carbón activado y merrill crowe
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Iván Reyes López
Carbón activado
La mayoría de carbones adsorben oro en menor o mayor extensión, pero en la práctica el
carbón más activo es producido específicamente a partir de la carbonización de cáscara de
coco o pepa de durazno a alrededor de 700 - 800 ºC en presencia de vapor
Densidad 0.45 - 0.55 g/cm3
pH 6 - 8
Volumen total de poros >0.9 cm3/g
El carbón de coco se caracteriza por suestructura esqueletal porosa con una alta áreasuperficial (más de 1000 metros cuadradospor gramo) y un estrecho rango de tamañosde poros ( 95 % 10 – 20 Å )
Rate de adsorción de polvo de benceno ≥ 450 mg/g
Rate de adsorción de oro * 0,4 g / kg h
* Solución rica en oro
Nanoporos de una muestra de carbón activado, vistosal microscopio electrónico
Microporos r < 1 nmMesoporos r ≈ 1-25 nmMacroporos r > 25 nm
Iván Reyes López
Tiempo
0 6 12 18 24 horas
Oro ensolución
10 ppm
5 ppm
Carga de carbón
30 000 ppm Au
14 000 ppm Au
5 000 ppm Au
Cinética de adsorción de oro en carbón activado
Curva de equilibrio Au en carbón – Au en solución
Iván Reyes López
Mecanismo de adsorción de oro dentro del carbón activado
Algunos de los mecanismos propuestos :
el anión complejo Au(CN)2- es adsorbido vía intercambio aniónico
con algunas especies aniónicas dentro del carbón
el anión complejo Au(CN)2- es precipitado dentro del carbón como
AuCN insoluble
el anión complejo Au(CN)2- es reducido dentro del carbón como
oro metálico dentro de la estructura porosa ( como AuCl4-)
Factores que afectan la cinética de adsorción y el equilibrio
pH Se puede conseguir cargas de oro mucho más altas desde soluciones ácidas de Au Cl4
- que desde soluciones alcalinas de Au(CN)2-
0 6 12 pH
20 %
5 %
Au totalEn carbón
AuCl 4- Au0
Au(CN)2-
Iván Reyes López
Temperatura Las isotermas de equilibrio de adsorción entre 200 y 800 muestranun marcado decrecimiento en la actividad del carbón cuando latemperatura va elevándose
80 000
20 000
Au en carbón
Au en solución
100 200 ppm
200
600
800
Una inusual característica de actividad delcarbón es que la carga de oro y la cinética deadsorción son aumentadas por la presencia deelectrolitos en la solución, particularmenteCaCl2 .
Concentraciones bastante bajas de CaCl2 oNaCl ( sobre 0,2 M ) puede duplicar lacapacidad del carbón.
El efecto de los cationes adicionados está enorden Ca2+ > K+ > Na+
Fuerza iónica
Iván Reyes López
Ca
so
bre
car
bó
n
6 8 10
pH
Car
ga s
ob
re c
arb
ón
Calcio en soluciónA pH 7,5
tiempo
Au(CN)2-
calcio
El oro es adsorvido como un complejo neutro Ca[Au(CN)2]2 en preferencia aNa[Au(CN)2] debido a la mayor actividad de las sales de calcio respecto a lassales de sodio
Ca
so
bre
car
bó
n
6 8 10
pH
Car
ga s
ob
re c
arb
ón
Calcio en soluciónA pH 7,5
tiempo
Au(CN)2-
calcio
El oro es adsorvido como un complejo neutro Ca[Au(CN)2]2 en preferencia aNa[Au(CN)2] debido a la mayor actividad de las sales de calcio respecto a lassales de sodio
Iván Reyes López
Cianuro libre y otros aniones débiles en
solución
Si el oro es adsorvido mediante algún proceso deintercambio aniónico, debería esperarse la interferenciade otros aniones, particularmente complejos comoAg(CN)2
- o aniones débiles polarizables como ClO4-
Las pruebas muestran que tanto CN- como cianuroscomplejos Cu(CN)3
2- y Ag(CN)2- , realmente se
adsorven sobre carbón y disminuyen la carga de oro
La selectividad de carbón hacia los aniones complejos es :
Au(CN)2- > Ag(CN)2
- > Cu(CN)32- > CN-
La solución eluente está formada por :
• cianuro de sodio al 0,2 %• soda cáustica al 1 %• etanol al 10 % en volumen
Los aniones complejos adsorbidos en el carbón no son facilmente desorbidos
Ni el agua regia ni las soluciones concentradas de cianuro remueven el orodesde el carbón
Iván Reyes López
80 000
20 000
Au en carbón
Au en solución
100 200 ppm
200
600
800
El eluente
se calienta !!
Caso :
sulfuros
Iván Reyes López
Cianuración por agitación
FLOTACIÓN
RELAVE
Relave de cianuración
.
Carbóncargado
ELUCIÓNCarbón descargado
NaCN
C I P
Pulpa con carbón
pulpa
carbón
Iván Reyes López
CARBÓNCARBÓN
CARBÓN
CARBÓN
Celda de electrodeposición
Elución del carbón cargado
Eluente pobre
Eluentecargado
Tanques con carbón activado cargado
(Stripping)
Cianuración por agitación
FLOTACIÓN
RELAVE
Relave de cianuración
.
Carbóncargado
ELUCIÓNCarbón descargado
NaCN
C I PCarbón en lixiviación
CIL
.
,
NaCN
Iván Reyes López
El eluente se hace circular por la celda de electrodeposición, queopera a 3 V aproximadamente, donde el ánodo es de aceroinoxidable y el cátodo es de lana de acero, donde finalmente sedeposita el oro y los metales que estuvieran presentes
En el ánodo evoluciona oxígeno: 4 OH- O2 + 2 H2O + 4 e-
En el cátodo ocurre deposición de oro y evolución de hidrógeno :
2 e- + 2 H2O H2 + 2 OH-
e- + Au(CN)2- Au + 2 CN-
El oro y plata depositado es desprendido de la lana (cátodo) por acciónmecánica y se funde en crisol basculante ( o en horno de inducción) , con fluxformado por carbonato de sodio, borax y si es necesario se emplea sílice
DORÉ
Iván Reyes López
5 % por atricción
El carbón “fino” se separa del circuito
Proceso Angloamericano con presión (AA/presión).
NaCN : 1.2 a 1.5 %
NaOH : 1.0 a 1.5 %
Presión : 45 psi
Temperatura : 130 C
Tiempo : 8 Hrs
Contra las impurezas depositadas en el carbón durante la adsorción,incrustaciones inorgánicas, especialmente carbonatos, grasas ymateriales orgánicos atrapados
Se emplea ácido clorhídrico por un tiempo de 2 horas
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
% R
ecu
per
aci
ón
Test 1 Test 2 Test3
Eficiencia de Adsorción Au
Carbópn sin Lavado
Carbón con Lavado
Carbon Nuevo
Iván Reyes López
Reactivación térmica
Se seca el carbón a 2000
Por media hora alrededor de 7000 en horno
Tratamiento de minerales de oro en pilas (Heap Leaching)
Planta Merrill Crowe
Poza de
OperaciónPoza de
Menores
eventos
Pad de Lixiviación
TK Recirc.
Au : >1.5 ppm Au : < 0.8 ppm
Au : 0.04 ppm
Cianuración en Pila
Iván Reyes López
Regadío de la pila por goteo
Tipos de Sistema de Riego por Goteo
MAYOR DENSIDAD DE EMISORES O GOTEROS POR AREA, A MENOR CAUDAL , DISTRIBUYEN DEMANERA MAS UNIFORME LA SOLUCION CIANURADA DENTRO DE LA PILA , SIN VARIAR EL FLOW RATE.
Goteros integrados cilíndricos
Goteros insertados Cintas de Goteo
Iván Reyes López
Mantenimiento y Limpieza del modulo de riego por goteo
• Como en la mayoría de los casos no se estila usar filtros, Cada cierto tiempo se debenrealizar purgas ,esto en función al grado de turbidez de la solución barren; abriendo de lasmangueras en su parte terminal para la eliminación de finos acumulados interiormente.
• Para una mayor practicidad se recomienda instalar tuberías de purga a los extremos decada tendido de mangueras
• Cuando el taponamiento de las mangueras es demasiado prematuro es necesario laincorporación de filtros portátiles en las tuberías .
ING. LUIS A. CHAVARRY LINARES
La permeabilidad representa la facilidad de circulación de la solución de cianuro en las pilas de mineral.
ING. LUIS A. CHAVARRY LINARES
Permeabilidad de la Pila.
La permeabilidad de la pila durante la operación de lixiviación, es el mayor factor a considerarpara obtener máxima recuperación del mineral. La aglomeración de grandes cantidades demineral con arcilla mejora la permeabilidad y hacen el proceso efectivo.
Iván Reyes López
PILA
POZA DE SOLUCION
HEAP LEACHING
FILTRO
TORRE
DE
VACIO
Zn
FILTRO
SOLUCION BARREN
•CEMENTO DE ZINC
•FUNDICION
•DORE
Planta Merrill Crowe
Cementación con polvo de zinc
Las reacciones principales en este procedimiento son la deposición catódica de oro y la
corrosión anódica del cinc que ocurren en la superficie de las partículas de cinc:
Au(CN)2- + e- = Au + 2 CN-
Zn + 4 CN- = Zn(CN)4- + 2 e-
Que sumándolas se puede escribir :
2 Au(CN)2- + Zn = 2 Au + Zn(CN)4
-
Las reacciones secundarias que ocurren son la reducción del agua y el oxígeno disuelto:
2 H2O + e- = 2 OH- + H2
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
Estas reacciones consumen simultáneamente cinc al pasarlo a Zn2+ :
Iván Reyes López
2 Zn + 8 CN- + O2 + 2 H2O = 2 Zn(CN)4- + 4 OH-
Esta reacción es minimizada mediante la extracción de aire de la solución rica en una
torre al vacío Crowe. Al eliminar el oxígeno, también se elimina el CO2 disuelto, no
permitiendo la formación de carbonato de calcio que podría causar dificultades en
filtraciones posteriores
Cianuración en botella Cianuración en columna
Respuestas :
Consumo de cal por peso de mineral , kg cal/TM mineral
Consumo de cianuro por peso de mineral, kg cianuro/TM mineral
Tiempo necesario de lixiviación
Recuperación de oro y plata en porcentaje
• Evaluar los factores influyentes sobre la cianuración : pH,
granulometría del mineral, dilución de la pulpa,
concentración de la solución de cianuro de sodio,
velocidad de agitación
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