COMPORTAMIENTO DE SULFUROS DE FIERRO EN PRESENCIA DE

CIANURO

Es necesario conocer el comportamiento de los sulfuros de fierro en presencia de cianuro para lo cual haremos uso de los diagramas de Pourbaix para explicar que especies se forman.

3.5.1.1. COMPORTAMIENTO DEL FIERRO EN PRESENCIA DE

CIANURO

Además del oro, otros metales y minerales se disuelven en soluciones alcalinas diluidas de cianuro. Estas reacciones pueden consumir cianuro y oxígeno, así como producir una variedad de especies de solución que pueden reducir la eficiencia de la lixiviación de oro y los procesos posteriores de recuperación.

La mayoría de los sulfuros se descomponen muy fácilmente en soluciones en presencia de cianuro para formar iones metálicos, óxidos metálicos, o complejos de cianuro y varias especies que contienen azufre que incluyen tiocianato y tiosulfato. La reacción general de sulfuro que contiene un catión metálico divalente en presencia de cianuro se da de la siguiente manera:

2MS X CN O H O M (CN) ( X SCN OH

Los minerales oxidados de fierro que se disuelven producen el ión Fe (II) el cual en presencia de cianuro forma el ferrocianuro Fe(CN)6 4-, como se muestra en el Gráfico 3.5.1.1.1; esto puede ser más oxidado a Fe (III) de cianuro Fe(CN)63-, dependiendo de las condiciones de la solución, ocasionando que la tasa de oxidación con el oxígeno disuelto sea lento. La región de predominio del Fe (III) es fuertemente dependiente de la concentración de cianuro libre, el pH y con Goethita formada fuera de esta región como se aprecia en el Gráfico 3.5.1.1:

Gráfico 3.5.1.1.1 Diagrama Eh-pH del sistema Fe-CN-H2O a 25 ºC

(Marsden y House, 2006)

3.5.1.2. COMPORTAMIENTO DE LA PIRROTÍTA EN PRESENCIA DE

CIANURO

La pirita, pirrotíta, marcasita, calcopirita y arsenopirita son probablemente los principales sulfuros de fierro encontrados en el procesamiento de mineral de oro. En primer lugar, la pirita, arsenopirita y calcopirita se mantienen relativamente estables en soluciones oxigenadas en un amplio rango de pH. La Pirita tiene un alto potencial de reducción

2 2 2

estándar, como resultado generalmente no reacciona en las condiciones moderadamente oxidantes típicas de la lixiviación con cianuro.

La pirrotíta puede tener la composición Fe5S6 a Fe16S17, con dos hábitos de cristalografía

principal, hexagonal Fe9S10 y monoclínica Fe7S8. La pirrotíta cede con facilidad un átomo

de azufre, por lo tanto, es generalmente más reactiva que la marcasita o la pirita (Dalley y Allis, 2006).

El orden de la tasa de descomposición de los sulfuros de fierro en presencia de solución de cianuro es generalmente la siguiente (Marsden y House, 2006):

Pirrotíta >>> Marcasita > Arsenopirita > Pirita

La pirrotíta es el sulfuro de fierro más reactivo en solución alcalina con cianuro, el cual se confirma en la práctica.

La disolución de los sulfuros en soluciones alcalinas aumenta al aumentar el pH. Los iones de azufre formado son resultado de la descomposición de los sulfuros que se oxidan a tiocianato (CNS-), en presencia de cianuro, y más lentamente a sulfato. La reacción para formar tiocianato puede describirse de la siguiente manera:

2S CN 1/ 2O H O CNS OH

La Pirrotíta cede con facilidad un átomo de azufre (S) en presencia de cianuro Según la siguiente reacción:

Fe7 S8 CN 7FeS CNS

Además la pirrotíta produce la reacción de Fe (II) y sulfato, según la reacción siguiente:

2FeS CN O H O Fe(CN ) SO OH

Los sulfuros de fierro son mucho más reactivos que los óxidos y silicatos, y la mayoría se descomponen en soluciones alcalinas de cianuro para formar complejos de cianuro de fierro y varias especies de azufre. El diagrama Eh-pH para el sistema Fe-S-CN-H2O a 25

Gráfico 3.5.1.2.1 Diagrama Eh-pH del sistema Fe-S-CN-H20 a 25 ºC

(Srithammavut, 2008).

Las reacciones anteriores indican que la descomposición de los sulfuros de fierro especialmente de la pirrotíta, crea dos fuentes de impurezas durante la cianuración: los cationes de metales de Fierro y los compuestos de Azufre. En estas reacciones la disolución de la pirrotíta produce la formación complejos de ferrocianuro Fe(CN) 4- y tiocianato CNS-, que dan lugar a un agotamiento de oxígeno y cianuro que causa una disminución dramática en la cinética de la lixiviación de oro.

decir, si el oxígeno está presente, algunos se oxidan a sulfato. Sin embargo, el ión de azufre también se adsorbe fuertemente sobre la superficie de oro, e inclusive con más fuerza sobre la superficie de la plata. En el oro y la plata, se forman películas de azufre que apaciguan su superficie y disminuye la cinética de lixiviación (Marsden y House 2006).

3.5.1.3. LA PIRROTITA ES MÁS REACTIVA QUE LA PIRITA

Fue estudiado por Gardiner y Lemmon, teniendo en cuenta la estructura de la pirrotita. Gardiner establece que la pirrotita es estable cuando está seca, pero se descompone rápidamente en presencia de agua y aire formando ácido sulfúrico, sulfato ferroso, sulfatos básicos de hierro, carbonatos e hidratos ferrosos. La velocidad de descomposición es significativamente mayor que para la pirita.

En soluciones alcalinas, precipita el hidróxido ferroso siendo subsiguientemente oxidado a hidróxido férrico. El alto consumo de oxigeno resultante de la reacción perjudica la eficiencia de la solución de cianuro para disolver oro.

De acuerdo con Lemmon , la pirrotita tiene un enlace suelto del átomo de azufre, que reacciona rápidamente con el cianuro para formar el ión tiocianato, según la siguiente ecuación:

Fe5 S6 NaCN NaCNS +5FeS

El sulfuro ferroso se oxida rápidamente a sulfato, el que a su vez reacciona con el cianuro para formar iones ferrocianuros, tal como sigue:

FeS 2O2 FeSO4

Con dicha reacción establecemos objetivamente que la pirrotita no solo es un cianicida, sino un alto consumidor de oxígeno del medio lixiviante.

Según Gardiner[11] y Lemmon[14], una solución altamente concentrada en álcali puede atacar directamente a los sulfuros según las reacciones:

12Fe5SO6 +3Ca(OH)2 2CaS5+CaS2O3+60Fe2S+3H2O

FeS+Ca(OH)2 Fe(OH)2+CaS

La disolución de oro a partir de una mena pirrotítica es usualmente muy dependiente del valor del pH del medio cianurado. Por lo tanto, la alcalinidad de la pulpa debe ser controlada muy de cerca y cuidadosamente.