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Variables cianuracion

E
ElyLucia

Este documento describe las principales variables que afectan el proceso de cianuración para la disolución de oro, incluyendo la concentración de cianuro, concentración de oxígeno, pH y alcalinidad, área superficial y tamaño de partícula de oro, temperatura y agitación. Cada variable influye la velocidad y eficiencia de disolución de oro de manera diferente.

1 de 30
VARIABLES QUE INFLUYEN
EN EL PROCESO DE
CIANURACIÓN
Escuela Politécnica Nacional
Departamento de Metalurgia Extractiva
Lucía E. Manangón Perugachi
Las variables son:
Factores que
afectan la
disolución de
oro
Concentración
de cianuro
Concentración
de oxígeno
pH y
alcalinidad
Área
superficial &
tamaño de oro
Temperatura
Agitación
1. Concentración de cianuro
• La disolución del oro aumenta linealmente
con la concentración de cianuro, hasta que
se produce un máximo.
• La mayoría de plantas tratan las menas de
oro usando soluciones que contienen 0,05
% de NaCN (0,5 g/l).
• Si hay presencia de elementos cianicidas se
trabaja en general a 1 g/l de cianuro.
Ejemplo de influencia de la concentración de
cianuro en mineral refractario
• Mineral de la zona minera de Portovelo,
ubicada al sur del Ecuador
• Pirita (20%), calcopirita (2%), esfalerita (1%) y
cuarzo (77 %).
• El mineral contiene 10 g/ton de oro y 15
g/ton de plata.
• Cianuración de 0,1 a 15 g/l de cianuro
Ejemplo de influencia de la concentración de
cianuro en mineral refractario
[CNNa] Recuperación de
oro en solución
Consumo
CNNa
Consumo
Cal
(g/l.) (%) (Kg/ton) (Kg/ton)
0,10 39,47 1,01 9,85
0,50 80,04 3,67 8,85
1,00 82,56 1,95 9,65
5,00 72,13 9,00 10,70
10,00 70,60 12,45 10,70
15,00 70,45 12,90 10,70
% Recuperación de oro vs. concentración de
cianuro libre para el mineral de Agua Dulce
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,00 5,00 10,00 15,00
[CNNa] (g/l)
%Recuperacióndeoro
C o n te n id o d e m e ta le s e n so lu cio n a
d istin ta s co n ce n tra cio n e s d e cia n u ro lib re
0 .0 0
1 0 0 .0 0
2 0 0 .0 0
3 0 0 .0 0
4 0 0 .0 0
5 0 0 .0 0
6 0 0 .0 0
0 .0 0 5 .0 0 1 0 .0 0 1 5 .0 0
[C NNa] (g /l)
[Zn,Cu,Fe](mg/l)
Zn
C u
F e
Presencia de
cianicidas
La concentración de cianuro es
afectada por la presencia de
elementos cianicidas
Minerales de cobre: óxidos, carbonatos, sulfuros,
silicatos
Cu(CN)3
2-
, Cu(CN)4
3-
, Cu(CN)2 , CuCN (s)
Minerales de hierro:
Pirrotina >> Marcasita > Pirita
óxidos (hematita, magnetita, goethita, siderita) :
insolubles en cianuro Fe(CN)6
4-
Minerales de zinc: Esfalerita
Zn(CN)3
2-
, Zn (CN) 4
3-
, Zn(CN)2 (s) , ZnCN
Minerales de arsénico y antimonio: No forman
complejos con cianuro, pero consumen oxígeno
AsO2
-
/ AsO3
-
SbO2
-
/ SbO3
-
Tres tipos básicos de complejos cianurados que se
forman por reacción de CN- libre con muchas
especies metálicas
Especies
libres
Disociables en
ácido débil
Complejos fuertes
HCN, CN- Zn(CN)2 (s)
Ag(CN)2
Fe2[Fe(CN)6](s)
Cu(CN)4
3-
Cu(CN)2
Au(CN)2
Fe4[Fe(CN)6]3 (s)
K4Ni4[Fe(CN)6]3
Formación de cianatos y tiocianatos
4 HCN + 3O2  4CNO-
+ 2H2O
3CN-
+ 2O2 + H2O  3CNO-
+ 2OH-
Sº + CN-
 SCN-
xS2-
+ CN-  (x-1) S2-
+ SCN-
- Reducen [CN-
] libre
- Consumen O2
2. Concentración de oxígeno
• La concentración de oxígeno es difícil de
controlar
• 1 mol de Au  2 moles CN- y 0,5 mol O2
• Es adecuado tener una relación [CN-]/ [O2]
cercana a 6, para tener la máxima velocidad
de disolución de oro.
A 1 atm y 25 °C:
8,2 mg/L
En Quito:
6 mg/L
Baja solubilidad en agua
Ensayos de cianuración laboratorio
Ensayos de cianuración laboratorio
Existen 2 métodos para incrementar [O2]:
1. Lixiviación bajo presión con aire como oxidante
2. Uso O2 puro, aire enriquecido con O2, H2O2 u
otra fuente de O2
Ambos métodos son caros
Solo se justifica para minerales de alta
ley que contienen alta cantidad de
minerales consumidores de oxígeno.
3. pH y alcalinidad
Para prevenir
pérdidas excesivas
de cianuro por
hidrólisis, el proceso
de cianuración se
lleva a cabo a
valores de pH
superiores a 9,4
Control del pH
(generalmente se controla con adición de cal)
En la práctica, pH superior a 10
• Previene hidrólisis de CN- a HCN
• Previene descomposición de CN- por presencia de CO2
CO2 + H2O ===> H3CO2
CN- + H3CO2 ==> HCN + HCO3
-
• Ayuda en la separación sólido/líquido
• Pero en cantidades excesivas retrasa la disolución de
oro sobre todo cuando se tiene sulfuros
Efecto del pH
pH bajo (9,5 - 10) reduce la disolución de minerales de
arsénico y antimonio
pH superior a 12, puede producir efectos negativos:
• Incremento de reacciones colaterales: disolución de
sulfuros u otras especies reactivas
• Precipitaciones por formación de especies de baja
solubilidad con calcio.
Ejemplo de influencia de pH y alcalinidad en
mineral aurifero refractario
• Tres Ranchos, mina Ponce Enríquez.
• Pirita (44 %), arsenopirita (13 %) calcopirita
(1,5 %) y cuarzo (41,5 %)
• Su contenido de oro es de 30 g/ton y el de
plata de 25 g/ton.
• Diferentes pH que van de 9,5 a 12
• se emplea 1 g/l de cianuro
pH y alcalinidad en mineral
refractario
pH Recuperación de
oro en solución
Consumo
CNNa
Consumo
Cal
(%) (Kg/ton) (Kg/ton)
9,5 67,9 12,5 3,1
10 71,0 1,7 1,5
11 74,3 2,1 3,5
12 71,1 1,5 11,5
4. Área superficial y tamaño del oro
• La velocidad de disolución del oro es proporcional
a la superficie expuesta del oro.
• A menor tamaño de la partícula, se incrementan
las reacciones de competencia de otros
elementos.
4. Área superficial y tamaño del oro
• Se debe encontrar un equilibrio entre el
tamaño de la partícula, % de extracción del
oro y el consumo de cianuro.
• velocidad de disolución del oro es de
3,4 μm/h.
• 44 horas --150 μm (malla #100)
• 13 horas - 45 μm (malla #325)
Influencia del área superficial y tamaño del oro
en un mineral
• Yacimiento ubicado al norte de Perú,
• Cuarzo (50%), pirita (5%), esfalerita (2%),
calcopirita (2%)
• Hematita, goetita, limonita (35%),
• Material arcilloso (3%).
• El mineral posee un contenido de oro de 70
g/ton
• Cianuración 1 g/l de cianuro y pH = 11
• Tiempos de molienda 15 – 60 minutos
Ejemplo de influencia de área superficial y
tamaño del oro en un mineral aurífero
Tiempo de
molienda d80
Recuperación
oro solución
Consumo
CNNa
Consumo
cal
minutos micras % Kg/ton Kg/ton
15 250 68,3 1,8 1,0
20 195 75,9 2,1 1,0
30 177 80,3 2,4 1,0
40 106 84,1 5,6 0,8
60 90 70,6 8,1 1,2
Ejemplo de influencia de área superficial y tamaño
del oro en mineral aurífero refractario
t. de
molienda
d80 Deslamado
previo
Recuperación
Au solución.
Consumo
CNNa
Consumo
cal
minutos m % Kg/ton Kg/ton
30 177 NO 80,3 2,45 1,0
30 177 SI 69,9 0,40 0,58
40 106 NO 84,1 5,59 0,8
40 106 SI 71,2 0,40 0,55
5. Efecto de la Temperatura
• La velocidad de disolución del oro incrementa
con la temperatura
• Se incrementa la actividad y la velocidad de
difusión del proceso
• Pero a mayor temperatura:
– la cantidad de oxígeno en la solución disminuye,
pues la solubilidad de los gases disminuye con el
incremento de temperatura.
5. Efecto de la Temperatura
• La razón de disolución del oro se incrementa
hasta un máximo a 85o C
• Sobre esta temperatura la solubilidad del
oxígeno en la solución disminuye y la
velocidad de disolución del oro también
• Para concentrados con alto contenido de oro
• Alto costo
6. Efecto de la agitación
• La velocidad de disolución del oro incrementa
con la agitación, hasta un máximo
• La disolución de oro está controlada por el
transporte de masa y depende del espesor de
la capa de difusión

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Variables cianuracion

  • 1. VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE CIANURACIÓN Escuela Politécnica Nacional Departamento de Metalurgia Extractiva Lucía E. Manangón Perugachi
  • 2. Las variables son: Factores que afectan la disolución de oro Concentración de cianuro Concentración de oxígeno pH y alcalinidad Área superficial & tamaño de oro Temperatura Agitación
  • 3. 1. Concentración de cianuro • La disolución del oro aumenta linealmente con la concentración de cianuro, hasta que se produce un máximo. • La mayoría de plantas tratan las menas de oro usando soluciones que contienen 0,05 % de NaCN (0,5 g/l). • Si hay presencia de elementos cianicidas se trabaja en general a 1 g/l de cianuro.
  • 4. Ejemplo de influencia de la concentración de cianuro en mineral refractario • Mineral de la zona minera de Portovelo, ubicada al sur del Ecuador • Pirita (20%), calcopirita (2%), esfalerita (1%) y cuarzo (77 %). • El mineral contiene 10 g/ton de oro y 15 g/ton de plata. • Cianuración de 0,1 a 15 g/l de cianuro
  • 5. Ejemplo de influencia de la concentración de cianuro en mineral refractario [CNNa] Recuperación de oro en solución Consumo CNNa Consumo Cal (g/l.) (%) (Kg/ton) (Kg/ton) 0,10 39,47 1,01 9,85 0,50 80,04 3,67 8,85 1,00 82,56 1,95 9,65 5,00 72,13 9,00 10,70 10,00 70,60 12,45 10,70 15,00 70,45 12,90 10,70
  • 6. % Recuperación de oro vs. concentración de cianuro libre para el mineral de Agua Dulce 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 0,00 5,00 10,00 15,00 [CNNa] (g/l) %Recuperacióndeoro
  • 7. C o n te n id o d e m e ta le s e n so lu cio n a d istin ta s co n ce n tra cio n e s d e cia n u ro lib re 0 .0 0 1 0 0 .0 0 2 0 0 .0 0 3 0 0 .0 0 4 0 0 .0 0 5 0 0 .0 0 6 0 0 .0 0 0 .0 0 5 .0 0 1 0 .0 0 1 5 .0 0 [C NNa] (g /l) [Zn,Cu,Fe](mg/l) Zn C u F e
  • 8. Presencia de cianicidas La concentración de cianuro es afectada por la presencia de elementos cianicidas
  • 9. Minerales de cobre: óxidos, carbonatos, sulfuros, silicatos Cu(CN)3 2- , Cu(CN)4 3- , Cu(CN)2 , CuCN (s) Minerales de hierro: Pirrotina >> Marcasita > Pirita óxidos (hematita, magnetita, goethita, siderita) : insolubles en cianuro Fe(CN)6 4-
  • 10. Minerales de zinc: Esfalerita Zn(CN)3 2- , Zn (CN) 4 3- , Zn(CN)2 (s) , ZnCN Minerales de arsénico y antimonio: No forman complejos con cianuro, pero consumen oxígeno AsO2 - / AsO3 - SbO2 - / SbO3 -
  • 11. Tres tipos básicos de complejos cianurados que se forman por reacción de CN- libre con muchas especies metálicas Especies libres Disociables en ácido débil Complejos fuertes HCN, CN- Zn(CN)2 (s) Ag(CN)2 Fe2[Fe(CN)6](s) Cu(CN)4 3- Cu(CN)2 Au(CN)2 Fe4[Fe(CN)6]3 (s) K4Ni4[Fe(CN)6]3
  • 12. Formación de cianatos y tiocianatos 4 HCN + 3O2  4CNO- + 2H2O 3CN- + 2O2 + H2O  3CNO- + 2OH- Sº + CN-  SCN- xS2- + CN-  (x-1) S2- + SCN- - Reducen [CN- ] libre - Consumen O2
  • 13. 2. Concentración de oxígeno • La concentración de oxígeno es difícil de controlar • 1 mol de Au  2 moles CN- y 0,5 mol O2 • Es adecuado tener una relación [CN-]/ [O2] cercana a 6, para tener la máxima velocidad de disolución de oro.
  • 14. A 1 atm y 25 °C: 8,2 mg/L En Quito: 6 mg/L Baja solubilidad en agua
  • 15. Ensayos de cianuración laboratorio
  • 16. Ensayos de cianuración laboratorio
  • 17. Existen 2 métodos para incrementar [O2]: 1. Lixiviación bajo presión con aire como oxidante 2. Uso O2 puro, aire enriquecido con O2, H2O2 u otra fuente de O2 Ambos métodos son caros Solo se justifica para minerales de alta ley que contienen alta cantidad de minerales consumidores de oxígeno.
  • 18. 3. pH y alcalinidad Para prevenir pérdidas excesivas de cianuro por hidrólisis, el proceso de cianuración se lleva a cabo a valores de pH superiores a 9,4
  • 19. Control del pH (generalmente se controla con adición de cal) En la práctica, pH superior a 10 • Previene hidrólisis de CN- a HCN • Previene descomposición de CN- por presencia de CO2 CO2 + H2O ===> H3CO2 CN- + H3CO2 ==> HCN + HCO3 - • Ayuda en la separación sólido/líquido • Pero en cantidades excesivas retrasa la disolución de oro sobre todo cuando se tiene sulfuros
  • 20. Efecto del pH pH bajo (9,5 - 10) reduce la disolución de minerales de arsénico y antimonio pH superior a 12, puede producir efectos negativos: • Incremento de reacciones colaterales: disolución de sulfuros u otras especies reactivas • Precipitaciones por formación de especies de baja solubilidad con calcio.
  • 21. Ejemplo de influencia de pH y alcalinidad en mineral aurifero refractario • Tres Ranchos, mina Ponce Enríquez. • Pirita (44 %), arsenopirita (13 %) calcopirita (1,5 %) y cuarzo (41,5 %) • Su contenido de oro es de 30 g/ton y el de plata de 25 g/ton. • Diferentes pH que van de 9,5 a 12 • se emplea 1 g/l de cianuro
  • 22. pH y alcalinidad en mineral refractario pH Recuperación de oro en solución Consumo CNNa Consumo Cal (%) (Kg/ton) (Kg/ton) 9,5 67,9 12,5 3,1 10 71,0 1,7 1,5 11 74,3 2,1 3,5 12 71,1 1,5 11,5
  • 23. 4. Área superficial y tamaño del oro • La velocidad de disolución del oro es proporcional a la superficie expuesta del oro. • A menor tamaño de la partícula, se incrementan las reacciones de competencia de otros elementos.
  • 24. 4. Área superficial y tamaño del oro • Se debe encontrar un equilibrio entre el tamaño de la partícula, % de extracción del oro y el consumo de cianuro. • velocidad de disolución del oro es de 3,4 μm/h. • 44 horas --150 μm (malla #100) • 13 horas - 45 μm (malla #325)
  • 25. Influencia del área superficial y tamaño del oro en un mineral • Yacimiento ubicado al norte de Perú, • Cuarzo (50%), pirita (5%), esfalerita (2%), calcopirita (2%) • Hematita, goetita, limonita (35%), • Material arcilloso (3%). • El mineral posee un contenido de oro de 70 g/ton • Cianuración 1 g/l de cianuro y pH = 11 • Tiempos de molienda 15 – 60 minutos
  • 26. Ejemplo de influencia de área superficial y tamaño del oro en un mineral aurífero Tiempo de molienda d80 Recuperación oro solución Consumo CNNa Consumo cal minutos micras % Kg/ton Kg/ton 15 250 68,3 1,8 1,0 20 195 75,9 2,1 1,0 30 177 80,3 2,4 1,0 40 106 84,1 5,6 0,8 60 90 70,6 8,1 1,2
  • 27. Ejemplo de influencia de área superficial y tamaño del oro en mineral aurífero refractario t. de molienda d80 Deslamado previo Recuperación Au solución. Consumo CNNa Consumo cal minutos m % Kg/ton Kg/ton 30 177 NO 80,3 2,45 1,0 30 177 SI 69,9 0,40 0,58 40 106 NO 84,1 5,59 0,8 40 106 SI 71,2 0,40 0,55
  • 28. 5. Efecto de la Temperatura • La velocidad de disolución del oro incrementa con la temperatura • Se incrementa la actividad y la velocidad de difusión del proceso • Pero a mayor temperatura: – la cantidad de oxígeno en la solución disminuye, pues la solubilidad de los gases disminuye con el incremento de temperatura.
  • 29. 5. Efecto de la Temperatura • La razón de disolución del oro se incrementa hasta un máximo a 85o C • Sobre esta temperatura la solubilidad del oxígeno en la solución disminuye y la velocidad de disolución del oro también • Para concentrados con alto contenido de oro • Alto costo
  • 30. 6. Efecto de la agitación • La velocidad de disolución del oro incrementa con la agitación, hasta un máximo • La disolución de oro está controlada por el transporte de masa y depende del espesor de la capa de difusión