FUNDICION REFINACION DE ORO EN MARSA

ING. SANDRA I. ELESCANO QUIROZ

EMPRESA: MINERA AURIFERA RETAMA S.A.

EXPERIENCIA LABORAL:

MINERO PERU: PLANTA CONCENTRADORA DE ISCACRUZ

CARGO: JEFA DE LAB. QUIMICO

MINERA AURIFERA RETAMA S.A.CARGO: LABORATORIO QUIMICO EN MUESTRAS DE REFINADOS DE ORO

LIMA – PERU 2007

RECUPERACION DE VALORES DE LAS ESCORIAS AURIFERAS

OBJETIVO.El objetivo general de este trabajo es el tratamiento que se le da a las escorias del bullón de la fundición, para la recuperación de valores obtenidos en ella. Generalmente, los concentrados de precipitados que se envían de la mina ubicada en el Departamento de la Libertad, Provincia de Pataz, Distrito de Parcoy, deberán pasar a un producto metálico, llamado bullón. Las escorias que por regla general contienen valores, requieren de un proceso para recuperar dichos valores. El objetivo específico, es la obtención del oro y la plata, con una pureza superior al 99,95%. Los procesos que siguen, ya sean químicos para el oro y electrolíticos para la plata, son bastantes difundidos. Estando el secreto de obtener los resultados deseados en el cuidado con que se lleva la marcha Esto conduce a obtener un producto de calidad.La refinación química del oro, se lleva a cabo mediante los siguientes procesos:Proceso de encuarte.Proceso de encuarte.Proceso de disgregaciProceso de disgregacióón con HNO3 comercial.n con HNO3 comercial.DisoluciDisolucióón con agua regia (HNO3:1 + n con agua regia (HNO3:1 + HClHCl:3).:3).FiltraciFiltracióón, Secado, Pesado, Fundidon, Secado, Pesado, FundidoObtenciObtencióón del Dore.n del Dore.

1. RESUMEN.En los procesos metalúrgicos tradicionales conocidos para el tratamiento de oro se ha seleccionado el de la refinación química.Las escorias, en su mayor proporción están conformadas por elementos básicos que dificultan la operación, por lo que es conveniente refundirlos para mejorar la ley.La escorias son óxidos ferrosos o metálicos, boratos de los óxidos metálicos contenidos en el mineral, sílice u otros constituyentes ácidos.

2. INSTALACIONES.Las principales características que se deben tener son:Ambientes amplios de trabajo donde los operadores puedan moverse sin dificultad.Ventilación apropiada con una buena instalación de extractores de gases que eviten que las zonas de ataque se carguen con gases nocivos.Líneas de insumos y aguas muy cercanas a las zonas donde van a ser utilizados.Revestimiento de mesas y paredes con material resistente a los ácidos y álcalis y de color claro donde sea notorio cualquier mancha.Recipientes para las recuperaciones y evitar pérdidas.

3. EQUIPOS.Estos varían de acuerdo al proceso que se quiere seguir y los más importantes son:

REFINACION QUIMICA DE ORO

Equipo de granallado.Reactor para el ataque de granallas.Filtros.Bombas de trasvase de soluciones.Vasos de ataque químico.Tinas de PVC resistentes para la precipitación del oro.Bandejas para secado.Hornos de fundición.Lingoteras.

REFINACION DE OROLa refinación del oro se hace a partir del Bullión o del precipitado mismo; consiste en llevar el oro presente a estado de solución formando el Cloruro Auríco (AuCl3) y de ahí obtenerlo en forma selectiva como cristales. El método más usado es el conocido como refinación química llegándose a una pureza mayor de 99,95% como mínimo.Para obtener mayores leyes se recurre a la refinación electrolítica.

REFINACION QUIMICA DEL ORO DESDE UN BULLIONPara que el agua regia disuelva al oro éste debe estar con leyes superiores al 80%, si el Bullión original no lo tuviera es necesario hacer encuarte con plata.Este encuarte se hace dentro del Crisol de fundición, una vez obtenida la mezcla fundida se procede al granallado.Las granallas obtenidas son colocadas en recipientes de acero inoxidables, y se le adiciona Acido Nítrico para disolver todo la plata presente. La reacción química que se produce es:

3Ag + 4HNO3 2H2O + 3AgNO3 + NO

Una vez concluido el ataque el barro de color marrón que es la coloración que tiene el oro se lava con agua hasta un pH = neutro, si se llegará a fundir este lodo se obtendrían barras aproximadamente de 98,5%. Este proceso es ampliamente difundido entre los joyeros que obtienen un oro semirefinado de buena calidad.

El lodo obtenido luego del lavado se coloca en los vasos de ataque, donde se le adiciona agua regia en forma paulatina.Primero se agrega el HCl (33%) generándose un ataque de los remanentes de Ag, Cu, Pb que pudieran haber quedado presentes; luego se le adiciona HNO3 comercial en la relación de 1:3 formando el agua regia y produciéndose la precipitación de los nitratos como cloruro.

El ataque se realiza a una temperatura aproximada de 70°C.

REACCION QUIMICA:2Ag + 2HNO3 2AgNO3 + H2O2AgNO3 + 2HCl 2AgCl + HNO32Au + 8HCl + 2HNO3 2(HAuCl4) + 2NO + 4H2O

Concluida la disolución total del oro se procede a la filtración y lavado separando los cloruros de la solución amarillo naranja que es cloruro auríco. El sólido que son los cloruros pasan a refinación de plata y la solución se traspasa a un recipiente de PVC. A la cual se le agrega urea, que al entrar en contacto con la superficie del líquido efervece. La adición concluye cuando desaparece la efervescencia al adicionar más urea.

Para la precipitación de Oro hay varios reactivos, el más usado es el Bisulfito de Sodio (NaHSO3) al 50%

La técnica descrita es uno de los métodos mas satisfactorios para la precipitación de Oro a partir de la disolución con Agua regia.

El Bisulfito de sodio se disuelve en agua caliente a una concentración aproximada de 50% se adiciona paulatinamente formando una nube de sólido y perdiendo su tonalidad amarillo naranja a solución marrón oscura.Para comprobar la existencia de oro en la solución se emplea el ClSn2 en solución saturada.Luego se lava el sólido con agua caliente; se le adiciona NH4OH concentrado como primer lavado y luego HNO3 QP.

REFINACION QUIMICA A PARTIR DE UN PRECIPITADOEl precipitado secado pesado y muestreado es colocado en un recipiente de acero inoxidable, donde se adiciona el HNO3 para eliminación del Zn, Cu, Pb, Ag, siendo casi total en el caso del zinc más no en los otros elementos, que llegan al orden del 70 al 80% de eliminación y el precipitado es lavado y colocado en vasos de ataque donde se adiciona agua regia, obteniéndose de esta forma el Cloruro Auríco.A la solución auríca se le agrega urea. Efervece la solución. Aquí se produce una reacción exotérmica.Se adiciona este reactivo para disminuir el contenido de HNO3 residual en la solución auríca:

6HNO3 + 5CO(HN2)2 è 8N2 + CO2 + 13H2O

Para precipitar el Au se usa una solución de NaHSO3 al 50% se agrega lentamente formando una nube de sólido y va perdiendo su tonalidad de amarillo naranja a marrón oscuro.

Se agrega 0,80 gr de NaHSO3 por gramo de Au:

Y se dan las siguientes reacciones :

Oxidación:NaHSO3 + H2O NaHSO4 + 2H+ + 2e

Reducción:HAuCl4 +3e Au + 3Cl- + HCl

Reacción Global:2HAuCl4 + 3NaHSO3 + 3H2O 2Au + 8HCl + 3NaHSO4

La evolución de gases en esta etapa es producto de la descomposición del bisulfito de sodio, NaHSO4

2NaHSO4 Na2SO4 + H2O + SO3

• Si la precipitación ha sido completa se toma 05 gotas de solución y se adiciona 03 gotas de solución de cloruro estannoso SnCl2 al 10%; si dicha solución aún contiene oro al adicionar las gotas de SnCL2 , se tornara a un color azul parduzco siendo necesario retornar al paso anterior. Si contrariamente la solución permanece incolora nos indicara que todo el oro a sido precipitado.

• El precipitado se lava con abundante agua para eliminar los restos de bisulfito de sodio; luego de esta etapa se neutraliza la acidez con amoniaco NH4OH, para luego adicionarle HNO3 QP y lavar nuevamente con abundante agua caliente.

• Finalmente el cemento de Oro obtenido se seca y funde obteniendo el Oro Dore.

HORNO A PETRÓLEOFUNDIR A GRANALLAR

DISOLVER CON HNO3T = 70 °C

ATAQUE CONAGUA REGIA

FILTRAR

SOLUCIÓNAURICA

PRECIPITARNEUTRALIZANDO

CON UREA YPRECIPITANDO

CON NaHSO3

SECARPRECIPITADO

DE ORO

FUNDIR Au

DIAGRAMA ESQUEMATICO DEL PROCESODE REFINACION

MATERIAL

FUNDICION

Escorias Refundidas

Bullión Escorias

Fundición

Bullión Toma de MuestraAnálisis: Vía fuego

Encuarte: Ag

Granallado

Disgregación: HNO 3 cc

Precipitado de Au

Disolución Agua Regia:HNO3 : 1HCl : 3

Filtrado

Precipitación de Au:Neutralización: Urea

Bisulfito de Na

53%

53%32%

Lavado:

Secado

Pesado

Fundido

Barra : Dore

H2OHNO3 cc

Análisis A.A.

FASES DEL PROCESO DE REFINACION DE ORO

REFINACIÓN QUIMICA

Peso de Ag:

Tenemos 1533,98 x 3 = 4601,194:

LEY DEL BULLION A REFINAR :

Calculamos la cantidad de Ag que se le va a adicionar pare el encuarte

Material a refinar

REFINACION Au:

Peso del material a refinar

Escoria de Bullión:

2888 gr:

Peso de Au x FACTOR [ 3 a 3,5 ]

:Au

24,6040 %

1533,98 grContenido de Au :

Ag

53,1155 %

: 710,563 grContenido de Ag :

Peso del ánodo de plata adicionado : 4017 gr

LEY DE PLATA:

98,909 %Ag : 3973,175 grContenido de Ag :

:Au 7,954 grContenido de Au :0,198 %

710,563 + 3973,175 = 4683,71 gr

Peso total de Ag utilizado: Ag de Bullión + Ag de Encuarte

Peso de Au total por refinar :

Au de Bullión + Au de Ag de Encuarte + Recup. de refinado anterior

1533,98 + 7,954 + 84,6 = 1566,53 gr

Au Total = 1566,53 gr

REFINACIÓN QUIMICA

Solución en tratamiento de la Refinación:

Tenemos el granallado total

Peso de Bullión + Ag de Encuarte

6905 gr:

⎠

⎞⎜⎝

⎛L

mg:Au

: 2,40Solución de Nitratos :Solución de Bisulfitos

Solución Amoniacal Solución Nitrica

:

:

10,30

0,56

1,20

PNS 1519,9 gr de Au refinado: Peso de precipitado de oro obtenido del tratamiento de refinación:

En esta parte de la operación se le adiciona los valores de recuperación

del proceso de refinación anterior.

1525,8 gr

Fundición : El precipitado obtenido se pesa y se funde.

Peso neto de Barra de Au :

Se toma la muestra respectiva para el análisis correspondiente de impurezas

Ley Obtenida : :Au 99,954 %

1525,8 x LEY 1525,8 x 0,99954 = 1525,098 gr

Entonces tenemos el PNS:

REFINACIÓN QUIMICA

Cálculo del porcentaje de Recuperación:

( )inicialAuPeso

EncuartedeAg.cupRedeagregadoAurefinadoPesocuperaciónRede% +−=

( )

51,92cuperaciónRede%

10033,1566

954,70,84098,1525cuperaciónRede%

=

×+−

=

a) Toma de muestra en la solución de cada proceso para obtener el

ANALISIS DE REFINACION:

contenido de Au en la solución.

5,81

6,24

1,94

1,89

4,35

3,34

0,00

0,15

0,18

2,34

1,89

2,21

1,32

2,00

0,41

0,50

Solución de Nitratos

Sol. de Bisulfitos de Na

Sol. Lavado con HNO3

Solución Amoniacal

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

LmgAu

Lecturas realizadas en el equipo de Absorción Atómica.

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

LmgAu ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

LmgAu ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

LmgAu

REFINACIÓN QUIMICA

b) Toma de muestra en el refinado final del proceso.

MUESTRA DE Au REFINADO

PESAJE : 500 mg POR MUESTRA C/ANALISIS

LABORATORIO QUIMICO

DISGREGACION: AGUA REGIA(HNO3 : 1 + HCl : 3)

LECTURA A.A.:DETERMINACION DE LA LEY POR IMPUREZAS

BULLION

ENCUARTADO

GRANALLADO

ATAQUE: HNO3

SOLUCIÓN SÓLIDOS

ADICIÓN NaCl

ClAg

REFINERÍA PLATA

LAVADO pH : 7

ATAQUE CON AGUA REGIA: 70°C

FILTRADO

SOLIDO SOLUCIÓN

NEUTRALIZADO UREA

PRECIPITACIÓN: NaHSO 3

FILTRADO

LAVADO: H2O NH4OH HNO3

FUNDICIÓN

Au: 99,96%

DIAGRAMA DE FLUJO

PRECIPITADO

PESO DE MUESTRA

FILTRADO - CENTRIFUGADO - DECANTAR

ATAQUE CON HNO3

SOLUCION NITRATOS

REFINACION Ag

SOLIDO

ATAQUE CON AGUA REGIA

SOLIDO SOLUCION

NEUTRALIZADO: UREA

PRECIPITACION: (NaHSO3)

LAVADO: H2O NH4OH

HNO3

FUNDIDOAu: 99,95%

SECADO

DIAGRAMA DE FLUJO

BULLION

GRANALLADO

ATAQUE CON HNO3

SOLIDA

REFINERIA: Au

SOLUCION

ADICION Na Cl HCl

FILTRADO Solución deDesecho

CEMENTACION

ADICION H2SO4

ADICION DE POLVO DE Zn

OBTENCION: LAVADO CONABUNDANTE H2O

FUNDICIONAg = 95%

LAVADO pH = 7

FILTRADO

SECADO

Solución deDesecho

ENCUARTE DE LAREFINACION DE Au

REFINACIONELECTROLITICA DE Ag

DIAGRAMA DE FLUJO

Recuperación de Valores

Solución de NitratosHCl cc: 32%

Cementación

Cemento de Ag

Precipitación de los cloruros: ClAg

Encuarte de Bullión

Ag refinada

Fusión - EscorificaciónCopelación

Lodo Anodico

H2SO4Polvo de Zn

Refinación

Fundición

Ánodos de Plata

Celda Electrolitica de Ag

Secado

Pesado

Fundido

Bullioncito

Encuarte con Ag

Refinación Au

Ag : 98%

FUNDICION ANODOS

CELDAS ELECTROLITICAS

CRISTALES Ag

LAVADO

FUNDICION Ag

Ag 99,99%

LODO ANODICO

REFINACION Au

CABEZA ANODO ELECTROLITO

ADICION NaClFUNDICION

CELDAELECTROLITICA

REF. QUIMICA

DIAGRAMA DE FLUJO

Control de Impurezas en las soluciones del Proceso por Absorción Atómica (Prueba 2)

MUESTRA Ag(gr/Lt)

Cu(gr/Lt)

Pb(gr/Lt)

Zn(gr/Lt)

Fe(gr/Lt)

Solución Nitrica Nº 1(HNO3 53%) 0,0290 1,6990 2,1240 0,0056 0,0260

Solución Nitrica Nº 2 0,0049 0,00800 0,5380 0,0068 0,0087

Solución Nitrica Nº 3 0,0027 0,00170 0,0275 0,0038 0,0032

Solución Nitrica Nº 4 0,0011 0,00110 0,0114 0,0024 0,0021

Solución de Bisulfito 0,00005 0,03160 0,0114 0,1337 0,0066

Solución Amoniacal 0,0000 0,00020 0,0017 0,0002 0,0000

Solución Nitrica(HNO3 53%) 0,0002 0,00680 0,09500 0,0167 0,00025

Solución Sulfuríca 0,0001 0,00800 0,00170 0,0060 0,0162

Solución HNO3 Q.P. 0,00589 0,00008 0,00019 0,00020 0,0013

Fotografía 1: Bullión Granallado

Fotografía 2: Digestión de la Granalla de encuarte en ácido nítrico

Fotografía 3: Precipitado de oro impuro

Fotografía 4: Disolución con agua regia

Fotografía 5: Solución auríca

Fotografía 6: Proceso de Filtración

Fotografía 7: Proceso de precipitación de oro con bisulfito de sodio

Fotografía 8: Bullión Granallado y Precipitado de Au impuro

Fotografía 9: Solución auríca y oro refinado

Fotografía 10: Solución de nitratos. Se le adiciona HCl comercial para detener los cloruros de plata

Fotografía 11: Precipitado de cloruro de plata

Fotografía 12: Proceso de cementación: El cloruro de plata pasa a estado metálico

Fotografía 13: Cemento de plata

Fotografía 14: Celda electrolítica

Fotografía 15: Anodo de plata a refinar

Fotografía 16: Colocación del ánodo de plata en la canastilla de la celda electrolítica.

Fotografía 17: Celda electrolítica conectado al sistema

Fotografía 18: Celda electrolítica: 24 horas de operación. Observación del ánodo.

Fotografía 19: Celda Electrolítica: 48 horas de operación. Se observa que el ánodo ha disminuido sus tamaño, y la presencia del lodo

anódico formado en su alrededor.

Fotografía 20: Cristales de plata formados en el cátodo de la celda electrolítica.

Fotografía 21: Barras de Oro y plata granallada

DATOS DE LABORATORIO

PRODUCTO Peso: gr % Au % Ag Au: gr Ag: gr Gr. de Ag requeridaBullión de Escorias 4819,2 40,60 18,715 1956,59 901,91 1956,59 x 3,5 = 6848,07 gr

6848,07 - 901,91 = 5946,155 gr

Adicionales

Ag adicionada Peso: gr % Au % Ag Au: gr Ag: gr Recuperación de Au adicionados

5266,00 0,206 96,559 10,848 5084,797 1º A la disgregación con agua regia

Papeles filtro de todoValores adicionados 10,848 5084,797 el proceso anterior 14,6

Ag Total: Ag de Bullión +Ag Adicionada 5986,707 Limpieza con Crisol de

Encuarte anterior 4,1Au despachado: Ley Au 99,975 1959,00 19,3Au para Análisis Químico 1,5 19,3 al 98% = 19,208 gr

Au Obtenido: Au despachado +Au de análisis 1960,5 2º A la fundición

Au adicionado total:Au de recuperación +

Au de encuarte34,356 Recuperación de Au en

los extractos de Fundición: 4,3

Au Neto Recuperado:Ley (Au obtenido) -

Au adicionado Total98,418 1925,654 Total de recuperaciones

adicionadas = 19,208 + 4,3

NOTA: = 23,508 gr

Stock de Ag de Encuarte

BALANCE DE REFINACION

Se recupero Au de Todo el proceso 30,967 gral 98 % = 30,348 gr

REACTIVOS USADOS EN LA REFINACION

HNO3

53%Kg

HCl Q.P.Kg

HCl 32%Kg

Papel WhattmanNº 2 50x50unidades

UreaKg

Bisulfito de Sodio

Kg

NH4OH Q.P.Lt

Agua destilada

Lt

H2SO4

comerc.Kg

Polvo de ZnKg

Ataque conAcido Nº 1 30,590

DisgregaciónAcida 3,152 8,176

Filtración 6

Precipitación 2,49 4,00

Ataque conAcido Nº 2 14,630

Neutralización 0,0898

Purificación 0,703 0,2694 2,5396

Cementación 10,350 5,3500 4,1

Total 48,372 0,703 18,526 6 2,49 4,00 0,3592 360 7,8900 4,1

BALANCE DE Ag DEL BULLION

% Ag % Au Ag Au

Bullión deEscorias 901,91 5084,797 5986,707 6168,7 5968,7 98,395 0,006 5872,902 0,358 98,099

% deR

FundiciónBarra de

Aggr

MuestraLey Peso: grPeso de Ag

de Bullióngr

Ag adicionadaal encuarte

gr

Ag Totalusada

gr

Cementode Ag

gr

ANALISIS QUIMICO

MUESTRA % Au % Ag % Cu % Pb % Zn % Fe

Bullión de Escorias 40,60 18,715 5,403 28,353 2,669 0,714

Au Refinado 99,975 0,0222 0,0018 0,0004 0,0002 0,0007

LEYES OBTENIDAS EN LOS REFINADOS

MUESTRA Au%

Ag%

Cu%

Pb%

Zn%

Fe%

Au - fino 99,9820 0,0059 0,0009 0,0028 0,0014 0,0070

99,9850 0,006 0,0000 0,0000 0,0007 0,0051

99,9710 0,0143 0,0013 0,0031 0,0009 0,0095

99,9616 0,0141 0,0004 0,0016 0,0015 0,0208

99,9870 0,0106 0,0003 0,0005 0,0003 0,0013

99,9550 0,0412 0,0003 0,0002 0,0002 0,0032

99,9740 0,0176 0,0003 0,0033 0,0003 0,0048

99,9750 0,0167 0,0039 0,0020 0,0002 0,0020

99,9870 0,0119 0,0000 0,0000 0,0002 0,0007

99,9840 0,0129 0,0006 0,0012 0,0000 0,0010

99,9810 0,0037 0,0007 0,0000 0,0003 0,0028

99,9890 0,0066 0,0008 0,00147 0,0008 0,0009

REFINACION

% Ag % Au Ag Au

2185,29 7216,57 9401,86 10,040 9500 95,586 0,024 9080,67 2,28 96,584

890,806 6164,88 7055,686 7,665 7010 97,676 0,051 6847,09 3,58 97,044

673,135 2666,849 3339,984 3,422 3210 97,831 0,07 3140,37 2,247 94,024

573,78 3098,08 3671,86 3642,3 3570 97,598 0,039 3484,25 1,392 94,891

443,85 2245,176 2689,026 2570,0 2570 97,906 0,004 2516,184 0,1028 93,57

901,91 5646,091 6584,001 6730,0 6530 98,395 0,006 3425,194 0,3918 98,125

2412,418 7025,544 9437,932 10,400 9920 97,566 0,0246 9208,213 2,44 97,566

Balance de Ag

% deR

FundiciónBarra de

Aggr

MaterialLey Peso: grPeso de Ag

de Bullióngr

Ag deencuarte

gr

Ag Totalusada

gr

Cementode Ag

gr

ANALISIS A LA SOLUCION DE NITRATOS EN LA PRUEBA Nº 1

SOLUCIONES Agmg/Lt

Cumg/Lt

Pbmg/Lt

Znmg/Lt

Femg/Lt

Solución de Nitratos Nº 1Volumen: 15,14 litros 60 309 286 305 1,79

Solución de Nitratos Nº 2Volumen: 11,355 litros 3,5 1,31 0,65 0,86 18

GRACIAS…..