Mejoramiento de la extraccion de oro en monton

En algunos casos es fácil extraer el oro
presente en un mineral, por métodos convencionales de cianuración en montón, sin
embargo en otros, los resultados son muy pobres y puede tener su origen en
intercrecimientos mineralógicos en tamaños atómicos o sub-atómicos, presencia de
elementos cianicidas y contenidos de materiales finos; nuestra investigación está
orientada a encontrar alternativas de metales preciosos, causando severas pérdidas de oro
en los relaves. el trabajo consiste en demostrar en que circunstancias se debe aglomerar
el mineral para solucionar el problema de solución cuando un mineral aurífero presenta
interesante contenido de materiales finos y arcillosos porque al humedecerse forman masas
compactas y no permite que el cianuro usado como solvente, llegue a tener contacto con los
percolaciones pobres de soluciones lixiviantes, característica de un buen aglomerante,
máquinas usadas para aglomerar minerales, determinar el aglomerante más apropiado
económica y técnicamente, los diferentes efectos que se obtienen cuando se estudian
variables tales como: consumo de reactivos, % de humedad, tiempo de curado,adicion de
cianuro en la etapa de aglomeración etc. El costo por aglomerar fluctúa alrededor del
10% del costo total de operación que se compensa ampliamente al incrementar la
recuperacion de metales preciosos.

Palabras Claves : Hidrometalurgia, aglomeración de
minerales .

ABSTRACT :

In some cases it is easy to extract the
present gold in a mineral, through conventional methods of cyanidation in heap, however in
other cases, the results are very poor and may have their origin in mineralogy
inter-increments in atomic or subatomic sizes, presence of cyanicides elements and
contents of fine materials; our research is oriented to find alternatives of solution when
a auriferous mineral presents an interesting content of clayey or finely materials because
when they get wet they form compact mass that do not allow that the cyanide used as a
solvent to get in contact with the precious metals, causing several loses of gold in the
tails. The work consists in showing in what circumstances the mineral must be agglomerated
to solve the problem of poor percolation of leaching solutions, characteristic of a good
agglomerate, machines used to agglomerate minerals, determine the most appropriate
agglomerate economically and technically, the different effects that are obtained when
studying variables such as: reactive consumption, % of humidity, time of curing, cyanide
addition in the agglomeration stage etc.The cost to agglomerate fluctuates round the 10%
of the total cost of operation that is hugely compensated when increasing the recovery of
precious metals.

Key words : Hydrometallurgy, aglomeration of minerals

INTRODUCCIÓN

El método de cianuración en montón ha
probado ser la técnica más económica para recuperar metales preciosos.

Sin embargo algunos minerales pueden
presentar serios inconvenientes durante el tratamiento o beneficio metalúrgico, los
cuales pueden ser:

1- Poco o nula permeabilidad del pad o
pila debido a la presencia de abundante material fino menor a 20 mallas (-850 ) bajo la
forma de arcillas, limonitas, etc.

2- Presencia de elementos o compuestos
cianicidas: As, Sb, Hg, CuO, carbón, teluros, aguas ácidas, etc. originando fuertes
consumos de cianuro y cal.

3- Intercrecimientos Mineralógicos de
oro y plata en tamaños atómicos o sub-atómicos, no permitiendo exponer las partículas
valiosas a la solución lixiviante.

Las razones anteriormente expuestas
repercuten en recuperaciones pobres de metales preciosos, por lo que es necesario
investigar para cada mineral el método de beneficio y las condiciones más adecuadas.

Los puntos N° 2 y 3 , requiere especial
atención, algunos lo denominan «minerales refractarios» que son aquellos
minerales que no responden al método de cianuración directa, El punto 1 será tratado en
esta investigación.

ANTECEDENTES

El método de lixiviación en montón,
consiste en formar un pad con el mineral a beneficiar generalmente en rangos de tamaños
de menos 2″ a 1/4″ lo que permite ahorrar costos por molienda fina que a veces
representa un 50 – 70% del costo total en operaciones de cianuración por agitación.

A través del pad se hace pasar una
solución alcalina de cianuro al 0.05 – 0.20% en peso, disolviendo el oro y/o plata que
acompaña al mineral, esto generalmente se logra entre10 a 50 días y permite beneficiar
minerales marginales o relaves antiguos, cuya ley en algunos casos solo llega a 1 gramo de
oro recuperable por tonelada, el costo de beneficio para algunos minerales que no
requieren tratamiento alguno (sin chancado) es de 1.80 US$ tonelada corta según Norman
Hadley and Howard Tabachnick del Bureau of Mines U.S.A.

Si tendríamos un mineral con la ley
arriba mencionada el valor económico del mineral será 9.50 US$/tonelada corta (300
US$/onza) y si el mineral no requiere preparación previa , entonces por diferencia vemos
que al lixiviar este mineral deja utilidad y el proyecto es factible de realizar, sobre
todo en gran escala.

Pero no todos los minerales son fáciles
y económicos tratarlos por las razones explicadas anteriormente, entonces los costos de
tratamiento se elevan y para operaciones de lixiviación en pila los costos estimados por
lo especialistas en estos casos fluctúa entre 6 y 14 US$ TMSM dependiendo de la
preparación que se tenga que realizar previo a la cianuración. Por ejemplo los minerales
con fuerte presencia de materiales finos y arcillosos requieren de aglomeración.

PRESENCIA DE FINOS

Para lixiviar un mineral en montón la
característica fundamental es que los minerales tienen que permitir que las soluciones
lixiviantes puedan difundirse y llegar a todas las partículas y poder disolver el oro,
diseminado en el mineral.

En algunos minerales la presencia de
abundante contenido de finos menor a 20 mallas (-850 u) forma masas compactas y origina
segregación de partículas durante la formación del pad o amontonamiento del mineral.

La figura N°2 nos muestra éste
fenómeno en este caso es perjudicial porque no deja que las soluciones de cianuro lleguen
en forma uniforme a toda la cama causando pérdidas en los relaves, estas partículas
finas se forman durante las operaciones de chancado o por oxidación y degradación
natural de los minerales; cuando esto sucede lo mas aconsejable es aglomerar el mineral,
previa a la cianuración en montón

El motivo de este trabajo será estudiar
los métodos de aglomeración, variables, costos, equipos usados y los minerales a los que
se debe aplicar esta tecnología.

AGLOMERACIÓN DE MINERALES AURIFEROS

La aglomeraciòn se realiza mezclando el
mineral con cantidades adecuadas de agua y algún aglomerante por un determinado período
de tiempo formando silicatos alcalinos hidratados fuertes de tal manera que las
partículas menores se junten a las mas grandes, como resultado tenemos sólidos
aglomerados llamados «pellets verdes» que son bastante porosos y a la vez
adheridos fuertemente. La figura N°3 nos dá un concepto mas claro de aglomeración.

La aglomeración se realiza principalmente por :

1- Uniones líquidas entre partículas
que aparecen por fenómenos de mojabilidad o tensión superficial.
2- Agentes enlazantes de alta viscosidad que al solidificarse cristalizan.
3- Uniones sólidas que establecen puentes entre partículas,como por ejemplo:
cristalización de sales, adhesión, crecimiento, fusión y cristalización del ligante.
4- Fuerzas del tipo vander walls.
5- Fuerzas electrostáticas.

6- Fuerzas coulùmbicas.
7- Fuerzas de atracción magnética.

Todo aglomerante debe reunir las siguientes

Características:

a) Sirve como medio de adherencia entre
partículas,
b) No contaminante, no debe interferir ni reaccionar cuando se realice el proceso de
tratamiento  metalúrgico.

c) Granulometria fina, para ocupar los volúmenes vacíos entre partículas.
d) Debe ser económico, abundante y estar al alcance del consumidor.

Los aglomerantes que se pueden usar en
minería son: cal, cemento tipo II, mas comúnmente utilizado en la industria de la
construcción, magnesia, dolomita calcinada, cloruro de calcio, floculantes, estos
últimos muy usados para aumentar la velocidad de sedimentación de partículas en
concentrados minerales.

El cloruro de calcio y la dolomita han
demostrado no ser buenos aglomerantes, la magnesia, es un aceptable aglomerante sobre todo
para minerales con bajo contenido de finos y las propiedades aglomerantes disminuyen con
el tamaño del aglomerado y el tiempo.

Los mejores aglomerantes son el cemento
portland y la cal, no permitiendo la emigración de partículas finas con la solución
lixiviante siendo el cemento el aglomerante que mejores resultados ha dado, formando
aglomerados estables y fuertes que resisten las mas severas condiciones de lixiviación en
montón y en el tiempo.

La cal es un buen aglomerante aunque con
propiedades menores que el cemento se prefiere este último por el mayor costo de cal,
resistencia y aglomerados más débiles.

Los equipos mas usados para aglomerar son:

1. Aglomerador de faja.-

Las partículas de mineral viajan a
través de la faja formando aglomerados, se recomienda su uso para minerales con bajo
contenido de finos. La faja produce menor grado de aglo meración con respecto a otros.

2. Aglomerador de disco.-

Se trata de un disco rotatorio inclinado
res pecto a la horizontal, el agua se alimenta a través de rociadores para obtener el
tamaño de pellets requerido, para ello se puede ha cer uso de una serie de variables de
opera ción como son:

velocidad de rotación, ángulo de
inclinación del disco, altura del borde periférico del disco y el diámetro que
determina la capacidad.

C = cte D2.58
C = capacidad
D = diámetro
3. Aglomerador de tambor.-

Son cilindros rotatorios con relación a
3.5 con un inclinación de 6° que giran al 30% de su velocidad crítica; Generalmente 1/3
de su longitud es usada para mezclar el mineral con el aglomerante, el resto del cilindro
se añade agua en spray para efectuar la aglomeración.

El tiempo de retención del mineral en la
máquina se puede determinar:

T = 1.77 _A L , donde:
SDN

T = minutos, , L = pies, D = pies, N = RPM
S = inclinación pulgada/pie, L = largo y
A = ángulo de reposo del mineral

VARIABLES DEL PROCESO

Las variables que afectan el proceso de
aglomeración son:

a) Cantidad de aglomerante por TC/ mineral
b) % humedad
c) Tiempo curado

AVANCES EN PROCESOS DE AGLOMERACIÓN

Actualmente se ha realizado
investigaciones con cal y cemento como aglomerante, siendo el cemento el que mejores,
duros y estables aglomerados produce, de las investigaciones realizadas al respecto
podemos apreciar en la Fig. N°4 como varia el rate de percolacion o flujo de solución a
través del pad con y sin aglomerante para un mineral chancado a -3/8 con 12% de humedad y
24 horas de curado.

Así el mineral sin aglomerante alcanza
un flujo de 0.12 galones/hora x ft² y se mantiene constante durante todo el tiempo que
dura la lixiviación; el mismo mineral al recibir el proceso de aglomeración con 8 a 12
lb de cemento por tonelada de mineral el flujo alcanza un máximo valor de 600 gal/hora x
ft², mejorando notablemente el rate de percolación.

En la Fig. N°5 vemos como varia el rate
de percolación en función del contenido de humedad con que se realiza el curado, un
excelente rate se obtiene con 12% de humedad, pero humedades que varían entre 8 y 16%
producen aceptables velocidades de flujo.

El efecto del rate de percolación en
función del tiempo de curado lo muestra la figura N° 6 estos datos nos indican que con 8
horas de curado se obtiene un óptimo rate de percolación, lográndose este mismo efecto
en 24 horas cuando se aglomeró con cal.

Los resultados investigados demuestran
efectivamente que al aglomerar el mineral el rate de percolación se incrementa de 0.1
(sin tratamiento) hasta 610 gal/hora x ft² lo que significa una mejora de 6,100 veces mas
que las partículas de oro estarán expuestas a la solución lixiviante al lixiviar en
montón a -3/8 de tamaño de partícula, obteniendo 70% de extracción del oro, se
reportan los mismos resultados al cianurar por agitación.

A continuación se muestra en detalle los
resultados obtenidos,diagramas,gràficos,etc.

TABLA N°1  

 

 

EFECTO DE LA ADICIÓN DE CIANURO DURANTE EL CURADO

De los resultados mostrados en la tabla
Nº 2 deducimos que al agregar cianuro en soluciones concentradas durante el curado,
disminuye el tiempo de lixiviación de 26 a 5 días así como también baja el consumo de
cianuro, demostrando definitivamente las bondades de aglomerar o mejor,aglomerar con
cemento y cianuro simultáneamente algunos minerales.

EFECTO DEL RATE DE PERCOLACIÓN Y EL TIEMPO DE
LIXIVIACIÓN

Para esto se ha evaluado diferentes flujos:

bajo, moderado y rápido : 0.9, 5.7 y
13.9 gal /hr x ft² respectivamente.

 

 

La Fig. N° 7 muestra la recuperación
acumulada vs. el tiempo de lixiviación a diferentes rates de percolación, en ella
podemos apreciar que con un flujo rápido se logra buena recuperación, por ejemplo en 6
hrs. se recupera el 76.0%, la misma recuperación se puede obtener para los otros flujos
si extrapolamos las curvas respectivas, esto es en 365 y 1,000 horas para un flujo
moderado y lento respectivamente.

En la Fig. N° 8 se puede apreciar como
varia la concentración de oro en función del tiempo para diferentes rates de
percolación, para flujo rápido la concentración de oro es baja, explicable debido al
mayor volumen de solución usada, sin embargo los valores metálicos de estas soluciones
se puede recuperar fácilmente por diferentes métodos de igual manera las soluciones
obtenidas a otros rates.

RESULTADOS

Todo lo estudiado anteriormente y sacando
las condiciones óptimas de tratamiento metalúrgico se procedió a investigar el método
a una muestra de mineral de una mina de nuestro País con pobres propiedades de
percolaciòn.

MINERALOGÍA

La muestra en un examen organoléptico y
puesta al microscopio binocular presentaba las siguientes características: fuerte
contenido de finos principalmente arcillas, limonitas y otros óxidos de fierro en matriz
de cuarzo y calcosilicatos, escasos sulfuros principalmente pirita. El oro visible es muy
poco , principalmente debe encontrarse absorbido en las limonitas y otros componentes de
la muestra.

PRUEBAS EXPERIMENTALES

Por la característica mineralógica de
la muestra los métodos de recuperación del oro podrían ser flotación, cianuración o
combinación de ambas, en éste último caso los costos de tratamiento se elevarían
demasiado y la flotación reporta recuperaciones solo alrededor del 50%, por lo que se
decidió estudiar al mineral aplicando primero cianuración por agitación si los
resultados fueran buenos se continuaría aplicando lixiviación en montón sin y con
aglomeración previa. Efectivamente las condiciones de trabajo y los resultados obtenidos
son descritos a continuación:

CIANURACIÓN POR AGITACIÓN

a) Condiciones de trabajo
Mineral : 250 gramos
Granulometria : 100% – 65 mallas – 212 micrones
Dilusion : 3/1

Fuerza de cianuro : 0.10%
pH : 11.0
Tiempo : 24 horas
Equipo : Agitador de rodillos

b) Consumo de rectivos : Kg/TMSM

Cal : 3.3

NaCN : 2.4

c) Resultados

 

ProductoVolumen  o PesoLeyes: Mg/lt
AuRecuperacion %  Au

Solución rica700 c.c.1.8475

solución de lavado450 c.c.0.3810

Residuo de
cianuración 250 Gr.0.0315

 

Cab. calc250 Gr.0.20100

d) Observaciones

Al ver los resultados obtenidos podemos
concluir que en 24 horas de tratamiento se ha logrado extraer el 85% del oro total.

LIXIVIACIÓN EN MONTÓN SIN AGLOMERACIÓN

Condiciones de trabajo

Condiciones de trabajo

Mineral : 10 Kg
Granulometria : 100% – 3/8f
Tiempo : 20 días
Agua : 4.5 litros
Cianuro : 0.10 %

pH : 11.0
Rate de percolacion : 0.40 galones/hr x ft²

LIXIVIACIÓN EN MONTÓN CON AGLOMERACIÓN

Las condiciones de trabajo fueron los
mismos del test N°2, solo se agregó cianuro y cemento luego se dio un tiempo de curado,
variando el flujo de lixiviante y el tiempo de cianuración. La extracción del oro se
determinó al analizar la solución rica en los días indicados.

Aglomerante : 5 Kg/TMSM (cemento)

Curado : 8 horas
Tiempo de lixiviación : 5 días
Rate de percolación : 4.8 gal/hr x ft²
Equipo y diagrama de flujo: Fig. N°9
Rate de percolacion : 0.40 galones/hr x ft²

tabla 5

resumen de resultados de lixiviación en monton

 

DISCUSIÓN

– Cada mineral tiene sus propias
características mineralógicas por lo que se recomienda investigar el comportamiento
metalúrgico en cada caso específico.

– Para minerales que no presentan
contenidos importantes de finos, la lixiviación en montón se puede realizar sin
aglomeración previa.

– El tiempo de curado se inicia al
mezclar el mineral con el aglomerante hasta que empieza la lixiviación.

– Los costos por aglomeración fluctúan
alrededor del 10% del costo total del proceso.

– Existen varios aglomerantes mencionados
en este trabajo, actualmente la cal y el cemento han demostrado buenas cualidades
aglomerantes por lo que se recomienda probar ambas, la elección dependerá mucho de los
resultados metalúrgicos obtenidos, costos y transporte del aglomerante al lugar de
consumo.

– De todos los aglomerantes mencionados
los que mejores resultados metalúrgicos han reportado son el cemento Portland II y la cal
, en éste orden incrementando la recuperación de oro y disminuyendo el consumo de
cianuro.

AGRADECIMIENTO

Expresamos nuestro agradecimiento al
Consejo Superior de Investigaciones,al Señor Decano de la Facultad de Geologia, Minas y
Metalurgia,al Director y Coordinador de la E.A.P. de Ingenieria Metalurgica y a todos los
miembros que colaboraron en el desarrollo del Proyecto de Investigacion Nº 5160104.