Los efectos de activación y pasivación de las sales de plomo en el proceso de cianuración del oro

Introducción

La cianuración del oro es un proceso ampliamente utilizado en la industria minera para extraer oro de sus minerales. La adición de ciertos productos químicos puede influir significativamente en la eficiencia de este proceso. Entre estos aditivos, Sales de plomo han demostrado efectos complejos, tanto de activación como de desactivación, sobre la Cianuración de oro reacción. Comprender estos efectos es crucial para optimizar Extracción de oro procesos, reduciendo costos y minimizando los impactos ambientales.

Conceptos básicos del proceso de cianuración del oro

La cianuración del oro, también conocida como proceso MacArthur-Forrest, implica la reacción del oro con cianuro Iones en presencia de oxígeno. Esta reacción química permite que el oro se disuelva de la matriz del mineral en la solución, lo que facilita su posterior recuperación. Sin embargo, la presencia de diversas impurezas en el mineral y las condiciones de reacción pueden afectar la rapidez y la totalidad de la disolución del oro.

Efectos de activación de las sales de plomo

Mecanismo de activación

Papel catalítico en las reacciones electroquímicas

Las sales de plomo pueden actuar como catalizadores en el proceso de cianuración del oro. En la región de bajo sobrepotencial (–0.35 V frente a Ag/AgCl), se ha demostrado que la adición de sal de plomo acelera el proceso de lixiviación del oro en soluciones de cianuro. Los experimentos de voltamperometría cíclica (CV) indican que el plomo participa en las reacciones electroquímicas que ocurren en la superficie del oro. En condiciones de cianuración, el oro forma aleaciones con plomo. Estas aleaciones crean diminutas celdas electroquímicas en la superficie del oro, donde se producen simultáneamente reacciones de oxidación y reducción. La reacción de oxidación en la interfaz oro-aleación promueve la descomposición del oro, mientras que la reacción de reducción implica la presencia de oxígeno u otras sustancias oxidantes en la solución. Esta acción electroquímica acelera significativamente la velocidad general de disolución del oro.

Inhibición de reacciones de impurezas

En minerales que contienen cobre y otras impurezas, las sales de plomo desempeñan un papel beneficioso. Los minerales de cobre presentes en el mineral pueden consumir cianuro y oxígeno, compitiendo con la reacción de cianuración del oro. Las sales de plomo interactúan con iones de cobre o minerales que contienen cobre, formando compuestos insolubles que impiden la disolución de los minerales de cobre. Esto reduce la cantidad de cianuro consumido por el cobre, dejando más cianuro disponible para la reacción de cianuración del oro y, por lo tanto, aumentando la tasa de lixiviación del oro. En minerales auríferos con alto contenido de cobre, se ha observado que la adición de sales de plomo disminuye la cantidad de cobre disuelto en la solución de cianuro, manteniendo una proporción favorable para la disolución del oro.

Evidencia experimental de activación

Estudios de laboratorio e industriales han confirmado la Efecto de activacións de sales de plomo. En un estudio sobre un mineral aurífero con 0.25 % de galena, la adición de sal de plomo mejoró significativamente la tasa de lixiviación del oro. Las prácticas industriales también respaldan estos hallazgos. En algunas minas de oro, al procesar tipos específicos de minerales, la adición de la cantidad adecuada de sales de plomo redujo el consumo de... Cianuro de sodio de más de 12 kg/t a tan solo 5 kg/t y aumentó la tasa de recuperación de oro a más del 98%.

Efectos de desactivación de las sales de plomo

Condiciones de desactivación

Presencia de silicato y ciertos minerales que contienen plomo

En determinadas circunstancias, especialmente en presencia de silicato y minerales específicos que contienen plomo, la adición de plomo puede ralentizar la oxidación del oro. A un potencial de –0.35 V (en comparación con Ag/AgCl), la velocidad de disolución del oro disminuye. La razón exacta es compleja, pero podría estar relacionada con la formación de películas superficiales o la interacción de sustancias de plomo con la superficie del oro, lo que impide que los iones de cianuro y el oxígeno lleguen al oro. Por ejemplo, algunos minerales que contienen plomo reaccionan con la solución de cianuro para formar compuestos que cubren la superficie del oro, lo que dificulta el desarrollo normal de la reacción de cianuración.

Minerales con alto contenido de azufre

En minerales con alto contenido de azufre, la adición de plomo puede ser perjudicial e incluso provocar la desactivación. Cuando el contenido de azufre en el mineral es alto, los minerales de sulfuro se oxidan a azufre elemental durante el proceso de cianuración. Este azufre elemental forma una capa sobre la superficie del oro que impide su reacción con la solución de cianuro y oxígeno. El plomo puede promover la oxidación de los minerales de sulfuro a azufre, inhibiendo aún más la reacción de cianuración del oro y provocando una disminución significativa de la velocidad de disolución del oro.

Evidencia analítica de desactivación

El análisis por espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) evidencia los efectos de desactivación. En muestras de procesos de cianuración de minerales con alto contenido de azufre y adición de plomo, los espectros XPS muestran la presencia de sustancias azufradas en la superficie del oro, lo que indica la formación de la capa pasivante de azufre. Las pruebas electroquímicas también confirman que la velocidad de oxidación del oro disminuye en presencia de minerales con silicato y plomo.

Factores que influyen en el equilibrio entre activación y desactivación

Concentración de sales de plomo

La cantidad de sales de plomo añadidas al sistema de cianuración es crucial. En bajas concentraciones, las sales de plomo suelen tener un efecto activador, promoviendo la disolución del oro. Sin embargo, si la concentración es demasiado alta, puede provocar la formación de un exceso de productos de reacción que provocan la desactivación. Por ejemplo, una concentración excesiva de iones de plomo puede provocar la precipitación de complejos de plomo-cianuro que recubren la superficie del oro e detienen la reacción de cianuración.

Composición del mineral

La composición del mineral, incluyendo los tipos y cantidades de minerales de sulfuro, silicatos y otras impurezas, determina si las sales de plomo actúan como activadores o desactivadores. Los minerales con un alto contenido de ciertos minerales de sulfuro, como la pirita en minerales con alto contenido de azufre, son más propensos a experimentar desactivación al añadir plomo. Por el contrario, los minerales con una cantidad significativa de minerales de cobre pueden beneficiarse del efecto activador de las sales de plomo.

Condiciones de reacción

Las condiciones de reacción, como la temperatura, el pH y la concentración de oxígeno y cianuro en la solución, también influyen en los efectos de activación y desactivación de las sales de plomo. Una temperatura más alta puede acelerar las reacciones tanto beneficiosas como perjudiciales relacionadas con el plomo. El pH de la solución afecta la existencia de los iones de plomo y otros metales, influyendo en sus interacciones con el oro y otros minerales. Una concentración adecuada de oxígeno es necesaria para que la reacción de cianuración del oro se desarrolle con normalidad, y las sales de plomo pueden interactuar con el oxígeno de diferentes maneras según las condiciones, ya sea potenciando o inhibiendo la reacción.

Conclusión

Las sales de plomo tienen efectos tanto de activación como de desactivación en el proceso de cianuración de oro. Los efectos de activación, como la catalización de reacciones electroquímicas y la reducción de la interferencia de impurezas, pueden mejorar significativamente la eficiencia de la extracción de oro. Sin embargo, en ciertas condiciones, como en presencia de silicato, minerales específicos que contienen plomo o minerales con alto contenido de azufre, las sales de plomo pueden causar desactivación al ralentizar la oxidación del oro o formar capas de bloqueo en su superficie. Comprender los factores que influyen en estos efectos, como la concentración de sales de plomo, la composición del mineral y las condiciones de reacción, es esencial para el uso exitoso de las sales de plomo en la cianuración de oro. Mediante un control cuidadoso de estos factores, la industria minera puede optimizar la extracción de oro, reducir el consumo de reactivos, aumentar la rentabilidad y minimizar el impacto ambiental. Las investigaciones futuras podrían centrarse en la creación de modelos más precisos para predecir el comportamiento de las sales de plomo en diferentes situaciones de procesamiento del mineral y en la búsqueda de nuevas formas de contrarrestar los efectos de desactivación.