Resinas de Intercambio Ionico

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    RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO

    1. ANTECEDENTES:

    El empleo del carbn activado y los procesos de carbn en pulpa es el mtodo

    preferido para recuperar el oro de una pulpa cianurada. Sin embargo, las resinasde intercambio inico empleadas en los procesos: Solucin (RIS) y en pulpa (RI)es considerada por tener varias venta!as sobre el carbn para la recuperacin deloro, tales como: tiene potencialmente mayor capacidad de carga de valores,r"pida cintica de adsorcin, la regeneracin de los iones de cianuro para serrecicladas al circuito de li#iviacin, presentando un amplio campo de aplicacin.

    $s% las soluciones de cianuro obtenidas de una li#iviacin en pila de minerales deoro de ba!a ley, la li#iviacin de calcinas y la flotacin de relaves son todas ellasfactibles de ser tratadas usando resinas de intercambio inico.

    Esta versatilidad est" relacionada a la capacidad de las resinas de tolerar unasignificante cantidad de sales de calcio y menos propenso a los materialesorg"nicos.En resumen las resinas no re&uieren etapas peridicas en el tratamiento dereactivacin o altas temperaturas de despo!amiento la cu"l es re&uerida en lasoperaciones est"ndar con el carbn activado.'na importante caracter%stica &ue es con frecuencia pasado por alto es el ecode &ue las resinas pueden tambin e#traer iones de cianuro libre para serrecicladas y controlar la contaminacin.

    $ pesar de estas venta!as las resinas de intercambio inico no an sido usadas en

    una escala industrial en el mundo occidental para la recuperacin de los metalespreciosos.Sin embargo, en los recientes aos estas an sido reanudado el inters en estaaplicacin impulsado en parte por el uso industrial del intercambio inico para larecuperacin del oro en los 'SSR. y por las investigaciones reali*adas incluyendooperaciones en planta piloto en Sud"frica y algunos otros.+a s%ntesis de las nuevas resinas y el estudio sobre las cinticas del intercambioinico y el comportamiento de los metales comple!os de cianuro tambin acontribuido en el progreso de la tecnolog%a de intercambio inico para el oro.

    uesto &ue en una solucin de cianuro li#ivia a los metales nobles y de base

    encontr"ndose estos como comple!os de cianuro de varias composiciones, el m"sapropiado intercambiador inico son:las resinas de base dbil y la resina debase fuerte.

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    2. BREE !ISTORIA DE "AS RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO

    +a era de las resinas sintticas como intercambiadores inicos se inici en -/,en Inglaterra por traba!os de $dams y 0olmes1 luego acia -23 en los Estados'nidos se patent una serie de resinas denominadas # A$berlitas%& tanto

    aninicas como catinicas.+os primeros estudios en usar las resinas de intercambio inico para laconcentracin y purificacin del aurocianuro desde soluciones diluidas fueronefectuado por S.4. 0ussey en -2-, empleando amberlita IRA'(Ben pulpa deminerales lamosos y arcillosos, traba!os efectuados en los laboratorios del 5ureauof 6ines de EE''. osteriormente en -/, 7.0. 5ursstall y .4. 7orrestreportaron la adsorcin del oro utili*ando $mberlita IRA'()).+as primeras investigaciones llevadas acabo en 'S$, Sud"frica, Rumania, y la'SSR, concluyeron &ue los procesos basados en las resinas para la recuperacindel oro son probablemente superiores a los procesos de recuperacin con carbnactivado, desde el punto de vista econmico, &u%mico y metal8rgico.

    osteriormente fue confirmada la instalacin de la primera lanta de Resina enulpas (RI) en una de las principales minas de oro: 6'R'9$' locali*ado en'*be;estian de los 'SSR alrededor de -/3 6D, demostr"ndose &ue los re&uerimientosmec"nicos son similares a los procesos AI1 y los mismos para recuperar uraniopor RI. Sin embargo, en el aspecto &u%mico se sealan venta!as del proceso RIsobre AI, como cintica m"s r"pida, mayor capacidad de carga de oro, y menorconsumo de energ%a en la elucin y regeneracin.

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    *. OB+ETIOS

    Durante la pasada dcada la atencin a sido enfocada sobre la factibilidad deusar resinas para recuperar el oro. raba!os reali*ados en el "rea de la &u%micade las resinas an desarrollado resinas comerciales y selectivas, siendo

    ensayadas en el laboratorio y en planta piloto y esta a culminado su aplicacin enoperaciones industriales.

    En el presente traba!o se trata de e#plicar las caracter%sticas de las nuevas resinasselectivas D,-eMiniproducidas por la DoFAemical y 6inte; de Sud"frica,para la recuperacin del oro y la plata, la tecnolog%a de intercambio inico y suaplicacin a los procesos de cianuracin de minerales de oro de ba!a ley.+a aplicacin e#perimental llevada a cabo en el laboratorio con solucionescianuradas de oro obtenido del proceso de +i#iviacin en ilas, reportaron los

    datos necesarios para determinar la m"#ima carga de oro en las resinas, lascurvas de e&uilibrio 5rea;troug.

    (. CARACTER/STICAS DE "AS RESINAS

    +as resinas de intercambio inico, &ue son comerciali*ables en forma depe&ueas esferitas o granos, est"n compuesta por molculas polimeri*adas, +amoderna resina sinttica est" constituida por una matri* idrocarbonada de unpol%mero inerte, (usualmente el copol%mero de estireno y divinil benceno). Estasresinas presentan una superficie de grupos funcionales tales como aminas y

    esteres en el cual se adieren cierto n8mero de grupos ioni*ables.

    +a matri* del pol%mero es una red tridimensional &ue aumenta de tamao cuandoentra en contacto con las soluciones acuosas, adsorbiendo y permitiendo &ue losiones presentes en la solucin acuosa migren o se difundan a travs de los sitiosdel gel a consecuencia de los grupos activos.

    +as resinas preparadas sin usar un disolvente diluente en el proceso tiene unaestructura matri* tipo gel, mientras a&uellas &ue son preparadas con solventestienen mayor abertura, una estructura de macroporos.+as ultimas son preferidos para ser usado en los sistema puesto &ue ellos proveen

    mayores "rea superficial para la adsorcin del in y tienen me!or resistenciamec"nica &ue las resinas del tipo gel.+os grupos funcionales pueden intercambiar iones con otros similarmenteespecies inica cargado en la solucin, dependiendo sobre la preferencia de ungrupo funcional particular para un in especifico.Esto depende en las propiedades del grupo funcional y la carga, tamao ypolari*abilidad de los iones en solucin. +os grupos funcionales pueden serb"sico (intercambiadores aninicos) o "cidos (intercambiadores catinicos) y

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    pueden ser adem"s clasificado teniendo propiedades "cida como dbil o basefuerte, dependiendo en su grado de disociacin en la solucin.

    $lternativamente, grupos funcionales &uelantes altamente selectivos pudieron serligados a la matri* de resina, pero estos son de inters limitado en la e#traccindel oro. 'n resumen de los tipos de resinas y su capacidad para el cianuro de oro

    es dado en la abla 9G+as resinas son producidas como esferillas, en el rango de 3.>/3.B3 mm dedi"metro. +a resistencia f%sica depende de la dure*a de la estructura de la matri* yconsecuentemente diferentes tipos de resina muestran una variable resistencia deatriccin. +as estructuras de las resinas son tambin susceptibles a los co&uestrmicos y osmtico. +a m"#ima temperatura de operacin recomendada paramucas resinas comercialmente disponibles est" entre B3 GA y

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    (.1 A"ICACIN EN "A E3TRACCIN DE ORO

    ara la e#traccin del oro se puede utili*ar los intercambiadores Aatinicos:Resinas de "cido fuerte y "cido dbil, y los intercambiadores $ninicos: Resinasde base dbil y base fuerte.

    +as resinas 4ati5ni4as de 64id, fuertepueden usarse con los comple!os orotiourea, pero sobre todo se utili*an para metales como 9i>J, Kn>J, Au>J, etc.

    (.1.1 Resinas ani5ni4as de Base Dbil.

    En los intercambiadores ani5ni4,s de base dbil, los grupos activos son aminas

    primarias, secundarias y terciarias, o me*cla entre ellos generalmente. En suforma b"sica libre esta resina no es cargable. Estos grupos son neutros yre&uieren ser protonados antes de &ue puedan interactuar con los anionesaurocianuro L metal.+a magnitud de la protoni*acin de la amina a un p0 espec%fico es determinadapor su basicidad.

    ienen la limitacin de cargar poco oro debido a su dependencia del p0, pero sonde muy f"cil elucin. 9o pueden ser usados con soluciones pregnant de oro a p0alto.

    En soluciones acuosas los grupos funcionales ser"n protonados, pore!emplo:

    p0 M pNa

    J O P 9R> J 0 Q P 9R> 0Q

    p0 pNa

    'n valor de pNa puede ser usado para definir la condicin a la cu"l el /3 de losgrupos funcionales es protonados. En soluciones "cidas el e&uilibrio de laecuacin anterior es despla*ado a la dereca y la resina ser" seme!ante a un inde intercambio inico de base fuerte.

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    +a capacidad de carga de las resinas de base dbil es apro#imadamente la mitadde las resinas de base fuerte ba!o condiciones similares.Esta capacidad depende en el n8mero protonados de los grupos funcionales por

    unidad de volumen de resina y su grado de protonacin, como tambin laconcentracin de oro y otros elementos competidores presente en la solucin.Aonsecuentemente la capacidad es fuertemente dependiente sobre el pNa de laresina y el p0 de la solucin. El mayor valor de pNa de la resina, y el m"s altorvalor de p0 el cu"l la m"#ima carga del oro es alcan*ado.

    J O O J O O P L 9R>0 Q J $u(A9)> P L 9R> 0 $u (A9)> J Q

    +a protonacin o activacin de la resina de ba