Todo el proceso de cianuración de lodos para minerales de oro de tipo diseminado

1. Introducción

Con el continuo desarrollo de la industria minera del oro, los recursos de mineral de oro de fácil procesamiento están disminuyendo gradualmente. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar los procesos de beneficio y fundición de minerales de oro refractarios, como los minerales de oro con vetas de arsénico y antimonio diseminadas. Estos minerales se caracterizan por su complejidad.

X-meeralogía, donde la arsenopirita y la estibina se encuentran estrechamente asociadas con minerales de ganga en forma diseminada, lo que dificulta la extracción de oro. El proceso de cianuración puramente por lamas es un método común para la extracción de oro, pero para este tipo de mineral, a menudo presenta problemas como una baja tasa de lixiviación de oro y un alto consumo de reactivos. Optimizar este proceso puede mejorar eficazmente la tasa de utilización de recursos y los beneficios económicos de las minas de oro.

2. Características de los minerales de oro de tipo diseminado de vetas de arsénico y antimonio

2.1 Composición mineralógica

En los minerales de oro diseminados por vetas de arsénico y antimonio, la arsenopirita y la estibina son los principales minerales que afectan la extracción de oro. Las partículas de oro natural en el mineral presentan tamaños de partícula extremadamente desiguales. Se distribuyen principalmente en las grietas y espacios intergranulares de la pirita y la arsenopirita, o se encuentran envueltas en ellos. En ocasiones, el oro coexiste con la estibina, y parte de este se encuentra incrustado en minerales de ganga como la limonita o el cuarzo. Una porción de pirita en el mineral existe como diseminaciones de grano fino en minerales de ganga y mantiene una estrecha relación simbiótica con la arsenopirita y la marcasita. La arsenopirita generalmente presenta un tamaño de partícula relativamente fino y está estrechamente asociada con la pirita. La estructura del mineral es principalmente diseminada por vetas, con la mayor parte de la estibina y la arsenopirita intercreciendo con minerales de ganga de forma diseminada.

2.2 Elementos nocivos

La presencia de arsénico (As) y antimonio (Sb) en el mineral es extremadamente desfavorable para la lixiviación por cianuración del oro. Estos elementos pueden reaccionar con el cianuro y el oxígeno durante el proceso de cianuración, consumiendo una gran cantidad de reactivos y reduciendo la velocidad de lixiviación del oro. Por ejemplo, el arsénico puede formar diversos compuestos que lo contienen en la solución de cianuro, los cuales no solo consumen cianuro, sino que también pueden formar películas de pasivación en la superficie de las partículas de oro, dificultando el contacto entre el oro y los iones de cianuro.

3. Problemas existentes en el proceso de cianuración de todo tipo de lodos

3.1 Baja tasa de lixiviación de oro

La cianuración directa de minerales de oro diseminados en vetas de arsénico y antimonio suele resultar en una baja tasa de lixiviación de oro. Debido a su compleja composición mineralógica y a la presencia de elementos nocivos, es difícil disolver completamente el oro con cianuro. Para algunos minerales, la tasa de recuperación de la cianuración directa de minerales diseminados es de tan solo un 47.62 %.

3.2 Alto consumo de reactivos

El proceso de cianuración requiere una gran cantidad de cianuro como agente de lixiviación. Sin embargo, en presencia de arsénico, antimonio y otros elementos nocivos, el consumo de cianuro aumenta significativamente. Además, la presencia de algunos minerales sulfurados en el mineral también puede reaccionar con el cianuro, incrementando aún más el consumo de reactivo. Por ejemplo, la reacción de minerales sulfurados con cianuro puede formar diversos cianocomplejos, lo que reduce la concentración de cianuro libre en la suspensión y retarda la lixiviación del oro.

4. Estrategias de optimización para el proceso de cianuración de todo tipo de lodos

4.1 Métodos de pretratamiento

4.1.1 Pretratamiento de lixiviación alcalina

El uso de NaOH como agente de lixiviación alcalina permite eliminar eficazmente algunos elementos nocivos. Mediante experimentos factoriales ortogonales, se ha determinado que, para algunos minerales, cuando la finura de molienda es de -200 mesh, representando el 85%, la concentración de lixiviación alcalina es de 60 kg/t, el tiempo de lixiviación alcalina es de 32 h y la temperatura de lixiviación alcalina es de 26 °C, se puede mejorar el efecto de la cianuración posterior. La lixiviación alcalina puede disolver algunos minerales que contienen arsénico y antimonio hasta cierto punto, reduciendo su impacto negativo en el proceso de cianuración.

4.1.2 Pretratamiento ácido

El pretratamiento ácido, como el uso de ácido nítrico (HNO₃) y ácido clorhídrico (HCl), también puede ser eficaz. Este pretratamiento reduce el consumo de cianuro. Por ejemplo, tras el pretratamiento ácido, el consumo de cianuro se reduce entre 340 y 210 mg/L, respectivamente, y las tasas de recuperación de oro correspondientes aumentan hasta el 98.87 % y el 95.11 %. El pretratamiento ácido disuelve algunos minerales carbonatados y parte de los minerales sulfurados presentes en el mineral, reduciendo así la interferencia de estos minerales en el proceso de cianuración.

4.1.3 Pretratamiento de tostado

El tostado del mineral a 600-1000 °C durante 0.5-2 h antes de la cianuración también puede dar buenos resultados. Los resultados de la cianuración en muestras tostadas muestran que el consumo de cianuro se reduce drásticamente en 1150 mg/L, y la tasa de recuperación de oro aumenta en un 5.2 %. Además, los contenidos de arsénico, antimonio, cadmio y mercurio en la muestra tostada (a 1000 °C durante 2 h) se reducen significativamente. El tostado puede convertir los minerales sulfurados en óxidos metálicos, lo que facilita la lixiviación con cianuro del oro.

4.2 Optimización de las condiciones de cianuración

4.2.1 Concentración de cianuro

Para minerales con diferentes características, es necesario determinar la concentración adecuada de cianuro. Para el primer tipo de muestra de mineral, que contiene 10.5 ppm de oro con alto contenido de arsénico y antimonio, la concentración óptima de cianuro es de 4000 mg/L, mientras que para el segundo tipo de muestra de mineral, con bajo contenido de oro (2.5 ppm) pero alto contenido de plata (160 ppm), la concentración óptima de cianuro es de 2500 mg/L. Ajustar la concentración de cianuro según las propiedades del mineral puede garantizar una lixiviación eficiente del oro y reducir el desperdicio de reactivos.

4.2.2 Valor de pH

El valor de pH de la solución de cianuración también influye significativamente en el efecto de lixiviación. Para la primera muestra, el pH óptimo es de 11.1 y para la segunda, de 10.5. Mantener un pH adecuado garantiza la estabilidad de la solución de cianuración y promueve la reacción entre el oro y los iones de cianuro.

4.2.3 Tiempo de cianuración

También debe optimizarse el tiempo de cianuración. Para ambos tipos de muestras mencionadas, el tiempo de cianuración adecuado es de 24 h. Prolongar el tiempo de cianuración no necesariamente aumenta significativamente la tasa de recuperación de oro, pero sí incrementa los costos de producción. Por lo tanto, determinar el tiempo de cianuración adecuado es crucial para mejorar la eficiencia de la producción.

4.2.4 Uso de agentes oxidantes

El uso de agentes oxidantes como H₂O₂ (0.015 M), aire (0.15 L/min) o una mezcla de H₂O₂ y aire puede mejorar la cinética de extracción de oro. Entre ellos, la inyección de aire tiene el efecto beneficioso más significativo en la cinética de lixiviación. Los agentes oxidantes pueden convertir algunas sustancias reducidas del mineral en formas oxidadas, lo que promueve la disolución del oro.

5. Estudios de caso

En una mina de oro en Gansu, se optimizó el proceso de cianuración de lodos de mineral de oro diseminado con vetas de arsénico y antimonio. Mediante un pretratamiento de lixiviación alcalina con NaOH, optimizando la finura de molienda, la concentración, el tiempo y la temperatura de la lixiviación alcalina, y luego llevando a cabo la cianuración con la concentración y el tiempo de NaCN adecuados, la tasa de lixiviación de cianuro aumentó del 47.62 % original al 85.04 %. En otro caso, en un yacimiento de oro con una composición de mineral compleja, después de un pretratamiento ácido y un pretratamiento de tostación, y luego ajustando las condiciones de cianuración , la tasa de recuperación de oro mejoró significativamente y el consumo de cianuro se redujo eficazmente.

6. Conclusión

Optimizar el proceso de cianuración de lamas para minerales de oro diseminados con vetas de arsénico y antimonio es una manera eficaz de mejorar la eficiencia de la extracción de oro y reducir los costos de producción. Mediante la elección de métodos de pretratamiento adecuados, como la lixiviación alcalina, el pretratamiento ácido y el pretratamiento de tostación, y la optimización de las condiciones de cianuración, incluyendo la concentración de cianuro, el valor de pH, el tiempo de cianuración y el uso de agentes oxidantes, se pueden lograr mejoras significativas en la tasa de lixiviación de oro y el consumo de reactivos. Cada mina de oro debe seleccionar estrategias de optimización según las características de su mineral para obtener los mejores beneficios económicos y ambientales.