Extracción de oro por cianuración: un análisis profundo del proceso de cianuración por agitación

En el ámbito de la extracción de oro, la cianuración ha ocupado un lugar destacado durante más de un siglo. Desde su inicio en 1887 para la extracción de minerales de oro y plata, este método ha evolucionado continuamente, manteniéndose como una de las técnicas más utilizadas gracias a su alta tasa de recuperación, su adaptabilidad a diversos tipos de minerales y su viabilidad para la producción local.

1. Comprensión de la cianuración en la extracción de oro

La cianuración es un proceso químico que aprovecha la capacidad de cianuro Los iones de cianuro forman complejos solubles con el oro. En presencia de oxígeno y agua, los iones de cianuro reaccionan con los átomos de oro. Esta reacción crea un compuesto soluble donde el oro se une a los iones de cianuro, lo que permite que el oro se disuelva en la solución. Si bien este proceso es muy eficaz para la extracción de oro, también conlleva importantes riesgos ambientales y de seguridad, ya que el cianuro es una sustancia tóxica.

2. Tipos de métodos de cianuración

Los métodos de cianuración se pueden clasificar en dos categorías principales: cianuración por agitación y cianuración por percolación.

• Cianuración por agitaciónEste método se utiliza principalmente para el tratamiento de concentrados de oro por flotación o en escenarios de cianuración de lodos. Consiste en mezclar vigorosamente la pulpa de mineral con la solución de cianuro. De esta manera, se garantiza que las partículas auríferas del mineral entren en máximo contacto con los iones de cianuro, facilitando así la extracción del oro.

• Cianuración por percolaciónAdecuada para minerales de oro de baja ley, la cianuración por percolación permite que la solución de cianuro fluya a través de un lecho de mineral. Este método consume menos energía que la cianuración por agitación. Sin embargo, su aplicación se limita a minerales con buena permeabilidad, lo que permite que la solución de cianuro fluya fácilmente.

3. Proceso de extracción de oro por cianuración con agitación

La agitación Extracción de oro por cianuración El proceso comprende dos subprocesos principales: el proceso de cianuración - reemplazo de zinc y el proceso de cianuración en suspensión de carbón sin filtrar.

3.1 Cianuración - Proceso de sustitución de zinc (métodos CCD y CCF)

• Preparación de materia prima para lixiviaciónEl primer paso consiste en preparar el mineral para el proceso de lixiviación. Esto suele incluir triturarlo en trozos más pequeños y luego molerlo hasta obtener una consistencia fina. En algunos casos, también se realiza un pretratamiento para facilitar el acceso a las partículas de oro del mineral. El objetivo es crear una pulpa con un tamaño de partícula óptimo, lo que favorece una mejor interacción entre el mineral y la solución de cianuro.

• Lixiviación por cianuración con agitaciónLa pulpa de mineral preparada se transfiere a tanques de agitación, donde se añade una solución de cianuro. Estos tanques cuentan con agitadores que mantienen la pulpa y la solución de cianuro bien mezcladas. Se introduce oxígeno en los tanques, ya sea mediante aireación o añadiendo agentes oxidantes. Este oxígeno impulsa la reacción química que disuelve el oro en la solución de cianuro.

• Lavado a contracorriente para separación sólido-líquidoTras el proceso de lixiviación, la suspensión resultante se compone de residuos sólidos y una fase líquida, conocida como solución preñada, que contiene oro disuelto. Para separar estos dos componentes, se utilizan una serie de espesadores o filtros en un sistema de lavado a contracorriente. Se emplean métodos como la decantación continua a contracorriente (CCD) o la filtración continua a contracorriente (CCF) para recuperar la mayor cantidad posible de la solución aurífera, minimizando al mismo tiempo la pérdida de oro con los residuos sólidos.

• Purificación del líquido de lixiviación y desoxidaciónLa solución rica obtenida de la separación sólido-líquido puede contener impurezas y oxígeno disuelto. Se implementan procedimientos de purificación para eliminar los sólidos suspendidos y otros contaminantes que podrían interrumpir el proceso posterior de recuperación de oro. La desoxidación es igualmente importante, ya que el oxígeno puede provocar la reoxidación del compuesto de oro y cianuro, lo que reduce la eficacia del proceso de reemplazo de zinc posterior.

• Reemplazo y decapado de polvo de zinc (seda)Se añade polvo de zinc o seda de zinc a la solución madre purificada y desoxidada. El zinc es más reactivo que el oro, por lo que desplaza al oro del compuesto formado durante el proceso de lixiviación. Esto da lugar a la formación de un precipitado sólido que contiene oro y zinc, comúnmente conocido como lodo aurífero. Tras la reacción de reemplazo, el lodo aurífero se trata generalmente con una solución ácida para eliminar el exceso de zinc y otras impurezas.

• Lingotes de fundiciónLa etapa final del proceso de cianuración con sustitución de zinc consiste en fundir el lodo aurífero para producir lingotes de oro puro. El lodo aurífero se funde a altas temperaturas en un horno y, mediante una serie de etapas de refinación, se eliminan las impurezas restantes, obteniendo lingotes de oro de alta pureza.

3.2 Proceso de cianuración en suspensión de carbón sin filtrar (métodos CIP y CIL)

• Preparación del material de lixiviaciónSimilar al proceso de cianuración con sustitución de zinc, la primera tarea es preparar el mineral para la lixiviación. Esto requiere reducir el mineral a un tamaño de partícula adecuado mediante operaciones de trituración y molienda.

• Lixiviación por agitación y adsorción de carbono a contracorrienteEn el método de Carbón en Pulpa (CIP), el proceso de lixiviación con cianuro se lleva a cabo primero en una serie de tanques de agitación. Una vez disuelto el oro en la solución, se añade carbón activado a la pulpa. El carbón activado tiene una fuerte afinidad por el compuesto de oro y cianuro y adsorbe el oro disuelto en su superficie. En el método de Carbón en Lixiviación (CIL), el carbón activado se añade al tanque de lixiviación simultáneamente con la solución de cianuro, de modo que los procesos de lixiviación y adsorción ocurren simultáneamente. Tanto en CIP como en CIL, se mantiene un flujo a contracorriente de carbón y pulpa para maximizar la cantidad de oro adsorbida por el carbón.

• Desorción de carbono cargado con oroTras el proceso de adsorción, el carbón cargado con oro debe separarse de la pulpa. Posteriormente, el oro se extrae del carbón mediante una solución caliente de cianuro cáustico. Esta solución rompe la unión entre el compuesto de oro y cianuro y el carbón, liberando el oro de nuevo en la solución.

• Electrólisis por electrodeposiciónLa solución rica en oro obtenida mediante el proceso de desorción se somete a electrodeposición. Durante este proceso, se aplica una corriente eléctrica a la solución. Esto provoca la reducción de los iones de oro presentes en la solución y su depósito en un cátodo, formando un depósito sólido de oro que puede refinarse aún más.

• Lingotes de fundiciónEl oro obtenido por electrodeposición es relativamente puro, pero aún puede contener impurezas. Se realiza una fundición para purificarlo aún más y moldearlo en lingotes con la pureza deseada.

• Regeneración de carbonoEl carbón gastado, una vez desorbido el oro, puede regenerarse y reutilizarse. Esto implica someterlo a un tratamiento de alta temperatura para eliminar las impurezas adsorbidas y restaurar su capacidad de adsorber oro.

4. Comparación de los procesos CIP y CIL

• Duración del procesoGeneralmente, el proceso CIP toma más tiempo que el CIL. Esto se debe a que en el CIP, la lixiviación y la adsorción son operaciones independientes. En el CIL, dado que la lixiviación y la adsorción ocurren simultáneamente, todo el proceso puede completarse en menos tiempo. Sin embargo, el proceso CIL requiere un control más complejo, ya que ambos procesos ocurren simultáneamente.

• Gestión de carbón y lodosEn el proceso CIL, circula un mayor volumen de carbono y su concentración en la pulpa es menor que en el CIP. Por lo tanto, el volumen de pulpa necesario para la transferencia de carbono en el CIL suele ser varias veces superior al del CIP (aproximadamente cuatro veces). Esto influye en el dimensionamiento de los equipos y el consumo energético.

• Atraso de metal y ley de oro en soluciónEn el proceso CIP, existe una cantidad significativa de metal remanente en el sistema (retención de metal), el cual se distribuye de forma bastante uniforme entre el carbón activado y la solución. En el proceso CIL, la mayor parte del metal se adsorbe en el carbón activado. Además, la concentración de oro en la solución en el proceso CIL es mayor que en el CIP. Esto se debe a que en el CIL, a medida que el oro se lixivia, también se adsorbe continuamente, lo que repone el oro disuelto en la solución. En el CIP, por otro lado, se trata de un proceso de adsorción de un solo paso con una reposición limitada de oro disuelto.

5. Consideraciones ambientales y de seguridad

A pesar de su eficiencia, la cianuración, especialmente la cianuración por agitación, presenta importantes riesgos ambientales y de seguridad. El cianuro es altamente tóxico, y cualquier fuga o manipulación inadecuada puede provocar una grave contaminación ambiental y representar una amenaza para la salud humana. Para abordar estos riesgos, las operaciones de extracción de oro se adhieren a estrictos protocolos de seguridad. Estos incluyen el almacenamiento y la manipulación adecuados del cianuro, la instalación de sistemas de contención para prevenir fugas y el tratamiento de aguas residuales que contienen cianuro. Además, la investigación en curso busca desarrollar agentes de lixiviación alternativos y menos tóxicos para reemplazar el cianuro en la extracción de oro.

6. Conclusión

La cianuración por agitación desempeña un papel vital en la industria minera moderna del oro, permitiendo la extracción a alta velocidad de oro de diversos tipos de mineral. Los dos subprocesos principales, la cianuración con reemplazo de zinc y la suspensión de carbón de cianuración sin filtrar, tienen sus propias ventajas y se seleccionan en función de factores como las propiedades del mineral, la escala de operación y la viabilidad económica. Sin embargo, la industria debe seguir abordando los desafíos ambientales y de seguridad asociados con el uso del cianuro para garantizar el futuro sostenible de la extracción de oro.