ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE MINERALES REFRACTARIOS DE ORO

Copyright © Osinegmin

Gerencia de Fiscalización Minera

MINERAL REFRACTARIO

Un mineral es considerado refractario, cuando sus contenidos de oro y plata no pueden ser directamente recuperados en forma económica, mediante el proceso convencional de cianuración

Técnicamente, el fenómeno de refractoriedad puede entenderse como una limitación estructural de ciertos minerales a no permitir un libre acceso de las soluciones lixiviantes hacia la interfase de reacción, impidiendo de esta manera un buen contacto sólido-líquido; asimismo, podría involucrar la presencia de elementos interferentes con el proceso de cianuración en sí

Fig. 1. Clasificación de los minerales refractarios de oro.

Descomposición del Mineral

Telururos de Oro

Consumidores de Oxígeno

NATURALEZA QUIMICA

REFRACTARIEDAD DE MINERALES DE

ORO

Precipitación de Oro

Cianicidas

R1: Oro encapsuladoPirita

NATURALEZA FISICA

Arsenopirita

Carbón

SíliceR2: Aleaciones de oro (con Sb o Pb)

R3: oro cubierto enpelículas de

Oxido de Hierro

Cloruro de plata

Compuestos de Sb, Mn y Pb

R4: Oro adsorbido de la solución impregnada por

Materiales carbonaceos

Arcilla

CAUSAS DE LA

REFRACTORIEDAD

• Encapsulamiento por diseminación fina

• Presencia de elementos carbonaceos

• Presencia de metales base que forman complejos y actúan como cianicidas

• Presencia de elementos o compuestos consumidores de oxígeno

• Presencia de arcillas

FLOTACIÓN DE MINERALES

• LA CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA Y/O FLOTACIÓN COMÚNMENTE PRECEDE AL TRATAMIENTO DE MINERALES REFRACTARIOS DE ORO:

- Cuando el oro está asociado a sulfuros Flotación

- Cuando existe oro libre Concentración Gravimétrica

• CON MINERALES PARCIALMENTE OXIDADOS, LA ALCALINIDAD DE LA PULPA SE REGULA CON CARBONATO DE SODIO

- No usar cal debido a que deprime al oro libre

- Asimismo, la cal inhibe la flotación de la pirita.

• EL CUSO4 MEJORA LA FLOTACIÓN DE LA PIRITA Y ARSENOPIRITA

• EN GENERAL, LA REFRACTORIEDAD PUEDE SER CONTRARRESTADA POR UN TRATAMIENTO DE OXIDACIÓN ANTES DE LA CIANURACIÓN

Fig. 2. Tratamiento de minerales refractarios de oro.

CHANCADO Y/O MOLIENDA

MINERAL DE MINA

CONCENTRACIÓN

TOSTACIÓN OXIDACIÓN A ALTA PRESIÓN

CIANURACIÓN

RECUPERACIÓN DE ORO

OXIDACIÓN BIOLÓGICA

OXIDACIÓN CON CLORO

OXIDACIÓN A BAJA PRESIÓN

BULLION

TOSTACIÓN

• LA TOSTACIÓN LIBERA LAS PARTÍCULAS DE ORO ENCAPSULADAS EN LOS SULFUROS, EN EL CARBÓN; ASÍ COMO TAMBIÉN DESTRUYE EL MATERIAL CARBONACEO Y LOS CIANICIDAS

• LA TEMPERATURA DE UNA PARTÍCULA DURANTE LA TOSTACIÓN NORMAL, PUEDE TENER VARIOS CIENES DE GRADO MAYOR QUE LA ATMÓSFERA DEL HORNO, ENTONCES PUEDE ACURRIR FUSIÓN DE LAS PARTÍCULAS

• LAS CALCINAS GENERALMENTE CONTIENEN ALGO DE AZUFRE Y/O ARSÉNICO RESIDUAL, QUE ACTÚAN COMO CIANICIDAS

• PARA VENCER ESTOS EFECTOS PARJUDICIALES, ES NECESARIO IMPLEMENTAR CIRCUITOS DE LAVADO CON AGUA

• UNA MOLIENDA FINA DE LAS CALCINAS ANTES DE LA CIANURACIÓN INCREMENTA LA EXTRACCIÓN DE ORO

• ALTA RECUPERACIÓN DE ORO Y BAJO CONSUMO DE CIANURO REQUIERE UNA MEZCLA: 75/25 DE HEMATITA/MAGNETITA

PROBLEMAS EN LA TOSTACIÓN DE MINERALES Y

CONCENTRADOS DE ORO

• CONTAMINACIÓN DE LA ATMÓSFERA

- En la tostación se elimina: azufre, óxidos de arsénico y teluro, junto con las partículas

finas

• FUSIÓN DE LAS CALCINAS

- Localización de temperaturas extremas puede causar fusión

- Las partículas fundidas pueden ocluir oro

• ATRAPAMIENTO DE ORO EN LA HEMATITA CRISTALIZADA

- Se requiere exceso de aire y control de la temp. para producir hematita porosa

- De lo contrario ocurre el cierre de poros por recristalización de la hematita

• CONTENIDO DE CALCITA DEL MINERAL

- Reacción exotérmica: CaCO3 CaO + CO2

- Puede formar: Sulfuro de calcio (cianicida)

Sulfato de calcio (Taponea los poros de la calcina)

Las principales reacciones que ocurren durante la tostación son las siguientes:

• Para la pirita – pirrotita:FeS2 FeS + SFexSy xFeS + (y – x)S

FeS2 + O2 FeS + SO2

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2

3FeS2 + 8O2 Fe3O4 + 6SO2

3FeS + 5O2 Fe3O4 + 3SO2

4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2

4Fe3O4 + O2 6Fe2O3

S + O2 SO2

2SO2 + O2 2SO3

• Para la arsenopirita:4FeAsS + 3O2 4FeS + 2As2O3

12FeAsS + 6FeS2 + 6O2 18FeS + 2As2S3 + 4As2O3

2As2S3 + 9O2 2As2S3 + 6SO2

12FeAsS + 27O2 8FeAsO4 + 4FeS + 2As2O3 + 8SO2

FeAsS + 3O2 FeAsO4 + SO2

OXIDACIÓN A ALTA PRESIÓN

• BAJO CONDICIONES DE OXIDACIÓN MODERADAS Y EN PRESENCIA DE UN EXCESO DE H2SO4 Y Fe2(SO4)3, EL AZUFRE ELEMENTAL PUEDE SER FORMADO

• LA FORMACIÓN DE AZUFRE ELEMENTAL DEBE SER EVITADO PARA PREVENIR:

- OCLUSIÓN DE LOS SULFUROS NO REACCIONADOS

- OCLUSIÓN DE LAS PARTÍCULAS DE ORO

- AUMENTO EN EL CONSUMO DE CIANURO Y OXÍGENO DURANTE LA

CIANURACIÓN

• LA OXIDACIÓN A PRESIÓN HACE POSIBLE UN CIERTO GRADO DE CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL QUE SE LOGRA A TRAVÉS DE LA GENERACIÓN DE PRECIPITADOS DE As, Fe, S (COMO SULFATOS)

OXIDACIÓN A ALTA PRESIÓN

•CONDICIONES OPERATIVAS:

- Temperatura: 160 – 190°C

- Presión: 1500 – 2000 Kpa

- Tiempo de disolución: 1.0 – 4.0 horas

- Fineza del concentrado: 80 – 92 % , -44u

- Densidad de pulpa: 6 – 15% de sólidos

•EN ESTE PROCESO, NO OCURRE LA DISPOSICIÓN DE GASES TÓXICOS DE SO2 A LA ATMÓSFERA, COMO SI SUCEDE EN LA TOSTACIÓN

Fig. 3. Diagrama de flujo para la oxidación a presión de un concentrado.

CONCENTRADO DE FLOTACIÓN

Tanque stock

Eliminación de gas

Oxígeno a todos los compartimentos OXIDACIÓN EN AUTOCLAVE

Vapor

Vapor

CaCO3

Ca(OH)2

Aire

NEUTRALIZACION

Reciclo

PRODUCTO OXIDADO A CIANURACION

Espesamiento

Tipo de

concentrado

Fig. 4. La velocidad de oxidación en autoclave es afectado por el tipo de mineral (concentrados piríticos de 4

minas).

Fig. 5. Efecto de la oxidación de azufre sobre la extracción de oro (concentrados piríticos de 4 minas)

Tipo de

concentrado

A.B

C.D

OXIDACION A BAJA PRESION

1ra Alternativa: Proceso que utiliza presiones y temperaturas moderadasrespecto al proceso de alta presión.

-Se logran velocidades muy rápidas de oxidación de sulfuros con el empleo deoxígeno y un catalizador.Pirita:

4FeS2 + 15O2 +2H2O 2Fe2(SO4)3 + 2H2SO4

Arsenopirita:15FeAsS + 48O2 + 21HNO3 + 12H2O 4Fe2(SO4)3 + 7Fe(NO3)3 + 15H2SO4 + S°•No se indican las otras reacciones de disolución.

-Tiempo de disolución solo de 15 minutos.-Efectivo en la oxidación de material carbonáceo.-El HNO3 que es el catalizador se regenera.

OXIDACION A BAJA PRESION2da Alternativa: Proceso que opera a presión atmosférica y solo utiliza aire envez de oxígeno.

- El HNO3 reacciona directamente con la pirita y arsenopirita.Pirita:

3FeS2 + 18HNO3 Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 3H2SO4 + 15NO + 6H2O

Arsenopirita:3FeAsS + 14HNO3 + 2H2O 3Fe.AsO4.2H2O + 3H2SO4 + 14NO

- El oxígeno no interviene en las reacciones de disolución de la pirita yarsenopirita.

- El oxígeno solo interviene en la regeneración de HNO3.2NO + 3/2 O2 + H2O (H2O + N2O5) 2HNO3

OXIDACIÓN CON CLORO

• SE USA PARA OXIDAR EL CARBÓN O COMPUESTOS DE CARBÓN DEL MINERAL

• EL CLORO TAMBIÉN OXIDA A LOS TELURUROS

• FORMAS DE USO: GAS CLORO Y COMO HIPOCLORITO DE CALCIO

- ALTO CONSUMO DE CLORO

- ALTO CONSUMO DE CAL

- EL CLORO SOLUBILIZA COMPONENTES DEL MINERAL QUE RESULTA EN

ENSUCIAMIENTO DE LA SOLUCIÓN

- CUANDO LOS METALES BASE SON DISUELTOS POR EL CLORO, ESTOS SERÁN

CEMENTADOS EN LA PRECIPITACIÓN CON ZINC

BIOLIXIVIACIÓN

• Agua de mina• Bacteria: Thiobacillus Ferrooxidans• Cultivo de bacterias en medio

líquido• Adaptación de bacterias al mineral

Bacterias Thiobacillus Ferrooxidams

Partícula de plata encapsulada en pirita y arsenopirita antes del ataque bacterial

Partícula de plata después del ataque bacterial (obsérvese la liberación de la plata).

QUÍMICA DE LA BIOLIXIVIACIÓN

• OXIDACIÓN BACTERIANA

2FeSO4 + ½ O2 + H2SO4 Fe2 (SO4)3 + H2O

El sulfato férrico es un gran oxidante

• LIXIVIACIÓN DE ELEMENTOS METÁLICOS

MS + Fe2(SO4)3 MSO4 + 2FeSO4 + S°

Bacterias

Regeneración

de Oxidante Bacterias

M = Metal

S° + H2O + 1 ½ O2 H2SO4

Bacterias

ESQUEMA QUE REPRESENTA LA LIBERACIÓN DE ORO Y

PLATA MEDIANTE BIOLIXIVIACIÓN

CIANURACIÓN DE RESIDUOS

BIOLIXIVIADOS

• Cianuración directa: 24% Extrac. Au

• La cianuración se llevó a cabo con muestras tomadas a diferentes tiempos de lixiviación

• Para 50% de oxidación de pirita se obtuvo 62% de recuperación de oro

• Para 84% de oxidación de pirita se obtuvo 81% de recuperación de oro

PLANTAS DE BIOLIXIVIACIÓN PARA LA

RECUPERACIÓN DE ORO A NIVEL INDUSTRIAL

• ASHANTI en Ghana

• FAIRVIEW en Zambia

• HARBOUR LIGHTS en Australia

• MOUNT LEYSHON en Australia

• SAO BENTO en Brasil

• WILUNA en Australia

• YOUANMI en Australia

Gracias

Ing. Fidel Misari Chuquipoma

fmisari@osinerg.gob.pe