CIANURACIÓN DEL
ORO
1
2
PLACERES
Son depósitos auríferos acumulados en arenas, gravas y
en el lecho vivo de los ríos.
Se definen los placeres como “un depósito de minerales
en grano, residuales, de valor económico, que han sido
concentrados por agentes mecánicos.
EL ORO
3
• El oro, Au (del latín aurum), número atómico 79, peso
atómico 197,2, es un metal amarillo brillante, es el más
maleable y dúctil de todos los metales, cristaliza en el
sistema cúbico central en las caras.
• En estado puro es demasiado blando, por lo que por lo
general es utilizado en aleación con plata o cobre,
como es el caso de su uso en joyería.
4
PROPIEDADES FÍSICAS DEL ORO
Estado
Sólido
Densidad
19300 kg/m3
Punto de fusión
1337,33 K (1064 °C)
Punto de ebullición
3129 K (2856 °C)
Conductividad eléctrica
45,5 × 106 S/m
Conductividad térmica
317 W/(K· m)
5
REACCIONES DEL ORO
• El oro es uno de los metales menos activos. No se oxida
en el aire ni en el oxígeno a ninguna temperatura; de
ahí la expresión metal noble que se le aplica.
• Resiste completamente a los ácidos clorhídrico, nítrico
y sulfúrico a las temperaturas hasta 100°C, también
resiste el ataque de los ácidos bromhídrico, yodhídrico
y fluorhídrico.
• Una mezcla de ácido clorhídrico y nítrico (agua regia,
3:1 v/v) lo disuelve.
6
REACCIONES DEL ORO
• Todos los halógenos atacan al oro. El bromo es el más activo.
El cloro cuando está húmedo, o a temperatura elevada
ataca fácilmente al metal.
• El ácido cianhídrico y los cianuros alcalinos reaccionan
ligeramente, pero en presencia de oxidantes.
• El mercurio reacciona
rápidamente con el oro
para formar amalgama.
Esta propiedad se utiliza
para recoger el metal
finamente dividido de
arena, gravas y minerales
pulverizados.
7
ESTADO NATURAL DEL ORO
• El oro existe en el agua de mar, pero en tan grande
dilución que no es comercialmente factible extraerlo.
• Suele presentarse en estado metálico finamente
dividido en los filones de ciertos minerales. Si por la
acción de los agentes atmosféricos, estos filones se
desintegran poco a poco, los restos aluviales van a
pasar a los ríos, en cuyos lechos se depositan las
partículas de oro por su mayor densidad.
8
PRINCIPALES MINERALES PORTADORES DE ORO
Mineral
Composición
Contenido de oro (%) Densidad (g/mL) Dureza
Oro nativo
Au
Mayor 75%
16-19
2,5-3
Electrum
Au, Ag
45-75%
13-16
2-2,5
Calaverita
AuTe2
40%
9,2
2,5-3
Crennerita
(Au,Ag)Te2
31-44%
8,6
2-3
Silvanita
AuAgTe4
34-30%
8,2
1,5-2
Petzita
Ag3AuTe2
19-25%
9,1
2,5
Calaverita
CIANURO
Grupo de compuestos
químicos que tienen
como base carbono y
nitrógeno.
CN-
MetalCN
HCN
Cianuros
CNO-
9
SCN-
CIANURO
10
• Los cianuros más importantes que se usan en la minería
del oro son: el cianuro de sodio y el de calcio. Este
último se comercia en una forma impura que contiene
cerca del 50% de Ca(CN)2 equivalente. El de sodio se
expende en varias concentraciones desde el 85 hasta
el 98% de NaCN.
NaCN = Na+ + CN−
• Una disolución de cianuro de sodio, si no se regula el
pH en agua se hidroliza como sigue:
NaCN + H2 O ↔ HCN + NaOH
11
• La adición de hidróxido de sodio o cal a la pulpa con
cianuro es una práctica universal, no solamente para
evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis sino también
para neutralizar cualquier constituyente ácido del
mineral, que de otra manera liberaría ácido cianhídrico.
• La extensión hasta donde prosigue esta hidrólisis en las
soluciones de cianuros comerciales en agua, depende
principalmente de la cantidad de álcali libre en el
cianuro. Si este álcali es apreciable, entonces la
descomposición del cianuro podría ser despreciable. En
ausencia del álcali libre apreciable, la hidrólisis puede
retardarse mediante la adición de cal o soda.
12
• El ácido carbónico que es más fuerte que el cianhídrico
descompone las soluciones de cianuros alcalinos, de
acuerdo a la siguiente reacción química:
NaCN + H2 CO3 → HCN + NaHCO3
• Esta reacción también puede evitarse con el uso de cal,
soda y otros álcalis.
• Si el pH de la solución (o pulpa) disminuye, el cianuro
tenderá a descomponerse.
CN− + H+ = HCN
13
RECUPERACIÓN DE
ORO
14
RECUPERACIÓN DE ORO
Físicos
Químicos
•Gravitacional
•Centrífugos
•Flotación
•Cianuración
•Otros
RECUPERACIÓN DE ORO
15
• El oro puede extraerse de los placeres recurriendo a la
concentración gravimétrica o centrífuga, debido a la
diferencia del peso específico del oro de 19,3 g/cm3 y de la
ganga que fluctúa alrededor de 2,6 g/cm3.
• El oro que se encuentra dispersado en un grano más fino en
la mena, no puede recuperarse con facilidad, suele
encontrarse en combinación con la plata, pero en aquellas
menas en la que figura como metal principal, puede
recuperarse por una de los siguientes procesos:
• Cianuración
• Amalgamación.
• Cloruración
16
CIANURACIÓN DE
ORO
17
PROCESO GENERAL
Reducción de
tamaño
• Chancado
• Molienda
Lixiviación
• Cianuración
Concentració
n de
soluciones
• Carbón
activado
Precipitación
• EW
• Zinc
18
ANALOGIA
19
CIANURACIÓN
• Las reacciones que tienen lugar durante la disolución
del oro en las soluciones de cianuro bajo condiciones
normales;
han
sido
establecidas
en
forma
suficientemente definidas. La ecuación global de la
reacción ente el oro y el cianuro es la siguiente:
−
−
2Au + 4CN + O2 + 2H𝟐 O → 2Au(CN)2 + 2OH− + H2 O2
CINÉTICA DE LA REACCIÓN.
• La disolución del oro en soluciones de cianuro, es
un proceso de corrosión electroquímica, en el
cual, el oxigeno capta electrones en una zona de
la superficie metálica (Zona catódica), mientras
que el metal entrega electrones (Zona anódica).
LIXIVIACIÓN
Au
SOLUCIÓN
O2
-
-
O2 + 2 H2O + 4 e => 4 OH
OHZona catódica
eZona anódica
Au(CN)2Au + 2 CN- => Au(CN)2- + eCN-
Esquema de disolución del oro en medio cianuro
CINÉTICA DE LA REACCIÓN.
• Reacción global :
• 2Au + 4CN- + O2 + 2H2O
2Au(CN)2- +2 OH- + H2O2
• Es posible predecir que la disolución del metal, pueda
variar su velocidad por las concentraciones de CN- y
O2 en la solución.
• Dado que a Pº = 1 (atm) y 25ºC la solubilidad del O2 ,
en soluciones acuosas es muy baja (0,27x10-3 mol/L), y
el cianuro libre esta entre 1-2 g/L, implica que en la
práctica la velocidad de disolución esta controlada
por la concentración de O2 y su difusión hacia su
superficie de ataque.
CINÉTICA DE LA REACCIÓN.
De las consideraciones anteriores el mecanismo que toma lugar
en una partícula de oro, considera entonces las reacciones
electroquímicas y la difusión de cianuro y oxígeno, hasta la
superficie de la partícula; esquematizado en la figura anterior.
Cuando el metal se encuentra al interior, en una roca porosa, el
proceso puede ser también controlado por la difusión de la
solución hacia el interior de la roca.
CINÉTICA DE LA REACCIÓN.
•El aumento en la concentración de cianuro libre, no acelera la
reacción.
•En general la cinética de lixiviación con cianuro sobre oro es
lenta, debido principalmente a la solubilidad baja del oxígeno,
que es fundamental en la reacción química.
•Por otra parte, la solubilidad del oxígeno y la estabilidad del
cianuro disminuyen a medida que la temperatura aumenta, así,
la temperatura de trabajo ambiental proporciona condiciones
adecuadas de cianuración.
25
CIANURACIÓN DE MINERALES DE ORO
El método más apropiado para aplicar a un
determinado mineral depende de factores técnicos
y económicos, entre otros:
•
•
•
•
•
Tonelaje a tratar
Características físicas y mineralógicas de la mena
Leyes y reservas de la mina
Tipo y cantidad de minerales acompañantes
Costos de inversión y operación
26
• En un sistema relativamente simple de este tipo, el oro se
disuelve con facilidad y las únicas condiciones que se
requieren son:
 Que el oro esté libre y limpio.
 Que la solución de cianuro no contenga impurezas que
puedan inhibir la reacción.
 Mantener un adecuado abastecimiento de oxígeno a la
solución durante todo el proceso de la reacción.
• Una de las causas
en la cianuración,
en la mena, cuyo
pero su efecto en
perjudicial.
más frecuentes que ofrece dificultades
es la presencia de minerales de cobre
contenido puede ser menos de 0,10%,
la disolución y precipitación del oro es
27
28
TIPOS DE CIANURACIÓN
29
CIANURACIÓN EN BATEAS
30
31
CIANURACIÓN POR AGITACIÓN
• El mineral, después de ser molido, es introducido bajo
la forma de pulpa en los reactores (pachucas,
agitadores Dorr o cubas agitadas), para ser puesto en
contacto con una solución que contiene el cianuro,
produciéndose la reacción entre el oro y el cianuro.
Luego se separan los sólidos de la fase acuosa, está
última es enviada a la unidad de recuperación del oro
(carbón activo en columna o precipitación sobre zinc).
32
LA CIANURACIÓN EN PILA
• Este proceso permite tratar yacimientos con menor
contenido de mineral valioso. Así yacimientos con
contenidos de 1 gramo de oro por tonelada puede ser
explotado a cielo abierto con lixiviación en pila. En este
proceso se agrupan grandes volúmenes de mineral en
forma de pirámides truncadas (pilas) sobre un área
impermeabilizada (con arcilla, plástico, asfalto, etc.), luego
una solución con cianuro es enviada por medio de
distribuidores sobre lo alto de la pila drenando a través de la
misma por gravedad.
• Las soluciones reunidas en la base de la pila, con la ayuda
de una capa drenante, son colectadas y enviadas a la
unidad de recuperación del oro (carbón activo en columna
o precipitación sobre zinc). El proceso continúa hasta que la
extracción de oro no aumente o lo haga muy lentamente.
33
34
LA CIANURACIÓN EN PILA
• El mineral necesita ser aglomerado, para lo cual se
utiliza agua (o solución cianurada), cemento (12 kg/
ton de mineral) y cal (aprox. 1 kg/ton mineral).
• La aglomeración se puede efectuar con tambores o
aprovechando las “caídas” de las correas
transportadoras.
35
36
VARIABLES DE LA
CIANURACIÓN
EFECTO DEL TAMAÑO DE LA PARTÍCULA
EN LA VELOCIDAD DE LA DISOLUCIÓN
DEL ORO
37
Generalmente cuando se presenta oro grueso libre en la
mena, este es recuperado por medio de trampas antes de
la cianuración, ya que las partículas gruesas podrían no
disolverse en el tiempo disponible de cianuración.
38
EFECTO DEL OXÍGENO SOBRE LA
DISOLUCIÓN
El uso del oxígeno o un agente oxidante es esencial para
la disolución del oro bajo condiciones normales de
cianuración.
Agentes oxidantes como: permanganato de potasio,
peróxido de sodio, bromo y cloro fueron usados con
relativo éxito, pero debido al costo de estos reactivos y las
complicaciones de su uso, actualmente no son utilizados.
39
EFECTO DE LA ALCALINIDAD SOBRE
LA DISOLUCIÓN DEL ORO
Las funciones del hidróxido de calcio en la cianuración son las siguientes:
• Evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis.
• Prevenir pérdidas de cianuro por acción del anhídrido carbónico del aire.
• Neutralizar los componentes ácidos tales como sales ferrosas, férricas y
sulfato de magnesio contenidos en el agua.
• Descomponer los bicarbonatos del agua antes de su uso en la cianuración.
• Neutralizar la acidez de los constituyentes de la mena.
• Neutralizar los componentes ácidos resultantes de la descomposición de los
diferentes minerales de la mena en las soluciones de cianuro.
• Facilitar el asentamiento de las partículas finas de modo que pueda
separarse la solución rica de la mena cianurada.
•Mejorar la extracción cuando se tratan menas que contiene teluros.
En la práctica se usa soda cáustica o cal, pero por su bajo costo se prefiere la
cal para neutralizar la acidez de la mena y contrarrestar los efectos dañinos
de los cianicidas.
40
EFECTO DE LA TEMPERATURA
• Cuando se aplica calor a una solución de cianuro que
contiene oro metálico, dos factores opuestos influyen en la
velocidad de disolución. El aumento de la temperatura
agiliza la actividad de la solución y consiguientemente
acelera la velocidad del oro. Al mismo tiempo, la cantidad
de oxígeno en la solución disminuye porque la solubilidad de
los gases decrece con el aumento de la temperatura.
• En la práctica, el uso de soluciones calientes para la
extracción del oro de una mena tiene muchas desventajas,
tales como el costo de calentamiento de la pulpa, el
aumento de la descomposición de cianuro debido al calor y
el consumo excesivo de cianuro a causa de la reacción
acelerada entre los cianicidas de la mena (sulfuros de
cobre, de hierro, etc.) y el cianuro.
41
ADSORCIÓN CON CARBÓN
ACTIVADO
41
42
ADSORCIÓN CON CARBÓN
ACTIVADO
• El carbón activado tiene una gran área
superficial, por lo que tiene una gran capacidad
adsorbente.
-Carbonización de cáscara de coco o pepa
de durazno a alrededor de 700 - 800 ºC.
-Densidad 0.45 - 0.55 g/cm3
-volumen total de poros >0.9 cm3/g.
Microporos r < 1 nm
Mesoporos r ≈ 1-25 nm
Macroporos r > 25 nm
43
ADSORCIÓN CON CARBÓN
ACTIVADO
• Caracterización de carbón activado.
Característica
F-400
V-100
NC90
Fósil
Cáscara de
coco
Cáscara de
coco
Activación
Física
Física
Física
Área superficial
(m2/g)
1197
420
1596
23
18
18,6
0,69
0,19
0,74
Origen
Diámetro promedio
de poros (Å)
Volumen de poros
(cm3/g)
44
MECANISMOS DE ABSORCIÓN
• El complejo Au(CN)2- es adsorbido vía intercambio
iónico con algunas especies dentro del carbón.
• El complejo Au(CN)2- es precipitado dentro del carbón
como AuCN insoluble.
• El complejo Au(CN)2- es reducido dentro del carbón
como oro metálico dentro de la estructura porosa.
• La adsorción del oro se disminuye en presencia de
interferentes.
Au(CN)2- > Ag(CN)2- > Cu(CN)3-2> CN-
45
• Carbón en Pulpa (CIP)
Se aplica a pulpas que salen de cianuración por
agitación (sin separación sólido / líquido), en
estanques separados, en varias etapas y en
contracorriente.
• Carbón en Lixiviación (CIL)
Consiste en adsorber el oro durante la lixiviación,
en los mismas estanques, pero moviendo el carbón
en contracorriente con la pulpa de mineral.
• Carbón en Columna (CIC)
Se aplica a soluciones claras que provienen de
cianuración en piscinas o pilas, normalmente en
varias etapas y en contracorriente.
46
47
48
49
50
OBSERVACIONES EN LA ADSORCIÓN
CON CARBÓN ACTIVADO
• Un pH muy alto afecta la carga de oro en el carbón. Un
valor pH= 10 es adecuado.
• Con partículas más finas de carbón la cinética del
proceso es mayor, pero significan una mayor caída de
presión en las columnas.
• Con partículas más gruesas de carbón, la columna
puede operar con una mayor velocidad de la solución.
51
ELUCIÓN DE ORO EN C.A.
• Los complejos adsorbidos en el carbón no son
fácilmente desorbidos.
• Ni el agua regia ni las soluciones concentradas de
cianuro remueven el oro desde el carbón.
• La solución eluente está formada por :
-Cianuro de sodio al 0,2 %
-Soda cáustica al 1 %
-Etanol al 10 % en volumen
-Alta temperatura
52
REGENERACIÓN DE C.A.
• Se debe regenerar el carbón activado, debido a la
acción de impurezas depositadas en el carbón
durante la adsorción, incrustaciones inorgánicas,
especialmente carbonatos, grasas y materiales
orgánicos atrapados.
• Se emplea ácido clorhídrico por un tiempo de 2 horas.
• Se seca el carbón a 200 °C, luego por media hora
alrededor de 700° C en horno.
53
54
PRECIPITACIÓN DE ORO
55
FILTRACIÓN-CLARIFICACIÓN
• Proceso en el cual se debe eliminar todos los sólidos en
suspensión de la solución rica, aun aquellas
suspensiones coloidales prácticamente invisibles a la
vista. La clarificación se efectúa mejor en filtros de
hojas al vacío de baja presión cuyo diseño especial
facilita el manejo y el cambio de los forros.
• El dispositivo más simple empleado es un filtro de arena
que consiste en un tanque circular con filtro en el
fondo, cubierto con arena silícea limpia.
56
PRECIPITACIÓN CON ZINC
• El proceso comprende una separación líquida-sólida después
de la cianuración (decantación contra corriente o filtración);
• una clarificación de la solución aurífera, una des-aireación de
la solución, a tratar bajo vació parcial.
• El aumento del polvo de zinc y de la sal de plomo, para que
mejore la precipitación del oro y la recuperación del oro
precipitado sobre un filtro, generalmente precubierto.
• Un cierto número de elementos (particularmente el cobre)
pueden perturbar la reacción, tanto en términos de tiempo
como de rendimiento.
• Las separaciones líquido-sólido y la clarificación son
operaciones difíciles y costosas para ciertos minerales (pulpa
de mineral fuertemente molida o mineral arcilloso).
57
PROCESO MERRIL CROWE
• El proceso Merrill Crowe consiste en la precipitación del
oro (que está en solución) sobre cinc metálico (polvo
de cinc en cantidad de 0,5 a 1,5 partes de cinc por
parte de oro). El proceso es bastante antiguo, al que
se le ha introducido algunas modificaciones, como el
agregar sales de plomo para activar la reacción. La
reacción electroquímica es la siguiente:
Zn+ Au(CN)2−+ H2O + 2CN− → Au+ Zn(CN)2−4+ OH + ½H2
58
El proceso Merril Crowe funciona bien cuando:
• Las soluciones están desoxigenadas.
El oxígeno incrementa el consumo de cinc y, debido a la
presencia de cianuro libre, el oro precipitado se puede
redisolver. Por lo tanto, la solución se pasa por una torre de
desaireación, para reducir el porcentaje de oxígeno en la
solución hasta aproximadamente 1 ppm.
• Las soluciones están suficientemente limpias.
La primera operación es la clarificación de la solución que
proviene de la lixiviación. Consiste en la eliminación de los
sólidos finos presentes por medio de filtros, hasta alcanzar
un contenido máximo de 5 ppm.
• Se dosifica cantidades adecuadas de cinc y sales de plomo
59
El cinc se agrega como polvo (-400 mallas) en cantidad de
0,5 a 1,5 partes de cinc por parte de oro. También se agrega
nitrato o acetato de plomo en una cantidad del orden de 0,5
partes de sal de plomo por parte de oro.
• Las soluciones tienen una concentración adecuada de
cianuro libre.
La concentración requerida depende de la concentración
de oro en la solución. Para soluciones diluidas (menos de 1 g
Au/ton y pH= 10,5), se recomienda una concentración
superior a 0,2 g/L NaCN. Para soluciones concentradas, de 20
a 100 g Au/ton), la concentración mínima recomendada es
de 2 –5 g/L NaCN.
60
61
ELECTROOBTENCIÓN DE ORO
Ejemplos de elctroobtención de metales
Metal
Electrolito
Cátodo
Oro
Solución de cianuro
Lana de acero
Cobre
Solución de sulfato
Acero inoxidable
Cobalto
Solución de sulfato
Acero inoxidable
Cromo
Solución de sulfato
Hastelloy
Cadmio
Solución de sulfato
Aluminio
62
ELECTROOBTENCIÓN DE ORO
• Se emplea un cátodo
de lana de acero.
• Se emplea ánodo de
acero inoxidable.
• El voltaje de celda es
alrededor de 3V.
63
ELECTROOBTENCIÓN DE ORO
• Reacción anódica:
4𝑂𝐻 −
𝑂2 + 2𝐻2 𝑂 + 4𝑒 −
• Reacción catódica:
𝑒 − + 𝐴𝑢(𝐶𝑁)−
2
𝐴𝑢 + 2𝐶𝑁 −
CONSIDERACIONES EN EL PROCESO DE
PRECIPITACIÓN
64
Una eficiente precipitación del oro depende de control
adecuado de ciertas propiedades físicas y químicas de la
solución. Las propiedades más importantes son:
• Materias en suspensión tales como lama y precipitados
de carbonato de calcio con hidratos de aluminio,
magnesio y hierro, presentes en la solución rica antes de la
clarificación.
• Compuestos que forman sarro principalmente
carbonatos y sulfatos de calcio.
• Oxígeno y dióxido de carbono disueltos en la solución.
• Concentración del cianuro y la alcalinidad.
65
FUNDICIÓN Y REFINACIÓN DE
PRECIPITADOS DE ORO
66
FUNDICIÓN DEL PRECIPITADO
El oro precipitado además de contener plata, viene asociado con
una serie de impurezas, puede contener de 10 a 40% de zinc (en el
caso de M.C.). El oro se seca donde los últimos indicios de
humedad son eliminados. El precipitado seco se puede tratar de
varias maneras. La elección depende principalmente de la riqueza
del producto y la presencia de ciertas impurezas. Los métodos de
tratamiento son los siguientes:
• Fusión directa.
• Fusión después de una tostación.
• Tratamiento con ácido, seguido
de una fusión.
• El oro y plata depositado se funden
en crisol basculante (o en horno de
inducción) junto con carbonato de
sodio, borax y si es necesario sílice.
FUNDICIÓN DEL PRECIPITADO
Secado a 650 °C para
eliminar
el
agua
y
evaporar el mercurio.
Fusión a 1300 °C,
generalmente en hornos
eléctricos.
68
REFINACIÓN DEL ORO
• La refinación del oro consiste en hacer dos
operaciones para obtener el oro fino: La primera,
llamada también “Purificación del oro bruto” tiene por
objeto la eliminación de todos los metales menos la
plata, y la segunda, el refino propiamente dicho, que
consiste en la separación de estos dos metales.
• Las
impurezas
se
eliminan
mediante
una
operación
preliminar
de
fundición
agregando fuentes como bórax,
permanganato de potasio, o
mediante la acción del aire o de
los óxidos metálicos, los cuales
tienen por objeto la oxidación de
las impurezas.
Eliminación
de metales
Oro
Separación
de plata
69
REFINACIÓN DEL ORO
• Con el fin de eliminar el hierro algunas veces se
emplea el azufre. El sulfuro de hierro que se forma se
superpone al oro y se separa fácilmente después de la
solidificación.
• El refino que consiste en una aleación de plata debe
someterse a uno de los procesos de refinación para
obtener el oro en su máxima ley de pureza (99,9% de
oro) para ello hay varios procedimientos:
•
•
•
•
Refinación por ácido nítrico.
Refinación por ácido sulfúrico
Refinación por cloro.
Refinación por electrólisis.
70
REFINACIÓN DEL ORO
• Refinación con ácido nítrico: ácido nítrico tiene la
propiedad de disolver la plata y no ejercer acción
alguna sobre el oro
Precipitado (oro + plata)
3Ag + HNO3
3AgNO3 + 2H2 O + NO
Ácido nítrico
oro 99,9%
Solución de nitrato de Ag
Cloruro de sodio
Cloruro de plata
Reducción con zinc (en medio ácido)
plata 99,9%
AgNO3 + NaCl
2AgCl + Zn
AgCl + NaNO3
2Ag + ZnCl2
71
DIFERENTES CIRCUITOS
DE LIXIVIACIÓN DE ORO
72
73
74
75
MANEJO DE CIANURO EN
PLANTA
76
PREPARACIÓN Y ADICIÓN DE
CIANURO
• La preparación de la solución de cianuro se ejecutará en un
lugar especialmente construido para este fin, en un
ambiente ventilado de forma natural (aire libre), será
supervisada íntegramente por el Jefe de Turno, más un
operario y operador de equipos, esta operación comienza
en el momento que el jefe de planta da las instrucciones
para el retiro del big – bag desde la bodega de
almacenamiento.
• El operador procederá a desembalar la bolsa que está
contenida en un cajón de madera. Estos trabajadores
deberán contar con la debida preparación en el manejo de
sustancias peligrosas y con los elementos de protección
personal exigidos.
• Una vez desembalado el big – bag, será transportado hasta
el sitio de descarga mediante una grúa horquilla.
• Previamente en un estanque se prepara solución 77 de
hidróxido de sodio (NaOH) con una concentración de 5 g/L
a pH 13. Posteriormente el cianuro es descargado en el
estanque en una tolva lateral del reactor que dispone de
una punta de lanza metálica en posición vertical donde se
apoya la bolsa sostenida por la grúa horquilla.
• El supervisor a cargo debe verificar que no exista personal
no autorizado en la operación. Dará instrucciones al
operador de la grúa horquilla para que proceda a bajar
lentamente la bolsa apoyándola en la punta de la lanza,
esta comenzará a abrirse liberando las briquetas de cianuro
de sodio. Este método de descarga evita la polución de
polvos al medio ambiente.
• Vaciada la bolsa, comienza la agitación y la formación de
la solución cianurada, controlando el proceso de posibles
liberaciones de ácido cianhídrico débiles que serán
detectados con un medidor de gases. Esta operación se
verifica en pH 13, donde la concentración de HCN en el aire
estará bajo la norma de 4,7 ppm. La preparación de la
solución de cianuro de sodio será al 20 %.
78
• Dentro del área de operaciones se dispondrá de 79un
botiquín conteniendo un kit con los antídotos para
situaciones de emergencia como nitrito de amilo.
• Todos los embalajes y elementos de protección personal
desechados, usados en la preparación de la solución de
cianuro serán retirados con documentos de declaración de
residuos peligrosos SIDREP por una empresa autorizada por
la Autoridad Sanitaria correspondiente.
• La solución cianurada tomará contacto con la pulpa en la
alimentación de los molinos de bolas. En esta pulpa ha sido
previamente modificado su pH a valores sobre 12 mediante
la adición de hidróxido de sodio.
80
ELEMENTOS DE PROTECCIÓN
PERSONAL
• Casco de seguridad
• Calzado de seguridad
• Botas de goma
• Máscara de protección facial (fullface)
• Guantes de seguridad de PVC
• Buzo desechable
• Respirador con filtros para polvos y gases
• Anteojos de seguridad
81
RIESGOS OPERACIONALES Y
MEDIDAS PREVENTIVAS
• Quemadura con solución cáustica; uso de guantes de
seguridad más todos los EPP exigidos, lavar con abundante
agua.
• Aspirar cianuro en polvo; uso correcto de la máscara fullface con los filtros correspondientes, administración vía aérea
de nitrito de amilo.
• Generación de ácido cianhídrico; controlar el pH de la
solución con soda cáustica para dejarla alcalina, medir
concentración de HCN con detector de gases.
• Golpes; ordenar el lugar de trabajo, transitar con
precaución por las áreas de trabajo, manipulación cuidadosa
del contenedor de cianuro.
• Aplastamiento, no colocarse debajo del big–bag una vez
levantada la bolsa por la grúa horquilla.
• Envenenamiento con cianuro aplicar Kit de emergencia
(nitrito de amilo aspirable).
82
TRATAMIENTO DE RILES CON
CIANURO
83
DESTRUCCIÓN DEL CIANURO
• Las plantas de lixiviación de minerales de oro con soluciones
cianuradas, generan volúmenes importantes de residuos
normalmente con valores de pH elevados. Los efluentes de
estos procesos, contienen elementos tales como cianuro de
sodio, compuestos de cianuro de alta solubilidad, cianatos,
tiocianatos y cianuro acomplejado con metales pesados,
que son tóxicos y presentan diversas grados de estabilidad y
tratabilidad.
• Antes de la deposición final hay que separar las colas
sólidas de los efluentes líquidos, dándoles el tratamiento
necesario de acuerdo a las especificaciones de la ley
ambiental en vigencia.
• En general los complejos cianurados más comunes
presentes en las colas de las plantas de lixiviación de oro
son los de Fe, Ni, Cu, Zn, Co y Cd, mientras que el cianuro
aparece en forma ionizada CN- y HCN debido a su gran
poder de hidrólisis.
84
CLORURACIÓN ALCALINA
• La cloruración alcalina es tal vez la práctica más común
utilizada en la industria minera para la destrucción del
cianuro. No obstante esto, este método está siendo
reemplazado por otros más efectivos y económicos. La
destrucción del cianuro se basa en la oxidación del CN- a
CNO- a través de la acción del ión hipoclorito de acuerdo a
la siguiente reacción:
−
−
−
−
CN +ClO →CNO +Cl
• También se puede utilizar cloro gaseoso
−
−
2CN +5Cl+8OH−→2CO2+10Cl + N2 + 4H2O
85
DEGRADACIÓN NATURAL
• Este método utiliza la destrucción natural de cianuro por
exposición de las colas a los elementos climáticos (Longe y
DeVrides, 1988). El método se basa en la colocación de
colas húmedas tal cual vienen del filtro, en capas delgadas
permitiendo que las condiciones naturales participen en la
destrucción del cianuro. El mecanismo principal involucrado
es la volatilización del ácido cianhídrico. La exposición del
material conteniendo cianuro en solución alcalina, absorbe
anhídrido carbónico atmosférico. Como resultado de esto el
pH baja a valores cercanos a 7. Este mecanismo aprovecha
que la constante de disociación del cianuro se produce a
pH 9,4 y a pH 9,3 el 50 % del cianuro esta disociado. A pH 7,5
este valor se incrementa al 95 %. El problema se presenta
con los complejos metálicos cianurados, ya que el éxito de
este tratamiento depende fundamentalmente de la
disociación de estos complejos, lo que puede llevar meses.
• Entre los factores que pueden promover la volatilización 86 del
cianuro se incluye el calor, esparcir el material en capas extensas y
de baja profundidad, la aireación y el removido para mejorar la
exposición, también ayudaran en este proceso la foto
descomposición y la biodegradación.
• Esta acción es ayudada mediante la incorporación de agua de pH
neutro a los residuos, en forma de spray
87
OXIDACIÓN CON PERÓXIDO DE
HIDRÓGENO
• La oxidación del cianuro con peróxido de hidrógeno
presenta una cinética muy lenta, necesitando para
reducir 50 mg/L de cianuro a menos de 0,5 mg/L, más
de 8 horas, utilizando una relación molar entre el H2O2
y el CN- igual a 5.
−
−
CN +H2 O2 →CNO +H2 O
−
−
CNO +2H2 O→NH3 +HCO3
88
89
PRECIPITACIÓN CON SULFATO
FERROSO
• Se agrega sulfato ferroso para precipitar el cianuro.
• Se realiza en pH 7 a 10
• Transformar el cianuro libre a ferrocianuro y/o ferricianuro
que son compuestos más estables considerados de baja
toxicidad
−3
𝐹𝑒 +2 + 6𝐶𝑁 − + 1 4 𝑂2 + 𝐻 + → 𝐹𝑒 𝐶𝑁 6 + 1 2 𝐻2 𝑂
−3
4𝐹𝑒 +2 + 3𝐹𝑒 𝐶𝑁 6 +1 4 𝑂2 + 𝐻 + → 𝐹𝑒4 𝐹𝑒 𝐶𝑁 6 3 + 1 2 𝐻2 𝑂
90
DESTRUCCIÓN BIOLÓGICA
• La degradación biológica de cianuro aprovecha la capacidad de
ciertos grupos de microorganismos, en su mayoría bacterias,
convirtiendo el compuesto toxico en sustancia inocua.
• Entre los microorganismos con capacidad de degradar cianuros,
se conocen los hongos (Fusarium, Hasemula) y bacterias (E.coli
Pseudomonas fluorescens, Citrobacter, Bacillus subtilis y otros)
quienes asimilan cianuro y lo usan como fuente de nitrógeno y/o
carbono, tienen como intermediario el NH3. Algunas cepas
bacterianas transforman directamente cianuro en CO2 y NH3 por
medio del cianuro dioxigenasa, sin la formación de cianato como
intermediario.
91 se
• Como un ejemplo de la utilización de tratamientos biológicos
puede citar la planta de Lead, South Dakota, Estados Unidos. En
esta planta, un proceso aeróbico es empleado para remover
cianuro, tiocianato, cianato, amonio y metales provenientes
soluciones cianuradas. En una segunda etapa el amonio,
(altamente toxico para la vida acuática) es transformado en
nitrato. El principal microorganismo involucrado en la aplicación de
la tecnología es Pseudomonas sp. El proceso se realiza empleando
Reactores Biológicos Rotatorios donde películas de bacterias
(biofilm) se encuentran adheridas a discos giratorios que rotan de
manera lenta para permitir el adecuado contacto, y degradación
de cianuro, entre el microorganismo y el efluente cianurado.
92
RECUPERACIÓN DE CIANURO
93
MÉTODOS DE REGENERACIÓN Y
RECUPERACIÓN DE CIANURO
• La solución alcalina de cianuro, después de la
cianuración de oro y plata de las menas, da lugar a sales
complejos de zinc y cianógeno o sales complejos de
metales, tiocianógenos, o cianatos, a través de la
reacción con minerales oxidados o sulfurados. Estos se
acumulan en la solución o se precipitan desacelerando
la lixiviación del oro y la plata.
• Por lo tanto, es deseable, desde un punto de vista
económico y ambiental, regenerar los compuestos de
cianuro para recuperar y reutilizar el cianuro libre.
94
PROCESO AVR
• Este método está concebido no solo para eliminar el cianuro
de los efluentes líquidos, sino también para realizar una
recuperación y reciclado del cianuro. El objeto del
tratamiento es remover los complejos metálicos cianurados
de la pulpa y producir una solución que es tratada
mediante
el
AVR
(acidificación,
volatilización,
reneutralización) recuperando el CN y aislando los metales
disueltos para su posterior recuperación o deposición.
• El AVR, se desarrolla en tres etapas, primero se acidifica la
solución clarificada, transformando los CN- en gas
cianhídrico (HCN) (volatilización) haciéndolo luego pasar
por columnas con soluciones de NaOH, permitiendo así la
regeneración del NaCN y retornando al circuito. La solución
tratada es neutralizada a pH neutro y se puede volver al
circuito para su reutilización. En este proceso el tiocianato y
el ferrocianuro son descompuestos debiendo bajar el pH a
valores de 1,5 a 1,8.
95
• Este método es muy interesante ya que permite la recuperación
del cianuro y de los metales pesados de los efluentes. El pH puede
ser bajado en etapas, así entre los pH 4,5 y 8,5 podemos
transformar en ácido cianhídrico el cianuro libre y los complejos
cianurazos de Zn; Con valores cercanos a 4, transformaremos los
complejos WAD (cobre, zinc y níquel) y por debajo de 2 a los
complejos más fuertes como es el caso del hierro.
REGENERACIÓN DE CIANURO POR
OXIDACIÓN DE TIOCIANATO CON
OZONO
96
• En este proceso se pasa el tiocianato a cianuro para
luego ser reutilizado en el proceso, quedando las colas o
residuos desactivados. El principio se basa en la
oxidación en medios ácidos del tiocianato utilizando
ozono.
97
INTERCAMBIO IÓNICO
• El proceso utiliza una resina de intercambio aniónico, la
que es efectiva en la absorción de los complejos de
cianuro metálicos.
• Los cianuro no acomplejados son débilmente
retenidos. Para solucionar este problema se debe
agregar un acomplejante (por ejemplo Cu++) en
cantidades suficientes, de forma que nos asegure que
todo el cianuro presente esté acomplejado con algún
metal.
• La solución conteniendo estos complejos metálicos es
colocada en contacto con las resinas por medio de
columnas de intercambio iónico. Posteriormente la
resina cargada es desorbida mediante la aplicación
de una solución ácida, la que produce un quiebre del
complejo generando HCN (gas).
• Para ayudar a la extracción del gas cianhídrico se trabaja con98una
corriente de aire, quedando en la elusión ácida los metales
contenidos. El gas cianhídrico es conducido a otra columna en
donde entra en contacto con una solución de alcalina (pH = 12).
• De esta forma podemos recuperar el cianuro en forma de sal
(NaCN) para ser reutilizado en el proceso de lixiviación.
• La elusión ácida es neutralizada y precipitados los metales en
forma de hidróxidos, luego por una separación sólido líquido los
metales son extraídos o recuperados.
99
MANEJO DEL CIANURO
100
MANEJO DEL CIANURO
• El contacto externo o interno del ser humano con los
compuestos del cianuro puede ser dañino en múltiples
formas. Los efectos más graves se producen cuando el
cianuro ingresa al cuerpo, por su fuerte capacidad de
formar complejos con el hierro, hace que interfiera en el
transporte de oxígeno por parte de la hemoglobina.
• Las formas en las que el cianuro pueden ingresar al cuerpo
son o por inhalación de polvos de cianuro de hidrógeno
gaseoso o a través de la ingestión de material contaminado.
• Debido a la toxicidad del cianuro, debe prestarse la debida
atención a cualquier situación que pudiera generar una
liberación incontrolada de compuestos que lo contengan,
evaluando la probabilidad de ocurrencia de dicha
situaciones y desarrollando planes de contingencia para
mitigar las consecuencias.
101
CÓDIGO INTERNACIONAL PARA EL
MANEJO DEL CIANURO
• El "Código Internacional para el Manejo del Cianuro
para la Fabricación, el Transporte y el Uso del Cianuro
en la Producción de Oro.
• Es un programa voluntario de la industria para
compañías mineras de oro, diseñado por una Comisión
Directiva de múltiples partes interesadas bajo el
amparo del Programa de las Naciones Unidas para el
Medio Ambiente (UNEP) y el Consejo Internacional de
Metales y el Medio Ambiente (ICME).
• El Código es administrado por el Instituto Internacional
para el Manejo del Cianuro (ICMI), organización sin
fines de lucro con sede en Washington, D.C., Estados
Unidos.
102
• El objetivo del Código es mejorar el manejo del cianuro utilizado
en la minería del oro y ayudar en la protección de la salud
humana y en la reducción de impactos ambientales. El programa
se centra exclusivamente en el manejo seguro del cianuro, relaves
de molienda de cianidación y soluciones de lixiviación. Las
compañías mineras de oro, los fabricantes de cianuro y los
transportistas de cianuro que se conviertan en signatarios del
Código deben ordenar una auditoría de sus operaciones cada
tres años por parte de un tercero independiente, a fin de
demostrar su cumplimiento del Código. Las operaciones que
cumplen con los requisitos del Código reciben certificación. Los
resultados de las auditorías son publicados en este sitio web para
informar a las partes interesadas sobre la situación de las prácticas
de manejo del cianuro en operaciones certificadas. Un símbolo
exclusivo puede entonces ser utilizado por la operación
certificada para demostrar su cumplimiento del Código y su
situación de certificación.
• El Código Internacional del Cianuro se compone de dos
elementos principales: Los principios (9), que detallan los
compromisos que los signatarios adquieren para manejar el
cianuro de una manera responsable; y las normas de
procedimiento, que identifican metas y objetivos de desempeño
que deben ser cumplidos para acatar cada principio.
LOS PRINCIPIOS
103
Principio 1 – PRODUCCIÓN
Alentar la producción responsable del cianuro mediante la
compra a fabricantes que operen de una manera segura y
protectora del medio ambiente
Principio 2 – TRANSPORTE
Proteger a las comunidades y al medio ambiente durante el
transporte del cianuro
Principio 3 – MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTO
Proteger a los trabajadores y al medio ambiente durante la
manipulación y el almacenamiento del cianuro
Principio 4 – OPERACIONES
Manejar las soluciones del proceso de cianuración y los flujos de
residuos para proteger la salud humana y el medio ambiente
Principio 5 – DESMANTELAMIENTO
104
Proteger a las comunidades y al medio ambiente mediante el
desarrollo y la implementación de planes de desmantelamiento de
instalaciones relacionados con el uso del cianuro
Principio 6 – SEGURIDAD DEL TRABAJADOR
Proteger la salud y la seguridad de los trabajadores de la
exposición al cianuro
Principio 7 – RESPUESTA A EMERGENCIAS
Proteger a las comunidades y al medio ambiente mediante el
desarrollo de estrategias y capacidades de respuesta a
emergencias
Principio 8 – CAPACITACIÓN
Capacitar a trabajadores y personal de respuesta a emergencias
para una manipulación segura del cianuro y protectora del medio
ambiente
Principio 9 – COMUNICACIÓN
Comprometerse a realizar consultas y divulgación de información al
público