Proceso de lixiviación de cianuro na minería de ouro: o proceso completo desde a disolución ata a recuperación

introdución

A extracción de ouro dos seus minerais foi un tema de gran interese durante séculos. Entre os distintos métodos dispoñibles, Lixiviación de cianuro emerxeu como unha das técnicas máis utilizadas no comercial Minería de ouro industria. Este proceso permite a disolución eficiente do ouro dos seus materiais anfitrións, o que permite recuperar o metal precioso nunha forma máis concentrada. Este artigo afondará no proceso completo de lixiviación de cianuro na minería de ouro, desde a disolución inicial do ouro en solucións de cianuro ata a recuperación final do metal.

A disolución do ouro en solucións de cianuro

Reaccións químicas implicadas

A disolución do ouro en solucións de cianuro baséase nunha complexa serie de reaccións químicas. A reacción global pódese representar coa seguinte ecuación:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Nesta reacción, reacciona co ouro (Au). Cianuro de sodio (NaCN) en presenza de osíxeno (O₂) e auga (H₂O) para formar dicianoaurato sódico (Na[Au(CN)₂]) e hidróxido de sodio (NaOH). O papel do osíxeno nesta reacción é crucial xa que actúa como axente oxidante, facilitando a disolución do ouro.

Condicións para a disolución óptima

Para unha disolución eficiente do ouro, hai que controlar coidadosamente varias condicións. A concentración de cianuro na solución é un factor crítico. Normalmente, no proceso de lixiviación úsase unha concentración de 0.05 - 0.1% de NaCN. Unha concentración máis alta pode levar a un aumento do consumo de cianuro sen un aumento proporcional da disolución do ouro, mentres que unha concentración máis baixa pode producir unha lixiviación lenta e incompleta.

O pH da solución tamén xoga un papel importante. O proceso de lixiviación é máis eficaz nun medio lixeiramente alcalino, cun rango de pH de 9.5 a 11. A este pH, os ións cianuro están presentes na súa forma non disociada (HCN), que é máis reactiva cara ao ouro. O axuste do pH adoita conseguirse engadindo cal (CaO) á solución de lixiviación.

A temperatura é outro parámetro importante. Aínda que a reacción pode ocorrer a temperatura ambiente, unha temperatura lixeiramente elevada de arredor de 25 - 35 °C pode mellorar a velocidade de disolución do ouro. Non obstante, aumentar demasiado a temperatura pode provocar a descomposición do cianuro, reducindo a súa eficacia.

Pretratamento de minerais

Trituración e moenda

Antes de comezar o proceso de lixiviación de cianuro, os minerais auríferos deben ser tratados previamente. O primeiro paso deste pretratamento adoita ser Esmagador moenda. Os minerais son triturados para reducir o seu tamaño e despois móvense en partículas finas. Isto aumenta a superficie do mineral, permitindo un contacto máis eficiente entre as partículas de ouro e a solución de cianuro durante o proceso de lixiviación.

O grao de moenda é coidadosamente controlado. O moído excesivo pode levar á formación de lodos finos, o que pode causar problemas durante os pasos posteriores de separación sólido-líquido. Por outra banda, a submoción pode producir unha exposición insuficiente das partículas de ouro, o que provoca unha lixiviación incompleta.

Tostado e Bio-oxidación

Nalgúns casos, os minerais de ouro poden conter minerais refractarios que impiden a disolución directa do ouro polo cianuro. Para tales minerais, poden ser necesarios métodos de pretratamento adicionais, como asar ou bio-oxidación.

O tostado consiste en quentar o mineral en presenza de aire para oxidar os minerais refractarios, como os sulfuros. Este proceso de oxidación descompón os minerais, liberando as partículas de ouro e facéndoas máis accesibles á solución de cianuro.

A biooxidación, pola súa banda, utiliza microorganismos para oxidar os minerais refractarios. Esta é unha alternativa máis respectuosa co medio ambiente ao asar xa que funciona a temperaturas máis baixas e produce menos emisións nocivas. Os microorganismos, normalmente bacterias ou fungos, son seleccionados en función da súa capacidade para oxidar os minerais refractarios específicos presentes no mineral.

O proceso de lixiviación

Lixiviación de tanques axitados

A lixiviación en tanque axitado é un dos métodos máis comúns utilizados para a lixiviación con cianuro. Neste proceso, o mineral pretratado mestúrase coa solución de cianuro en grandes tanques axitados. Os tanques están equipados con axitadores que aseguran a mestura completa do mineral e da solución, promovendo o contacto entre as partículas de ouro e os ións cianuro.

O tempo de lixiviación pode variar dependendo da natureza do mineral e das condicións de operación. En xeral, o proceso de lixiviación pode levar desde varias horas ata varios días. Durante este tempo tómanse mostras do lixiviado e analízanse periodicamente para controlar o progreso da disolución do ouro.

Lixiviación en pila

A lixiviación en pila é outro método moi utilizado, especialmente para minerais de ouro de baixa calidade. Neste proceso, o mineral triturado apílase en grandes pilas sobre un forro impermeable. A solución de cianuro pulverízase na parte superior do montón e déixase filtrar a través do mineral. A medida que a solución pasa polo montón, disolve as partículas de ouro e a solución preñada resultante recóllese no fondo do montón.

A lixiviación en pila é un método máis rendible en comparación con Lixiviación en tanque axitado xa que require un menor investimento de capital en equipamento. Non obstante, é un proceso máis lento e é máis axeitado para minerais cun contido de ouro relativamente baixo.

Separación sólido-líquido

Filtración

Despois de completar o proceso de lixiviación, o seguinte paso é separar o residuo sólido (restos) da solución preñada, que contén o ouro disolto. A filtración é un dos métodos máis utilizados para a separación sólido-líquido. Neste proceso, a suspensión (mestura de sólido e líquido) pásase por un medio filtrante, como un pano filtrante ou un filtro prensa. As partículas sólidas quedan retidas no medio filtrante, mentres que o líquido (disolución preñada) pasa e recóllese.

A elección do medio filtrante depende da natureza das partículas sólidas e das condicións de funcionamento. Por exemplo, nos casos en que as partículas sólidas son moi finas, pode ser necesario un pano de filtro de malla máis fina.

Decantación

A decantación é outro método que se pode usar para a separación sólido-líquido, especialmente cando as partículas sólidas son relativamente grandes e se sedimentan facilmente. Neste proceso, a suspensión déixase repousar nun tanque de decantación durante un período de tempo. As partículas sólidas se depositan no fondo do tanque debido á gravidade, e despois o líquido sobrenadante transparente (solución preñada) decántase coidadosamente.

A decantación é un método máis sinxelo e menos enerxético en comparación coa filtración. Non obstante, pode non ser tan eficaz para separar partículas sólidas moi finas.

Recuperación de ouro da solución embarazada

Adsorción de carbón activado

Un dos métodos máis comúns para recuperar ouro da solución embarazada é Adsorción de carbón activado. Neste proceso, engádese carbón activado á solución preñada. O complexo de ouro - cianuro ten unha forte afinidade pola superficie do carbón activado e, como resultado, o ouro é adsorbido nas partículas de carbono.

As partículas de carbono sepáranse despois da solución, xeralmente mediante cribado ou filtración. O carbono cargado con ouro é despois procesado para desorber o ouro. Normalmente, isto faise sometendo o carbono a un tratamento con vapor a alta temperatura ou utilizando un axente de desorción química.

Precipitación de zinc

A precipitación de zinc, tamén coñecida como proceso Merrill - Crowe, é outro método para a recuperación do ouro. Neste proceso, engádese po de zinc á solución embarazada. O zinc é máis electropositivo que o ouro e, como resultado, despraza o ouro do complexo ouro - cianuro. A reacción pódese representar coa seguinte ecuación:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

O ouro precipitado, xunto con calquera cinc sen reaccionar, forma un lodo sólido. Este lodo sepárase despois da solución e o ouro refínese aínda máis para obter un produto puro.

Refinación de ouro

Fundición

Unha vez que se recuperou o ouro da solución preñada, adoita ser refinado para eliminar as impurezas restantes. A fundición é un dos métodos máis comúns para o refino de ouro. Neste proceso, o material que contén ouro quéntase a alta temperatura en presenza dun fluxo, como o bórax. O fluxo axuda a baixar o punto de fusión do ouro e tamén reacciona coas impurezas, formando unha escoura que se pode separar do ouro fundido.

Despois, o ouro fundido bótase en moldes para formar lingotes. Estes lingotes pódense procesar ou vender como produto semiacabado.

Refinación electrolítica

O refino electrolítico é un método máis avanzado para o refino de ouro. Neste proceso, o ánodo que contén ouro colócase nunha cela electrolítica xunto cun cátodo de ouro puro. O electrólito adoita ser unha solución de cloruro de ouro ou outros sales de ouro. Cando unha corrente eléctrica atravesa a cela, o ouro do ánodo disólvese no electrólito e despois deposítase no cátodo.

As impurezas que son máis electropositivas que o ouro disolven no electrólito pero non se depositan no cátodo, mentres que as impurezas que son menos electropositivas que o ouro permanecen como lodos no fondo da célula. Isto dá como resultado un produto de ouro de moi alta pureza.

Consideracións ambientais

Xestión do cianuro

O cianuro é unha substancia altamente tóxica, e a xestión adecuada do cianuro no proceso de extracción de ouro é de suma importancia. O uso de cianuro na minería de ouro está estrictamente regulado en moitos países para minimizar o seu impacto sobre o medio ambiente e a saúde humana.

Un dos aspectos fundamentais da xestión do cianuro é a prevención de vertidos de cianuro. As operacións mineiras deben ter sistemas de contención axeitados para evitar que as solucións que conteñan cianuro se filtren ao medio ambiente. Ademais, o tratamento das augas residuais que conteñen cianuro tamén é fundamental. Existen varios métodos dispoñibles para tratar as augas residuais que conteñen cianuro, como a oxidación química, o tratamento biolóxico e o intercambio iónico.

Eliminación de residuos

Os residuos sólidos (restos) producidos despois do proceso de recuperación do ouro tamén deben ser eliminados adecuadamente. Os residuos poden conter trazas de cianuro e outros metais pesados, que poden supoñer unha ameaza para o medio ambiente se non se xestionan correctamente.

Un método común para a eliminación de relaves é almacenalos en presas de relaves. Estes encoros están deseñados para conter os residuos e evitar a liberación de contaminantes ao medio ambiente. Nalgúns casos, os residuos tamén poden ser reprocesados ​​para recuperar os minerais valiosos restantes ou para reducir o impacto ambiental.

Conclusión

O proceso de lixiviación de cianuro na minería de ouro é un proceso complexo e de varios pasos que implica a disolución do ouro en solucións de cianuro, o tratamento previo de minerais, a lixiviación, a separación sólido-líquido, a recuperación de ouro, o refino e a xestión ambiental. Cada paso deste proceso é coidadosamente controlado para garantir a extracción e recuperación eficientes do ouro minimizando o impacto ambiental. A pesar dos retos asociados ao uso de cianuro, o proceso segue sendo un método importante e amplamente utilizado na industria mineira de ouro comercial debido á súa alta eficiencia e custo relativamente baixo. Non obstante, estase realizando continuas investigacións e desenvolvementos para desenvolver métodos alternativos máis respectuosos co medio ambiente e sostibles.