Otimização da lixiviação de cianeto de sódio em minérios de ouro e cobre

Introdução

A extração de ouro e cobre de minérios auríferos-cupríferos é um processo complexo. A cianetação, especialmente com cianeto de sódio , tem sido, por muito tempo, um método dominante para a extração de ouro. No entanto, a presença de cobre nesses minérios representa desafios significativos para o processo de cianetação, afetando tanto a recuperação de ouro quanto o consumo de cianeto . Este artigo explora a otimização da lixiviação com cianeto de sódio em minérios auríferos-cupríferos, abordando os princípios subjacentes, os desafios e as soluções inovadoras.

Princípios da Lixiviação de Cianeto

A lixiviação com cianeto depende da capacidade única dos íons cianeto de formar complexos estáveis ​​com ouro e prata. O cianeto de sódio, altamente solúvel em água e relativamente estável, atua como lixiviante primário. Quando dissolvido em água, libera íons cianeto. Esses íons reagem com o ouro na presença de oxigênio por meio de um processo eletroquímico. O ouro é primeiro oxidado e, em seguida, ligado pelos íons cianeto para formar um complexo solúvel, permitindo sua extração do minério.

Desafios impostos pelo cobre em minérios de ouro e cobre

Aumento do consumo de cianeto

O cobre presente em minérios de ouro-cobre reage com o cianeto, criando diversos complexos de cobre-cianeto. Para cada 1% de cobre reativo presente, aproximadamente 30 kg/t de NaCN podem ser consumidos. Esse consumo substancial não só aumenta os custos operacionais do processo de cianetação, como também exige uma gestão mais cuidadosa do uso de cianeto.

Inibição da lixiviação de ouro

Altas concentrações de complexos de cobre-cianeto na solução de lixiviação podem retardar a dissolução do ouro. Além disso, o cobre tende a formar camadas de passivação na superfície das partículas de ouro. Essas camadas atuam como barreiras, reduzindo o contato entre o ouro e os íons de cianeto, dificultando assim o processo de extração.

Estratégias para otimizar a lixiviação de cianeto de sódio em minérios de ouro e cobre

Pré-tratamento de Minérios

• Métodos de Separação Física : Técnicas como separação gravimétrica, flotação ou separação magnética podem ser aplicadas para pré-concentrar o minério. Ao remover seletivamente uma porção significativa dos minerais de cobre antes da cianetação, esses métodos diminuem o teor de cobre no material que será submetido à lixiviação. Por exemplo, a flotação pode separar os minerais de sulfeto de cobre do minério aurífero, minimizando a interferência do cobre durante a cianetação.

• Pré-tratamento oxidativo : Processos oxidativos como a calcinação, a bio-oxidação ou a oxidação sob pressão são eficazes na quebra de minerais sulfetados e na liberação do ouro contido neles. No contexto de minérios sulfetados de ouro e cobre, o pré-tratamento oxidativo não só aumenta a recuperação do ouro, como também reduz o impacto negativo do cobre na cianetação. A calcinação, por exemplo, converte os minerais sulfetados em óxidos, tornando o ouro mais acessível ao processo de lixiviação com cianeto.

Otimização de parâmetros de processo

• Concentração de cianeto : Determinar a concentração ideal de cianeto é fundamental. Embora concentrações mais altas possam acelerar a dissolução do ouro, elas também levam ao consumo excessivo de cianeto, especialmente na presença de cobre. É necessário um equilíbrio, e, em alguns casos, usar uma concentração menor de cianeto juntamente com outros aditivos pode produzir melhores resultados.

• Controle do pH : Manter o nível de pH correto (geralmente entre 9 e 12) na solução de lixiviação é crucial para o processo de cianetação. Na lixiviação de minério de ouro e cobre, o ajuste do pH pode ajudar a controlar as taxas de dissolução de ambos os metais. Uma leve redução do pH pode, por vezes, favorecer a lixiviação do ouro, suprimindo a lixiviação do cobre.

• Temperatura e agitação : O aumento da temperatura pode acelerar a reação de lixiviação com cianeto, mas tem seus limites. O calor excessivo pode aumentar a volatilidade do cianeto e acelerar sua oxidação em substâncias menos reativas. Uma agitação adequada é necessária para garantir um bom contato entre as partículas de minério, a solução de cianeto e o oxigênio. No entanto, uma agitação excessivamente vigorosa pode causar desgaste excessivo nos equipamentos.

Uso de Aditivos

• Amônia : A adição de amônia ao processo de cianetação pode ajudar a controlar o cobre, formando complexos estáveis ​​com ele. Esses complexos impedem a formação de certos compostos de cianeto de cobre que inibem a dissolução do ouro. No entanto, o uso de amônia requer consideração cuidadosa devido à sua toxicidade e volatilidade, que representam riscos ambientais.

• Glicina : Pesquisas recentes indicam que a glicina pode ser usada em combinação com baixas concentrações de cianeto para extrair ouro, prata e cobre de minérios auríferos-cupríferos. A glicina forma complexos com íons cúpricos e cuprosos, promove a dissolução do cobre e pode dissolver as camadas de passivação nas superfícies de ouro e cobre. Essa abordagem pode reduzir significativamente o consumo de cianeto em pelo menos 75%.

Estudos de Caso

Uma operação de mineração japonesa

Uma pequena mineradora no Japão estava trabalhando para maximizar a recuperação de ouro de minério rico em cobre utilizando cianetação. Em um ciclo anterior de cianetação com 800 toneladas de pó (rejeitos auríferos), eles recuperaram 1.3 kg de ouro com 94% de pureza após a eluição. Para melhorar a recuperação, utilizaram cal para aumentar o pH e amônia para auxiliar na remoção do cobre. Além disso, realizaram a eluição do cobre do carvão ativado antes da eluição do ouro e ajustaram a voltagem e a amperagem durante a eluição e a eletrodeposição do ouro. Essas medidas contribuíram para o aumento da recuperação de ouro.

Minério de cobre e ouro de baixo teor australiano

Um minério australiano de cobre e ouro de baixo teor foi processado usando um processo de "flotação mista — separação de cobre e enxofre — lixiviação de concentrado de enxofre para obtenção de ouro". A otimização dos reagentes de flotação (usando uma combinação de xantato de butila e dibutil ditiofosfato de amônio como coletores) e do fluxo do processo (múltiplas etapas de desbaste e remoção em circuito fechado) permitiu uma recuperação de cobre de 82.46% e uma recuperação completa de ouro de 91.87%.

Conclusão

A otimização do processo de lixiviação com cianeto de sódio em minérios de ouro e cobre é essencial para melhorar a viabilidade econômica e a sustentabilidade ambiental da mineração de ouro. Ao compreender os desafios impostos pelo cobre e implementar estratégias como pré-tratamento, otimização de parâmetros de processo e uso de aditivos, podem-se alcançar melhorias significativas na recuperação de ouro e no consumo de cianeto. Pesquisas futuras nessa área provavelmente se concentrarão no desenvolvimento de métodos mais eficientes e ecologicamente corretos, reduzindo ainda mais o impacto do processamento de minério de ouro e cobre no meio ambiente e, ao mesmo tempo, maximizando a extração de recursos.