vsimposio del oro-cn 2002

5/9/2018 Vsimposio Del Oro-CN 2002 - slidepdf.com

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V SIMPOSIO INTERNACIONAL DEL ORO

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TECNOLOGIAS AMBIENTALES PARA LA MINERÍA AURIFERACianuro: destrucción, recuperación y lixiviantes alternativos***gorro***

Desde aproximadamente finales del siglo XIX, el cianuro desodio es empleado intensamente en operaciones auríferas para la

disolución o lixiviación de oro. El proceso fue patentado en el ReinoUnido por J.S. MacArthur y los hermanos W. y R. Forrest el 19 deoctubre de 1887.

En la actualidad, las exigentes normas ambientales obligan ala utilización de tecnologías que permitan tratar efectivamente losefluentes y cumplir con la legislación, con la ventaja de tener unaoperación económica y ambientalmente viable.

En la presente edición, el semanario MINAS Y PETROLEOpresenta una breve descripción de las tecnologías existentes parael tratamiento de efluentes generados en el proceso de lixiviacióncon cianuro, así como la potencial aplicación de agentes lixiviantesno cianurados.

***fin gorro***El vocablo cianuro se refiere principalmente a una familia de

compuestos que contienen el radical CN-. Generalmente, el término hacereferencia al cianuro de hidrógeno o ácido cianhídrico (HCN), así como decualquiera de sus sales conocidas: cianuro de sodio (NaCN), cianuro depotasio (KCN) y cianuro de calcio (Ca(CN)2). El primero de ellos es elcompuesto ampliamente utilizado en operaciones metalúrgicas.

Aproximadamente el 13% del cianuro fabricado en el mundo esutilizado en la minería del oro y la plata, el resto es empleado en laproducción de compuestos orgánicos sintéticos, adhesivos, parteselectrónicas de computadoras, nylon, pinturas, cosméticos, colorantes,

retardantes de fuego, productos farmacéuticos, entre otros.En la naturaleza, el cianuro es formado, excretado y degradado pormiles de animales, plantas, insectos, hongos y bacterias. Los niveles decianuro potencialmente liberado por la digestión o inadecuada preparaciónde plantas cianogénicas pueden llegar a concentraciones de cientos departes por millón. La ingesta de estos vegetales puede originar la muerte enanimales y el envenenamiento del ser humano.

El cianuro se encuentra en almendras, albaricoques, bambúes, frijolesgerminados, cerezas, aceitunas, papas, sorgo, y soya, entre otros.

En procesos industriales asociados con la extracción de oro y plata seconocen varias formas de cianuros: total, libre, y disociable en ácido débil(WAD, por sus siglas en inglés).

TOXICIDAD DEL CIANUROLa inadecuada manipulación o empleo del cianuro lo convierte en un

compuesto potencialmente tóxico. A nivel tisular el cianuro actúa sobre elsistema respiratorio de los mamíferos e impide a las células utilizar oxígenoinhibiendo las actividades de las enzimas respiratorias.

En Canadá, el cianuro puede ser descargado en valores de CN- totalde entre 1-2 mg/l y CN- WAD de 0.1 – 0.5 mg/l; en Estados Unidos los límitesestablecidos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas eninglés) son de 0.2 mg/l de cianuro WAD y 1 mg/l de cianuro total. En el Perú,la legislación establece niveles de cianuro total de1 mg/l; 0.1 mg/l decianuro libre y 0.2 mg/l de cianuro WAD.

Diariamente los seres humanos tienen contacto directo con el cianuroo sus derivados a través de los alimentos que consume y productos queutiliza. De otro lado, en la industria minera son numerosos los trabajadores




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que tienen contacto frecuente con este reactivo no reportándose accidentesfatales o muertes originadas por la intoxicación de este compuesto. Lacausa principal de muerte por cianuro involucra la ingesta de plantascianogénicas, cuyos elevados niveles de cianuro provocan una parálisispermanente de las extremidades.

• VIDA SILVESTREAdemás del hombre, los animales pueden verse afectados por losefectos del cianuro. Los mamíferos terrestres son afectados de maneralimitada, debido principalmente a que las operaciones mineras seencuentran debidamente aisladas.

Un aspecto a tomar en cuenta lo constituye la exposición de animalesdomésticos y salvajes a plantas cianogénicas y recipientes que contengancianuro empleados en el control de predadores molestos, como el coyote.

Un segundo grupo de animales afectados por este compuestoquímico son las aves migratorias y acuáticas que llegan a pozas o espejosde agua abiertos con altos contenidos de cianuro. Este problema ambientales evitado mediante la colocación de coberturas o “bolas flotantes”, odisminuyendo la concentración del cianuro WAD.

El componente más vulnerable del ecosistema a los impactosadversos de una exposición al cianuro lo constituye la vida acuática. Losorganismos acuáticos son más sensibles a los efectos tóxicos de estereactivo, y físicamente no es posible evitar su ingreso a los cuerpos deagua.

METODOS DE TRATAMIENTOLos sistemas o métodos de tratamiento del cianuro deberán estar

dirigidos a eliminar la potencial toxicidad del reactivo para la vida silvestre yacuática, así como de las aves. Estos procedimientos podrían incluir laremoción del cianuro de: pulpas de relave de operaciones de molienda;

eliminación de soluciones provenientes del proceso de Merrill-Crowe;soluciones de exceso de operaciones de lixiviación en pilas o “vat”;soluciones sobrenadantes de presas de relaves; y de filtraciones.

Los tratamientos para el cianuro pueden ser clasificados comoprocesos destructivos o procesos de recuperación. En los primeros,reacciones químicas o biológicas son utilizadas para convertir al cianuro enun compuesto menos tóxico; mientras que en los segundos, el proceso dereciclaje involucra la remoción del cianuro de la solución o la pulpa.

METODOS DE DESTRUCCIONLa mayoría de procesos de destrucción operan bajo el principio de

convertir el cianuro en un compuesto menos tóxico mediante un proceso deoxidación. En el mundo existen procesos reconocidos por su efectividad en

el tratamiento de soluciones o pulpas cianuradas:* Inco (SO2/Aire): Desarrollado en los años ’80, el proceso que empleadióxido de azufre (SO2) y aire se encuentra en aplicación en más de 30operaciones mineras en el mundo.

En presencia de cobre soluble como catalizador el cianuro estransformado a ión cianato (OCN-) de menor toxicidad. La principalaplicación de este proceso está en el tratamiento de pulpas de relave, perotambién es efectivo en el tratamiento de soluciones para la oxidación decianuros libre y WAD. Los cianuros de fierro son removidos durante elproceso por precipitación de complejos insolubles de cobre-fierro-cianuro.* Peróxido de Hidrógeno: La química del proceso es similar al proceso

Inco, pero a diferencia de éste utiliza peróxido de hidrógeno (H 2O2) comoagente oxidante. El proceso también requiere de cobre soluble paracatalizar la oxidación del cianuro siendo el producto final el ión cianato.




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La tecnología es aplicada de manera exitosa al tratamiento desoluciones más que con pulpas debido a que el consumo del reactivo coneste último es mayor. La destrucción con peróxido de hidrógeno esutilizada para tratar soluciones con concentraciones relativamente bajas decianuro luego del cual pueden ser descargados adecuadamente al medio

ambiente. Asimismo, el proceso es efectivo en la oxidación de cianuro librey WAD. El fierro precipita bajo la forma de complejos insolubles de fierro-cobre-cianuro.* Acido de Caro: El ácido peroximonosulfurico, también conocido comoácido de Caro, es una tecnología de reciente aplicación en algunasoperaciones auríferas. El reactivo se origina de la reacción entre el ácidosulfúrico y peróxido de hidrógeno y debe ser preparado momentos previos asu utilización puesto que se descompone muy rápidamente.

El ácido de Caro es utilizado en el tratamiento de pulpas. Parasoluciones es recomendable el empleo de otros métodos de destruccióncomo peróxido de hiidrógeno.* Clorinación alcalina: En una época, la clorinación alcalina fue el método

ampliamente utilizado para la destrucción de cianuro pero progresivamenteha sido reemplazada por otras metodologías.

El proceso es efectivo en el tratamiento de bajos niveles de cianuropero el método resulta relativamente caro por el elevado consumo delreactivo. La destrucción de cianuro requiere de dos etapas: la primera, elcianuro es convertido a cloruro cianógeno (CNCl) y la segunda, en la queéste producto se hidroliza para producir ión cianato.* Precipitación de Cianuros de Fierro: Las diversas formas de cianuro(libre, WAD y total) pueden reaccionar con fierro ferroso para originar unavariedad de compuestos solubles e insolubles. El proceso de precipitaciónestá limitado a situaciones donde las reacciones pueden ser controladas y

donde los precipitados pueden ser rápidamente separados y almacenados.* Destrucción Biológica: Los tratamientos biológicos se han convertido enuna alternativa interesante para la industria minera debido principalmenteal éxito obtenido por Homestake Mining en su planta de Lead, South Dakota,Estados Unidos.

En esta planta, un proceso aeróbico es empleado para removercianuro, tiocianato, cianato, amonio y metales provenientes de solucionescianuradas. En una segunda etapa, el amonio, altamente tóxico para la vidaacuática, es transformado en nitrato. El principal microorganismoinvolucrado en la aplicación de la tecnología es Pseudomonas sp.




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Método detratamiento

Remociónde

Ferrocianuro

Remocióncianuro

WAD

Aplicaciónen pulpas

Aplicaciónen

soluciones

SO2/aire • • • •

H2O2 • • •Acido Caro • •Precip. Fe • • •Carbón activ. • • • •Biológico • • •Rec. Cianuro • • •Aten. Natural • • • •Guía para la selección preliminar de procesos de tratamiento decianuro.

RECUPERACION DE CIANUROEn la actualidad, existen dos procesos de recuperación de cianuro de

aplicación en numerosas operaciones mineras: Acidificación-Volatilización-Reneutralización (AVR) y Cyanisorb. En ambos procesos se busca remover elcianuro bajo la forma de cianuro de hidrógeno (HCN) gaseoso.

A un pH cercano a 8.0, los cianuros libre y WAD son convertidos enHCN gaseoso, que luego es absorbido en una solución alcalina de hidróxidode sodio. Durante el proceso de reciclaje el cianuro puede ser recuperado yreutilizado mediante el reciclaje de las soluciones cianuradas en circuitosmetalúrgicos.

SUBSTITUTOS AL CIANUROAunque el papel del cianuro como lixiviante de metales preciosos es

reconocido ampliamente, se conoce de la existencia de otros productos con

capacidad para extraer el oro contenido en las menas. El principalinconveniente de estas alternativas es su viabilidad económica.Entre las variables técnicas que deben tenerse en cuenta incluye el

pH de aplicación, el entendimiento de la complejidad química del proceso,las investigaciones sobre las características del reactivo, y la extensivaaplicación comercial del proceso.

Amonio es un buen lixiviante del oro formando el complejo diaminaaurosa. El proceso emplea oxidantes como el oxígeno y los iones tetramincúprico e hipoclorito. El amonio cianuro es aplicado a la lixiviación deóxidos de cobre/oro sobre todo en menas que contienen cobre soluble encianuro con un elevado consumo del reactivo.

El hipoclorito de sodio es un sistema efectivo para la lixiviación de

oro. El principal inconveniente lo constituye la elevada concentración delreactivo (100 g/l) para mantener la plata en solución. El ión bisulfito y elácido sulfuroso han recibido importante atención en la lixiviación de menasauríferas carbonáceas.

Bacterias, especialmente Bacillus subtilis, han demostrado sucapacidad para disolver oro desde menas. El proceso requiere de lapresencia de aminoácidos, como glicina, y un oxidante. El complejo aurosoformado es un anión que contiene la sal del ácido orgánico producido.

La thiourea ha recibido gran atención como potencial sustituto delcianuro en la lixiviación del oro y ha sido empleado comercialmente enalgunas operaciones industriales. Generalmente, el tratamiento de menasauríferas a nivel de laboratorio requiere de altas concentraciones delreactivo y su elevado consumo se debe a su rápida descomposición.




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Algunos lixiviantes alternativos al CianuroReactivo Concentración pH

Amonio Alta 8 - 10Amonio/Cianuro Baja 9 - 11

Tiosulfato de amonio Alta 8.5 – 9.5

Sulfito de sodio Alta 8 – 10Alfa hidroxinitrilos Moderada 7 – 8Malononitrilo Moderada 8 - 9Cianamida de calcio Pobremen. definido 9 (?)Polisulfuros alcalinos Alta 8 – 9Bisulfuro biocatalizado Pobremen. definido 8 – 10 (?)Hipoclorito/ Cloro Alto cloro 6 – 6.5Bromocianuro Alta 6 – 7Sulfito/ SO2 Alta 4 - 5Bacterias Alta 7 – 10Bromuro/bromo Alta 1 – 3

Thiourea Alta 1 – 2 Thiocianato Baja 1 – 3Agua regia Alta Menos de 1

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