Ing. Gonzalo Chávez Chirinos.

EVALUACIÓN DE LA RECUPERACIÓN DE ORO A PARTIR DE SOLUCIONES DE LIXIVIACIÓN CON TIOUREA.

Ing. Gonzalo Chávez Chirinos.

Dr. Ing. Edmundo Alfaro Delgado.1*.

Dra. Maribel Guzmán Córdova2*

1* Pontificia Universidad Católica del Perú – Sección Minas, Área Metalurgia.2*. Pontificia Universidad Católica del Perú – Sección Minas, Área Medio Ambiente

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LIXIVIACIÓN CON TIOUREA; SC(NH2)2

� Un reactivo alternativo para la lixiviación de oro es tiourea: SC(NH2)2. � Es considerado un reactivo menos tóxico y más aceptable para el medio ambiente.

� La lixiviación es llevada a cabo en medio ácido, lo cual hace posible el uso de agentes oxidantes tales como las sales férricas.

� Reactivo de más fácil manipulación.� Presenta una mayor selectividad hacia minerales de oro y plata.� Presenta una mayor selectividad hacia minerales de oro y plata.� Mejorcinética de disolución de oro, con respecto al cianuro.� Tratamiento de minerales de oro refractarios más simple, después de un tratamiento bio-oxidativo.

Las principales desventajas:� Mayor costo del reactivo con respecto al cianuro.� Requiere un control preciso para evitar descomposición del reactivo.� No hay tecnología integral para la recuperación de oro.

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Química de la lixiviación con tiourea; SC(NH2)2

� El oro es oxidado a Au+ en solución ácida para formar un complejo catiónico con tiourea:

� La solución debe mantener un potencial mayor a 400 mV (S.H.E.) y por lo tanto requiere una alta concentración oxidante:

Au0 + 2 SC(NH2)2 = Au[SC(NH2)2]2+ + e

Auo + Fe3+ + 2 SC(NH2)2 = Au(SC(NH2)2)2+ + Fe2+

� La tiourea es oxidada a valores de pH mas altos que 4.3, el primer producto de oxidación es el disulfuro de formamidina, NH2(NH)CS-SC(NH)NH2, (DF).

Au + Fe + 2 SC(NH2)2 = Au(SC(NH2)2)2 + Fe

2 SC(NH2)2 ⇔⇔⇔⇔ NH2(NH)CSSC(NH)NH2 + 2 H+ + 2 e

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� El DF es rápidamente formado con peróxido de hidrógeno pero lentamente en la presencia de ion férrico:

� Es recomendable limitar la concentración de los iones Fe3+ y mantener un pH bajo para reducir el costo de consumo de tiourea.

� DF es un agente oxidante de por si mismo, desde que la mitad de potencial de la celda para este componente es alta:

2 SC(NH2)2 + 2 Fe3+ ⇔⇔⇔⇔ NH2(NH)CSSC(NH)NH2+ 2 Fe2+ + 2 H+

Química de la lixiviación con tiourea; SC(NH2)2

� Después que la tiourea es oxidada a DF, el segundo paso es la irreversible degradación de DF a tiourea, azufre elemental, cyanamida y varios productos conteniendo azufre.

2 Au + 2 SC(NH2)2 + NH2(NH)CSSC(NH)NH2+ 2 H+ ↔↔↔↔ 2 Au(SC(NH2)2)2+

NH2(NH)CSSC(NH)NH2 →→→→ 2 [CN-NH2] + H2S + S0

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El oro puede ser oxidado desde valores de 200 mV, y dependiendo del pH hasta valores de 700 mV.

• Los iones Fe3 + existen y no forman complejos ni con la TU ni con el DF.

• La oxidación de TU es favorecida por el incremento del contenido del Fe3+.

Química de la lixiviación con tiourea; SC(NH2)2

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60708090

100

Ext

racc

ion

de o

ro (

%).

Cianuro 0.2%;

pH 11

Comparación de la lixiviación de oro con:Cianuro y Tiourea

6

01020304050

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Tiempo, (horas)

Ext

racc

ion

de o

ro (

%).

CianuroTiourea

Tiourea, 12 g/L;

Acido sulfúrico, 3.33 g/L;

Sulfato férrico, 6 g/L.

Eh = 550 mV (ENH)

Adsorción sobre carbón activado

Isotermas

Isoterma para adsorción AuTU+2sobre carbón activado de soluciones conteniendo 0.1% TU y 3.33 g/l H2SO4 (pH 1) a 25ºC.

Isoterma para adsorción AuTU+2sobre carbón activado de soluciones conteniendo 0.1% TU y 3.33 g/l H2SO4 (pH 1) a 25ºC.

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Adsorción sobre carbón activado oro-tiourea y oro-plata-tiourea.

Cinética

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Adsorción sobre carbón activado

Influencia de la concentración de tiourea sobre la recuperación de oro en soluciones con AuTU+2 sobre carbón activado a pH 1.0, 25 ºC.

Disminución de la concentración de tiourea en soluciones ácidas, con una alta concentración de carbón (16 gr/l) a pH 1.0 y 25 ºC.

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Adsorción sobre carbón activado

Efecto del ion cobre sobre la adsorción de equilibrio de AuTU+2 sobre carbón activado, a pH 1.0, a una concentración de carbón 0.64 g/l y 1% de tiourea.

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Adsorción sobre carbón activado

En la Figura (a) los granos brillantes pueden ser atribuido al cobreadsorbido dentro del carbón, el tamaño de la partícula adsorbida es deaproximadamente 5 µm.

Figura (a): Microfotografía SEM de carbón activado cargado con cobre a una concentración de 1% de tiourea.

Figura que muestra los picos para la figura (a) SEM.

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Condiciones experimentales de la desorción de oro del carbón activado.Factor Nivel

Temperatura (ºC) 60 - 80

Concentración de tiourea (g/l) 1

Concentración de alcohol (%v/v)

20

Evaluación desorción del oro con alcohol isopropilico y etílico, pH 1.0, 1% de tiourea.

Re-extracción del oro del carbón activado

(%v/v)

pH 1

Tiempo de tratamiento (hrs.) 6 - 23

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Evaluación del % de recuperación por electrodeposición a diferentes temperaturas, pH 1.0, a una concentración inicial de 2% de tiourea, concentración de alcohol isopropilico 20%.

Electrodeposición del oro

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Conclusiones

� El complejo oro – tiourea se puede recuperar desde soluciones de lixiviación con el uso de carbón activado.

� La fijación del oro en el carbón activado se ha comprobado con ensayes químicos por vía seca del carbón.

� Se asume que el oro es fijado en el carbón activado en la forma del complejo AuTU+2.

� Se obtuvieron recuperaciones de oro de alrededor del 94% usando el carbón activado.

� La carga de oro en el carbón activado disminuye cuando se � La carga de oro en el carbón activado disminuye cuando se incrementa la concentración de la tiourea en solución.

� Los iones Ag+ también reducen considerablemente la adsorción del oro en el carbón, posiblemente también por adsorción competitiva en los sitios dentro del carbón.

� La presencia de iones Cu2+ reduce significativamente la carga de oro, debido probablemente a adsorción competitiva de los sitios del carbón activado.

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Conclusiones

� La presencia de iones Fe+3 en bajas concentraciones no afecta la carga de equilibrio.

� Alta concentración de iones Fe+3 disminuye sustancialmente la adsorción del complejo oro-tiourea en el carbón, probablemente debido a la oxidación de la tiourea.

� La isoterma de Freundlich es una buena aproximación matemática del fenómeno de adsorción estudiado.

� Para la desorción del carbón activado, se logra obtener una � Para la desorción del carbón activado, se logra obtener una recuperación de 99 %. con el uso del alcohol isopropílico.

� Se ha conseguido obtener recuperaciones de 90% en las pruebas de electro deposición; siendo la temperatura un factor fundamental en el proceso.

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