Processo de lixiviação de cianeto na mineração de ouro: o processo completo da dissolução à recuperação

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A extração de ouro de seus minérios tem sido um assunto de grande interesse há séculos. Entre os vários métodos disponíveis, Lixiviação de cianeto surgiu como uma das técnicas mais amplamente utilizadas no mercado comercial Mineração de ouro indústria. Este processo permite a dissolução eficiente do ouro de seus materiais hospedeiros, tornando possível recuperar o metal precioso em uma forma mais concentrada. Este artigo se aprofundará no processo completo de lixiviação de cianeto na mineração de ouro, desde a dissolução inicial do ouro em soluções de cianeto até a recuperação final do metal.

A dissolução do ouro em soluções de cianeto

Reações Químicas Envolvidas

A dissolução de ouro em soluções de cianeto é baseada em uma série complexa de reações químicas. A reação geral pode ser representada pela seguinte equação:

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

Nesta reação, o ouro (Au) reage com Cianeto de sódio (NaCN) na presença de oxigênio (O₂) e água (H₂O) para formar dicianoaurato de sódio (Na[Au(CN)₂]) e hidróxido de sódio (NaOH). O papel do oxigênio nessa reação é crucial, pois ele atua como um agente oxidante, facilitando a dissolução do ouro.

Condições para dissolução ótima

Para dissolução eficiente do ouro, várias condições precisam ser cuidadosamente controladas. A concentração de cianeto na solução é um fator crítico. Normalmente, uma concentração de 0.05 - 0.1% de NaCN é usada no processo de lixiviação. Uma concentração mais alta pode levar ao aumento do consumo de cianeto sem um aumento proporcional na dissolução do ouro, enquanto uma concentração mais baixa pode resultar em lixiviação lenta e incompleta.

O pH da solução também desempenha um papel significativo. O processo de lixiviação é mais eficaz em um meio ligeiramente alcalino, com uma faixa de pH de 9.5 a 11. Nesse pH, os íons cianeto estão presentes em sua forma não dissociada (HCN), que é mais reativa ao ouro. O ajuste do pH geralmente é obtido pela adição de cal (CaO) à solução de lixiviação.

Temperatura é outro parâmetro importante. Embora a reação possa ocorrer em temperaturas ambientes, uma temperatura ligeiramente elevada de cerca de 25 - 35°C pode aumentar a taxa de dissolução do ouro. No entanto, aumentar muito a temperatura pode levar à decomposição do cianeto, reduzindo sua eficácia.

Pré-tratamento de Minérios

Trituração e moagem

Antes que o processo de lixiviação de cianeto possa começar, os minérios auríferos precisam ser pré-tratados. O primeiro passo neste pré-tratamento é geralmente Britagem e Esmerilhamento. Os minérios são triturados para reduzir seu tamanho e então moídos em partículas finas. Isso aumenta a área de superfície do minério, permitindo um contato mais eficiente entre as partículas de ouro e a solução de cianeto durante o processo de lixiviação.

O grau de moagem é cuidadosamente controlado. A moagem excessiva pode levar à formação de lodos finos, o que pode causar problemas durante as etapas subsequentes de separação sólido-líquido. Por outro lado, a moagem insuficiente pode resultar em exposição insuficiente das partículas de ouro, levando à lixiviação incompleta.

Torrefação e Bio-oxidação

Em alguns casos, os minérios de ouro podem conter minerais refratários que impedem a dissolução direta do ouro por cianeto. Para tais minérios, métodos de pré-tratamento adicionais, como torrefação ou bio-oxidação, podem ser necessários.

A torrefação envolve o aquecimento do minério na presença de ar para oxidar os minerais refratários, como sulfetos. Esse processo de oxidação quebra os minerais, liberando as partículas de ouro e tornando-as mais acessíveis à solução de cianeto.

A bio-oxidação, por outro lado, usa micro-organismos para oxidar os minerais refratários. Esta é uma alternativa mais ecológica à torrefação, pois opera em temperaturas mais baixas e produz menos emissões prejudiciais. Os micro-organismos, tipicamente bactérias ou fungos, são selecionados com base em sua capacidade de oxidar os minerais refratários específicos presentes no minério.

O Processo de Lixiviação

Lixiviação em Tanque Agitado

A lixiviação em tanque agitado é um dos métodos mais comuns usados ​​para lixiviação de cianeto. Neste processo, o minério pré-tratado é misturado com a solução de cianeto em grandes tanques agitados. Os tanques são equipados com agitadores que garantem a mistura completa do minério e da solução, promovendo o contato entre as partículas de ouro e os íons de cianeto.

O tempo de lixiviação pode variar dependendo da natureza do minério e das condições operacionais. Em geral, o processo de lixiviação pode levar de várias horas a vários dias. Durante esse tempo, amostras do lixiviado são periodicamente coletadas e analisadas para monitorar o progresso da dissolução do ouro.

Lixiviação de pilha

Lixiviação em pilha é outro método amplamente utilizado, especialmente para minérios de ouro de baixa qualidade. Neste processo, o minério britado é empilhado em grandes pilhas em um revestimento impermeável. A solução de cianeto é então pulverizada no topo da pilha e deixada percolar através do minério. À medida que a solução passa pela pilha, ela dissolve as partículas de ouro, e a solução grávida resultante é coletada no fundo da pilha.

A lixiviação em pilha é um método mais econômico em comparação com Lixiviação em tanque agitado pois requer menos investimento de capital em equipamento. No entanto, é um processo mais lento e mais adequado para minérios com teor de ouro relativamente baixo.

Separação sólido-líquido

Filtração

Após o processo de lixiviação ser concluído, o próximo passo é separar o resíduo sólido (rejeitos) da solução gestante, que contém o ouro dissolvido. A filtragem é um dos métodos mais comumente usados ​​para separação sólido-líquido. Neste processo, a pasta (mistura de sólido e líquido) é passada através de um meio filtrante, como um pano de filtro ou uma prensa de filtro. As partículas sólidas são retidas no meio filtrante, enquanto o líquido (solução gestante) passa e é coletado.

A escolha do meio filtrante depende da natureza das partículas sólidas e das condições operacionais. Por exemplo, em casos em que as partículas sólidas são muito finas, pode ser necessário um pano de filtro de malha mais fina.

Decantação

Decantação é outro método que pode ser usado para separação sólido-líquido, especialmente quando as partículas sólidas são relativamente grandes e se depositam facilmente. Neste processo, a pasta é deixada em um tanque de decantação por um período de tempo. As partículas sólidas se depositam no fundo do tanque devido à gravidade, e o líquido sobrenadante claro (solução prenhe) é então cuidadosamente decantado.

A decantação é um método mais simples e menos intensivo em energia em comparação à filtragem. No entanto, pode não ser tão eficaz na separação de partículas sólidas muito finas.

Recuperação de ouro da solução grávida

Adsorção de Carbono Ativado

Um dos métodos mais comuns para recuperar ouro da solução grávida é Adsorção de carvão ativado. Neste processo, o carvão ativado é adicionado à solução grávida. O complexo ouro-cianeto tem uma forte afinidade pela superfície do carvão ativado e, como resultado, o ouro é adsorvido nas partículas de carvão.

As partículas de carbono são então separadas da solução, geralmente por triagem ou filtragem. O carbono carregado de ouro é então processado para dessorver o ouro. Isso é feito tipicamente submetendo o carbono a um tratamento de vapor de alta temperatura ou usando um agente de dessorção química.

Precipitação de Zinco

A precipitação de zinco, também conhecida como processo Merrill - Crowe, é outro método para recuperação de ouro. Neste processo, pó de zinco é adicionado à solução grávida. O zinco é mais eletropositivo do que o ouro e, como resultado, desloca o ouro do complexo ouro - cianeto. A reação pode ser representada pela seguinte equação:

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

O ouro precipitado, junto com qualquer zinco não reagido, forma uma lama sólida. Essa lama é então separada da solução, e o ouro é refinado ainda mais para obter um produto puro.

Refinação de Ouro

smelting

Uma vez que o ouro tenha sido recuperado da solução grávida, ele geralmente precisa ser refinado para remover quaisquer impurezas restantes. A fundição é um dos métodos mais comuns para refino de ouro. Neste processo, o material contendo ouro é aquecido a uma alta temperatura na presença de um fundente, como o bórax. O fundente ajuda a diminuir o ponto de fusão do ouro e também reage com as impurezas, formando uma escória que pode ser separada do ouro fundido.

O ouro derretido é então despejado em moldes para formar lingotes. Esses lingotes podem ser processados ​​posteriormente ou vendidos como um produto semi-acabado.

Refino Eletrolítico

O refino eletrolítico é um método mais avançado para refino de ouro. Neste processo, o ânodo contendo ouro é colocado em uma célula eletrolítica junto com um cátodo de ouro puro. O eletrólito é geralmente uma solução de cloreto de ouro ou outros sais de ouro. Quando uma corrente elétrica é passada através da célula, o ouro do ânodo se dissolve no eletrólito e então se deposita no cátodo.

Impurezas que são mais eletropositivas que o ouro dissolvem-se no eletrólito, mas não se depositam no cátodo, enquanto impurezas que são menos eletropositivas que o ouro permanecem como um lodo no fundo da célula. Isso resulta em um produto de ouro de altíssima pureza.

Considerações ambientais

Gestão de Cianeto

O cianeto é uma substância altamente tóxica, e o gerenciamento adequado do cianeto no processo de mineração de ouro é de extrema importância. O uso de cianeto na mineração de ouro é estritamente regulado em muitos países para minimizar seu impacto no meio ambiente e na saúde humana.

Um dos principais aspectos do gerenciamento de cianeto é a prevenção de vazamentos de cianeto. As operações de mineração precisam ter sistemas de contenção adequados para evitar que soluções contendo cianeto vazem para o meio ambiente. Além disso, o tratamento de águas residuais contendo cianeto também é crucial. Existem vários métodos disponíveis para tratar águas residuais contendo cianeto, como oxidação química, tratamento biológico e troca iônica.

Eliminação de rejeitos

O resíduo sólido (rejeitos) produzido após o processo de recuperação do ouro também precisa ser descartado adequadamente. Rejeitos podem conter traços de cianeto e outros metais pesados, que podem representar uma ameaça ao meio ambiente se não forem gerenciados corretamente.

Um método comum para descarte de rejeitos é armazená-los em barragens de rejeitos. Essas barragens são projetadas para conter os rejeitos e evitar a liberação de contaminantes no meio ambiente. Em alguns casos, os rejeitos também podem ser reprocessados ​​para recuperar quaisquer minerais valiosos restantes ou para reduzir o impacto ambiental.

Conclusão

O processo de lixiviação de cianeto na mineração de ouro é um processo complexo e multietapas que envolve a dissolução de ouro em soluções de cianeto, pré-tratamento de minérios, lixiviação, separação sólido-líquido, recuperação de ouro, refino e gerenciamento ambiental. Cada etapa deste processo é cuidadosamente controlada para garantir a extração e recuperação eficientes de ouro, minimizando o impacto ambiental. Apesar dos desafios associados ao uso de cianeto, o processo continua sendo um método importante e amplamente utilizado na indústria de mineração de ouro comercial devido à sua alta eficiência e custo relativamente baixo. No entanto, pesquisas e desenvolvimento contínuos estão sendo realizados para desenvolver métodos alternativos que sejam mais ecológicos e sustentáveis.