Alcance aplicable y flujo del proceso de lixiviación en cubas de cianuración para minas de oro

1. Introducción

El método de lixiviación por cianuración en cuba es un proceso importante en la minería de oro para la extracción de este metal de los minerales. Este método tiene un ámbito de aplicación específico y una serie de pasos bien definidos que desempeñan un papel crucial en la extracción eficiente de los recursos auríferos.

2. Alcance aplicable

2.1 Requisito de tamaño de partícula del mineral

Los minerales de oro aptos para la lixiviación en cuba suelen presentar una dispersión de oro de grano fino. Cuando las partículas de oro en el mineral son muy finas, es difícil separarlas mediante métodos físicos simples, como la separación por gravedad. En estos casos, se puede utilizar el método de lixiviación en cuba con cianuración. Por ejemplo, en algunos minerales de oro de tipo óxido, el oro suele presentarse en forma de granos finos, que pueden tratarse eficazmente mediante la lixiviación en cuba.

2.2 Requisito de ley del mineral

Este método es especialmente adecuado para minerales de oro de baja o ultra baja ley. Para minerales de oro de alta ley, se pueden preferir métodos de extracción más eficientes y rápidos. Sin embargo, para minerales de baja ley con un contenido de oro por unidad de masa relativamente bajo, el método de lixiviación en cubas puede lograr una extracción económica en ciertas condiciones. El costo relativamente bajo del proceso de lixiviación en cubas lo convierte en una opción viable para el procesamiento de dichos minerales.

2.3 Requisito de permeabilidad del mineral

Los minerales con baja permeabilidad también son adecuados para la lixiviación en cuba. Si el mineral tiene buena permeabilidad, la solución de cianuro puede fluir a través de él demasiado rápido, lo que resulta en un tiempo de contacto insuficiente entre el cianuro y el oro, reduciendo así la tasa de lixiviación. Por el contrario, para minerales con baja permeabilidad, el método de lixiviación en cuba permite controlar el caudal y el tiempo de contacto de la solución de cianuro en el mineral para garantizar mejores resultados de lixiviación. Por ejemplo, los minerales de tipo óxido de hierro con oro de grano fino y los minerales de vetas de cuarzo oxidadas con oro de grano fino suelen tener una permeabilidad relativamente baja y son bastante adecuados para la lixiviación en cuba. El método de lixiviación en cuba puede lograr una tasa de recuperación de beneficio del 70 al 90 % para dichos minerales.

3. Flujo de proceso

3.1 Preparación de tinas de lixiviación

Las tinas de lixiviación utilizadas en el proceso suelen estar hechas de materiales como madera, hierro u hormigón. El fondo de la tina puede ser plano o ligeramente inclinado, y su forma puede ser circular, rectangular o cuadrada. Dentro de la tina se instala un doble fondo de placas perforadas resistentes al ácido. Sobre este doble fondo se coloca una tela filtrante, recubierta por una rejilla de listones de madera o de metal resistente a la corrosión. El doble fondo se utiliza para filtrar y sujetar el mineral. Antes de iniciar el proceso de lixiviación, es necesario asegurar que las tinas, especialmente la de lixiviación y la de líquidos pobres, sean impermeables y estén prácticamente secas.

3.2 Pretratamiento del mineral: trituración y cribado

Los minerales auríferos extraídos deben triturarse hasta obtener un tamaño de partícula determinado. Primero, se introducen en la etapa de trituración para su disociación simple. Según el tamaño de partícula requerido, se realizan operaciones de trituración gruesa, media y fina. Generalmente, se utiliza una trituradora de mandíbulas para la trituración gruesa, que reduce el tamaño de partícula a entre 50 y 100 mm. Posteriormente, se utiliza una trituradora de cono para la trituración media y fina, reduciendo el tamaño de partícula a un rango de entre 5 y 25 mm. Tras la trituración, los minerales se tamizan con una criba vibratoria para garantizar un tamaño de partícula uniforme. Los minerales de grano grueso que no cumplen con los requisitos se devuelven a la trituradora para su posterior trituración, y los minerales de tamaño adecuado pasan a la siguiente etapa.

3.3 Proceso de lixiviación

1. Carga de los minerales en la cuba : Los minerales triturados y cribados se cargan en la cuba de lixiviación.

2. Preparación de la solución de lixiviación : En la cuba de lixiviación, se prepara una solución alcalina de cianuro como agente lixiviante. La concentración de la solución de cianuro se controla generalmente dentro de un rango determinado, entre 0.05 % y 0.1 %, que se determina experimentalmente según las propiedades específicas del mineral. Esta concentración garantiza una extracción eficiente del oro, minimizando al mismo tiempo el impacto ambiental.

3. Operación de lixiviación : La solución de lixiviación preparada se bombea a la cuba de lixiviación. Durante el proceso, la solución penetra lentamente a través de la capa de mineral. El oro del mineral reacciona con el cianuro de la solución en presencia de oxígeno (generalmente, se introduce aire en la cuba). La ecuación química principal es: \(4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH\). En esta reacción, el oro forma complejos solubles de oro-cianuro y se disuelve en la solución. El tiempo de lixiviación es relativamente largo, generalmente oscilando entre varios días y varias semanas, dependiendo de factores como la naturaleza del mineral, el tamaño de partícula del mineral y la concentración de la solución de lixiviación. Durante el proceso de lixiviación, es necesario controlar periódicamente la concentración de la solución de lixiviación, el pH de la solución y el contenido de oro en la solución para asegurar que la reacción de lixiviación se desarrolle en condiciones óptimas.

3.4 Separación de la solución aurífera (rica en líquido)

Cuando la lixiviación alcanza un tiempo determinado y, tras la detección, la concentración y la ley del líquido cumplen los requisitos, la solución aurífera (líquido rico) se descarga del fondo del tanque. Este líquido contiene complejos de oro y cianuro disueltos y requiere un mayor procesamiento para recuperar el oro.

3.5 Recuperación de oro

1. Método de desplazamiento con polvo (lámina) de zinc : Un método común para la recuperación de oro es el método de desplazamiento con polvo (lámina) de zinc. El zinc tiene una propiedad reductora más fuerte que el oro. Cuando se agrega polvo o lámina de zinc al líquido rico en oro, ocurre una reacción de desplazamiento. La ecuación de la reacción química es: \(2Na[Au(CN)_2]+Zn = 2Au+Na_2[Zn(CN)_4]\). El oro es desplazado del complejo oro-cianuro por el zinc y precipita en forma de partículas sólidas. Después de la reacción de desplazamiento, la mezcla sólido-líquido se filtra para obtener sólidos que contienen oro, los cuales luego se procesan para su fundición.

2. Método de adsorción con carbón activado : Otro método es la adsorción con carbón activado . El carbón activado posee una gran superficie específica y una fuerte capacidad de adsorción. El líquido rico se hace pasar a través de una columna rellena de carbón activado . Los complejos de oro-cianuro presentes en la solución se adsorben en la superficie del carbón activado. Tras la adsorción, el carbón activado con el oro adsorbido (carbón cargado) se separa de la solución. Posteriormente, el carbón cargado se somete a un tratamiento de desorción. Generalmente, se utiliza una solución de desorción (como una mezcla de hidróxido de sodio y cianuro de sodio ) para desorber el oro del carbón activado a una temperatura y presión determinadas. La solución que contiene el oro desorbido se somete a electrólisis para obtener oro.

3.6 Tratamiento de relaves y líquidos residuales

1. Tratamiento de relaves : Tras la recuperación del oro, los relaves restantes aún contienen cierta cantidad de cianuro y otras impurezas. Para cumplir con los requisitos de protección ambiental, es necesario tratar los relaves. Un método común consiste en añadir reactivos como metabisulfito de sodio y sulfato de cobre para descomponer y eliminar el cianuro. Una vez tratados, los relaves pueden almacenarse adecuadamente o procesarse posteriormente.

2. Tratamiento de los residuos líquidos : Los residuos líquidos generados durante el proceso contienen cianuro y otras sustancias nocivas. Es necesario tratarlos mediante procesos como la precipitación química, el intercambio iónico y el tratamiento biológico para reducir su contenido y cumplir con las normas nacionales de vertido antes de su descarga.

4. Conclusión

El método de lixiviación en cubas de cianuración tiene un ámbito de aplicación único en la industria minera aurífera, especialmente para minerales de oro de grano fino, de baja ley y baja permeabilidad. Mediante una serie de estrictos pasos de proceso, este método permite extraer oro eficazmente de los minerales. Sin embargo, cabe destacar que, debido al uso de cianuro en el proceso, se deben adoptar estrictas medidas de seguridad y protección ambiental para garantizar la seguridad de los trabajadores y minimizar el impacto ambiental. Con el continuo desarrollo de la tecnología minera, se espera que nuevas mejoras y optimizaciones de este proceso mejoren la eficiencia de la extracción de oro y reduzcan los costos, garantizando al mismo tiempo el respeto al medio ambiente.