CIANURACIÓ

N

DE

MENAS DE ORO

INTEGRANTES:

*PAUCAR TORIBIO KATHERINE

*VILLACORTA LUNA SHEYLA

1. INTRODUCCION Los alquimistas –conducidos por codicia y curiosidad- no se encaminaron a producir oro a partir de materiales baratos, pero ellos verdaderamente iniciaron y avanzaron el conocimiento de la química. El descubrimiento del agua por el alquimista Arabe Jabir Ibn Hayyan en el siglo XVI, introdujo una tecnología química para la extracción del oro a partir de sus menas.

La aparente “transformación” del hierro en cobre, por el cual precipitada cobre a partir de su solución en presencia de hierro, era conocida por los alquimistas.

Cu++ + Fe → Cu + Fe++

Este concepto de cementación fue usado por los químicos del siglo XIX para recuperar oro de la solución.

Au+++ + Fe → Au + Fe+++

Teoría de oxígeno. En 1846 Elsner determino que el oxígeno era vital para la disolución de oro en solución de cianuro. La siguiente reacción se conoce como la ecuación Elsner (ver además la página anterior): 4Au + 4NaCN + O2 + 2H2O ⇄ 4NaAu (CN)2 + 4NaOH

• Teoría del Hidrogeno. L. Janin (1888, 1892) patento la educación siguiente, la cual muestra que se genera gas hidrogeno durante el proceso de cianuración de oro.

 2Au + 4NaCN + 2H2O ⇄ 2NaAu (CN)2 + 2NaOH + H2

 • Teoría del Peróxido de Hidrógeno. G.

Bodlander (1896) sugirió que la disolución de oro con cianuro procede a través de dos etapas,El peróxido de hidrogeno se forma como producto intermedio. Bodlander encontró experimentalmente que se formó H2O2 y pudo calcular que se formó un 70% de la cantidad teórica de H2O2, que debería formarse de acuerdo a su ecuación. •

• Formación de Cianógeno. S.B. Christy sugirió, también en 1896, que el oxigeno era necesario para la formación de gas cianógeno, el cual creyó que era el reactivo para la disolución de oro de acuerdo a estas reacciones:

 O2 + 4NaCN + 2H2O ⇄ 2(CN)2 + 4NaOH

 4Au + 4NaCN + 2(CN)2 ⇄ 4NaAu (CN)2

 • La suma de estas reacciones (proceso en dos

etapas de Christy) de la ecuación de Elsner (ver teoría numero 1).

Teoría de la Corrosión. B. Boonstra mostro en 1943 que la disolución de oro en solución de cianuro es similar a un proceso de corrosión de metal, en el cual el oxígeno disuelto en la solución, es reducido a peróxido de hidrogeno e ion oxhidrilo.

MECANISMO DE CIANURACIÓN El proceso de disolución de oro en cianuro (y consiguientemente la extracción de oro con cianuro a partir de sus menas) involucra reacciones heterogéneas en la interfase solido-liquido (Fig. 1). Por tanto, los pasos secuenciales siguientes pueden ser asumidos como principales para la disolución del oro con cianuro:  Absorción de oxígeno en la solución. Transporte de cianuro y oxígeno disuelto en la

interfase solido-liquido. Adsorción de los reactantes (CN- y O2) en la

superficie sólida. Reacción electroquímica. Desorción de los complejos solubles de oro-cianuro y

otros productos de reacción desde la fase sólida. Transporte de los productos desorbidos a la

solución.

Figura 1. Esquema de la reacción solido-líquido para la disolución de oro en cianuro.  

El proceso de cianuración está afectado por varios parámetros influyentes que se discuten abajo. Estos incluyen la disponibilidad de oxígeno en la interface solido-liquido, el pH y Eh de la suspensión solido-solvente, el efecto de álcalis e iones extraños (otros que no sean CN-) en solución.

EFECTO DEL OXÍGENO EN LA CIANURACIÓN DEL ORO

La importancia del oxígeno en la disolución del oro debe ser enfatizada. Si bien, se han usado agentes oxidantes como el peróxido de sodio, permanganato de potasio, bromo y cloro, una aireación adecuada dara resultados tan buenos como aquellos logrados por oxidantes químicos, a bajo costo. La cantidad de oxígeno disuelto en soluciones diluidas de cianuro depende de cuatro factores:• La altitud (presión barométrica).• La temperatura de la solución.• El tipo e intensidad de agitación.• La fuerza iónica de la solución.

EFECTO DE ADICIÓN DE ALCALIS El propósito de añadir bases (CaO, NaOH o Na2CO3) al proceso de cianuración incluye lo siguiente:

.

•Prevenir perdida de cianuro por hidrólisis.•Prevenir perdida de cianuro por la acción del dióxido de carbono en el aire.•Descomponer bicarbonatos en el agua de proceso antes de su uso en la cianuración.•Neutralizar componentes ácidos tales como sales ferrosas, sales férricas y sulfato de magnesio en el agua de proceso antes de su adición al circuito de cianuro.•Neutralizar constituyentes ácidos (pirita, etc) en la mena.

FIGURA 5. Diagrama Eh-pH para el sistema CN-H2O, a 25ºC

EFECTO DE IONES EXTRAÑOS EN LA CIANURACIÓN

Muchos investigadores están de acuerdo que la disolución de oro por cianuro está controlada por difusión, pero en la cianuración industrial de menas, el cianuro y/o sustancias consumidoras de oxigeno pueden afectar decididamente la velocidad de extracción del oro. La pirrotita (y pirita, en menor grado), cobre, zinc (y todos los metales fundamentales), arsénico y minerales de antimonio consumen cianuro. Algunas de las reacciones de cianicidas conocidos se citan a continuación:

Fe++ + 6CN- → Fe(CN)64-

2Cu++ + 7CN- + 2OH- → 2Cu (CN)32- + 2Cu(CN)3

2- + CON- + H2O ZnO + 4NaCN + H2O → Na2Zn(CN)4 + 2NaOH Ca3(AsS3)2 + 6NaCN + 3O2 → 6KCNS + Ca3(AsO3)2

Iones de metales fundamentales (Cu2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Ni2+ y Zn2+) forman con el cianuro complejos estables, consumiéndolo, reduciendo su actividad y retardando la cianuración de oro. 

EFECTO DE REACTIVOS DE FLOTACIÓN EN LA CIANURACIÓN

Las menas portadoras de oro a menudo son concentradas por flotación antes de cianuración. Colectores hidrosulfúricos (xantatos, ditiofosfatos, etc.) son generalmente empleados durante la flotación. Si los productos de flotación no han sido bien lavados, la presencia pequeñas cantidades de reactivos hidrosulfúricos tendrá un efecto negativo sobre la cianuración. Estos reactivos, como iones sulfuro, son poderosos venenos para la reacción de cianuración. Su efecto nocivo incrementa con su concentración y longitud de cadena. El efecto adverso de dichos reactivos puede ser reducido con un incremento en la concentración de cianuro

OTRAS FUENTES DE PERDIDA DE CIANURO• Lixiviación de Plata. La cantidad de cianuro que

se combina con oro en una mena promedio, es despreciable. Sin embargo, la lixiviación de sulfuro de plata consume una proporción de cianuro significativamente grande:

Ag2S + 5NaCN + 0.5O2 + H2O → 2NaAg(CN)2 + NaCNS + 2NaOH

• Perdida por Descomposición. Cuando no existe suficiente álcali libre, el dióxido de carbono del aire puede causar perdida de cianuro:

2NaCN + CO2 + H2O → 2HCN + Na2CO3

En soluciones muy diluidas, siempre existe una tendencia hacia la hidrolisis:

NaCN + H2O → HCN + NaOHEn los diques de colas, donde la solución sobrenadante está expuesta a los rayos solares y a la atmosfera, el cianuro se descompone rápidamente y su concentración cae hasta aproximadamente 0.001% entre 24 a 36 horas.

CINÉTICA DE CIANURO DEL OROMientras más largo sea el tiempo de cianuración requerido para alcanzar una recuperación deseada de una mena de oro, mayor la capacidad requerida de los tanques de lixiviación, y por tanto, mayor el coto de capital de planta. En la práctica, se encuentra que el tiempo de residencia en planta de oro, varía en un amplio rango (10 a 72 horas).La disolución de oro en solución alcalina de cianuro es una reacción heterogénea que ocurre en la interfase solido-liquido. La velocidad de transferencia de masa de reactantes desde la fase liquida a la interface, y, de los productos de reacción de la interface a la fase liquida, pueden tener un efecto importante (si no se controla) sobre la cinética total de la cianuración de oro.

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA VELOCIDAD DE CIANURACIÓN  Cuando una solución de cianuro que contiene oro es calentada, la velocidad de disolución adicional de oro está afectada de dos maneras.Primera, el aumento de temperatura incrementa la actividad de la solución, y por consiguiente, mejora la velocidad de disolución. Segunda, la cantidad de oxígeno disuelto disminuye, puesto que la solubilidad de gases disminuye al aumentar la temperatura. En la Figura 10 se muestra la solubilidad de oro en una solución 0.25% KCN en función de la temperatura. La velocidad de disolución es máxima cerca de 85°C, a pesar que el contenido de oxígeno de la solución a esta temperatura es menos de la mitad del contenido a 25°C .

EFECTO DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA La mena tiene que ser molida muy fina para liberar los metales preciosos y hacerlos adecuados para la lixiviación con cianuro. Bajo condiciones óptimas con respecto a la aireación y agitación, se ha determinado que la máxima velocidad de disolución del oro es 3.25 mg/cm/h. Esto es igual a una penetración de 1.68 micrones en cada lado de una partícula plana de oro de 1 cm2, o una reducción total en espesor de 3.36 micrones por hora. Por tanto, una pieza de oro de 37 micrones de, espesor tomaría alrededor de 11 horas para disolverse. Generalmente, las partículas gruesas de oro son separadas por concentración gravimétrica antes de la cianuración, ya que las partículas gruesas no podrían ser disueltas completamente en un tiempo de cianuración económicamente aceptable.

MEJORAMIENTO QUÍMICO DE LA CIANURACIÓN

La presencia de pequeñas cantidades de sales de plomo, mercurio, bismuto ó talio aceleran la disolución del oro (Figura 11). El oro puede realmente desplazar los iones de estos cuatro metales, como se puede concluir por cálculo de sus respectivos potenciales de oxidación en soluciones de .cianuro. La disolución rápida de oro en presencia de estos iones, puede deberse a una alteración de las características de la superficie, causadas por aleación con los metales desplazados.

• CIANURACIÓN A PRESIÓN. Presión en combinación con una alta temperatura para cianuración, están siendo aplicadas por el Proceso Calmet, el cual pretende obtener elevadas extracciones de oro a partir de menas complejas que contienen sulfuros, teluro, selenio, arsénico, antimonio y bismuto. El consumo de oxígeno es bajo, indicando una oxidación limitada de sulfuros y otros contaminantes. • CIANURACIÓN INTENSIVA. La cianuración intensiva es la más aplicada en e tratamiento de los concentrados de plantas gravimétricas do oro. Por lo general los concentrados gravimétricos han sido enriquecidos en el pasado por amalgamación. Los aspectos concernientes al medio ambiente de la amalgamación y la importancia de la seguridad sobre los riesgos al manejar la amalgama oro-mercurio, fueron los principales incentivos para el desarrollo de la cianuración intensiva

•REGENERACIÓN DE CIANURO La formación de cianuro ó compuestos de complejos cianógenos de metales fundamentales, son las causas del consumo de cianuro. Las soluciones de cianuro con un alto contenido de tales componentes, son ineficientes como solventes de oro. La precipitación de oro con zinc a partir de soluciones cianuradas origina la formación de iones complejos de cianuro, solubles

El método general para la regeneración de cianuro, es por acidificación de su solución con ácido sulfúrico SO2 O CO2. La solución acidificada es transferida a un tanque cerrado, dentro el cual es absorbido por aireación

Figura 13. Selección De Un Reactor De Cianuración Intensa

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