Aireacion en Cianuracion

7/31/2019 Aireacion en Cianuracion

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OXIGENACION INDUSTRIAL DEL ORO EN PROCESOS DE LIXIVIACION EN PILAS

J. Tremolada * , P. Valverde **, R. Valverde **,

* Planta ADR - Cia Minera San Simn S.A.

** Metalurgia-Cia Minera Aurfera Santa Rosa S.A.

[email protected] , Telefax: 6180200 Anexo 201,

Comit: Procesos Metalrgicos (Hidrometalurgia)

1. RESUMEN

En el presente trabajo tcnico se muestran las bases y resultados que favorecen la

recuperacin del oro cuando se incrementa la concentracin de oxigeno disuelto en la solucin

lixiviante.

Los efectos del oxigeno en la disolucin del oro es funcin bsicamente de las caractersticas

mineralgicas del mineral. Los resultados mostrados indican que la velocidad de disolucin del

oro en medio acuoso cianurado es directamente proporcional a la presin parcial del oxigeno.

La operacin industrial de la oxigenacin en las pilas de lixiviacin empleando un sistema

hidrulico tipo venturi que genera una presin negativa, es un sistema que capta oxigeno del

aire para posteriormente ser adicionado a la solucin lixiviante, la transferencia del oxigeno a la

superficie laminar de la solucin lixiviante que se origina en este sistema permite una gran

ventaja econmica en relacin al empleo de agentes qumicos oxidantes. Los resultados

obtenidos industrialmente en los pads de lixiviacin muestran las siguientes ventajas:

incremento en la cintica de disolucin del oro, disminucin del ciclo de lixiviacin, incremento

de la recuperacin del oro soluble en las pilas, hace sostenible la ley de percolacin del oro en

las celdas industriales como consecuencia del transporte constante del oxigeno disuelto en la

interfase slido liquido.


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2. OBJETIVOS

Debido a la necesidad de mejorar continuamente los procesos y operaciones de planta,

se presenta la necesidad de evaluar nuevas posibilidades de mejora en el tratamiento de

minerales de oro. El incremento de la concentracin de oxigeno en la solucin lixiviante, nosofrece esta posibilidad, siendo el oxigeno el agente que incrementa la disolucin del oro, y

el cianuro el medio de transporte. De esta forma se lograra una mejora en el proceso de la

extraccin del oro.

Aumentar la cantidad de oxigeno disuelto en la solucin cianurada de riego mediante el

uso de venturis como dispositivos que permitan aspirar aire del medio ambiente logrando

conseguir soluciones cianuradas con concentraciones de oxigeno mas altas.

Evaluar la cantidad de oxigeno disuelto en la solucin cianurada de ingreso, recuperacin

de Au y Ag y consumo de reactivos.

3. RECOLECCION DE DATOS

EL OXIGENO EN LOS PROCESOS DE LIXIVIACION EN PILAS

El proceso convencional de la cianuracin utiliza oxigeno que se encuentra en el aire como

oxidante y al ion CN- como agente acomplejante. Este proceso se basa en que el oro y la plata

se disuelven fcilmente en una solucin acuosa diluida de cianuro de sodio con relativa

facilidad si se mantienen condiciones oxidantes favorables.

La cintica de extraccin de oro

depende de la concentracin de oxgeno disuelto en la solucin lixiviante. La disolucin del oro

en solucin acuosa involucra la oxidacin del oro hacia una especie inica unida con un

acomplejante para estabilizar el ion oro en solucin. En la disolucin del oro usando cianuro

como el agente lixiviante, esta lixiviacin puede ser escrito a travs de las siguientes

reacciones :

(Oxidacin del Oro) Au = Au+ + e-

(Acomplejante del Oro) Au+ + 2 CN- = Au(CN)2-

( Reaccin Neta) Au + 2 CN- = Au(CN)2- + e-

El mas comn agente oxidante en soluciones alcalinas de cianuro es el oxigeno disuelto. La

lixiviacin global del oro depende la reaccin global :

4 Au + 8 CN- + O2 + 2 H2O = 4 Au(CN)2- + 4 OH-


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Por tanto , es imperativo que un agente oxidante y acomplejante estn presentes en solucin

para extraer el oro.

En la cianuracin de minerales que contienen sulfuros y otros agentes reductores es necesaria

la administracin de mayor cantidad de oxigeno. El oxigeno tiene relacin directa con laconcentracin de cianuro.

La importancia del oxigeno en la disolucin del oro no ha sido debidamente remarcado, aunque

agentes oxidantes como perxido de sodio, potasio,permanganato,bromuro y cloruro han sido

empleados, adecuada aireacin debera proporcionar resultados tan buenos resultados a bajo

costo como los citados agentes qumicos.La cantidad de oxigeno disuelto en soluciones

diluidas de cianuro depende de cuatro parmetros :

La altitud (presin baromtrica )

La temperatura de la solucin

El tipo e intensidad de agitacin

La fuerza o intensidad inica de la solucin.

A baja concentracin de cianuro, la presin del oxigeno no tiene efecto sobre la velocidad de

disolucin del oro. Sin embargo a altas concentraciones de cianuro donde la velocidad de

disolucin es independiente de la concentracin de cianuro, la velocidad de reaccin es

dependiente de la presin de oxigeno.

En conclusin, el oxigeno afecta positivamente en la velocidad de disolucin apenas se

incrementa la cantidad de cianuro disponible; sin embargo, para condiciones atmosfricas, es

decir, con Po2 de 0.21 atmsferas las soluciones diluidas de cianuro tienen el mismo efecto

practico que una solucin mas concentrada.

Existen 2 mtodos para incrementar [O2] disuelto:

1. Inyeccin de aire en el proceso de lixiviacin bajo presin.

2. Inyeccin de O2 puro, aire enriquecido con O2, H2O2 u otra fuente de O2

Ambos mtodos son costosos y su uso se justifica solo para minerales de alta ley

(concentrados) que a menudo contienen alta cantidad de minerales consumidores de cianuro y


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oxigeno. Es comn en el proceso convencional de cianuracin, mantener una agitacin que

permita la aireacin continua de la pulpa de lixiviacin. En los diseos de tanques agitados, se

han introducido accesorios que aumentan la aireacin en el proceso.

4. APLICACION

TEORIA DEL SISTEMA VENTURI PARA OXIGENACION EN PILAS DE LIXIVIACION

Sistema de Aireacin por Eyectores de Mezcla

El venturi es un tipo de boquilla especial, seguida de un cono que se ensancha

gradualmente, accesorio que evita en gran parte la prdida de energa cintica debido al

rozamiento. Es por principio un medidor de rea constante y de cada de presin variable. El

sistema Venturi es un dispositivo que origina una cada de presin al atravesar por l un fluido.En resumen el venturi, es una tubera corta recta, o garganta, entre dos tramos cnicos. La

presin vara en la proximidad de la seccin estrecha . En la figura 2 se representa

esquemticamente un medidor tipo venturi.

Figura 1: Sistema de aireacin por eyector de mezcla - Perfil de Presin


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En el interior de esos sistemas ( ver Figura 1 ), el lquido es acelerado en un venturi,

cambiando presin esttica por velocidad de escurrimiento.Fenmeno que se produce en una

canalizacin horizontal y de seccin variable por la que circula un fluido incompresible, sin

viscosidad y si la circulacin se lleva a cabo en rgimen permanente. De acuerdo con el

teorema de Bernoulli, la velocidad en la parte estrecha de la canalizacin tiene que ser mayor

que en la ancha, y por estar ambas a la misma altura, la presin en la parte ancha es mayor

que en la estrecha. Por tanto, cuando un fluido incrementa su velocidad sin variar de nivel, y su

presin disminuye.

Con eso, se genera vaco a la salida de la boquilla del eyector, succionando aire atmosfrico

que fluye paralelamente con el lquido en direccin a la cmara de mezcla del equipo. En esa

cmara ocurre la desaceleracin de medio y la consecuente permuta de velocidad de

escurrimiento por energa de cisin y presin esttica. En determinado punto de esa cmara(zona de choque), ocurre un "choque" del aire con el lquido, promoviendo un ntimo contacto

entre las fases. En la zona de choque, la presin esttica se eleva inmediatamente, al mismo

tiempo en el que el atrito y la cisin causados provocan la dispersin del aire en el lquido en la

forma de micro-burbujas.

La mezcla lquido-aire pasa entonces por un rea del equipo donde es concluida la permuta

velocidad-presin esttica. Con el aumento de la presin esttica se tiene la disolucin de una

parte del aire disperso en el medio, originando un medio prcticamente saturado con aire

disuelto, conteniendo tambin una grande cantidad de micro-burbujas de aire, finamente

divididas y dispersas. De esa forma, en la aireacin con eyectores de mezcla, las burbujas son

producidas tanto por proceso de aire disuelto cuanto por proceso de aire disperso, sin

limitaciones prcticas de la cantidad de aire que puede ser agregada, y sin la necesidad de

compresores de aire, garantizando ptima eficiencia con bajo costo de inversin y reducido

consumo energtico .

Por tanto se puede afirmar que un Tubo de Venturi tpico consta, como ya se dijo

anteriormente, de una admisin cilndrica, un cono convergente, una garganta y un conodivergente. La entrada convergente tiene un ngulo incluido de alrededor de 21, y el cono

divergente de 7 a 8. La finalidad del cono divergente es reducir la prdida global de presin. La

principal ventaja del Vnturi reside en que slo pierde un 10 - 20% de la diferencia de presin

entre la entrada y la garganta. Esto se consigue por el cono divergente que desacelera la

corriente. Es importante conocer la relacin que existe entre los distintos dimetros que tiene el


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tubo, ya que dependiendo de los mismos es que se va obtener la presin deseada a la entrada

y a la salida del mismo para que pueda cumplir la funcin para la cual esta construido.

Figura 2: Diseo de un sistema de aireacin por Venturi

Figura 3: Sistema de aireacin por Ventura Figura 4: Sistema de oxigenacin con Venturi

Figura 5:Sistema doble captacin de oxigeno Figura 6: Doble sistema aspiracin de oxigeno


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5. DESARROLLO

Para el desarrollo de la prueba, se tuvo que ubicar un lugar aparente, este se determino

en el sector de mdulos de experimentacin, esta rea de pilotaje ya estaba recubierta con

geomembrana lo siguiente fue proceder a acondicionarla para dos celdas de pruebacompletamente independientes, evitando as la posibilidad de mezcla de mineral (en el

apilamiento), y de soluciones (durante el desarrollo de la prueba). Para el mejor desarrollo

de la prueba, y que esta sea lo ms cercano al apilamiento de una celda industrial

tradicional, se le dio a la pila una altura de 8 metros en su parte mas profunda.

Se determino que la muestra para las pruebas, provendra del mineral fresco que se este

apilando en la zona de descarga del pad , con un apilamiento en paralelo para ambas pilas,

se garantizara la misma calidad de mineral; y un muestreo para anlisis de cabeza por

cada volquete que se descargaba en las pilas.

PARAMETROS DE LA PRUEBA

Numero de pilas : 2 (pila oxigenada, pila estndar)

Granulometra : ROM

Densidad de riego : 8 l / h*m2

Concentracin de cianuro libre : 100 ppm

Control de solucin percolada (composito) : cada 12 horas

Muestreo de solucin percolada (puntual) : cada 12 horas

Control de oxigeno en solucin de riego : cada 12 horas

Figura 7: Vista en planta de las celdas de lixiviacin

RESULTADOS


8/10

Recuperacin de oro y plata

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Dias

%Extraccion

Oxigenada oro Oxigenada plata Estandar oro Estandar plata

Concentracin de oxigeno en solucin de riego

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Dias

Concentracin

(pp

Oxigenada Estandar

Figura 8:Curva de extraccin de Au y Ag Figura 9: Concentracin oxigeno en solucin Lix

La figura 8 muestra las curvas de cintica de extraccin de oro y plata, en esta se observa

adems el incremento de extraccin de oro y plata en la pila oxigenada, comparada con la

estndar.

En la figura 9 se observa que,normalmente en una pila la concentracin de oxigeno es de

5.0 ppm, en la prueba la diferencia de concentracin de oxigeno entre pila oxigenada y

estndar es de 2

ppm en promedio, esto con la inyeccin de aire por medio de un venturi.

En las noches la concentracin de oxigeno se incrementa hasta en 4 ppm, comparado

con el da, esto por el descenso de temperatura en donde estas pueden llegar a 0 grados

centgrados, pudiendo ser menos, por lo tanto se ve favorecida la incorporacin de aire al

seno del liquido. En estas condiciones la temperatura de lquido se encuentra entre 3 a 5

grados centgrados, mientras que en el da se encuentra entre 8 a 10 grados centgrados.

Concentracin de oro

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Dias

Concentracin(ppm)

Oxigenada Estandar Riego

Concentracin de plata

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Dias

Concentracin(pp

Oxigenada Estandar Riego

Figura 10:Concentracin de oro en solucin ricaFigura 11:Concentracin de plata en solucin rica

En la figura 10 se observa en los primeros das la diferencia de concentracin de oro a favor

de la pila oxigenada es de 3 ppm hasta los primeros 5 das, en los siguientes das la diferencia


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es 0.4 ppm entre los 5 y 15 das, en los prximos das la diferencia se va cerrando hasta 0.1

ppm. Esto significa una mejora en la calidad de solucin rica percolada. En la segunda parte

de la curva las leyes entre ambas pilas se reduce a 0.1 ppm y esta diferencia se va cerrando.

En la figura 11 en, el caso de la plata se observa en los primeros 10 das la diferencia es muy

grande, esta se traduce entre los 10 y 20 das en donde llega hasta 0.6 ppm, en los prximos

das la diferencia se va cerrando hasta 0.1 ppm para finalmente en la ultima parte se observa

que las leyes de solucin percolada son similares

Cianuro libre

0

50

100

150

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Dias

Conce

ntracin(ppm)

Oxigenada Estandar Riego Oxigenada Riego Estandar

Figura 12: Cianuro libre en solucin rica

La diferencia de concentracin cianuro libre en la solucin de riego entre la pila estndar y

la pila oxigenada varia de 5 a 8 ppm, esta ltima tiene un menor cantidad de cianuro libre

disponible esto por la inyeccin de aire que destruye una pequea cantidad de cianuro libre.

Las pilas se regaron con solucin de la lnea de produccin (100 ppm CN-

aproximadamente), durante 45 das.

Cuadro resumen.

Au Ag Au Ag

g/ t g/ t g/ t g/ t

Oxigenada 47 0.31 7.70 0.04 6.44

Estandar 47 0.39 4.70 0.08 3.93

Residuo

analizado

Cabeza

analizadaDasPila

Au Ag Au Ag Au Ag Au Ag

g/ t g/ t % % % % % % kg/ TM

Oxigena da 0.33 7.64 93.43 15.61 86.13 16.36 87.07 15.73 0.064

Estandar 0.40 4.31 82.08 7.99 79.49 16.38 80.01 8.72 0. 035Delta 11.35 7.62 6.64 -0.02 7.07 7.01 0.029

Cabeza

calculada

Ratio

de

NaCN

Extraccion por

soluciones

Extraccion por

cabeza

Calculada

Extraccion por

solidosPila

Tabla 1:Anlisis qumicos de cabeza y residuo Tabla 2:Extraccin de oro y plata

6. CONCLUSIONES.


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Se ha observado un importante incremento en la disolucin y recuperacin de valores

metlicos con aumento en la extraccin de 7.07% en oro y de 7.01% en plata.

La utilizacin de la tecnologa del venturi implica mejorar el ciclo de lixiviacin en los pads,

reducir el consumo de cianuro,e incrementar la capacidad de produccin.

El mayor incremento en la concentracin de oro y plata en la pila oxigenada se obtuvo en los

10 das iniciales.

La mejora en la calidad de solucin rica percolada fue de hasta 3.0 ppm de oro y de 10 ppm

en plata, esto en los das iniciales.

La perdida de cianuro libre varia de entre 5 a 8 ppm, esto por la oxigenacin, que destruye

una pequea cantidad de este reactivo (2.80% de perdida).

El ratio de cianuro de la pila estndar es menor en 0.029 kg/TM.

Las pilas tuvieron 43 das de riego efectivo, reduciendo el ciclo de riego en 30 das.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a La Cia Minera San Simon S.A., y a Cia Minera Aurifera Santa Rosa

por el soporte y permiso para la publicacin del presente articulo tcnico. Un especial

agradecimiento para el Directorio en pleno de Cia Minera San Simon.

ANEXOS.

Pila oxigenada

CONTENIDO CONTENIDO

Au Ag FI NO Au FI NO Ag Au Ag

+3' ' 9.2 2.9 0 .0 28 2 .5 53 0.08 7.34 0.30 0.98

+2' ' 17.485 5.5 0 .1 32 3 .5 11 0.72 19.19 2.66 2.57

+1' ' 57.04 17.8 0 .0 8 2 .5 25 1.43 45.03 5.26 6.03

+3 / 4 ' ' 24.47 7.7 0.1 2.778 0.77 21.25 2.82 2.85

+1 / 2 ' ' 39.55 12.4 0.1 3.03 1.24 37.47 4.56 5.02

+1 / 4 ' ' 52.85 16.5 0 .1 56 3 .5 11 2.58 58.02 9.50 7.77

-1 / 4 ' ' 119.235 37.3 0 .5 45 1 4. 97 4 20.32 558.24 74.90 74.78

TOTAL 319.83 100.0 0.27 7.47 27.13 746.55 100. 00 1 00.00

CONTENIDO CONTENIDO


+3' ' 83.0 3.99 0.03 2.59 0.12 10.4 2.8 1.5

+2' ' 99.8 4.80 0.02 2.67 0.11 12.8 2.7 1.8

+1' ' 290.2 13.96 0.01 2.56 0.18 35.7 4.5 5.0

+3 / 4 ' ' 170.0 8.18 0.01 2.91 0.11 23.8 2.6 3.3

+1 / 2 ' ' 292.3 14.06 0.02 2.44 0.23 34.3 5.5 4.8

+1 / 4 ' ' 365.7 17.59 0.02 3.14 0.33 55.2 8.2 7.8

-1 / 4 ' ' 777.5 37.41 0 .0 8 1 4. 42 2.99 539.4 73.6 75.8

TOTAL2078.5 100. 00 0.04 7.12 4.07 711.64 100. 00 1 00.00

CABEZA RI PI OS

Au Ag Au Ag Au Ag

+3 ' ' 0.028 2.55 0.03 2.59 -3.6 -1.6

+2 ' ' 0.132 3.51 0.02 2.67 82.6 23.8

+1 ' ' 0.080 2.53 0.01 2.56 83.8 -1.3

+3 / 4 ' ' 0.100 2.78 0.01 2.91 87.0 -4.6

+1 / 2 ' ' 0.100 3.03 0.02 2.44 84.0 19.4

+1 / 4 ' ' 0.156 3.51 0.02 3.14 87.8 10.6

-1 / 4 ' ' 0.545 14.97 0.08 14.42 85.3 3.7

TOTAL 0.27 7.47 0.04 7.12 85.01 4.68

MALLA

#

% EXTRACCION

ENSAYE gr/ Tm ENSAYE gr/ Tm POR MALLAS

RIPIOSMALLA

#

PESO

Kg

PESO

%

ENSAYE (gr/ Tm) % DI STRI BUCI ON

MALLA VALORADA PAD PI LOTO 2

PROYECTO OXI GENACION DE SOLUCI ON CI ANURADA

CABEZAMALLA

#

PESO

kg

PESO

%


Pila estndar

CONTENIDO CONTENIDO


+3 ' ' 12.6 3.2 0 .0 35 2 .0 45 0.11 6.51 0.36 1.59

+2 ' ' 26.4 6.7 0 .0 35 2 .0 45 0.23 13.65 0.76 3.34

+1 ' ' 58.2 14.7 0 .0 54 1 .8 18 0.79 26.75 2.58 6.54

+ 3 / 4 ' ' 27.6 7.0 0 .0 54 2 .0 45 0.38 14.27 1.22 3.49

+ 1 / 2 ' ' 47.6 12.0 0 .0 96 2 .0 21 1.16 24.32 3.75 5.95

+ 1 / 4 ' ' 61.4 15.5 0 .09 2 2. 34 1.43 36.32 4.64 8.88

-1 /4 ' ' 161.8 40.9 0.652 7.0226 26.67 287.22 86.68 70.22

TOTAL 395.60 100.0 0.31 4.09 30.77 409.03 100.00 1 00.00

CONTENIDO CONTENIDO


+3 ' ' 9.4 0.53 0.01 2.36 0.01 1.2 0.1 0.3

+2 ' ' 38.6 2.16 0.01 3.37 0.02 7.3 0.4 1.9

+1 ' ' 194.0 10.87 0.01 2.52 0.11 27.4 1.9 7.2

+ 3 / 4 ' ' 114.0 6.39 0.01 2.52 0.09 16.1 1.6 4.2

+ 1 / 2 ' ' 231.4 12.97 0.01 2.02 0.18 26.2 3.2 6.9

+ 1 / 4 ' ' 332.8 18.65 0.02 2.25 0.39 41.9 6.9 11.0

-1 /4 ' ' 864.6 48.44 0.10 5.39 4.84 261.2 85.9 68.5

TOTAL 1784.8 100.00 0.06 3.81 5.64 381.44 100.00 1 00.00

CABEZA RI PI OS

Au Ag Au Ag Au Ag

+3 ' ' 0.035 2.05 0.01 2.36 71.4 -15.4

+2 ' ' 0.035 2.05 0.01 3.37 71.4 -64.8

+1 ' ' 0.054 1.82 0.01 2.52 81.5 -38.8

+ 3 / 4 ' ' 0.054 2.05 0.01 2.52 74.1 -23.4

+ 1 / 2 ' ' 0.096 2.02 0.01 2.02 85.4 0.0

+ 1 / 4 ' ' 0.092 2.34 0.02 2.25 77.2 4.0

4M 0.652 7.02 0.10 5.39 84.7 23.2

TOTAL 0.31 4.09 0.06 3.81 81.66 6.75

MALLA VALORADA PAD PILOTO 1PROYECTO OXI GENACI ON DE SOLUCI ON CI ANURADA

CABEZAMALLA

#

PESO

kg

PESO

%


RIPIOSMALLA

#

PESO

Kg

PESO

%


MALLA

#

% EXTRACCI ON

ENSAYE gr/ Tm ENSAYE gr/ Tm POR MALLAS

Tabla 3: Malla valorada en pila oxigenada Tabla 4: Malla valorada en pila Standard

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