SolublesInsolubles
Cementación
Cobre
Adición de FeCl2
Oro
Disolución yCementación
Plata
Afino Con Agua Regia:
FeCl3
CostosoCantidad de Reactivos
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PROCESOS DE AFINO
Materia Prima Au
Fundición
Cl Gaseoso
Granulación o moldeo
Escoriación
Filtrado
Proceso Miller 99,5%:
No se separan elementos del grupo platino
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PROCESOS DE AFINO
Proceso Wohlwill (99,99%):
Materia Prima Au
Fundición
Solución de HCl y AuCl4
Corriente
Oro Puro
Au: Ánodo →Impurezas: Precipitados → Au Cátodo
Proceso lento y costosoRecuperacion de elementos grupo platino
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OTROS PROCESOS DE AFINO
• Proceso Sumitomo: Trata lodos anódicos del refino de Cu. Digiriéndolos con Acido sulfúrico.
• Proceso OutoKumpu: Lixiviacion de lodos resultantes del proceso de Ag con Acido sulfurico, luego se trata con agua regia.
• Proceso Inner: Trata lodos anódicos del refino de Cu, mediante lixiviacion selectiva se eliminan las impurezas.
• Proceso Noranda: Lixiviacion, Cementacion, Precipitacion del Au con SO2, Precipitacion de Pt/Pa,
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TIPOS DE ORO Y APLICACIONES EN JOYERIA
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APLICACIONES. MEDICINA Y BIOAPLICACIONES
• Nanopartículas de Oro : Tratamiento de diferentes cáncer (próstata), Reumatismos, Tuberculosis y Vías digestivas
• Laminas extrafinas: comestible, Decoración, repostería, Bebidas
• Laminas Finas: Tratamientos de belleza
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APLICACIONES. ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
• Revestimientos de microcomponentes y contactos (~0,1 μm), se logra aumentar su conductividad en las superficies de contacto 10 millones de veces.
• Impresión y soldadura en circuitos electrónicos
sobre tarjetas
• Revestimientos para equipos electrónicos
con fines decorativos
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APLICACIONES. OPTICAS, AEROESPACIALES
• Revestimientos de componentes y contactos (~1 μm), se logra reflexión óptima de rayos UV.
• Revestimiento de lentes y espejos de Telescopios de alta resolución.
• Revestimientos protectores para equipos de recolección de muestras.
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EXPLOTACIÓN Y MERCADO DEL ORO
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PRODUCCIÓN
• Producción Mundial 2005: Ref. Suráfrica 294 T
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BIBLIOGRAFÍA
• ASM INTERNATIONAL. Vol. 2. Properties and Selection: Nonferreous Alloys and Special-Purpose Materials. 2007.
• Ancho, J., Verdeja, L.F., Ballester, A., METALURGIA EXTRACTIVA. Vol. II. PROCESOS DE OBTENCION. Ed. Síntesis. 2005.
• www.e-goldprospecting.com/html/gold_refining.html
• www. wikipedia.org/wiki/Gold
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Cloración:
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
• Lixiviación
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
Exploración Minado Carguío y acarreo
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
Proceso Gold Mill
Estructura de pirámide escalonada donde se acumula el mineral extraído. A este material se le aplica, a través de un sistema de goteo, una solución cianurada de 50 miligramos por litro de agua, la cual disuelve el oro
Busca procesar el metal que no puede ser obtenido mediante la lixiviado en pilas
Proceso que permite concentrar la cantidad de oro que hay en la solución rica,
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN
Proceso Merrill Crowe
La solución rica en oro se filtra y limpia. Luego se le elimina el oxígeno y se añade polvo de zinc para precipitar el metal y hacerlo sólido.
Refinería
El oro obtenido se somete a secado en hornos de retortas entre 650-800º C. Finalmente, al proceso de fundición a 1,200º C para obtener el Doré o lingote
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PROCESOS DE EXTRACCIÓN