Proceso de lixiviación con cianuro en la minería de oro: El proceso completo desde la disolución hasta la recuperación

Introducción

La extracción de oro de sus minerales ha sido objeto de gran interés durante siglos. Entre los diversos métodos disponibles, Lixiviación con cianuro se ha convertido en una de las técnicas más utilizadas en el ámbito comercial. Minería de oro Industria. Este proceso permite la disolución eficiente del oro de sus materiales anfitriones, lo que permite recuperar el metal precioso en una forma más concentrada. Este artículo profundizará en el proceso completo de lixiviación con cianuro en la minería de oro, desde la disolución inicial del oro en soluciones de cianuro hasta la recuperación final del metal.

La disolución del oro en soluciones de cianuro

Reacciones químicas involucradas

La disolución del oro en soluciones de cianuro se basa en una compleja serie de reacciones químicas. La reacción global puede representarse mediante la siguiente ecuación:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

En esta reacción, el oro (Au) reacciona con Cianuro de sodio (NaCN) en presencia de oxígeno (O₂) y agua (H₂O) para formar dicianoaurato de sodio (Na[Au(CN)₂]) e hidróxido de sodio (NaOH). El papel del oxígeno en esta reacción es crucial, ya que actúa como agente oxidante, facilitando la disolución del oro.

Condiciones para una disolución óptima

Para una disolución eficiente del oro, es necesario controlar cuidadosamente varias condiciones. La concentración de cianuro en la solución es un factor crítico. Normalmente, se utiliza una concentración de NaCN del 0.05 al 0.1 % en el proceso de lixiviación. Una concentración más alta puede provocar un mayor consumo de cianuro sin un aumento proporcional en la disolución del oro, mientras que una concentración más baja puede resultar en una lixiviación lenta e incompleta.

El pH de la solución también juega un papel importante. El proceso de lixiviación es más efectivo en un medio ligeramente alcalino, con un rango de pH de 9.5 a 11. A este pH, los iones de cianuro están presentes en su forma no disociada (HCN), que es más reactiva con el oro. El ajuste del pH generalmente se logra añadiendo cal (CaO) a la solución de lixiviación.

La temperatura es otro parámetro importante. Si bien la reacción puede ocurrir a temperatura ambiente, una temperatura ligeramente elevada, de entre 25 y 35 °C, puede aumentar la velocidad de disolución del oro. Sin embargo, un aumento excesivo de la temperatura puede provocar la descomposición del cianuro, lo que reduce su eficacia.

Pretratamiento de minerales

Trituración y Molienda

Antes de iniciar el proceso de lixiviación con cianuro, es necesario pretratar los minerales auríferos. El primer paso de este pretratamiento suele ser... Aplastante y RectificadoLos minerales se trituran para reducir su tamaño y luego se muelen hasta obtener partículas finas. Esto aumenta la superficie del mineral, lo que permite un contacto más eficiente entre las partículas de oro y la solución de cianuro durante el proceso de lixiviación.

El grado de molienda se controla cuidadosamente. Una molienda excesiva puede provocar la formación de lodos finos, lo que puede causar problemas durante las etapas posteriores de separación sólido-líquido. Por otro lado, una molienda insuficiente puede provocar una exposición insuficiente de las partículas de oro, lo que resulta en una lixiviación incompleta.

Tostación y biooxidación

En algunos casos, los minerales auríferos pueden contener minerales refractarios que impiden la disolución directa del oro por cianuro. Para estos minerales, podrían requerirse métodos adicionales de pretratamiento, como la tostación o la biooxidación.

La tostación implica calentar el mineral en presencia de aire para oxidar los minerales refractarios, como los sulfuros. Este proceso de oxidación descompone los minerales, liberando las partículas de oro y haciéndolas más accesibles a la solución de cianuro.

La biooxidación, por otro lado, utiliza microorganismos para oxidar los minerales refractarios. Esta es una alternativa más ecológica a la tostación, ya que opera a temperaturas más bajas y produce menos emisiones nocivas. Los microorganismos, generalmente bacterias u hongos, se seleccionan en función de su capacidad para oxidar los minerales refractarios específicos presentes en el mineral.

El proceso de lixiviación

Lixiviación en tanque agitado

La lixiviación en tanques agitados es uno de los métodos más comunes para la lixiviación con cianuro. En este proceso, el mineral pretratado se mezcla con la solución de cianuro en grandes tanques agitados. Los tanques están equipados con agitadores que garantizan una mezcla completa del mineral y la solución, promoviendo el contacto entre las partículas de oro y los iones de cianuro.

El tiempo de lixiviación puede variar según la naturaleza del mineral y las condiciones de operación. En general, el proceso de lixiviación puede durar desde varias horas hasta varios días. Durante este tiempo, se toman y analizan periódicamente muestras del lixiviado para monitorear el progreso de la disolución del oro.

Lixiviación en pilas

La lixiviación en pilas es otro método ampliamente utilizado, especialmente para minerales de oro de baja ley. En este proceso, el mineral triturado se apila en grandes pilas sobre un revestimiento impermeable. Luego, se rocía la solución de cianuro sobre la parte superior de la pila y se deja filtrar a través del mineral. A medida que la solución pasa por la pila, disuelve las partículas de oro y la solución resultante se recoge en el fondo de la pila.

La lixiviación en pilas es un método más rentable en comparación con Lixiviación en tanque agitado Ya que requiere una menor inversión de capital en equipos. Sin embargo, es un proceso más lento y más adecuado para minerales con un contenido de oro relativamente bajo.

Separación sólido-líquido

Filtración

Tras finalizar el proceso de lixiviación, el siguiente paso es separar el residuo sólido (relaves) de la solución rica, que contiene el oro disuelto. La filtración es uno de los métodos más utilizados para la separación sólido-líquido. En este proceso, la suspensión (mezcla de sólido y líquido) se pasa a través de un medio filtrante, como una tela filtrante o un filtro prensa. Las partículas sólidas quedan retenidas en el medio filtrante, mientras que el líquido (solución rica) pasa a través de él y se recoge.

La elección del medio filtrante depende de la naturaleza de las partículas sólidas y de las condiciones de operación. Por ejemplo, si las partículas sólidas son muy finas, podría requerirse una tela filtrante de malla más fina.

Decantación

La decantación es otro método para la separación sólido-líquido, especialmente cuando las partículas sólidas son relativamente grandes y sedimentan con facilidad. En este proceso, la suspensión se deja reposar en un tanque de sedimentación durante un tiempo. Las partículas sólidas se depositan en el fondo del tanque por gravedad, y el líquido sobrenadante transparente (solución cargada) se decanta cuidadosamente.

La decantación es un método más sencillo y de menor consumo energético que la filtración. Sin embargo, puede no ser tan eficaz para separar partículas sólidas muy finas.

Recuperación de oro de la solución preñada

Adsorción de carbón activado

Uno de los métodos más comunes para recuperar oro de la solución cargada es Adsorción con carbón activadoEn este proceso, se añade carbón activado a la solución rica. El complejo de oro y cianuro tiene una fuerte afinidad por la superficie del carbón activado, lo que provoca que el oro se adsorba en las partículas de carbón.

Las partículas de carbón se separan de la solución, generalmente mediante cribado o filtración. El carbón cargado con oro se procesa posteriormente para desorberlo. Esto se realiza generalmente sometiendo el carbón a un tratamiento de vapor a alta temperatura o utilizando un agente de desorción química.

Precipitación de zinc

La precipitación de zinc, también conocida como proceso Merrill-Crowe, es otro método para la recuperación de oro. En este proceso, se añade polvo de zinc a la solución rica. El zinc es más electropositivo que el oro y, como resultado, desplaza el oro del complejo oro-cianuro. La reacción se puede representar mediante la siguiente ecuación:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

El oro precipitado, junto con el zinc no reaccionado, forma un lodo sólido. Este lodo se separa de la solución y el oro se refina aún más para obtener un producto puro.

Refinación de oro

Fundición

Una vez recuperado el oro de la solución rica, suele ser necesario refinarlo para eliminar cualquier impureza restante. La fundición es uno de los métodos más comunes para refinar el oro. En este proceso, el material aurífero se calienta a alta temperatura en presencia de un fundente, como el bórax. El fundente ayuda a reducir el punto de fusión del oro y, además, reacciona con las impurezas, formando una escoria que puede separarse del oro fundido.

El oro fundido se vierte en moldes para formar lingotes. Estos lingotes pueden procesarse posteriormente o venderse como producto semiacabado.

Refinación electrolítica

La refinación electrolítica es un método más avanzado para la refinación de oro. En este proceso, el ánodo, que contiene oro, se coloca en una celda electrolítica junto con un cátodo de oro puro. El electrolito suele ser una solución de cloruro de oro u otras sales de oro. Al pasar una corriente eléctrica a través de la celda, el oro del ánodo se disuelve en el electrolito y luego se deposita en el cátodo.

Las impurezas más electropositivas que el oro se disuelven en el electrolito, pero no se depositan en el cátodo, mientras que las menos electropositivas permanecen como sedimento en el fondo de la celda. Esto da como resultado un producto de oro de muy alta pureza.

Consideraciones Ambientales

Manejo del cianuro

El cianuro es una sustancia altamente tóxica, por lo que su manejo adecuado en la minería de oro es fundamental. Su uso en la minería de oro está estrictamente regulado en muchos países para minimizar su impacto en el medio ambiente y la salud humana.

Uno de los aspectos clave de la gestión del cianuro es la prevención de derrames. Las operaciones mineras deben contar con sistemas de contención adecuados para evitar fugas de soluciones que contienen cianuro al medio ambiente. Además, el tratamiento de las aguas residuales con cianuro también es crucial. Existen varios métodos para tratar estas aguas, como la oxidación química, el tratamiento biológico y el intercambio iónico.

Disposición de relaves

Los residuos sólidos (relaves) generados tras el proceso de recuperación de oro también deben eliminarse adecuadamente. Estos relaves pueden contener trazas de cianuro y otros metales pesados, que pueden representar una amenaza para el medio ambiente si no se gestionan correctamente.

Un método común para la disposición de relaves es almacenarlos en presas de relaves. Estas presas están diseñadas para contener los relaves y evitar la liberación de contaminantes al medio ambiente. En algunos casos, los relaves también pueden reprocesarse para recuperar los minerales valiosos restantes o para reducir el impacto ambiental.

Conclusión

El proceso de lixiviación con cianuro en la minería de oro es complejo y consta de varias etapas. Este proceso incluye la disolución del oro en soluciones de cianuro, el pretratamiento de los minerales, la lixiviación, la separación sólido-líquido, la recuperación del oro, la refinación y la gestión ambiental. Cada etapa se controla cuidadosamente para garantizar la extracción y recuperación eficientes del oro, minimizando al mismo tiempo el impacto ambiental. A pesar de los desafíos asociados con el uso del cianuro, este proceso sigue siendo un método importante y ampliamente utilizado en la industria de la minería aurífera comercial debido a su alta eficiencia y costo relativamente bajo. Sin embargo, se realizan investigaciones y desarrollos continuos para desarrollar métodos alternativos más respetuosos con el medio ambiente y sostenibles.