Felipe Frez
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La Plata Felipe Frez R. 29 de Septiembre de 2011 4º Medio Sara Marín 1
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La Plata
Felipe Frez R.
29 de Septiembre de 2011
4º Medio
Sara Marín
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INDICE
Introducción............................................................................. 4
Definición................................................................................ 5
Historia................................................................................... 5
Propiedades............................................................................. 6
Estado Natural......................................................................... 6
Plata de Ley............................................................................. 7
Aleaciones y compuestos........................................................... 7
Isotopos.................................................................................. 8
Aplicaciones............................................................................. 9
Principales Usos en la actualidad......................................... 13
Presencia en Aguas................................................................... 14
Proceso de Obtención de la Plata................................................ 15
Diagrama de Bloques........................................................ 15
• Minerales de Plata.................................................................. 15
• Trituración............................................................................. 16
• Lixiviación............................................................................. 16
- Tipos de Lixiviación................................................... 19
• Precipitación.......................................................................... 22
- Proceso de Merrill Crowel........................................... 22
- Proceso de Adsorción por Carbón activado................... 24
• Refinación............................................................................. 25
- Refinación con HNO3................................................. 25
- Refinación mediante electrolisis.................................. 32
Proceso Metalúrgico de Obtención de la Plata............................... 32
Proceso de Obtención de Plata en Refinería.................................. 35
Productores de Plata................................................................. 37
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Bibliografía y Linkografía .......................................................... 33
INTRODUCCION
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La plata es uno de los minerales de mayor importancia en la actualidad, debido a su
explotación, así como sus múltiples aplicaciones, tanto en la industria química o
metalúrgica como en la vida diaria.
Es considerado un metal noble por su invulnerabilidad a la oxidación. Entre los que
también encontramos al oro (Au), y al platino (Pt). Estos forman el grupo de los
metales preciosos. La plata se encuentra formando sulfuros (Ag2S) conocidos como
argentita o cloruros conocidos como kerargita AgCl
La plata es uno de los siete metales conocidos desde la antigüedad. Se menciona en el
libro del Génesis; y los montones de escoria hallados en Asia Menor e islas del mar
Egeo , indican que el metal comenzó a separarse del plomo al menos cuatro milenios
antes de Cristo.
Es un elemento químico de número atómico 47 situado en el grupo 1b de la tabla
periódica de los elementos. Su símbolo es Ag (procede del latín: argentum). Es un
metal de transición blanco, brillante, blando, dúctil, maleable y es el mejor conductor
metálico del calor y la electricidad .
En el presente trabajo se hablara en forma general de la plata, recayendo la mayor
importancia en los procesos de obtención de este metal precioso.
LA PLATA
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• DEFINICION:
Plata, de símbolo Ag, es un elemento metálico blanco y brillante que conduce el
calor y la electricidad mejor que ningún otro metal. Es uno de los elementos de transición del sistema periódico. Su número atómico es 47.
La plata se conoce y se ha valorado desde la antigüedad como metal
ornamental y de acuñación. Probablemente las minas de plata en Asia Menor
empezaron a ser explotadas antes del 2500 a.C. Los alquimistas la llamaban el
metal Luna o Diana, por la diosa de la Luna, y le atribuyeron el símbolo de la
luna creciente.
• HISTORIA:
Es uno de los siete metales conocidos desde la antigüedad, que al igual que los
otros metales se empleó inicialmente para la elaboración de armas de guerra y
luego en los utensilios y ornamentos, extendiéndose posteriormente al
comercio, al acuñarse las primeras monedas de plata.
En el Perú fue usada por las culturas pre-incas como Vicus, Mochica,
Lambayeque y Chimú. Posteriormente ya en el incanato fue usada para
confeccionar cetros y bastones, objetos rituales (tumis o cuchillos ceremoniales)
y ajuares funerarios (máscaras y vasos). En la época virreynal, con eldescubrimiento de grandes reservas como en el caso de Potosí (Bolivia), se
registró un incremento sustancial en su uso.
Actualmente, la plata es un metal comercializado a nivel mundial. Su propiedad
de material dúctil y maleable (que puede doblarse) ha permitido que se pueda
usar en los más diversos sectores como la numismática, fotografía, automotriz,
electrónica, joyería, etc.
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• PROPIEDADES:
Es un metal de color blanco característico, susceptible al pulimento
La plata es el más blando y blanco de todos los metales
Tiene una de las más altas conductividades eléctricas de todos los metales, inclusosuperior a la del cobre —el conductor por excelencia— pero su mayor precio ha
impedido que se utilice de forma masiva en aplicaciones eléctricas.
La plata pura también presenta la mayor conductividad térmica, y el mayor índice
de reflexión (aunque refleja mal la radiación ultravioleta) de todos los metales
Su maleabilidad y ductilidad —sólo superadas por el oro— son tales, que es posible
obtener láminas de 0,00025 mm y con 1 g de metal fabricar un hilo de 180 metros
de longitud.
Se mantiene en agua y aire, si bien su superficie se empaña en presencia de
ozono, sulfuro de hidrógeno o aire con azufre.. Algunas sales de plata son
fotosensibles (se descomponen por acción de la luz) y se han empleado en
fotografía.
Se disuelve en ácidos oxidantes y puede presentar los estados de oxidación +1,
+2 y +3, siendo el más común el estado de oxidación +1.
El óxido y sulfato formado sobre la plata puede disolverse en ácido cítrico
limpiándolo y formando citrato de plata.
Es resistente a la corrosión por el aire, el agua, las bases y los ácidos diluidos pero
se disuelve en nítrico concentrado y en sulfúrico concentrado y caliente.
• ESTADO NATURAL:
La plata ocupa el lugar 66 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre.No existe apenas en estado puro; los sedimentos más notables de plata pura están
en México, Perú y Noruega, donde las minas han sido explotadas durante años. La
plata pura también se encuentra asociada con el oro puro en una aleación
conocida como oro argentífero, y al procesar el oro se recuperan considerables
cantidades de plata. La plata está normalmente asociada con otros elementos
(siendo el azufre el más predominante) en minerales y menas. Algunos de los
minerales de plata más importantes son la cerargirita (o plata córnea), la
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pirargirita, la silvanita y la argentita. La plata también se encuentra como
componente en las menas de plomo, cobre y cinc, y la mitad de la producción
mundial de plata se obtiene como subproducto al procesar dichas menas.
Prácticamente toda la plata producida en Europa se obtiene como subproducto de
la mena del sulfuro de plomo, la galena. La mayoría de la plata extraída en el
mundo procede de México, Perú y Estados Unidos. En 2000 la producción mundialde plata se aproximaba a las 18.000 toneladas.
PLATA DE LEY:
Se denomina plata de ley aquella en la que el metal precioso entra en su
composición en la cantidad mínima fijada por la legislación vigente; dicha
cantidad, expresada en tanto por mil en peso, o milésimas, se denomina «ley». En
un principio las reglamentaciones se referían a las monedas emitidas por las
instituciones autorizadas —plata amonedada— pero en la actualidad persiguenevitar el fraude distinguiendo de un lado los artículos de bisutería, con menor
cantidad de plata, y de otro los de joyería fabricados con plata de ley y que
deberán marcarse a tal efecto con el contraste que indique la «ley» de la aleación
con la que se han fabricado. En España la Ley 17/1985 sobre Objetos Fabricados
con Metales Preciosos establece para la plata las «leyes» de 999, 925 y 800
milésimas. La legislación vigente con anterioridad, desde la Novísima Recopilación
de las Leyes de España de 1805 3 y ratificada por última vez en 1934 , establecía
las leyes de 916 y 750 milésimas con las denominaciones de «plata de primera
ley» y «plata de segunda ley», para objetos grandes y cubertería la primera y
objetos menudos la segunda.
ALEACIONES Y COMPUESTOS
La plata se alea fácilmente con casi todos los metales, excepto con el níquel que lo
hace con dificultad y con el hierro y el cobalto con los que no se alea. Incluso a
temperatura ordinaria forma amalgamas con mercurio.
El metal de aleación por excelencia es el cobre que endurece la plata hasta
contenidos del 5% aunque se han utilizados platas con contenidos mayores de
cobre. Las adiciones de cobre no alteran el color de la plata incluso hasta
contenidos del 50%, aunque en éste caso el color se conserva en una capa
superficial que al desgastarse mostrará una aleación de color rojizo, tanto másacusado cuanta mayor sea la cantidad de cobre. También se han usado aleaciones
con cadmio en joyería ya que éste elemento le confiere a la aleación una ductilidad
y maleabilidad adecuados para el trabajo del metal.
Entre los compuestos de importancia industrial destacan:
1. El fulminato es un potente explosivo.
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2. El nitrato y los haluros (bromuro, cloruro y yoduro) reaccionan a la luz y
se usan en emulsiones fotográficas.
3. El yoduro se ha utilizado en pruebas realizadas con el propósito de
provocar la lluvia artificialmente.
4. El óxido se utiliza como electrodo positivo (ánodo) en pilas botón.
ISOTOPOS:
La plata natural se compone de dos isótopos estables Ag-107 y Ag-109, siendo
el primero ligeramente más abundante (51,839%) que el segundo. Se han
caracterizado veintiocho radioisótopos de los cuales los más estables son la Ag-
105, Ag-111 y Ag-112, con periodos de semidesintegración de 41,29 días, 7,45
días y 3,13 horas respectivamente. Los demás isótopos tienen periodos de
semidesintegración más cortos que una hora, y la mayoría menores que tres
minutos. Se han identificado numerosos estados metaestables entre los cuales
los más estables son Agm-108 (418 años), Agm-110 (249,79 días) y Agm-107
(8,28 días).
Los isótopos de la plata tienen pesos atómicos que varían entre las 93,943 uma
de la Ag-94 y las 123,929 uma de la Ag-124. El modo de desintegración
principal de los isótopos más ligeros que el estable más abundante es la captura
electrónica resultando isótopos de paladio, mientras que los isótopos más
pesados que el estable más abundante se desintegran sobre todo mediante
emisión beta dando lugar a isótopos de cadmio.
NuclidoAbundancia
[%]Masa Espín
Vida
mediaDecaimiento
105Ag 0 105 1/2 41.3d EC, +
105Agm 0 105 7/2 7.2m IT,EC
106Agm 0 106 6 8.4d EC
107Ag 51.82 106.905 1/2 -- estable
108Ag 0 108 1 2.39m -,EC, +
108Agm 0 108 6 130y EC, +,IT
109Ag 48.18 108.905 1/2 -- estable
109Agm 0 109 7/2 39.8s IT
110Ag 0 110 1 24.6s -,EC
110Agm 0 110 6 249.8d -,IT
111Ag 0 111 1/2 7.47d -
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• APLICACIONES:
De la producción mundial de plata, aproximadamente el 70% se usa con finesmonetarios, buena parte de este metal se emplea en orfebrería, y en menores
cantidades en la industria fotográfica, química y eléctrica.
Algunos usos de la plata se describen a continuación:
Fotografía. Por su sensibilidad a la luz (especialmente el bromuro y el yoduro,
así como el fosfato).
Una aplicación menos conocida y frecuente de los haluros de plata,
principalmente del yoduro, es su dispersión en las nubes para producir lluvia
artificialmente.
Medicina. Por su elevado índice de toxicidad, sólo es aplicable en uso externo.
Un ejemplo es el nitrato de plata, utilizado para eliminar las verrugas, como
antiséptico y bactericida.
Aeronáutica: Se alea comúnmente con cantidades pequeñas de otros metales
para hacerlos más duros y más duraderos, así sus aleaciones con plomo o talio
se usan como recubrimiento en algunas piezas para la industria aeronáutica.
Su resistencia a los agentes corrosivos la hace idónea para la fabricación de
algunos recipientes especiales o como recubrimiento de otros metales.
En Electrónica, por su elevada conductividad es utilizada para fabricar
componentes electrónicos y eléctricos, en los contactos de circuitos integrados y
teclados de ordenador. En joyería y platería para fabricar gran variedad de artículos ornamentales y de
uso doméstico cotidiano, y con menor grado de pureza, en artículos de
bisutería.
En aleaciones para piezas dentales.
Catalizador En reacciones de oxidación.
Aleaciones para soldadura, contactos eléctricos y baterías eléctricas de plata-
cinc y plata-cadmio de alta capacidad.
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Principales usos en la actualidad:
A nivel mundial el principal uso de la plata se da en el sector industrial: fabricación de
baterías, material de soldadura, catalizador en reacciones químicas para la fabricación,
(por ejemplo de plásticos) entre otras aplicaciones industriales. Es también utilizado en
el sector electrónico como conector en muchos de nuestros aparatos de uso diario
(sobre todo en aquellos que son operados mediante pantallas de activado dactilar –
touch screen) En segundo lugar tenemos la demanda para la fabricación de joyería y
orfebrería (joyas, piezas decorativas, etc.). En este caso es tratada como metal
precioso debido a sus cualidades reflectivas y su brillo excepcional.
El nitrato de plata, uno de los derivados de este metal, ocupa el tercer lugar en
el uso de la plata a nivel mundial. Este se emplea en la industria fotográfica, yaque permite la impregnación del color en los rollos de película.
Según los últimos informes realizados, correspondientes al desempeño del
mercado de la plata en el mundo durante el 2005, se registró un crecimiento de
4.7% en el rubro de Aplicaciones Industriales, respondiendo sobretodo al
incremento de la demanda de Estados Unidos y Japón en artículos eléctricos y
electrónicos. De otro lado los Sectores de Fotografía y Joyería cayeron en 6.2%
y 9.7% respectivamente. Cabe indicar que el menor uso de la plata para fines
fotográficos se debe a las mejoras tecnológicas ya que, con la introducción de
las cámaras digitales, el uso de rollos de película ha disminuido año tras año
desde 1999.
PROCESO OBTENCION DE LA PLATA:
Minerales de Plata:
La plata normalmente se presenta en depósitos minerales asociados con otros como:
plomo, cobre, zinc, antimonio y oro. Los minerales de Plata más importantes son los
siguientes:
Plata nativa: Ag Andorita: AgPbSb3S6
Argentita: Ag2S Polibasita: (Ag2Cu)16Sb2S11
Prousita: Ag3AsS3 Estefanita: Ag3SbS4
Pirargirita: Ag3SbS3 Querargirita: AgCl
Miargirita: AgSbS2
Otros minerales, tales como: la tetraedrita argentífera Cu3(SbAs)S3 y galena
argentífera PbS tienen parte de retículos espaciales reemplazados con plata.
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Los minerales de plata han sido depositados en rocas de varias edades geológicas
como el Precámbrico, Cretásico y el Terciario.
Trituración:
El mineral extraído desde la mina se transporta en camiones descargándose
directamente en la Chancadora Primaria donde se reduce a un tamaño menor de 6".De ahí pasa a una zaranda que separa las fracciones mayores de 1.5" pasándolas a la
Chancadora Secundaria. Luego todo el mineral se une al descargarse en una faja
transportadora que lo lleva a una Tolva de Almacenamiento.
El objetivo del Chancado es reducir el tamaño del mineral para facilitar la acción de la
solución química que recuperará el Oro y la Plata en la etapa de Lixiviación.
Desde la tolva de Almacenamiento, el mineral se transporta vía camiones sobre un
área denominada "Pad de Lixiviación", donde se esparce con un tractor de orugas
Lixiviación:
El principio básico de la lixiviación (cianuración) es aquella en que las soluciones
alcalinas débiles tienen una acción directa disolvente preferencial sobre el Oro y la
Plata contenidos en el mineral. La reacción enunciada por Elsher en su Journal
PrakChen (1946), es la siguiente:
4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O
La química involucrada en la disolución de oro y plata en el proceso de cianuración en
pilas es la misma aplicada en los proceso de cianuración por agitación.
El oxígeno, esencial para la disolución del oro y plata, es introducido en la solución de
cianuro, mediante la inyección directa de aire al tanque solución de cabeza, porirrigación en forma de lluvia y por bombeo de la solución recirculante.
La velocidad de la disolución de los metales preciosos en soluciones de cianura
depende del área superficial del metal en contacto con la fase liquida, lo que hace que
el proceso de disolución sea un proceso heterogéneo; la velocidad de disolución
depende también de la velocidad de agitación lo que indica que el proceso sufre la
presión de un fenómeno físico.
Otros factores que influyen en la velocidad de disolución son las siguientes:
o Tamaño de la Partícula: Cuando se presenta plata gruesa libra en la mena, la
practica generalizada es recuperada por medio de trampas antes de lacianuración ya que las partículas gruesas podrían no disolverse en el tiempo que
dura el proceso. Bajo condiciones consideradas ideales con respecto a la
aereacion y agitación, Barsky encontró que la velocidad mínima de disolución de
plata es 3.25 mg/cm2.hora
o Oxigeno: El oxigeno tiene un rol fundamental en la lixiviación de la plata, pues
la recuperación de oro y plata esta directamente relacionada con la cantidad de
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4NaAg(CN)2 + 4NaOH
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oxigeno disuelto en la pulpa mineral. Cuando se tienen faenas mineras a gran
altura, como es de normal ocurrencia en nuestro país y en todo el Cordón de la
Cordillera de los Andes, la cantidad de oxigeno disuelto disminuye, lo que afecta
en gran medida los resultados metalúrgicos. En estos casos de inyección de
oxigeno e muy recomendada, puesto que aumenta, como se dijo anteriormente,
las recuperaciones de oro y plata, y además disminuye los consumos de cianuro.
o Concentración de la solución de Cianuro: La solubilidad del oro en una
solución de CN aumenta al pasar de las soluciones diluidas a las concentradas. La
solubilidad es muy baja con menos de 0.005% NaCN, crece rápidamente cuando
tienen 0,01% NaCN y después lentamente, llegando al máximo cuando contiene
0,25% NaCN. La proporción mas eficaz es de 0,05 a 0,07% NaCN. La
concentración usual de CN para el tratamiento de menas de oro es de 0,05%
NaCN y para menas de plata de 0.3%, para concentrados de oro-plata, la fuerza
de NaCN esta entre 0,3 a 0,7%. El NaCN es el más usado en el proceso de
cianuración, aunque también se emplea el KCN.
o Temperatura: La velocidad de disolución de los metales en una solución de
NaCN aumenta con el incremento de la temperatura, hasta 85 °C; las
descomposición del cianuro es un serio problema.
o Porcentaje de finos: Este aspecto es muy importante, porque, cuando el % de
finos es alto, mayor al 20% del total (< -10 mallas, 1.7 mm) las partículas
tienden a aglutinarse en consecuencia no dejan pasar las soluciones de cianuro
por lo que estos minerales requieren otro tratamiento, posiblemente curado con
cal, cemento o ambos para lograr aglomerarlos y facilitar la percolación.
o Alcalinidad Protectora: Las funciones del hidróxido de calcio en la cianuración
son los siguientes:
Evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis.
Prevenir perdidas de cianuro por acción del CO2 de aire.
Neutralizar los componentes ácidos.
Facilitar asentamiento de las partículas finas de modo que pueda
separarse la solución rica clara de la mena cianurada.
Tipos de Lixiviacion:
Hay dos tipos de lixiviación: Lixiviación por agitación y Lixiviación en Montón.
oLixiviación por agitación:
La mena molida a tamaños menores a las 150 mallas (aproximadamente tamaños
menores a los 105 micrones), es agitada con solución cianurada por tiempos que van
desde las 6 hasta las 72 horas. La concentración de la solución cianurada esta en el
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rango de 200 a 800 ppm (partes por millón equivale a gr de cianuro por metro cubico
de solución).
La velocidad de disolución del oro nativo depende entre otros factores,
del tamaño de la partícula, grado de liberación, contenido de plata.
Es la práctica común, remover el oro grueso (partículas de tamaño
mayores a 150 mallas o 0,105 mm), tanto como sea posible, mediante
concentración gravitacional antes de la cianuración, de manera de evitar
la segregación y perdida del mismo en varias partes del circuito.
Es de suma importancia, aparte de determinar la naturaleza de los
minerales de oro, poder identificar la mineralogía de la ganga, ya que
esta puede determinar la efectividad o no de la cianuración. Esto por que
algunos minerales de la ganga pueden reaccionar con el cianuro o con él
oxigeno, restando de esa manera la presencia de reactivos necesaria
para llevar adelante la solubilización del oro.
Se realizan ensayos a escala laboratorio, con el objeto de determinar las
condiciones optimas para el tratamiento económico y eficiente de la
mena.
Las variables a determinar son las siguientes:
Consumo de cianuro por tonelada de mineral tratado.
Consumo de cal por tonelada de mineral tratado.
Optimo grado de molienda.
Tiempo de contacto, ya sea en la lixiviación por agitacióncomo en la lixiviación por percolación.
Concentración más conveniente del cianuro en la solución.
Dilución más adecuada de la pulpa.
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o Lixiviación en Montón:
El método de cianuración en montón ha probado ser la técnica
más económica para recuperar metales preciosos.
El método de lixiviación en montón, consiste en formar un Padcon el mineral a beneficiar generalmente en rangos de tamaños
de menos 2" a 1/4" lo que permite ahorrar costos por molienda
fina que a veces representa un 50 - 70% del costo total en
operaciones de cianuración por agitación.
Sin embargo algunos minerales pueden presentar serios
inconvenientes durante el tratamiento o beneficio metalúrgico, los
cuales pueden ser:
1- Poco o nula permeabilidad del pad o pila debido a
la presencia de abundante material fino menor a 20 mallas(-850) bajo la forma de arcillas, limonitas, etc.
2- Presencia de elementos o compuestos cianicidas:
As, Sb, Hg, CuO, carbón, teluros, aguas ácidas, etc.
originando fuertes consumos de cianuro y cal.
3- Intercrecimientos Mineralógicos de oro y plata en
tamaños atómicos o sub-atómicos, no permitiendo exponer
las partículas valiosas a la solución lixiviante.
Las razones anteriormente expuestas repercuten enrecuperaciones pobres de metales preciosos, por lo que es
necesario investigar para cada mineral el método de beneficio y
las condiciones más adecuadas.
Los puntos N° 2 y 3, requiere especial atención, algunos lo
denominan "minerales refractarios" que son aquellos minerales
que no responden al método de cianuración directa.
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Precipitación:
La plata es recuperada de la solución cementación con polvo de zinc
(Proceso de Merril Crowe) o utilizando Carbón Activado, para luego
proceder a su refinación.
Proceso de Merrill Crowel:
Este proceso de cementación para la extracción del oro y la plata desde las
soluciones cianuradas fue introducida en 1890.
Durante los próximos 26 años se introdujeron tres modificaciones que llevaron
al proceso a obtener alta eficiencia y menores costos. La primera modificación
fue el agregado de sales de plomo (acetato, nitrato) para la formación de pares
galvánicos Pb-Zn para promover la actividad electroquímica de las reacciones
de cementación, la segunda, fue el reemplazo del Zn en laminas por Zn en
polvos (C.V Merril) para aumentar la cinética del proceso a pesar que el zinc en
polvo se usó en 1897 no se generalizo su uso hasta 1946 cuando T.B Crowelaplicó vacio para desairear las soluciones antes de la cementación.
El aporte de Merril - Crowe, dio origen al proceso actual de cementación con Zn
mas conocido como proceso de Merril - Crowel.
o Etapas en el proceso Merril Crowel:
a) Clarificación: El objetivo es eliminar la presencia de suspensiones en las
soluciones provenientes de la lixiviación y entregar una solución clara
(menos a 10 ppm de solido) para lograr una mayor eficiencia en la
cementación y obtener mayor ley en los precipitados.
Se puede realizar de variados equipos de filtración:
- Filtro clarificante de vacio tipo Hooka.
- Filtros a presión.
- Filtros con lecho de arena por gravedad.
- Unidades filtrantes con tubos plásticos porosos recubiertos
con diatomea.
b) Desaireación: Las soluciones clarificadas son desaireadas (pues la
presencia de O2 incrementa el consumo de zinc) para obtener un
precipitación eficiente. El método Crowell emplea vacio el cual es el más
eficiente para remover el O2 disuelto. La torre de vacio puede estar llena o
vacía con alimentación atomizada para incrementar la superficie del líquido.
c) Ajuste de la concentración del cianuro y la cal: Antes de contactar con
zinc la solución es necesario ajustar las concentraciones adecuadas de CN y
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cal libre para una optima precipitación. Se puede agregar solución
conteniendo CN y cal en el clarificador para ajustar las concentraciones.
d) Adición del Zn: El zinc en polvo es agregado en cantidades de 0,6 a 1,5 de
Zn por parte de Ay o Ag (1/1 para la plata es una razón muy
recomendable).
El zinc es alimentado al cono de mezcla en forma controlada mediante
alimentadores tipo tornillo, correa o disco. Las sales de plomo también
puede ser agregadas en este punto. Las cantidades usuales son de 35 a 15
gramos de Zn y 10 a 15 gramos de nitrato de plomo por tonelada métrica
de solución y por lo menos 0,1 gpl de CN libre debe estar presente. La
mezcla es impulsada por una bomba sellada al sistema de filtración. El
precipitado se puede filtrar en:
- Filtros bolsas.
- Filtros de placa o presión.
- Filtros estrellas.
La solución pobre filtrada es retornada a la planta de lixiviación o al circuito
de LCC.
Las menas de plata entregan precipitados de alta ley (entre un 50 a 90%)
las cuales pueden fundirse directamente con agregados de Na2CO3, bórax,
vidrio molido, sílice, KNO3.
El principio de la precipitación de metales preciosos contenidos en
soluciones de CN empleando polvo de zinc, está basado en el hecho de que eloro y la plata son electronegativos respecto al zinc, ocurriendo un reemplazo
electroquímico del oro y la plata por el zinc, seguido por el desplazamiento del
hidrógeno del agua por el sodio según la siguiente reacción:
NaAg(CN)2 + 2NaCN + Zn + H2O
En la práctica, ocurre un exceso en el consumo de Zn por encima de la
demanda teórica debido a que tanto el CN con el álcali libre en la solución
tienden a atacar al Zn disolviéndolo.
Proceso de Adsorción por Carbón Activado:
Suele ser más usado en explotaciones pequeñas y con bajo contenido de plata.
En este caso la solución encinta se impulsa a través de columnas de carbón
activado. El oro y la plata de la solución se adhieren al carbón, y la solución
estéril, que todavía contiene cianuro, se lleva a un embalse de almacenamiento.
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Na2Zn(CN)4 + Ag + H + NaOH
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El oro y la plata se separan del carbón con soda cáustica caliente, y la solución
pasa luego al proceso de refinación.
Las propiedades adsorbativas del carbón activado fueron descubiertas en el
siglo XVIII, pero su primera aplicación industrial fue en la industria azucarera,
donde se utilizo como decolorante. Sus mayores aplicaciones han sido comoadsorbentes de gases y en el tratamiento de aguas.
El carbón activado es adsorbente de yodo, oro, plata, molibdeno, renio y varias
otras sustancias inorgánicas disueltas en soluciones acuosas.
En metalurgia extractiva, las aplicaciones están limitadas al Au, Ag y Mo en
hidrometalurgia y en flotación selectiva, siendo en estos últimos años cuando ha
logrado utilizarse ampliamente en los procesos de cianuración d menas de baja
ley.
Una de las propiedades mas importantes del carbón activado (al igual que las
resinas de intercambio iónico) es que adsorbe de otros cianuros complejos talescomo: Cu(CN)4-3, Ni(CN)4-2 y Fe(CN)6-3, los cuales se encuentran en algunas
soluciones de cianuración. Sin embargo el mecanismo de reacción de los
complejos cianurados de oro y plata no esta totalmente esclarecido.
o Observaciones al proceso del carbón activado:
Debido a que el carbón activado es una tecnología nueva en la hidrometalurgia
del oro y la plata, no significa que es el mejor proceso para una planta
determinada, ya que se sabe que en proceso de beneficio no es correcto para
hacer comparaciones sin refererirse a una mena especifica. Esta tecnología no
significa un desplazamiento total del proceso Merrill Crowell debido a que en
plantas de bajo tonelaje y con leyes de oro no muy bajas el proceso Merrill
Crowel presenta ventajas económicas cuando se comparan los costos capitales
y directos de operación.
Refinación:
Para la obtención de plata de alta ley, se pueden utilizar cualquiera de estos
procesos: Refinación con HNO3 y por electrolisis.
Refinación con HNO3:
Todas las operaciones de interacción química deben realizarse bajo campana
extractora de gases, o al aire libre donde no puede haber peligro ni molestar a
nadie.
La disolución de bullión de plata se lleva a cabo mediante la adición de acido
sulfúrico o acido nítrico.
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El uso de acido nítrico es más generalizado, sobre todo en el sector joyero para
la purificación de dores de distintas procedencia. La reacción de disolución esta
representada por las siguientes reacciones químicas:
o Etapas del Proceso:
a) En primer lugar, la plata o bullión que se quiere purificar debe presentar mayor
superficie posible a fin de efectuar la disolución en un menor tiempo, por ello se
debe laminar o granallar.
b) El material granallado se traslada a un recipiente apropiado y de tamañosuficiente para evitar el derrame cuando la solución empiece a hervir.
c) Se agrega solución de acido nítrico 1:3 (una parte de acido y tres partes de
agua), y luego se calienta moderadamente puesto que la reacción es
exotérmica y podría producirse un repentino derrame. El desprendimiento de
vapores nitrosos es inmediato, ello se observa por la coloración rojiza.
d) Cuando el desprendimiento de vapores se haga menos intenso, se va añadiendo
nuevas cantidades de acido nítrico hasta completar la disolución, ello se revela
cuando cesa el desprendimiento de vapores rojizos.
e) Enfriar y filtrar en un recipiente de vidrio o plástico. El líquido filtrado debe serincoloro, o de alguna coloración dependiendo de las impurezas que tenía
inicialmente el material. En caso de contener cobre, su color será azul.
f) La solución queda expedita para la etapa posterior de precipitación como plata
metálica, como cloruro de plata o en la forma de sulfuro de plata.
18
Ag + 2HNO3
Ag+ + NO3
- + H2O + NO
2
Cu + 4HNO3
Cu++ + 2NO3
- + 2H2O + 2NO
2
Pb + 4HNO3
Pb++ + 2NO3
- + 2H2O + 2NO
2
Plata
Metálica
Residuos
Filtrado
BULLION DE PLATA
Disolución con acido
nitrico
Filtrado
Solución de AgNO3
Reducción con
Fe, Cu
Reducción
Precipitado
de AgCl
Adición de
Na2S
Adición
de NaCl Neutralización
Precipitado
de Ag2S
Reducción
con Na2CO
3
Reducción
con Cu, Fe,
Zn
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Proceso de Precipitación con cobre:
Primeramente, la solución de nitrato de plata se filtra a fin de separar algunas
impurezas insolubles; luego se vierte en un recipiente adecuado donde seadiciona cobre electrolítico. El mecanismo de precipitación de la plata ocurre
por desplazamiento iónico de cobre en la sal de plata, debido a la menor
electronegatividad que posee el cobre. La cantidad de cobre, requerido es de
0,294 gramos para cada gramo de plata en solución.
La adición de cobre será preferentemente en la forma de láminas o alambres,
que irán suspendidos en solución, a fin de facilitar el desprendimiento de la
plata formada superficialmente. Con este procedimiento en el mejor de los
casos se consigue leyes de hasta 99,99%.
o Etapas del Proceso:
a) Filtrar la solución de nitrato de plata.
b) Diluir la solución con agua, a fin de disminuir la acidad a alrededor de pH 3.
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2AgNO3
+ Cu 2Ag + Cu(NO3)
2
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c) Adicionar laminas o alambre de cobre, este deberá colocarse suspendido a fin
de facilitar el desprendimiento de la plata formada y permitir el avance del
proceso.
d) Verificar si el proceso ha finalizado. Ello se realizara mediante un ensayo
sencillo, tomando unas gotas de la solución sobre un vidrio de reloj al cual se le
agrega partículas de NaCl. Si el proceso a finalizado, la solución permanecerá
invariable; si aun contiene plata tomara un aspecto lechoso, siendo necesario
repetir el paso anterior.
e) Finalizada la precipitación de plata, se retiran los restos de cobre y se deja
sedimentar.
f) Decantar y lavar varias veces con agua, preferiblemente caliente hasta eliminar
totalmente la acidez.
g) Secar y fundir con la respectiva adición de fundentes.
Precipitación con cloruro de sodio y posterior reducción a plata
metálica:
La separación de la plata a partir de una solución acuosa de nitrato de plata,
también se logra precipitándola como cloruro de plata, mediante la adición del
cloruro de sodio o sal común, requiriéndose 0,54 gramos de NaCl por cada
gramo de plata en solución.
El AgCl es reducido a plata metálica en un medio acido y con la adicion de
aluminio, cobre, hierro o zinc.
Frecuentemente, se usa el zinc, este es empleado en forma de viruta o en
polvo, a fin de facilitar la disolución inmediata sin dar lugar a la oxidación. La
reacción fundamental que tiene lugar es la siguiente:
o Etapas del Proceso:
a) La solución de nitrato de plata se deja sedimentar y luego se filtra.
b) Se prepara una solución saturada de NaCl y se adiciona a la solución de nitrato
de plata. La formación de un precipitado blanco será inmediato, la que se ira
sedimentando en la base del recipiente.
c) El precipitado de cloruro de plata se lava varias veces hasta eliminar la acidez
completamente. La eliminación de cloruro de plomo se logra mediante lavados
de agua caliente.
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AgNO3
+ NaCl NaNO3
+ AgCl
AgCl + Zn ZnCl2
+ 2Ag
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d) Se coloca en un recipiente y se adiciona un volumen igual de solución de acido
sulfúrico al 10%.
e) Enseguida se agrega poco a poco zinc en polvo y simultáneamente la solución
debe agitarse; se notara la formación de la plata metálica (gris claro semejante
al cemento).
f) Se continúa con la adición de zinc hasta la total precipitación de plata, esto se
notara en el cambio total de color.
g) El cemento de plata se lava con abundante agua hasta eliminar completamente
la acidez.
h) Nuevamente el precipitado se lava, esta vez con solución diluida de acido
sulfúrico, para eliminar el posible exceso de zinc o alguna otra impureza y
finalmente se lava con agua.
i) Por último la plata se seca y se funde con la respectiva adición de fundentes.
- Reducción directa del cloruro de plata:
En el proceso de refinación, primeramente el bullión de plata se ataca con acido
nítrico para formar nitrato de plata, esta solución se filtra con la finalidad se
separar las impurezas insolubles, y a la solución producto se le agrega
lentamente cloruro de sodio en la cantidad suficiente para precipitar toda la
plata presente; simultáneamente a la adición de cloruro de sodio, la solución
debe agitarse. El cloruro de plata que se forma, se lava con agua caliente hasta
neutralizar completamente, y luego se seca a temperatura relativamente baja
(80 °C).
Una vez seco el AgCl, se mezcla con Na2CO3 en cantidades estequiometrias
(aprox. Dos partes de cloruro por una parte de carbonato), adicionalmente se
agrega una porción de NaCl y bórax. El AgCl debe mezclarse íntimamente con
los fundentes, para que la pérdida de plata en la escoria sea mínima. Luego de
realizado un buen mezclado, se introduce un crisol de grafito para su fusión. El
proceso bien conducido llevara a obtener un producto metálico de alta pureza.
La reacción que se lleva a cabo es la siguiente:
Precipitación de plata con sulfuro de sodio.
Este proceso de precipitación se lleva a cabo en soluciones alcalinas, ya que en
medio neutro o acido existe el peligro de producirse sulfuro de hidrogeno, el
cual es extremadamente toxico.
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2AgCl + Na2CO
32Ag + 2NaCl + CO
2+ 1/2O
2
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Si se tiene solución acida, la neutralización se llevara a cabo mediante la adición
gradual de una solución de NaOH, acompañada de una agitación, hasta verificar
que el pH se encuentre entre 7,5 a 8. Los valores de pH mayores pueden
generar vapores de amoniaco.
La reacción que ocurre esta representada por la siguiente ecuación química:
Produciéndose un sulfuro de plata altamente insoluble y extremadamente fino.
Las características físicas de los compuestos (sulfuro de sodio y de plata) no son
tan favorables como las características químicas, pues tienden a formar
suspensiones coloidales que dificultan la separación solido-liquido.
o Etapas del Proceso:
a) Filtrar la solución que contiene plata.
b) Neutralizar (si es necesario) con solución de hidróxido de sodio,aproximadamente al 10%.
c) Adicionar la solución preparada de sulfuro de sodio al 20%, la que se prepara
disolviendo en agua.
d) Agitar intensamente y dejar sedimentar por un tiempo de 30 minutos como
mínimo, o hasta que se produzca la clarificación de la solución sobrenadante.
e) Comprobar si la precipitación ha sido completa. Tomar una porción de la
solución clara y agregar mas solución de sulfuro, si se forma mas precipitado ,
retornar al paso anterior.
f) Decantar la solución clarificada.
g) Lavar y secar el precipitado.
h) Reducir la plata en medio acido, mediante la adición de cobre, hierro o zinc,
como se ha indicado anteriormente.
Refinación mediante electrolisis:
Consta de un ánodo y un cátodo, el ánodo de plata se disuelve por acción del
acido nítrico pasando del estado metálico a solución:
En el cátodo ocurre lo contrario, es decir el nitrato de plata genera el NO3-:
22
2Ag+ + Na2S + 2OH- Ag2S + NaOH
HNO3
H + NO3
-
NO3
- + Ag+ AgNO3
AgNO3
Ag+ + NO3
-
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El potencial empleado debe ser lo suficiente para mantener el equilibrio
existentes entre el H, NO3- y Ag; un sobre voltaje genera evacuación de H2
que desestabiliza el sistema.
Se obtiene por esta refinación electrolítica una plata de alta ley 99,99%.
• PROCESOS METALURGICO DE OBTENCION DE LA PLATA
En general, la plata se extrae de las
menas de plata calcinando la mena en
un horno para convertir los sulfuros en
sulfatos y luego precipitar
químicamente la plata metálica. Hay
varios procesos metalúrgicos para
extraer la plata de las menas de otros
metales. En el proceso de
amalgamación, se añade mercurio líquido a la mena triturada y se forma una
amalgama de plata. Después de extraer la amalgama de la mena, se elimina el
mercurio por destilación y queda la plata metálica. En los métodos de
lixiviación, se disuelve la plata en una disolución de una sal (normalmente
cianuro de sodio) y después se precipita la plata poniendo la disolución en
contacto con cinc o aluminio. Para el proceso de Parkes, que se usa para
separar la plata del cobre. La plata impura obtenida en los procesos
metalúrgicos se refina por métodos electrolíticos o por copelación, un proceso
que elimina las impurezas por evaporación o absorción.
A continuación describimos el proceso metalúrgico de obtención de la plata:
El mineral extraído desde la mina se transporta en camionesdescargándose directamente en la Chancadora Primaria donde se reduce
a un tamaño menor de 6". De ahí pasa a una zaranda que separa las
fracciones mayores de 1.5" pasándolas a la Chancadora Secundaria.
Luego todo el mineral se une al descargarse en una faja transportadora
que lo lleva a una Tolva de Almacenamiento. El objetivo del Chancado es
reducir el tamaño del mineral para facilitar la acción de la solución
química que recuperará el Oro y la Plata en la etapa de Lixiviación.
Desde la tolva de Almacenamiento, el mineral se transporta vía
camiones sobre un área denominada "Pad de Lixiviación", donde se
esparce con un tractor de orugas. Una vez apilado el mineral, se lixiviacon NaCN y a través de un proceso químico, se disuelve el Oro y la
Plata. La solución cargada de Oro y Plata se bombea hacia la planta de
Procesos para la recuperación de los valores metálicos.
El Oro y la Plata se recuperan de la solución empleando un proceso de
precipitación con polvo de Zinc denominado Merrill-Crowe; la solución
rica se bombea a un tanque clarificador y se hace circular por filtros
clarificadores de hojas para eliminar los sólidos en suspensión. La
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solución rica clarificada se bombea a una torre desaereadora a fin de
eliminar el Oxigeno disuelto. Según sea necesario se agrega polvo de
Zinc a la solución rica desaereada. La solución se bombea Filtros Prensa
donde se colecta el precipitado de Oro y Plata. El precipitado de Oro y
Plata se envía a hornos de retortas donde se extrae el Mercurio, y luego
se mezcla con fundentes y cargado a dos hornos de Inducción. Lamezcla se funde para separar el Oro y la Plata de los otros metales base.
El Doré de Oro y Plata así obtenido es vertido en barras y empacado
para su embarque.
• PROCESO DE OBTENCION DE PLATA EN REFINERIA
En la Refinería, el proceso comienza con la colección del precipitado
proveniente de la planta de Procesos y el cual es retenido en tres Filtros
Prensa. La solución filtrada, a la que se denomina Solución Barren y que
contiene menos de 0.02 ppm de Au y Ag, se recepciona en un tanque y
luego se bombea al Pad de Lixiviación para el riego de las pilas. El sólido
retenido se colecta cada 6 o 7 días, dependiendo de la cantidad
precipitada, y es recepcionado en bandejas. Este precipitado tiene una
humedad de 35% y un contenido promedio de 25% Au, 57% Ag y 10%
Hg.
Luego, el precipitado se traslada a cuatro Hornos de Retortas. La
finalidad de estos es secar el precipitado colectado y recuperar todo el
Mercurio que se encuentra en él, por ello se trabaja con rampas de
temperatura hasta alcanzar un máximo de 550 ºC. El ciclo total de la
Retorta es de 24 hrs. y se trabaja bajo una condición de vacío de 7" Hg.
El Mercurio removido es colectado por un sistema de condensadores enfriados por agua y se almacena en un colector el cual se descarga al
final del ciclo, a contenedores especiales de Hg (flasks) para su
almacenamiento seguro.
A fin de remover eventuales remanentes de mercurio gaseoso que
puedan ir al medio ambiente, el flujo de vacío pasa a través de un post-
enfriador enfriado por agua, ubicada inmediatamente después del
colector. Luego, este flujo pasa a través de columnas de carbón activado
y un separador de agua antes de ir a la bomba de vacío y recién es
descargado a la atmósfera. La saturación de los carbones se controla
mediante monitoreos constantes. La recuperación de Mercurio está envalores por encima del 99%.
El precipitado seco y frío se mezcla con los fundentes necesarios y se
carga a dos Hornos de Inducción. Se requiere cerca de 2 horas para que
la carga se funda completamente y llegue a una temperatura de 1300º C
(aprox.) con el fin de realizar las escorificaciones y la colada final para
obtener las barras Doré. Se utiliza el sistema de colada en cascada para
la obtención de las barras. Las barras de Doré obtenidas son limpiadas,
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enumeradas y guardadas en la bóveda hasta el momento de su
despacho.
Las escorias producidas se tratan para recuperar el poco de material
valioso que pudieran contener, para ello se procesan en un circuito de
Chancado y se tamiza a –20m para pasarla por una mesa gravimétrica.
Las escorias remanentes (relave) son bombeadas al Pad de lixiviación. Elconcentrado obtenido se funde nuevamente con el siguiente lote. La
recuperación promedio es de 99.7% para el Oro y de 99.5% para la
Plata.
• PRODUCTORES DE PLATA:
La plata se produce en 55 países
alrededor del mundo, siendo sólo
cuatro (Perú, México, Australia y
China) los países que responden
por la producción de más de lamitad del total mundial. El Perú
ha sido siempre un importante
productor de plata a nivel
mundial, ocupando el segundo
lugar en la escala de principales
países productores.
No obstante, los reportes del año 2005 del The Silver Institute1 colocan a nuestro
país en el primer lugar, con una participación del 16% (3,2 millones kg) de la
producción mundial.
Cabe indicar que la producción minera de plata en el mundo se ha incrementado en
en los últimos 10 años, pasando de 13.9 millones de kg en 1996 a 18.2 millones de
kg en el 2005, mientras que la demanda se ha incrementado en menor cuantía,
pasando de 22.9 millones de kg. a 25.8 millones de kg. en el 2005.
En el mercado mundial, los principales demandantes de plata fueron Estados
Unidos, seguido por Japón, India, China, Italia e Inglaterra-Irlanda.Cabe resaltar
que la diferencia existente entre la producción y demanda mundial de plata es
cubierta a través de los Inventarios existentes, es decir, las reservas de algunos
gobiernos y del reciclado de productos ya no usados.
Los cinco mayor países productores de plata del mundo:
En 2006, los 5 primeros países productores de plata producen un 60% de la
producción mundial de plata.
o Perú (111,6 millones de onzas de plata)
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o México (96,4 millones de onzas de plata)
o China (75.4 millones de onzas de plata)
o Australia (55,6 millones de onzas de plata)
o Chile (51,5 millones de onzas de plata)
México y Perú son muy antiguos países de plata (desde 1500), y su producción
de plata sigue siendo entre las cinco primeras naciones de plata desde décadas,
o incluso siglos. En 1935 solamente México y Perú pertenecen parte de las cinco
primeras naciones productoras de plata. Perú y México representan aún hoy por
sí solos el día 1/3 de la producción mundial de plata. China es un caso
separado, grandes productores y consumidora de plata desde siglos, la
producción de plata tiende a entrar en el país más bien por salir, para ejemplo
México ya exportaba de plata hacia China al tiempo de los conquistadores. La
producción china de plata es muy difícilmente identificable, es muy difícil
conocer las estadísticas exactas de esta producción. La situación de Australia y
de Polonia es cercana puesto que para estos dos países una mayoría de laproducción está garantizada por una única mina.
• BIBLIOGRAFIA:
Metalurgia del Oro y la Plata – Ing. Juan Vargas Gallardo – Segunda
Edición.
Informe Práctico de Laboratorio: Lixiviación de Oro y Plata – Ing.
Metalúrgica IX Ciclo.
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http://slidepdf.com/reader/full/felipe-frez 27/27
Recuperación de valores de las Escorias Auríferas – Ing. Sandra
Elescano Quiroz, empresa minera aurífera RETAMA S.A.
Tecnologías de Refinación de los Metales preciosos – Refinación
Química de la Plata.
Columnas de Carbón Activado – Transferencia de Masa I – Est. La ChiraMartínez Reysond Renato.
• Linkografía:
http://html.rincondelvago.com/la-fabricacion-de-metales-a-partir-de-
minerales.html
http://www.xtec.net/~gjimene2/llicencia/students/bscw.gmd.de_bscw_
bscw.cgi_d32823634-3_______Ag_final.html
http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts146.html
http://www.raulybarra.com/notijoya/archivosnotijoya/plata_caracteristi
cas.htm
http://www.mineria.gov.ar/economia/empresas/cgibin/infomin.asp?
SHOWME=395
http://www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/plata.HTM
http://www.uclm.es/users/higueras/MGA/Tema08/Minerales_salud_5_a
rchivos/image002.jpg
http://www.sospatagonia.netfirms.com/INFORMES/lixiviaycianuro.html
http://www.lixiviacion.com/pagina/mejoramiento-de-la-extraccion-de-
oro-en-monton
http://www.lixiviacion.com/noticias/extracci%C3%B3n-de-oro-de-
mineral-aglomerado-en-pilas-de-lixiviaci%C3%B3n
http://www.minem.gob.pe/mineria/estad_anual2001.asp
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