El proceso principal de lixiviación por cianuración con agitación en minas de oro

Introducción

La lixiviación por cianuración, empleada en la producción industrial desde 1887, es un proceso de lixiviación de minerales que utiliza soluciones de cianuro como agentes lixiviantes para extraer oro y plata de materias primas minerales que los contienen. La lixiviación por cianuración con agitación es uno de los métodos más importantes en este proceso y se utiliza ampliamente en la industria minera del oro.

Principio de la lixiviación por cianuración con agitación

El cianuro, como el cianuro de sodio (NaCN), es un reactivo clave en el proceso de cianuración. El cianuro de sodio es un cristal incoloro y transparente, a menudo de color amarillo grisáceo debido a impurezas. Es altamente soluble en agua, con una solubilidad superior al 20%. Cuando el pH de su solución acuosa se acidifica a 7, el cianuro se descompone casi por completo en cianuro de hidrógeno, un gas volátil, incoloro y altamente tóxico. En solución, el cianuro de hidrógeno es un ácido débil, difícil de ionizar y sin efecto de lixiviación sobre el oro y la plata. Cuando el pH es 12, el cianuro en la solución se disocia casi por completo en iones cianuro. Por lo tanto, la cianuración debe realizarse en un medio alcalino.

Generalmente, en presencia de oxígeno, la lixiviación del oro por cianuración es un proceso de corrosión electroquímica. El cianuro reacciona con el oro en un ambiente alcalino con la participación del oxígeno, formando complejos de cianuro de oro solubles en agua, lo que permite la disolución del oro del mineral.

Proceso de lixiviación por cianuración con agitación

1. Preparación de materias primas de lixiviación

• Trituración : El mineral de oro extraído se introduce primero en una trituradora. El proceso de trituración se divide en trituración gruesa, trituración media y trituración fina. Las trituradoras de mandíbulas y las trituradoras de cono se utilizan a menudo para la trituración gruesa y media, principalmente para romper trozos grandes de mineral en partículas más pequeñas, generalmente con un tamaño de partícula controlado a unos pocos centímetros. Las trituradoras de martillos se utilizan principalmente para la trituración fina.

• Molienda : El mineral triturado ingresa a un molino de bolas para su posterior molienda hasta obtener un tamaño de partícula adecuado. Generalmente, se requiere que el tamaño de partícula del mineral alcance entre -200 mallas, lo que representa entre el 60 % y el 90 %, para que los minerales de oro se disocien completamente. Por lo general, se utilizan molinos de bolas de rejilla para la molienda gruesa y molinos de bolas de rebose para la molienda fina.

• Preparación de la pulpa : La pulpa de mineral molido entra en un tanque de agitación. Se añade la cantidad adecuada de agua para ajustar la concentración de la pulpa, generalmente entre el 30 % y el 50 %. Al mismo tiempo, se añaden reguladores como la cal para ajustar el pH de la pulpa a 10-11, creando un ambiente alcalino que favorece la lixiviación por cianuración e inhibe la disolución de otras impurezas.

2. Lixiviación por cianuración con agitación

• Adición de reactivos de lixiviación : Se añaden agentes de cianuro, como cianuro de sodio (NaCN) o cianuro de potasio (KCN), a la pulpa de mineral ajustada. Bajo agitación constante, el cianuro reacciona químicamente con el oro para formar complejos de cianuro de oro solubles en agua.

• Equipos de lixiviación : El proceso de lixiviación se suele llevar a cabo en varios tanques de agitación conectados en serie. Estos tanques se pueden clasificar en tres tipos según el método de mezcla: tanques de agitación con aire comprimido, tanques de agitación mecánica o tanques de agitación mixta.

• Condiciones de lixiviación : La concentración de cianuro de sodio en la pulpa de mineral suele ser del 0.02 % al 0.1 %. Se añade cal durante el proceso para que el pH de la pulpa de mineral sea de 9 a 12. Se introduce aire para mantener la proporción óptima entre la concentración de oxígeno disuelto y la de cianuro de sodio en la pulpa de mineral. El tiempo de lixiviación suele ser de 24 a 48 horas para asegurar la disolución completa del oro.

3. Separación sólido-líquido y lavado

• Separación sólido-líquido : Tras la lixiviación, la pulpa de mineral se somete a un proceso de separación sólido-líquido mediante equipos como espesadores y filtros para obtener la solución rica en oro y el residuo de lixiviación. Los espesadores utilizan el principio de sedimentación gravitacional para que las partículas sólidas de la pulpa se depositen en el fondo, y el sobrenadante constituye la solución rica en oro. Los filtros filtran aún más el flujo inferior del espesador para mejorar la eficacia de la separación sólido-líquido.

• Lavado : Para lograr una separación suficiente entre el lixiviado de cianuro y el residuo de lixiviación, generalmente se utiliza un proceso de lavado de 3 a 5 etapas de espesamiento, filtración o una combinación de ambos. Esta es una operación clave para la lixiviación por cianuración. El método más común es la decantación continua a contracorriente (método CCD). Los espesadores utilizados en este método se dividen en monocapa y multicapa. Muchos concentradores de cianuración en China utilizan espesadores de 2 a 3 capas para la separación sólido-líquido y el lavado continuo a contracorriente.

4. Recuperación de oro

• Método de desplazamiento de polvo de zinc : Se añade polvo de zinc a la solución rica en oro. El zinc reacciona con el complejo de cianuro de oro mediante una reacción de desplazamiento, reduciendo el oro a oro metálico y precipitándolo. Tras la filtración, se obtiene lodo de oro, que se funde mediante procesos como la fusión para obtener oro en bruto.

• Método de adsorción con carbón activado : Se añade carbón activado a la solución rica en oro, donde el complejo de cianuro de oro es adsorbido. Posteriormente, el oro se recupera del carbón activado mediante procesos como la desorción y la electroobtención. Este método se puede subdividir en el método de carbón en pulpa (CIP) y el método de carbón en lixiviación (CIL).

• Proceso CIP : Primero, se lleva a cabo la lixiviación por cianuración y, a continuación, se añade carbón activado a la pulpa de mineral para adsorber el oro. En el proceso CIP, la lixiviación y la adsorción son dos operaciones independientes. En la operación de adsorción, el proceso de lixiviación ya se ha completado prácticamente, y el tamaño, la cantidad y las condiciones de operación de los tanques de adsorción se determinan según los parámetros de adsorción.

• Proceso CIL : Se añade carbón activado al tanque de lixiviación, y la lixiviación y la adsorción se llevan a cabo simultáneamente. En el proceso CIL, las operaciones de lixiviación y adsorción se realizan al mismo tiempo. Generalmente, la operación de lixiviación requiere más tiempo que la de adsorción. Por lo tanto, el tamaño, la aireación y la dosificación del tanque se determinan según los parámetros de lixiviación. Dado que la tasa de adsorción depende de la concentración de oro disuelto en la solución, para aumentar la concentración de oro disuelto en los tanques de adsorción iniciales y, al mismo tiempo, aumentar el tiempo de lixiviación, se suelen añadir 1 o 2 etapas de pre-lixiviación antes de la lixiviación y la adsorción.

5. Tratamiento de relaves

Los relaves tras la recuperación de oro suelen contener ciertas cantidades de cianuro residual y otras impurezas. Para cumplir con los requisitos de protección ambiental, estos relaves deben ser tratados adecuadamente. Los métodos de tratamiento comunes incluyen la oxidación química (como el método de dióxido de azufre-aire), la descomposición natural o la biodegradación para reducir la concentración de cianuro residual por debajo del estándar nacional y prevenir la contaminación ambiental. Los relaves tratados pueden eliminarse mediante apilamiento u otros medios apropiados.

Conclusión

La lixiviación por cianuración con agitación es un proceso importante en la extracción de oro de los minerales auríferos. Mediante una serie de procesos, como la preparación de la materia prima, la lixiviación por agitación, la separación sólido-líquido, la recuperación del oro y el tratamiento de los relaves, se puede extraer oro eficazmente de los minerales. Sin embargo, debido a la toxicidad del cianuro, durante el proceso de lixiviación por cianuración con agitación se debe prestar especial atención a la seguridad en la producción y la protección del medio ambiente para garantizar el desarrollo sostenible de la industria minera del oro.