| LIXIVIACIÓN DE MENAS AURÍFERAS CON SALES OXIDANTES EN
MEDIO ÁCIDO MEDIANTE EL PROCESO SEVERO
M.Sc. Palacios C. Severo*
RESUMEN
ABSTRACT
I. INTRODUCCIÓN
II. METODOLOGÍA
III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El trabajo de Lixiviación se desarrolla en Menas, Concentrados y Material Refractario
(sulfurado), en pulpa o partículas (agitación o pilas) a temperatura ambiente con tiempo
de lixiviación máximo de doce horas, usando como medio lixiviante el ácido sulfúrico
concentrado adicionado sales oxidantes como los cloruros y nitrato de sodio o nitrato de
amonio en distintas proporciones, Los resultados obtenidos respecto a la recuperación de
oro alcanzan el 98%.
Si el oro esta encapsulado en el cuarzo o arena aurífera, deberá adicionarse fluoruro de
sodio (nunca usar el calcio, porque forma yeso que entorpece el proceso) con la finalidad
de disolver el cuarzo, no disuelve ni forma complejos en el oro, además sirve para dejar
en libertad metales nobles como el titanio, platino, talio, germanio, etc los cuales luego
son recuperados con el medio lixiviante al cual he denominado Proceso SEVERO.
La adición de sales a la pulpa ácida, tiene por finalidad producir cloro y agua regia in
situ, lixiviante enérgico para recuperar elementos nobles de concentrados o minerales
auríferos.
Palabras Claves: sales oxidantes, cloro naciente, agua regia in situ, hidrometalurgia.
The work of leaching is developed in Fewer, Concentrated and Refractory Material
(sulfured), in pulp or particles (agitation or piles) to ambient temperature in advance of
maximun leaching of twelve hours, using like half lixiviante the acid sulfuric concentrate
added salts oxidizers like the chlorides and nitrate of sodium or ammonium nitrate in
different proportions. The results obtained regarding the recovery of gold reach 98%.
If the gold is encapsulated in the quartz or auriferous sand, fluoride of sodium will be
added (never to use the calcium, because it forms plaster that hinders the process) with
the purpose of dissolving the quartz, it doesn´t dissolve neither complex form with the
gold, it is also good to leave in you liberate noble metals as the titanium, platinum,
talio, germanium, etc, those wich then are recovered with the means lixiviante to wich I
have denominated SEVERO Process.
The addition of salts to the sour pulp, has for purpose to produce chlorine and regal
water in situ, energetic lixiviante to recover noble elements of concentrated or
auriferous minerals.
Key Words: salt oxidizers, nascent chlorine, aqua regia in situ, Hydrometallurgy
|
El cianuro de sodio ha sido el reactivo de lixiviación preponderante para el oro, debido
a su excelente extracción de una gran variedad de menas y su bajo costo. Si bien el
cianuro es un lixiviante poderoso para oro y plata, no es selectivo y forma compuestos
complejos con una variedad de iones metálicos y minerales.
Las velocidades de cianuración son relativamente lentas y la industria ha estado
investigando reacciones de lixiviación de oro más rápidas, que sean capaces de alcanzar
extracciones de oro muy altas. Debido al elevado valor del metal amarillo, incluso
pequeños incrementos en la recuperación son siempre preferibles para mejorar la
velocidad de lixiviación.
Por otro lado la aplicación de los métodos hidrometalúrgicos en el oro, especialmente
la lixiviación cianurada, que tiene una aplicación mayoritaria en el tratamiento de
minerales oxidados, ha dado lugar al desarrollo de técnicas ecológicas e innovadoras de
lixiviación, extracción por carbón activado, extracción por solventes y
electrodeposición M oro, con la finalidad de obtener cátodo de oro de gran pureza.
LIXIVIACIÓN DEL ORO EN DIVERSOS MEDIOS ÁCIDOS
| 2 Au + 3Cl2 + 2HCl ® 2H [AuCl4] |
(1) |
| 2Au + 2HNO3 + 6HCl ® 2AuCl3 + 2NO + 4H2O |
|
| 2Au + 2HCl + 6FeCl3 ® 2H [AuCl4] + 6FeCl2 |
(2) |
| 2Au 2 HCl + 6FeCl3 ® 2H [AuCl4] + 6FeCl2 |
(3) |
| 2Au + 6HNO3 +
8HCl 2H [AuCl4] +
6NO2 + 6H2O |
(4) |
|
H2SO4 |
|
|
| 2Au + 2NaNO3 + 8NaCl
®
2Na [AuCl4]
+ 2No + 4 Na2O |
(Proceso SEVERO) (5) |
PROCESO OPERATORIO DE LIXIVIACIÓN
El presente proceso es innovativo y ecológico para la recuperación de oro de menas,
concentrados y material refractario (sea por agitación, en pilas o inundación), el cual
se ha patentado como Proceso SEVERO. La lixiviación se realiza mediante la adición de
sales oxidantes en medio ácido y tiene las siguientes ventajas frente a los procesos
convencionales:
Alta sensibilidad a elementos
incrustados en las menas de Pb, Cu, Zn, Sb, etc. No interaccionan con el azufre residual
liberándolo del proceso.
Alta recuperación del oro y elementos
nobles: platino, palacio, iridio, rodio, osmio, rutenio, titanio, germanio, talio, etc. de
las arsenopiritas y calcopiritas.
Recuperación satisfactoria del oro de
menas refractarias.
Regeneración del lixiviante
adicionando sales y precipitando sales.
Las sales con el oro forman un complejo
aniónico en medio ácido, siendo su mecanismo de reacción:
| 2 Au + 2NaNO3 + 8NaCl ® 2Na [ AuCl4 ]+ 2NO + 4Na2O |
(6) |
Esta reacción es rápida y logra
extracciones de oro hasta un 98%. La principal ventaja es que se recicla la solución
lixiviante. Además, no se genera gas de dióxido de nitrógeno que es venenoso y tóxico.
QUÍMICA DE LA LIXIVIACIÓN
Las reacciones de lixiviación del oro con cianuro y sales oxidantes son mostradas a
continuación:
CIANURADO
| 2 Au + 4CN- + 1 O2
+ H2O ®2 Au (CN)2- + 2OH- |
(7) |
|
2 |
SALES OXIDANTES
| 2 Au + 2NaNO3 + 8NaCl ® 2Na [AuCl4] + 2
NO + 4Na2O |
(8) |
Las ventajas existentes para el proceso
en estudio son:
La reacción con sales oxidantes utiliza como lixiviante el nitrato y cloruro de sodio
formando, por la reacción con el medio ácido, el cloruro de nitrosilo NOCI. Por lo
tanto, cinéticamente la lixiviación con sales oxidantes es función de la concentración
del ácido y sales.
Las sales disueltas del oro forman compuestos complejos (H[AuCl4], Au[AuCl]4) de oro (I) y
(III) estables en el medio. Las sales forman un ligando de cloruro y nitrosilo con el oro.
Para la recuperación del oro, plata, titanio, germanio, talio, platino, etc. del mineral,
el costo de las sales es insignificante.
La recuperación del oro del medio lixiviante se desarrolló por cementación, carbón
activado, extracción por solventes, reducción gaseosa o electrodeposición,
MECANISMO DE REACCIÓN
Si en la mena aurífera existe plata, cobre, rutilo, germanio, platino, titanio, talio,
etc. dichos elementos valiosos son lixiviados bajo las siguientes semirreacciones:
SEMIRREACCIONES
El ácido nítrico se forma mediante la interacción del nitrato de sodio, amonio o
potasio, adicionando ácido sulfúrico concentrado, siendo el mecanismo de reacción:
| 4 NaNO3 + 2H2SO4 ® 2Na2SO4
+ 4HNO3 |
(9) |
Para obtener ácido
clorhídrico se hace reaccionar cloruro de sodio, cloruro cuproso, cloruro férrico o
cualquier cloruro adicionando ácido sulfúrico concentrado, siendo el mecanismo de
reacción en dos etapas:
| 4 NaCl + 4H2SO4
® 4 NaHSO4 + 4HCl |
| 4 NaHSO4 +
4NaCl ® 4Na2SO4 + 4HCl |
| _____________________________ |
| 8NaCl + 4H2SO4
® 4Na2SO4 + 8HCl |
|
(10) |
Notará que el cloruro de sodio en
reacción con el ácido sulfúrico concentrado primeramente forma bisulfato, en una
segunda reacción recién forma sulfato de sodio; así mismo, en la reacción existe un
exceso de cloruro de sodio el cual forma un exceso de ácido clorhídrico, y se convierte
en benefactor para la lixiviación de los metales nobles (especialmente para la
lixiviación de la plata) presentes en el mineral.
El nitrato de sodio o potasio es de calidad industrial (fertilizante) o comercial, el cual
interactúa con el medio ácido produciendo ácido nítrico naciente in situ. El cloruro
de sodio, de igual manera, es de calidad comercial.
Dichas reacciones favorecen en el proceso para poder lograr formar el cloruro de
nitrosilo. La formación de agua regia in situ es mucho más enérgica que el agua regia
obtenida al hacer reaccionar el ácido nítrico y clorhídrico concentrado, ya que el agua
regia a partir de sales oxidantes se genera en el medio, de tal manera que disuelve todo
el material valioso sin eliminarse (evaporarse) como ocurre con los ácidos comunes.
La generación de cloruro de nitrosilo, NOCI, se desarrolla al hacer reaccionar las sales
oxidantes en el medio ácido, es necesario controlar la cantidad de las sales, ya que un
exceso del nitrato genera la formación de gas NO2, el exceso de cloruro de sodio, genera
la formación de compuestos de cloro (indeseables en el medio) La ecuación que se adjunta
a continuación es recomendable para desarrollar el presente proceso.
|
H2SO4 |
| NaNO3 +
3NaCl ® NOCl +
Cl2 + 2Na2O |
|
25ºC |
|
11 |
REACCIÓN DEL LIXIVIANTE
La reacción general del proceso de lixiviación se desarrolla bajo:
|
H2SO4 |
| 2NO3- +
8Cl- ®
2NOCl + 3Cl2 + 2O2 |
|
25ºC |
|
(12) |
Siendo el cloruro de nitrosilo, NOCI,
parte importante en el proceso de formación del agua regia en el medio.
REACCIÓN CON EL MINERAL AURÍFERO
La interacción del mineral aurífero con el medio lixiviante se desarrolla bajo la
reacción:
|
H2SO4 |
|
| Au + 3NaNO3 +
4NaCl ® Na [AuCl4] + 3NO2 + 3Na2O |
|
|
25ºC |
|
|
13 |
Dicha reacción no es recomendable por la
generación del gas NO2, que es altamente tóxico, por lo que se ha desarrollado la
siguiente reacción química que es bastante favorable para el proceso de lixiviación con
sales oxidantes:
|
H2SO4 |
| 2Au + 2NaNO3 + 8
NaCl ® 2Na [AuCl4] 2NO + 4Na2O |
|
25ºC |
|
(14) |
Notará que se obtiene NO,
oxido nítrico, el cual luego es regenerado a cloruro de nitrosilo, dicho mecanismo lo
vemos en el siguiente párrafo.
Podrá establecer usted amable lector que la adición de las sales oxidantes es muy
importante en el presente proceso, por lo que es necesario dosificar adecuadamente de tal
manera evitar la contaminación del medio ambiente, ya que el presente proceso es
ecológico, y loable ya que se regenera la solución lixiviante para procesos posteriores
de lixiviación de mineral fresco.
RECICLADO DEL ÓXIDO NÍTRICO
Dicha reacción es espontánea ya que la presencia del ion cloro (en exceso) en el medio
interactúan con el óxido nítrico y genera cloruro de nitrosilo y cloro naciente, por lo
tanto el gas nitrosilo siempre estará presente en dicho medio lixiviante, bajo la
siguiente reacción:
| 2NO + 2Cl2 ® 2NOCl + Cl2 |
(15) |
El óxido nítrico (NO), a pesar de su
carácter endotérmico, es perfectamente estable en condiciones normales. Es un gas
incoloro, relativamente, es poco soluble en agua, y no se combina con ella. Entrega su
oxígeno con gran dificultad.
El óxido nítrico se combina directamente con el oxígeno. El dióxido de nitrógeno (No
2), es un gas de color pardo, que se condensa fácilmente formando un líquido que hierve
a +210C. El NO2 es un agente oxidante muy poderoso.
El principal producto resultante de la reducción del ácido nítrico moderadamente
fuerte, es el óxido nítrico y del concentrado, el dióxido de nitrógeno.
Si el proceso se lleva a cabo en disoluciones no muy concentradas, de los gases formados
por descomposición del ácido nítrico solo se desprende óxido nítrico, puesto que el
dióxido de nitrógeno, al reaccionar con el agua, da ácido nítrico y óxido nítrico.
Nota: El cobre reacciona con el ácido nítrico concentrado dando el gas dióxido de
nitrógeno, de color pardo rojizo, mientras que con el mismo ácido diluido forma el
óxido nítrico, incoloro:
| 3Cu(S) + 2NO3-
+ 8H+ ® 3Cu2+ + 2NO(g)
+ 4H2O |
|
(16) |
El agua regia obtenida a
partir de sales oxidantes in situ, tiene acción mucho más enérgica que el obtenido por
la mezcla de ácidos. El oro, platino, titanio, germanio, paladio, iridio, rodio, osmio,
rutenio son disueltos para dar los compuestos clorurados, según el mecanismo de
reacción:
| 3X + 4HNO3 +
12HCl ® 3XCl4 + 4NO + 8H2O |
|
(17) |
Nota: El principal
componente activo del agua regia se constituye, por una parte, el cloro naciente, y por
otra, el cloruro de nitrosilo, que entrega su cloro con facilidad.
TERMODINÁMICA DE LIXIVIACIÓN DEL ORO
La termodinámica define el estado de equilibrio a que deberá llegar finalmente la
reacción de lixiviación en las condiciones dadas, aunque en la práctica no se logre
alcanzar el equilibrio.
La termodinámica nos indica qué reacciones son posibles, y cuales no, por lo tanto para
las ecuaciones se obtuvieron los siguientes valores:
| 2 Au + 2NaNO3 + 8
NaCl ® 2Na [AuCl4] + |
| 2 NO + 4 Na2O Dm =
- 292502 Cal |
|
(18) |
Dicha reacción es
factible ya que la energía libre es espontánea, no requiriendo energía externa para su
formación.
Por tal motivo es importante estudiar la termodinámica primero, antes de desarrollar
cualquier trabajo que pueda entorpecer el estudio.
Los diagramas de estabilidad (E-pH) son representaciones termodinámicas del sistema que
permiten visualizar de una manera global las zonas de estabilidad de los elementos y
compuestos basándose en el pH y el potencial del proceso de oxidación y reducción.
Dichas variables son tan importantes para mostrar la extensión de las reacciones. Las
cuales se pueden expresar mediante ecuaciones en que intervienen las variables
mencionadas.
Siempre hay que tener presente que los diagramas representan, en cuanto a exactitud, por
los datos experimentales un aproximado a la realidad. En dicho caso no se considera la
cinética del proceso involucrado.
Los diagramas de estabilidad son herramientas muy valiosas para el estudio de los procesos
de lixiviación. El conocimiento real de las variables permiten tener una visión muy
clara de lo que esta ocurriendo en el proceso desde el punto de vista de las especies que
están presentes en el medio.
CONSIDERACIONES TERMODINÁMICAS
Una primera evaluación termodinámica indica que la disolución del oro, usando sales
oxidantes a temperatura ambiente, es un proceso atractivo que se muestra a través de las
siguientes reacciones:
| Au3+ + 4Cl- ® AuCl4-
Dm = -
172780 Cal |
| |
(19) |
La estabilidad del complejo es parte
importante para su extensión en el medio, por lo cual es importante que la reacción sea
de izquierda a derecha.
Dicha reacción ocurre en medio ácido, en presencia de sales oxidantes. En particular,
esto se puede lograr, adicionando adecuadamente las concentraciones de las sales de
nitrato y cloruro de sodio en el medio ácido, en la que los iones cloro son los
controlantes del proceso, un exceso del nitrato genera gas NO 2 contaminante para el medio
ambiente.
| Au + 3NaNO3 + 4
NaCl ® Na [AuCl4] + |
| 3 NO2 + 3 Na2O
Dm = +396660 Cal |
|
(20) |
Dicha reacción no ocurre
espontáneamente, ya que requiere energía externa o un exceso de nitrato de sodio con la
finalidad de ocurrir, tal como indica la ecuación (20)
Las especies resultantes de la reacción son AuCI2 y AuCI4-, pero el oro (III) predomina
en la forma del complejo, tal como se observa en la figura N.° 1.
Como puede observarse en la figura
N.º 1,
el oro forma complejos de cloruro e hidróxido en el rango de pH ácido y las altas
concentraciones de ion cloruro forman la especie AuCI 4 - que es la especie más estable;
así mismo, es convertida a AuCI3 a bajas concentraciones del ion cloruro. La especie
neutra Au (OH)3 es muy estable comparada con otras especies de oro, tomando en cuenta el
rango amplio de pH y de la concentración de ion cloruro en el cual predomina.
CINÉTICA DE LIXIVIACIÓN DEL ORO
Mientras más amplio sea el tiempo de lixiviación requerido para alcanzar una
recuperación deseada de una mena de oro, mayor será la capacidad requerida del volumen
de lixiviación y por lo tanto el costo de capital de la planta. En procesos de
lixiviación con cianuro, el tiempo de residencia en plantas de oro varía en un rango de
10 a 72 horas. En cambio en el proceso de lixiviación con sales oxidantes el tiempo de
residencia es de 8 horas como mínimo (dependiendo de la variedad de mineral aurífero)
La disolución del oro en medio ácido con sales oxidantes es una reacción heterogénea
que ocurre en la interfase sólido-líquido. La velocidad de transferencia de masa de
reactantes (sales oxidantes) desde la fase líquida, tiene un efecto importante sobre la
cinética total de lixiviación del oro. Así la velocidad de disolución no solo depende
de la velocidad de reacción química en la interfase sólido-líquido, sino también de
la velocidad de transferencia de masa entre las fases. La velocidad también dependerá
del área de la interfase en reacción, el cual se reduce constantemente durante la
disolución del oro.
Estudios preliminares han demostrado que la disolución del oro está controlada por la
difusión (transferencia de masa) del cloruro y el nitrato de sodio disuelto a través de
la capa límite de la interfase sólido-líquido (figura N.O 2) La velocidad de
disolución se incrementa con la concentración del cloruro de sodio, el oro puede llegar
a pasivarse (por la presencia M cloruro de plata-insoluble en el medio, esto debido a que
parte del cloruro disuelto interactúa con la plata por ello se recomienda un exceso de
cloruro de sodio) y disminuir su velocidad de disolución a un nivel más bajo y
constante.
A bajas concentraciones de nitrato de sodio, el cloruro de sodio tiene efecto sobre la
velocidad de disolución del oro, mientras que a elevadas concentraciones de nitrato de
sodio, donde la reacción no está controlada por el nitrato, la velocidad de reacción
depende del cloruro de nitrosilo, NOCI. Las reacciones que ocurren en el proceso están
ilustradas en la figura N.O 2, tanto para el área anódica como catódica.
La descarga de oxido nítrico, NO, es instantánea y conduce a una acumulación de cloruro
de nitrosilo bajo la siguiente reacción:
| 2NO + 2Cl2-
® 2NOCl + Cl2 + 2e- |
|
(21) |
En la solución. La lixiviación de
minerales auríferos con sales oxidantes es controlada por la difusión. La rapidez de
reacción involucra difusión en la capa líquida, de los iones cloro para capturar al ion
oro y formar el complejo de cloruro de oro, esto debido a la alta concentración de
cloruro de sodio y el ion cloruro causa la alta concentración de cloruro de nitrosilo
(figura N.º 3)
Por lo tanto, se alcanza la
velocidad límite, cuando la razón de concentración de iones nitrato a cloruro en
solución es igual a cuatro y punto cinco.
Lo cual corrobora que la ecuación estequiométrica está bien aplicada porque se requiere
una relación de 1:4 de nitrato de sodio a cloruro de sodio.
La razón de las dos concentraciones es de gran importancia. Si se usa un exceso de
solución concentrada de cloruro, respecto al nitrato disuelto, éste es desperdiciado.
Por otro lado, si se alcanza a saturar de iones cloruro una solución pobre de ion
nitrato, la velocidad de lixiviación será lenta. Para la máxima velocidad de
lixiviación con sales oxidantes en un proceso productivo, es importante el control de la
concentración de nitrato y cloruro de sodio disuelto en un radio molar óptimo (igual o
cercano a cuatro y medio)
Lo cual nos confirma que la ecuación estequiométrica de la lixiviación con sales
oxidantes requiere una relación de uno a cuatro para establcer la disolución del oro
presente en el mineral.
Los experimentos de lixiviación con sales oxidantes a minerales auríferos procedentes de
la mina Huaracane, Moquegua, fueron realizados para establecer el efecto de los factores
sobre la disolución de¡ oro metálico.
Todas las pruebas se desarrollaron a temperatura ambiente, y a un tiempo establecido.
El mineral previamente fue molido con la finalidad de liberar al oro, ya que dicho
material se encuentra en forma microscópica conjuntamente con el óxido de hierro, con
una ley promedio de 15 g/t, las sales oxidantes son de calidad comercial (fertilizantes)
En todas las pruebas se llegan a desarrollar reacción exotérmica con el fin de acelerar
el proceso de disolución del oro.
El contenido de oro en la solución lixiviada se analizó por electrogravimetría. Para
determinar el efecto de los factores se estudió a dos niveles la concentración de las
variables con el fin de no interferir en el análisis del oro.
| |
NIVELES |
| FACTORES |
- |
+ |
| A: H2SO4 |
100 |
120 |
| B:NaNO3 |
20 |
30 |
| C: NaCL |
70 |
90 |
Al concluir con las pruebas experimentales, se procedió analizar la extracción de oro
del material aurífero, para lo cual se utilizó el programa estadístico STATGRAPHICS
Plus, de cuyo tratamiento de datos se obtuvo la estimación de los efectos de cada uno de
los factores siendo éste el resultado de dicho análisis:
ÁCIDO SULFÚRICO: El efecto de la concentración de ácido sulfúrico se estudia
en el rango de 110 a 120, manteniendo constante la temperatura, el tiempo de lixiviación
así como la agitación del proceso.
El efecto de la concentración de ácido sulfúrico es positivo con una pendiente
pequeña, evaluando dicho factor podemos llegar a la siguiente conclusión: que dicho
factor está en su mínimo nivel, debiendo ser maximizado hasta llegar al óptimo, a fin
de poder obtener una máxima extracción de oro del material aurífero.
Comment: Proceso
SEVERO
Estimated effects for Au |
| Average |
= 98.6274 |
| A: H2SO4 |
= 0.885365 |
| B: NaNO3 |
= 1.48441 |
| C: NaCl |
= -12.7076 |
| AA |
= -7.32279 |
| AB |
= 0.25 |
| AC |
= 4.75 |
| BB |
= -8.73692 |
| BC |
=11.25 |
| CC |
=-18.6366 |
NITRATO DE SODIO:
Los resultados obtenidos al desarrollar el experimento factorial con el fin de establecer
el efecto de dicho factor, se llega a la siguiente conclusión: Si se incrementa fuera del
rango establecido se generan gases tóxicos de dióxido de nitrógeno, altamente
contaminante para el medio ambiente.
El objeto de adicionar nitrato de sodio es la generación de ácido nítrico, el cual al
interactuar con el ácido clorhídrico genera agua regia in situ, compuesto altamente
corrosivo, debiendo de controlarse la dosificación de dicha sal a fin de evitar la
formación de gases tóxicos.
El efecto de la concentración del nitrato de sodio está en su nivel mínimo, debiendo
maximizarse hasta llegar al óptimo y obtener buenas extracciones del material valioso.
CLORURO DE SODIO: La dosificación del cloruro de sodio es con la finalidad de
producir cloruro de nitrosilo y cloro naciente ín situ, los experimentos se llevaron a
cabo manteniendo constante la temperatura, el tiempo de lixiviación así como la
agitación.
La disolución del oro se incrementa al incrementarse la dosificación de dicha sal, la
concentración tiene efecto significativo sobre la solubilidad del oro, debido a que el
ion cloro tiene habilidades de formar especies complejas con el oro.
El efecto de dicha sal nos indica que está en su nivel máximo, indicándonos que al
incrementarse sobre el máximo se disminuye la recuperación de oro.
Tal como visualizamos el análisis
gráfico del efecto medio podemos establecer que la mayor recuperación para el ácido
sulfúrico y nitrato de sodio esté cercano al promedio, en cambio el cloruro de sodio
está en su máxima concentración debiendo de ser disminuido hasta llegar al óptimo.
Entre los factores en estudio existe interacción por lo que no es posible manipular cada
factor independientemente, ya que todos los factores están entrelazados para poder
desarrollar el Proceso SEVERO.
El análisis de varianza (ANAVA) confirma la importancia que tienen los factores, así
mismo las interacciones y cuadraturas del proceso.
| Analysis of
Variance for Au * Proceso SEVERO |
| Source |
Sum of Squares |
Dr |
Mean Square |
F-Ratio |
P-Value |
| A: H2504 |
2.6763 |
1 |
2.6763 |
0.04 |
0.8463 |
| B: NaNO3 |
7.52312 |
1 |
7.52312 |
0.11 |
0.7456 |
| C: NaCl |
551.334 |
1 |
551.334 |
8.21 |
0.0186 |
| AA |
182.993 |
1 |
182.993 |
2.72 |
0.1333 |
| AB |
0.125 |
1 |
0.125 |
0 |
0.9665 |
| AC |
45.125 |
1 |
45.125 |
0.67 |
0.4337 |
| BB |
260.497 |
1 |
260.497 |
3.88 |
0.0805 |
| BC |
253.125 |
1 |
253.125 |
3.77 |
0.0842 |
| CC |
1185.25 |
1 |
1185.25 |
17.64 |
0.0023 |
| Total error |
604.753 |
9 |
67.1948 |
|
| Total (corr.) |
2827.15 |
18 |
|
| R- squared =
78.6091 percent |
| R- squared =
(adjusted for d.f. = 57.2181 percent |
El modelo matemático, con un coeficiente
de correlación aceptable, si igualamos a cero los tres factores, nos indica que la
extracción de oro está en su máximo, debiendo ser regulado éste por las dosificaciones
del ácido sulfúrico y las sales oxidantes.
| Au 0 -566.86 + 6.13684*H2SO4 - 0.389635 *
NaNO3 + 8.84891 * NaCl- |
| 0.036614 * H2SO4 Ù
2 + 0.0025 * H2SO4 * NaNO3 + 0.02375 * H2SO4 * NaCl- |
| 0,174738*NaNO3 Ù 2 + 0.125*NaNO3*NaCl -
0.093183 * NaCl Ù 2 |
En el análisis gráfico se visualiza que
la máxima recuperación de oro se encuentra señalada por el signo más que está dentro
de la zona (98 a 99% Au). Debiendo de dosificarse adecuadamente con el fin de llegar a
dicha recuperación.
RECUPERACIÓN DE ION TETRACLOROAURATO MEDIANTE RESINA ANIÓNICA espC02
La resina espc02, elaborada por el autor del presente estudio, trabaja a condiciones
ambientales y depende de la concentración de la solución, una vez cargada con oro puede
ser desorbida en una solución ácida.
OPERATIVIDAD DE ADSORCIÓN DE RESINA ANIÓNICA espC02
| Wresina |
= 1 a 5 gramos |
| Vsolución |
= 200 a 500 ml |
| [Au] |
= 5 a 100 rng Au/l |
| pH |
= < 1,7 |
| T |
= ambiente |
| t |
= 2 horas |
| % extracción |
= 98% |
MECANISMO DE ADSORCIÓN
| ]RCl-
+ AuCl4(ag)- ® ]R
AUCl4- + 3Cl(aq)- |
|
(23) |
OPERATIVIDAD Deserción DE RESINA
ANIÓNICA espC02
| [H0] |
= 3,5 g/1 |
| TU |
= 10 g/] |
| T |
= ambiente |
| t |
= 2 horas |
| pH |
= < 1,7 |
MECANISMO DESORCIÓN
| ]RAuCL4-
+ 2TU aq) ® ]RCl
- + Au [TU] 2+
Cl(aq)- + Cl2 |
|
(24) |
Las condiciones operativas con cinco
gramos de resina por litro de solución recupera el 98% de oro en un tiempo estimado de
dos horas.
REGENERACIÓN DE RESINA
La regeneración de la resina se desarrolla en medio acuoso, se utiliza una solución de
ácido clorhídrico y tioúrea, la resina se lava con agua para eliminar los contaminantes
superficiales y se sumerge en la solución regenerante.
ELECTRODEPOSICIÓN DE ORO DE SOLUCIÓN DESORBIDA
El complejo oro(I)-tioúrea puede ser reducido electrolítica mente de acuerdo al
siguiente mecanismo:
| Au [TU] +2 Cl(aq)- + e-
® Au + 2 [TU]
+2 |
(25) |
Esta es una reacción controlada por
difusión con un rango de potencial catódico de -0,15 a -0.35V, la tioúrea, como tal, no
contribuye a la reacción catódica del oro, pero su producto de oxidación, el disulfuro
de formamidina, puede ser reducida sobre la superficie catódica.
Es necesario compartimientos separados (anódica y catódica) utilizando diafragmas, a fin
de evitar dos situaciones:
Bajas densidades de corriente dan mejores
eficiencias de corriente. El uso de ánodos de plomo minimiza la descomposición de la
tioúrea. Se obtiene una máxima deposición del oro con altas velocidades de circulación
del catolito.
Los resultados alcanzados en las pruebas experimentales permiten plantear las siguientes
conclusiones:
Técnicamente es posible recuperar oro
a partir de minerales por Lixiviación con sales Oxidantes en Medio Ácido (Proceso
SEVERO)
Las variables importantes del Proceso
son las concentraciones de ácido sulfúrico, nitrato y cloruro de sodio, los cuales
tienen la función de generar cloro naciente y agua regia in situ.
La presencia del ion cloruro permite la
formación de cloro naciente y cloruro de nitrosilo in situ (agua regia) que permite la
formación del complejo aniónico tetracloroaurato e incrementa la solubilidad del oro.
El presente proceso se desarrolla a
condiciones ambientales, la solubilidad del oro está limitada por la dosificación
adecuada de sales oxidantes y el ácido sulfúrico.
Es posible restablecer el poder
oxidante del medio incrementando sustancialmente las sales oxidantes y regulando el pH.
La aplicación del presente Proceso en
el ámbito industrial resultaría económica, ya que se regenera el medio lixiviante y
utiliza productos que se encuentran en el mercado local (fertilizantes),
Los resultados obtenidos y condiciones
de operación en la lixiviación son los siguientes:
| CONDICIONES
DE OPERACIÓN |
| H2SO4 |
109 |
| NaNO3 |
24 |
| NaCl |
75 |
| Temperatura |
ambiente |
| Tiempo |
12 horas |
| Tamaño de grano |
-150 Tyler |
| Recuperación (oro) |
99,82% |
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referencias
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Consultor Metalúrgico: UNJBG-FAIM - Proyecto Minero
Metalúrgico
CONSULTOR EDELMIN
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