química del proceso merrill
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El proceso Merrill-Crowe
La introducción de la precipitación de polvo de zinc no era simple. Durante los primeros ensayos,
la debilidad inherente del proceso de virutas de zinc fue el bloqueo de la cantidad considerable de
oro. Los mejores resultados se lograron por CW Merrill en Montana en 1907 y 1908, cuando
añadió humos de zinc a la solución de embarazadas y se bombea la emulsión a través de un filtro-
prensa. El precipitado de oro y el exceso de polvo se mantuvo en los marcos de filtro estéril,
mientras que la solución pasa a través de la lona del filtro en un tanque de almacenamiento para su
reutilización en la planta de cianuración. A intervalos semanales o quincenales de la prensa de
filtro se abrió y el zinc, oro precipitado recogido para su fundición. El polvo de zinc se obtuvo en
forma de gases de proceso de destilación para la producción de zinc metálico. Es esencial en el
método de polvo de zinc que la solución embarazada fue muy claro antes de entrar en contacto
con el polvo de zinc. La presencia en las soluciones de cualquier sílice fina como resultado el zinc
superficies inertes revestidas y prestados de esta manera. Antes de entrar en la planta de
precipitación, las soluciones aclaró que gravitó a través de un lecho de arena fina que actuó como
un filtro y retenidos cualquier baba de partículas presentes en la solución.
Algunos años más tarde, el proceso de Merrill se introdujo en el Witwatersrand en 1911. Es
siempre una recuperación completa de oro en cada mes del tratamiento, pero sin embargo, una
considerable cantidad de zinc fue consumida. Esto fue relativamente costoso como el polvo de
zinc tuvieron que ser importados y así era caro, a diferencia de la posición de otros países como
los Estados Unidos. El alto consumo se redujo en 1918 por la instalación de tanques de vacío de
desaireación desarrollado por TBCrowe. por este método, el oxígeno disuelto en la solución
embarazadas se retiró justo antes de la adición de polvo de zinc. Cuando la solución libre de
oxígeno pasa a través del filtro prensa no había ni la oxidación del zinc, ni volver a la disolución de
un precipitado de oro. Hasta la introducción del proceso de Crowe de desaireación el efecto del
oxígeno, ya sea gaseosa o disuelto estaba siendo contrarrestada por la prestación de un gran
exceso de zinc. En el momento de invención de Crowe se dispusiera de algún éxito se logró con la
introducción de material de-oxidantes, tales como las arenas de la batería de color negro o piritas
de hierro, en los clarificadores, pero este concepto fue descartado rápidamente en favor del
proceso de vacío.
La próxima mejora de lo que se conoce como la precipitación de polvo Merrill-Crowe de zinc fue la
sustitución de las prensas de filtro de presión por los marcos de succión de lona operado filtro que
abarca tanto las hojas 36 o 48. Estos marcos diseñados en el mismo principio que la hoja de
Butters filtro, fueron de 1.22 m de ancho y 1,82 m, y se establecieron en forma radial en un tanque
circular. Las hojas estaban conectados a una tubería de cabecera periférica que conduce a la
aspiración de una bomba centrífuga. Solución gravitado desde el tanque de Crowe a un tanque de
emulsionante donde se añadieron polvo de zinc y nitrato de plomo de manera constante, y luego
en el tanque circular donde se sumerge por completo los marcos de lona. El precipitado de oro y
polvo de zinc excedentes depositados en el lienzo en forma de un lodo negro fino llamado oro limo.
Cuando el oro iba a ser recuperado, la bomba de filtrado se detuvo y se decanta la solución en el
tanque circular. La baba de oro fue rociado por debajo de las hojas del filtro expuesto y se bombea
a la casa olía para su tratamiento final. Este método de limpieza obviado por el desmantelamiento
y el raspado de cuadros que fue el procedimiento necesario con la prensa, la presión del filtro.
Química del Proceso Merrill-Crowe
Las reacciones termodinámicas y cinéticas del proceso Merrill-Crowe se ha estudiado con muchos
detalles y las principales reacciones son la deposición catódica de oro sobre la superficie de las
partículas de zinc. Otras reacciones secundarias relacionadas con la reducción de agua y oxígeno
disuelto
Au (CN) 2 - + e = Au + 2CN -
Zn + 4CN = Zn (CN) 4 2 - + 2e
2H 2 O + 2e = 2OH - + H 2
O 2 + 2H 2 O + 4e = 4OH -
Básicamente, el flujo de electrones necesarios para desarrollar las reacciones que se muestran
arriba se proporciona por la oxidación del zinc. De esta manera, el potencial en la superficie de las
partículas de zinc está determinada únicamente por las corrientes de las cuatro reacciones.
reducción de oro (cementación) se produce con un potencial mixto de -1,0 a 1,2 V, y durante este
intervalo, las reacciones son controladas por el transporte de los iones cianuro y el oxígeno a la
superficie de las partículas de zinc. Es importante mencionar que la formación de Zn (CN) 4 2 - y la
reducción de agua están bajo control de la activación. Un aumento en la concentración de cianuro
libre afecta a la disolución de zinc y el depósito de oro a cambio de una dirección negativa de 0,10-
0,15 V por cada incremento de diez veces en la concentración de cianuro. Este cambio favorece la
evolución del hidrógeno, aumentando el consumo de zinc.
Deposición de oro sobre la superficie de las partículas de zinc
Se ha observado que la generación de burbujas de gas se puede interrumpir el flujo de la solución
a través del lecho de zinc y reducir la eficiencia del proceso Merrill-Crowe. Es importante
mencionar que la disminución de los iones cianuro hace que el potencial de tener una dirección
positiva y puede producir la disolución de zinc a ser controlada por el transporte de cianuro a la
superficie de las partículas de zinc. De esta manera, la concentración de cianuro libre puede ser
muy baja y promueve la formación de hidróxido de zinc, que se deposita sobre las partículas de
zinc y, en consecuencia, las reacciones son inhibidas. Este problema se detectó en algunas
operaciones de oro y la solución era mantener el cianuro libre en 0.010-0.015%. En algunos casos
la concentración de cianuro libre es 0.005-0.008%.
Normalmente, el pH de la solución embarazada es 10.3-10.8. Si el pH toma valores más altos, la
disolución anódica del cinc tiene una dirección negativa. Básicamente, cuando el pH es más alto
que el pico de 10,8 de transporte masivo se incrementa debido a la producción de zincates
solubles y compuestos de hidróxido de cianuro. Si bien, estas son las condiciones óptimas, a
veces, para aumentar el pH a valores superiores a 11, promueve una reducción de más de oro en
la superficie de las partículas de zinc. Esta situación tiene un límite, por ejemplo, si la solución
embarazada tiene un pH de 12.5 a 13.0, la evolución de hidrógeno se ve favorecida, que afectan al
proceso de cementación. La concentración de iones de plomo es otro factor importante. Se ha
señalado que de 1 a 2,5 ppm, cambia la curva de intensidad-potencial para el depósito de oro en la
en la dirección positiva. Se cree que la presencia de talio, mercurio y los iones de bismuto crea
efectos similares en el proceso de cementación. Básicamente, los beneficios asociados con la
adición de sales de plomo es la reducción de la adición de zinc en polvo porque no hay más de un
potencial para la formación de hidrógeno y la precipitación de los iones sulfuro. La adición de dosis
excesivas de plomo, tales como 11 ppm retarda el proceso de cementación, debido a la disolución
de zinc se ve afectado y el oro no se depositarán rápidamente.
Otro aspecto muy importante es el relacionado con el de desaireación de la solución embarazada.
Si el oxígeno disuelto no se ha eliminado lo suficiente, la corrosión de las partículas de zinc se
acelerará y si el cianuro libre no es suficiente, hidróxido de zinc se produce y las partículas de zinc
pasivado ser. Dado que el polvo de zinc empleado para el proceso Merrill-Crowe debe tener una
gran superficie para favorecer las reacciones electroquímicas. Cuando el oxígeno está presente,
una capa de óxido de zinc se forma y el proceso es ineficiente. Luego, esta capa de óxido de zinc
debe ser disuelto, de lo contrario la cementación no será eficiente. La adición de cianuro de sodio
es importante debido a disolver el óxido. La presencia de iones de cobre afecta al proceso de
cementación y la mejor manera de resolver el problema es tener suficiente concentración de
cianuro iones libres. El principal problema está relacionado con la presencia de iones de azufre y
los compuestos solubles de arsénico y antimonio. embarazadas solución está contaminada por los
iones sulfuro de sulfuro de zinc, cuando se precipita sobre las partículas de zinc.
ZnO + H 2 O + 4CN - = Zn (CN) 4 2 - + 2OH -
Precipitación Práctica
El requisito esencial para la precipitación efectiva del contenido de oro de las soluciones de cianuro
son la clarificación, de desaireación, además de adecuada polvo de zinc, proporción adecuada de
nitrato de plomo en polvo de zinc, suficientes medios de comunicación libres filtro de cianuro y cal
en solución, adecuada, la precipitación adecuada y los buques de recogida . Esta aclaración es
necesaria para eliminar los componentes coloidal en la solución de otra manera estos materiales
no sólo cubrir las partículas de polvo de zinc y así inhibir la precipitación del oro, pero también ya
sea reducir o suspender prácticamente filtración.
Hoja de presión Filtros de la hoja de medios de filtro
De-aireación es necesaria para asegurar que el oxígeno disuelto es eliminado y evitar así la
oxidación del zinc y redisolución del precipitado de oro. polvo adecuada de zinc es necesario para
proporcionar un depósito coherente sobre la superficie del filtro a través del cual la solución pasa
auríferas, para asegurarse de que lo suficientemente estrecho contacto se hace con el zinc
partículas para obtener la eficiencia máxima precipitación. El contacto entre la solución y zinc en
los emulsionantes sólo resultados parciales de las precipitaciones y por lo tanto es importante
proporcionar una cortina de zinc a través del cual toda la solución de los pases.
El plomo en la adición de nitrato de plomo no precipita en el polvo de zinc para formar la pareja
requisito de zinc y plomo. plomo insuficiente produce zonas de precipitación ineficientes, mientras
que un exceso de los resultados de plomo en las partículas de zinc a ser casi completamente
cubierto por el plomo con la consiguiente reducción de la eficiencia. La fuerza de cianuro de la
solución debe ser bajo. La precipitación de oro disminuye debido al cianuro libre en solución es
insuficiente para evitar la deposición de los sulfuros y óxidos en la superficie de zinc. El medio
filtrante debe permitir un flujo razonable, pero no permite el paso de partículas de zinc. Los vasos
de precipitación necesidad de capacidad de filtrado apropiados y deben ser herméticas para
impedir la admisión de aire, eliminando así los efectos de la oxidación en el proceso. Su diseño
debe ser tal que el precipitado puede ser fácil, rápida y completamente eliminado en la fase de
limpieza.
Operación Merrill-Crowe Process Operation del Proceso Merrill-Crowe
En la práctica, la precipitación, el nublado filtrado de los filtros pasa a un tanque de
almacenamiento, que también puede funcionar como un colono, y es bombeada a las unidades de
aclaración. En algunos casos, la solución preliminar se puede extender a la utilización de dos o
tres tanques de fondo cónico y, a veces equipadas con un dispositivo mecánico para eliminar los
sedimentos. El desbordamiento va a un tanque de almacenamiento o sumidero delante de los
clarificadores y el desbordamiento se devuelve al circuito de filtración. clarificadores modernos
incluyen tanques de clarificación de la hoja, que consisten en hojas dispuestas en tela de filtro o
tanques rectangulares o circulares. Los tamaños más habituales de las hojas son de 1,8 m de
ancho por 2,15 m de profundidad y 2,0 m de ancho por 1,2 m de profundidad. Por lo general, 50
hojas que contienen los tanques individuales. Una variación es el uso de las unidades de
precipitación Merrill con 45-48 radialmente colocado hojas a.20 m de ancho y 2.4 m de
profundidad. Este arreglo tiene la ventaja de la flexibilidad y la estandarización, ya que cualquier
unidad en particular puede ser utilizado como un clarificador o como un precipitador. Para
clarificadores de hojas lienzo el rendimiento de la solución es del orden de 10 toneladas por metro
cuadrado por 24 horas y el filtrado contiene menos de 10 ppm de sólidos. Pre-recubrimiento de las
hojas es siempre practicado y el material utilizado puede consistir en residuos de lodo o tierra de
diatomeas. Volver lavarse o lavar con manguera las de los lodos acumulados se lleva a cabo cada
semana a menos baba excesiva se produce. Al igual que en el caso de unidades más de la
filtración, los depósitos de cal de la solución alcalina de cianuro tiene que ser removido
periódicamente a partir del lienzo o tela sintética mediante el lavado con solución diluida de ácido
clorhídrico.
Solución embarazadas proceso de aclaración
De desaireación se realiza haciendo pasar la solución aclaró a través de un tanque de Crowe, que
generalmente comprende un cilindro de 2 m de diámetro por 3,5 m de altura en la que algunas
redes se organizan horizontalmente con el objeto de dispersar la solución de entrada en películas
relativamente bien a medida que fluye a través del tanque. Como resultado, prácticamente toda la
solución es libremente expuesto al vacío en el cilindro y por lo tanto el oxígeno disuelto es
eliminado. La cantidad de aire quitado varía de 20 a 40 mg por litro dependiendo de la temperatura
ambiente. El tanque de Crowe se puede colocar a una altura suficiente para contrarrestar la
cabeza barométrica impuestas por el vacío y permitir así la gravedad de la solución de aireado al
tanque de emulsión por delante de la unidad de precipitación. El costo de tales Crowe-aireación de
la operación es bajo ya que se compone casi enteramente de la energía eléctrica para elevar
solución auríferos a una altura de aproximadamente nueve metros y el poder para operar una
bomba de vacío de 600-700 m 3 por hora de capacidad. En todo 8kW está involucrado en el
tratamiento de 290 a 310 toneladas por hora de las soluciones. Como alternativa, el uso de una
bomba con un sello de la glándula líquido permite una elevación inferior del tanque de Crowe.
Además el polvo de zinc se hace a un tanque de emulsión de unos 80-100 cm de diámetro y 1-
1.2m de profundidad inmediatamente por delante de la prensa de filtro. El polvo se agrega en un
estado de equilibrio, ya sea por una correa de conexión que se mueve lentamente o por un
alimentador vibratorio y se mezcla con la solución como ésta pasa en el filtro. nitrato de plomo, ya
sea en forma de cristales o solución concentrada, también se pueden añadir en esta etapa.
Alternativamente, se puede introducir a la solución en el tanque de almacenamiento antes de
aireación. La importancia de una incorporación correcta de zinc y plomo es un aspecto muy
importante. Los importes añadidos por cada tonelada de solución que pasa por el rango
precipitador 15 a 38 gramos de zinc y de 5 a 12 gramos de nitrato de plomo. El requisito mínimo
para la alcalinidad libre de cianuro y de la solución de entrar en el precipitador son 0.010-0.015 y
0.010-0.020% NaCN CaO%.
Preparación de los reactivos Tanques La adición de nitrato de plomo y polvo de zinc
Con el gran volumen de solución que circula por las plantas de cianuración moderna, la posibilidad
de que estos dos porcentajes de caer a niveles de peligro es a veces difícil. Una vez que el
requisito contenido de cianuro y la cal se han construido en el circuito de disolución, las
valoraciones periódicas efectuadas durante cada turno de ocho horas más de plazo debe indicar la
necesidad de añadir o extra cianuro o cal para contrarrestar cualquier disminución inusual en la
fuerza normal. La única ocasión probable que el contenido de cianuro libre puede caer a un punto
en que afectan la eficiencia de la precipitación sería si cualquier reacción inesperada consume más
cianuro bajar el cianuro libre.
La eficacia de los medios de filtro en el precipitador es, naturalmente, un aspecto clave en el
proceso. Sin embargo, por el uso de un material prerrecubrimiento como tierra de diatomeas,
pequeñas variaciones o defectos en el tejido de la tela empleada en filtros de Merrill (filtro-prensa).
La sustancia prerrecubrimiento, ya que se compone de sílice, también proporciona un componente
adecuado del flujo requerido para la fusión posterior del precipitado. Las embarcaciones
empleadas en el proceso de precipitación son naturalmente diseñado para dar cabida a los medios
de filtro y para satisfacer el polvo de zinc y nitrato de plomo, sin posibilidad de entrada de aire al
sistema. En el caso del filtro de Merrill, que opera por medio de succión, las hojas del filtro son
totalmente inmerso en la solución y no hay absorción apreciable del aire se produce en la
superficie de la solución. Las tarifas normales de filtración son del orden de 95 a 100 toneladas de
solución por hora, tanto en el caso de 48 filtros de la hoja de Merrill. La tasa de flujo a través de
precipitadores Merrill cae rápidamente después de un vacío de 0,5-0,6 metros de mercurio que se
llegó, por lo general después de un período de siete a diez días. Como una medida de
salvaguardia contra un gran avance repentino que ocurre en la presión del filtro, un medidor de
turbidez puede ser instalado en la línea de efluentes para detener o desviar el flujo de solución
precipitada.
Filtro Prensa
Clean-up and SmeltingLimpieza y fundición
La operación de limpieza se lleva a cabo a intervalos regulares, dependiendo de las condiciones
locales o los requisitos y varía de 3 a 15 días. La baba de oro de la planta de precipitación Merrill-
Crowe se trata con ácido sulfúrico para disolver el zinc y otros componentes superfluos como sea
posible. Para garantizar la máxima digestión de la baba de oro es habitual tener cerca de 1% de
ácido libre que queda en la solución antes de la filtración. Después de filtrar y secar el aire, el limo
de oro que contiene la humedad de 35-40% se elimina de la prensa de filtro y se coloca en
bandejas planas. Básicamente, la cantidad de baba de oro manejado durante una limpieza
depende de varios factores tales como tiempo de ciclo, grado de oro, y la solución de procesado.
Hay operaciones que no practican el tratamiento con ácido y fundir el material después de la
filtración.
Una vez que el proceso de autoclave se lleva a cabo, el precipitado está listo para la fundición. El
precipitado se mezcla con un flujo de cuya composición depende de la naturaleza del precipitado
de oro, pero sobre todo cuenta con bórax y sílice. La siguiente tabla muestra la composición de
algunos flujos.
Componente Tratamiento ácido No hay
tratamiento con ácido
Bórax 16 12 13 38 Sílice 15 11 11 16 Nitro --- --- --- 5 Soda --- 2 4 2
Fluorita --- 8 6 --- El dióxido de manganeso
1 2 3 ---
La fundición del precipitado de oro con su flujo de acompañamiento se realiza en hornos eléctricos.
Algunos diseños incluyen un sistema hidráulico, que permite que el horno se inclina. Al comienzo
de la operación, el horno se carga con 50 a 120 kg de material y adiciones periódicas se hacen
hasta que el horno esté completamente cargado con aproximadamente 650 a 700 kg. Flujo se
presenta como una mezcla con el precipitado o se pueden agregar por separado. La duración total
de un ciclo de fundición toma tres o cuatro horas, y básicamente consta de una hora para cargar el
horno, una hora y media para la fusión y la otra parte del tiempo se emplea para la eliminación de
la escoria y el vaciado. temperaturas de fundición se extiende de 1100 a 1300 o C. Cuando la
fusión se haya completado, el horno se inclina desde la vertical hacia la posición horizontal para
verter el contenido fundido a través del tubo de descarga.
El lingote de oro se vierte en moldes estándar que están diseñados para contener barras de 31 kg
de masa. El metal puede ser vertido en moldes individuales o en cascada vertido se pueden
practicar. Cuando se emplean moldes individuales, se colocan en un carro y se trasladó a su vez,
debajo de la boquilla del horno inclinado y lleno hasta el nivel correcto. En cascada de verter el
contenido fundido del horno se vierte en un molde que reciben con un labio de desbordamiento de
la cual el flujo de oro progresivamente por una serie de moldes, cada una equipada con el labio
desbordamiento similares. Una doble serie de moldes se emplea generalmente con el fin de
reducir la duración de la cascada y así evitar la solidificación de la parte del oro en el crisol antes
de la última molde de la cascada que se llegó. Por este medio un total de 14 bares se puede verter
a partir de una sola carga del horno. En ambos métodos, una vez que el oro se ha solidificado, las
barras se apagan en el agua y limpiar.
Con la fusión a gran escala, es habitual la muestra sólo dos bares por verter en mano de
perforación en contraste con tomar muestras de cada bar. La vida media de un trazador de líneas
del horno es de 35-40 fusiones, pero esta cifra se puede ampliar si las reparaciones se hacen entre
fusiones. Una campana de ventilación se instala por encima del horno y todos los humos y el polvo
que emana del horno se retira a través de un ventilador y pasa a un filtro. Todas las partículas
finas atrapadas en el filtro se recogen y se volvió a la carga del horno siguientes. De esta manera,
cualquier escape de oro como de humos del horno es tenido en cuenta adecuadamente.
Molde único sistema de vaciado del molde verter sistema en cascada
Escorias y subproductos
El principal componente de las escorias es la sílice, que consiste en unidades de SiO 4 en la cual
cada átomo es tetraédrica de silicio rodeado por cuatro átomos de oxígeno. Además, cada átomo
de oxígeno está unido a dos átomos de silicio. Básicamente, la adición de óxidos de metal fundido
de sílice produce un deterioro lento de esta red estructurada. Como resultado de esta reacción,
una nueva estructura se forma en la que el puente entre dos átomos de silicio se rompe. Si la
adición de óxidos metálicos se incrementa, las nuevas estructuras se ve favorecida. La reacción
entre los óxidos de metal y sílice es similar a la neutralización de un ácido acuoso y el óxido. De
esta manera, una escoria que se llama ácido si se puede reaccionar con los óxidos de metal de
base. Sílice por sí sola no es el flujo adecuado para la fundición, debido a tiene un punto de fusión
elevado y alta viscosidad. Con el fin de reducir estos valores de carbonato de sodio y bórax se
agregan. Un flujo que consiste en la misma proporción de sílice y borax es el punto de partida para
la determinación de las necesidades de flujo de un precipitado de oro particular del proceso Merrill-
Crowe. Después de óxidos de metales básicos y los flujos han reaccionado, la escoria debe ser
neutro o ligeramente ácido, para que el revestimiento del horno puede ser protegido del ataque de
una escoria básica. Este aspecto es controlado por el ajuste del flujo total. Debido al aumento de
la masa de la escoria, es importante para reducir la fase de licuefacción de la escoria al agregar
más bórax. Es decir, si la viscosidad es muy alta, otro reactivo como el fluoruro de calcio ayuda a
reducir la viscosidad, porque ion fluoruro es un interruptor de red social fuerte. Esta es una
solución parcial, porque la generación de iones de oxígeno, promueve la reacción de los óxidos y
afectar la acidez de la escoria. Por esta razón, un oxidante como el dióxido de manganeso se
añade.
La escoria resultante de la fundición es aplastado y el oro atrapado en la escoria de concentrarse
en una mesa vibratoria. El concentrado se recicla en el proceso de cianuración y, a veces puede
ser fundido directamente es la ley de oro es el adecuado. Los revestimientos del horno cuando se
rechazó igualmente tratados. Es una práctica habitual que todos los equipos desechados y
materiales empleados en la casa olía a ser sometido a un proceso de tratamiento para la
recuperación de oro. Las estructuras, monos de limpieza y otros materiales combustibles se
queman, las cenizas a veces se venden a la refinería. Gastadas herramientas de fundición,
bandejas, revestimientos y piezas de fundición de metal se sumergen en soluciones ácidas y los
lodos resultantes tratamiento para la recuperación de oro.
ladrillos y revestimientos de horno de fuego, cuando se sustituye, se trituran, pasó sobre una mesa
vibratoria para recuperar cuentas de oro, que se funden de nuevo o envía a la refinería. basura del
piso, el polvo de las paredes de la casa olía y el depósito en los filtros de ventilación se manejan de
la misma manera. En general, todo el material de salir de la casa olía tiene oro y debe
recuperarse.