Procesos metalurgicos en Minera ANABI S A C

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(1)Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍAMETALÚRGICA. PROCESOS METALURGICOS EN MINERA ANABI S.A.C. Informe Técnico presentado por el Bachiller:. GARCIA CORRALES, MARCO ANTONIO Para optar el Título Profesional de INGENIERO METALURGISTA. AREQUIPA – PERU. 2014. 1.

(2) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. INDICE CAPITULO I: GENERALIDADES. 1.1. BREVE RESEÑA HISTORICA. 1. 1.2. POLITICA DE GESTION. 4. 1.2.1. POLITICA DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL. 4. 1.2.2. POLITICA AMBIENTAL. 5. CAPITULO II: TEORIA DE LA LIXIVIACION. 2.1. ASPECTOS TERMODINÁMICOS DE LA LIXIVIACIÓN DEL ORO. 7. 2.1.1. PROCESO ELECTROQUÍMICO DE CIANURACION. 8. 2.1.2. DIAGRAMA DE POURBAIX PARA EL SISTEMA ORO- AGUA. 10. 2.1.3. DIAGRAMA DE POURBAIX PARA EL SISTEMA ORO- CNAGUA 2.1.4.. 13. CINETICA DE LIXIVIACION. 19. 2.2. ESTUDIO DE LOS PARAMETROS QUE AFECTAN LA LIXIVIACION. 21. 2.2.1. GRANULOMETRIA DEL MINERAL. 21. 2.2.2. pH DE LA SOLUCION. 22. 2.2.3. DESCOMPOSICION DEL CIANURO. 23. 2.2.4. CONCENTRACION DE CIANURO. 24. 2.2.5. OXIGENO DISUELTO EN LA SOLUCION. 25. 2.2.6. TEMPERATURA. 26. CAPITULO III: PROCESO METALÚRGICO. 3.1. LIXIVIACION EN PAD. 27. 3.1.1. DESCARGA Y RECEPCION DE MINERAL. 30. 3.1.2. MUESTREO DE MINERAL. 32. 3.1.3. DOSIFICACION DE CAL. 32. 3.1.4. ARMADO DE CELDAS DE RIEGO. 33 2.

(3) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.1.5. REBOMBEO DE SOLUCION AL PAD LIXIVIACION. 38. 3.2. PROCESO MERRIL CROWE. 40. 3.2.1. CLARIFICACION. 43. 3.2.2. DEAREACION. 44. 3.2.3. PRECIPITACION Y RECUPERACION. 46. 3.3. INVESTIGACIONES METALURGICAS. 48. 3.4. REFINACIÓN Y FUNDICIÓN. 51. 3.4.1. REFINACIÓN. 51. 3.4.1.1.EQUIPOS UTILIZADOS EN REFINACIÓN. 52. 3.4.2. FUNDICIÓN. 53. 3.4.2.1.EQUIPOS UTILIZADOS EN FUNDICIÓN. 54. 3.5. REACTIVOS DEL PROCESO. 54. 3.5.1. CIANURO DE SODIO. 54. 3.5.2. POLVO DE ZINC. 55. 3.5.3. TIERRA DIATOMITA. 55. 3.5.4. CAL. 56. 3.5.5. ACIDO CLORHIDRICO INDUSTRIAL. 57. 3.5.6. ACIDO CLORHIDRICO Q.P.. 57. 3.5.7. HIDROXIDO DE SODIO. 57. 3.5.8. OTROS REACTIVOS QUIMICOS. 57. CONCLUSIONES. 58. BIBLIOGRAFIA. 59. ANEXO. 3.

(4) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO I. GENERALIDADES. 1.1.. BREVE RESEÑA HISTORICA. ANABI S.A.C., empresa Minera del Grupo Aruntani, Grupo que cuenta con importantes compañías mineras: ARUNTANI S.A.C., ARASI S.A.C., ANABI S.A.C., APUMAYO S.A.C. y otros, mineras cuyo rubro esta netamente ligado a la explotación de yacimiento aurífero en diferentes zonas del Perú, así mismo Aruntani cuenta con un gran número de empresas dedicadas a rubro minero como: AJANI S.A.C., dedicado a la construcción, MURU WY S.A.C., empresa dedicado al alquiler de maquinaria y transporte de mineral-desmonte, ANDY EXPORT, dedicado a la transporte externo de materiales, SOLEXPORT S.A.C., empresa que presta servicios de comedores.. Actualmente ANABI S.A.C., realiza sus operaciones de explotación y recuperación de metales en el yacimiento denominado HUISAMARCA proyecto ANABI, cuya ubicación esta en: Distrito de Haquira – Quiñota, provincia de Cotabambas – Chumbivilcas, Departamento de Cusco, a una altitud de 4610 m.s.n.m. 1.

(5) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. ANABÍ (Minaspata) es un yacimiento de tipo ácido sulfato (alta sulfuración) con alteraciones sílice masiva, sílice vuggy, sílice alunita, argílico y propílitica; emplazada en rocas Subvolcánicas (domos) de composición dacitica.. El proyecto ANABI, ha sido objeto de una seria de exploraciones que se inició desde, 1993 Joint Venture entre Southwestern Gold y Sociedad Minera Cambior, 1997 Cominco, 2000 Minera Barrick Misquichilca, julio 2004 Joint Venture (Cominco , Southwest , Newmont), en el 2007 inicia exploraciones ANABI SAC, así llegando a conseguir la aprobación del EIA en Diciembre del 2009.. Figura Nº 1.1. Ruta para llegar a la minera ANABI. 2.

(6) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Figura Nº 1.2. Ubicación de minera ANABI. 3.

(7) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 1.2. POLITICA DE GESTION. 1.2.1. POLITICA DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL. ANABI S.A.C., en el desarrollo de sus procesos mineros metalúrgicos, aplica una política de seguridad basada en técnicas moderna de control de riesgos en el entendimiento que la seguridad es parte inherente en todo trabajo que se realice en sus unidades mineras y en todas sus áreas. La seguridad estará orientada al mejoramiento de las condiciones de trabajo, de actitudes, la vida, la salud y el medio ambiente, actuando de la siguiente manera:. Elaborando e incorporando estándares y procedimientos de trabajo relacionados con los diferentes sistemas de trabajo para el control de los riesgos. Cuando la ley no lo mencione se aplicaran estándares nacionales e internacionales que minimicen o eliminen los riesgos de accidentes, por riesgos y/o condiciones inseguras. Los que deberán ser medibles y evaluables por las normas y los dispositivos legales.. Promoviendo mediante la capacitación, difusión y motivación, la conversión de todos sus trabajadores en líderes de la gestión de la prevención de riesgos; y que la consideren como parte fundamental de su trabajo.. El control de riesgos sobre la integridad física de los trabajadores, su salud y el medio ambiente; y que tengan relación directa con sus operaciones y procesos, debe contemplar su análisis, evaluación y control, para reducirlos a límites que sean tolerados por las normas nacionales y/o internacionales.. 4.

(8) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Las Gerencias lideran el respeto y el cumplimiento de los dispositivos legales relacionados a la Seguridad, Salud y Medio Ambiente.. Los funcionarios, empleados, trabajadores en general, contratistas y proveedores, están obligados al cumplimiento de los estándares y/o procedimientos de Seguridad, Salud y Medio Ambiente elaborados por ANABI S.A.C., de igual manera, trabajar con instalaciones seguras y saludables. Advertir inmediatamente a las Gerencias, sobre los riesgos que pudieran presentarse.. Mantener los componentes: seguridad, salud ocupacional y medio ambiente, dentro del ámbito del planeamiento de la empresa. En todo proyecto se incorporan las normas y procedimientos de trabajo correspondientes.. 1.2.2. POLITICA AMBIENTAL. ANABI S.A.C., tiene como objetivo mejorar sus procesos y actividades como parte del mejoramiento continuo que se ha propuesto; superando aun, de ser posible, lo dispuesto en las normas. legales.. Por. consiguiente. ANABI. S.A.C.,. está. comprometida con lo siguiente:. Cumplir con las normas ambientales y dispositivos legales pertinentes; así como los estándares nacionales y/o internacionales aplicables.. Mantener buena comunicación con las autoridades mineras y la comunidad en general sobre asuntos ambientales; contribuyendo a la difusión y cumplimiento de las políticas, leyes y reglamentos.. 5.

(9) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Destacar que es misión de la empresa proteger el medio ambiente de la contaminación, para que en él se pueda desarrollar y vivir la persona cuyo respeto es fundamental para el buen orden social.. Asegurar que sus directores, ejecutivos, gerentes, jefes de área, empleados, trabajadores en general, contratistas y proveedoras conozcan, entiendan y cumplan con la política ambiental.. Proveer una apropiada capacitación y entrenamiento a sus trabajadores en la Política de Seguridad y Salud Ocupacional y de Medio Ambiente.. 6.

(10) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO II. TEORÍA DE LA LIXIVIACIÓN. 2.1. ASPECTOS TERMODINÁMICOS DE LA LIXIVIACIÓN DEL ORO. El oro es un metal muy noble, es decir muy difícil de oxidar, termodinámicamente estable en presencia de agua, y de soluciones acuosas en todo el rango de pH y en ausencia de ligantes.. Sin embargo en presencia de sistemas altamente oxidantes como agua regia (3HCl : HNO3) este metal puede ser acatado y disuelto.. Ello es conocido que la información termodinámica puede ser usada para predecir las condiciones generales y probablemente favorables para llevar a cabo de disolución de un mineral.. En procesos de lixiviación esta lixiviación esta información resuelta ser muy útil para predecir la factibilidad del proceso cuando es manejada en la forma de diagramas potencial vs pH.. 7.

(11) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Así el oro en presencia de soluciones alcalinas de cianuro deja de ser un metal noble y puede ser atacado fácilmente por el oxigeno disuelto en la solución acuosa.. Si bien la reacción global (ec. 1) que representa el proceso de disolución de oro en presencia de iones cianuro está bien establecida, aun existe cierta incertidumbre en procesar el mecanismo del proceso.. 4 Au ( s )  8CN (aq)  O2( g )  2H 2 O(l )  4 Au (CN ) 2( aq)  4OH ( aq). Los resultados reportados por Kudank y Kellogen 1954 a partir del trabajo experimental desarrollo sobre la disolución del oro en presencia de soluciones alcalinas de cianuro han permitido alcanzar un mejor entendimiento sobre este proceso, demostrando que es un proceso esencialmente electroquímico.. 2.1.1. PROCESO ELECTROQUÍMICO DE CIANURACION. La ecuación global representada por la ec. 1, describe el proceso electroquímico de la cianuración de oro y el valor de su energía de Gibbs estándar (∆𝐺 𝑜 ) de -3760 K joules, conduce a señalar que el proceso es termodinámicamente factible.. Como cualquier otro proceso electroquímico, la reacción global está hecha de dos semireacciones, una catódica y otra anódica.. La reacción anódica involucra la oxidación del oro (0) a oro (1), en presencia de iones cianuro (𝐶𝑁)− − 4𝐴𝑢(𝑠) + 8𝐶𝑁(𝑎𝑞) → 4𝐴𝑢(𝐶𝑁)− 2(𝑎𝑞) + 4𝑒 −. 𝐸 𝑜 = 0.573𝑣. 8.

(12) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. La cual es acompañada por la ecuación de reducción catódica del oxígeno que toma lugar en la superficie de las partículas de oro. 𝑂2(𝑔) + 2𝐻2 𝑂(𝑙) + 4𝑒− → 4𝑂𝐻(𝑎𝑞) 𝐸 𝑜 = 0.401𝑣. El efecto remarcable de la participación del cianuro como agente lixiviante de oro en el proceso de disolución de este metal puede ser evaluado a partir de la enorme estabilidad del ion complejo dicianoaurato [𝐴𝑢(𝐶𝑁)− 2 ], representado por su constante de formación (β) equivalente a 1039 y por la reacción. + − 𝐴𝑢(𝑎𝑞) + 2𝐶𝑁(𝑎𝑞) → 𝐴𝑢(𝐶𝑁)− 2 (𝑎𝑞). 𝑙𝑜𝑔𝛽 = 39.00. Ello permite explicar cómo el oro es eficientemente lixiviado, aun en concentraciones muy pequeñas del ion cianuro (< 250 mg/l o 0.01 mol/dm3). Otro factor remarcable del comportamiento del cianuro es el hecho de que el oxígeno aun en concentraciones muy pequeñas (5 a 10 mg/l) a las típicas soluciones saturadas de aire (1.5 mol/dm 3 a 3 * 10-4 mol/dm3) puede comportarse como un agente oxidante efectivo contribuyendo a la gran estabilidad del ion complejo didianurato.. Finalmente, el siguiente esquema de reacciones suma las reacciones individuales y parciales que están involucradas en el proceso electroquímico de cianuración de oro. + (Oxidación de oro)𝐴𝑢(𝑠) → 𝐴𝑢(𝑎𝑞) +𝑒−. Eo= 1.691 v. + − Complejación de Ion Au𝐴𝑢(𝑎𝑞) + 2𝐶𝑁(𝑎𝑞) → 𝐴𝑢(𝐶𝑁)− 2 (𝑎𝑞) log (β)=39. − (Reducción del oxígeno)𝑂2 (𝑎𝑞) + 2𝐻2 𝑂(𝑙) + 4𝑒 − → 4𝑂𝐻(𝑎𝑞) Eo=0.401. 9.

(13) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Reacción Global: − 4𝐴𝑢(𝑠) + 8𝐶𝑁(𝑎𝑞) + 𝑂2(𝑔) + 2𝐻2 𝑂(𝑙) → 4𝐴𝑢(𝐶𝑁)− 2(𝑎𝑞) + 4𝑂𝐻(𝑎𝑞). Luego determinamos el G o de la reacción global G o / j  mol 1 E o / v. Au ( s )  Au (aq)  e  Au.  ( aq).  2CN.  ( aq).  Au CN . .  2 ( aq).  1.632  10 5.  1.691v.  2.185  10 5. _______________________________ ____________  Au ( s )  2CN (aq)  Au CN 2 ( aq)  e   5.530  10 4.  0.573v. 4 Au ( s )  8CN (aq)  4Au CN 2 ( aq)  4e  . Oxi.. O2( aq)  2H 2 O(l )  4e   4OH (aq). Red.. E o celda  E o red  E o oxi E o celda  0.401  (0.573) E o celda  0.9741v G o de celda = - (4) (96500) (0.941) G o de celda =  3.760  10 5 j  mol 1. 2.1.2. DIAGRAMA DE POURBAIX PARA EL SISTEMA ORO-AGUA. Equilibrio (1). Au 3( aq)  3H 2O(l )  Au (OH )3( S )  3H (aq). log K=2,085. H  LogK  3logH  logAu  K Au   3. . 3. 3.  . . LogK  3log H   log Au 3. .  log K  log Au 3 pH  3. .  10.

(14) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. . . Asumiendo que: Au 3  1x105. . . log Au 3  5 pH .  2,085  5  pH  0.971 3. Equilibrio (2). AuO2s   4H  aq  e  Au 3 aq 2H 2Ol  E 0  2,507v K. Au  LogK  logAu  4 pH H  3. 3.  4. . . E  2,507  0,0591log Au 3  0,2364 pH. . . Asumiendo que: Au 3  1x105 log Au 3  5. . . E  2,507  0,17773  0,2364 pH E  2,802  0,2364 pH. Equilibrio (3). AuO2s   H 2Ol   H  aq  e  Au OH 3s  E 0  2,630v K. 1 LogK   logH   H.  . E  2,630  0,0591 pH. Equilibrio (4). Au 3 aq  3e  Aus  E 0  1,498v K. 1 LogK   logAu 3  3 Au. . . 11.

(15) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. E. 1,498  0,05915 E  1,399v 3. Equilibrio (5) Au OH 3s   3H  aq  3e   Aus   H 2Ol . K. 1. H .  3. E 0  1,457v.  . LogK   log 3 H . E  1,457  0,0591 pH. Las condiciones de estabilidad del agua están dadas por: O2  4H   4e  2H 2O E  1.23  0.059 pH 2H 2O  2e  2OH   H 2 E  0.059 pH. Gráfico Nº 2.1. Diagrama Eh-pH para el sistema Au  H 2O a 25°C 12.

(16) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Del Gráfico N° 2.1 podemos observar que las formas oxidadas del oro existen solo a potenciales mayores que la línea superior del campo de estabilidad del agua.. De ahí hacia arriba el agua no es estable, se oxida a oxígeno, y pasa a reducir cada una de las oxidadas de oro a oro metálico.. De lo anterior podemos concluir que en ausencia de elementos ligantes adecuados, el oro no será oxidado por el oxígeno disuelto en agua, ya sea que este en presencia de ácidos fuertes o álcalis fuertes, ya que su poder oxidante no es suficiente para ello.. Además el oro se disolverá en una solución acuosa que contenga un ligante apropiado siempre y cuando exista un agente oxidante poderoso. 2.1.3. DIAGRAMA DE POURBAIX PARA EL SISTEMA Au  CN  H 2O Equilibrio (1) Aus   2CN aq  Au CN  2  e . Aus   Au  aq  e Au  aq  2CN  aq  Au CN  2aq Aus   2CN  aq  Au CN  2aq  e . De tablas: Au   e  Au s  E 0  1.691vG o  163200 j / mol. Au  ( aq)  2CN (aq)  Au (CN ) (aq) log K  38.30..G o  218500 j / mol Calculo los valores termodinámicos para el equilibrio: G o equilibrio  G1o  G2o  (163200)  (218500) 13.

(17) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. G o  55300 j / mol E o  0.573v. Luego el equilibrio en discusión expresado como una ecuación de reducción: Au (CN ) 2  e   Au ( s )  2CN (aq) G o  53500 j / mol..E o  0.573v. 3    Equilibrio (2) Au ( aq)  2CN ( aq)  2e  Au (CN ) 2( aq). Au (aq3 )  3e   Au s  Au ( s )  2CN  aq  Au CN . . 2  aq .  e. Au (aq3 )  2CN  aq  2e   Au CN 2aq. De tablas:. Au (aq3 )  3e   Au ( s ) E 0  1.498v.....G o  433700 j / mol Au (CN ) 2( aq)  e   Au ( s )  2CN (aq) E 0  0,573v.G o  55300 j / mol Cálculo de valores termodinámicos para el equilibrio: G o equilibrio  G 1o  G 2o  433700  (218500) G o  48900 j / mol E o  2.534v. Au (aq3 )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq) G o  48900 j / mol..E o  2.534v. 14.

(18) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Equilibrio (3) Au (OH ) 3( s )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq)  3(OH ) (aq). Au (OH ) 3( s )  Au (aq3 )  3(OH ) (aq) Au (aq3 )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq) ____________________________________________________ Au (OH ) 3( s )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq)  3(OH ) (aq). De tablas:. Au (OH ) 3( s )  Au (aq3 )  3(OH ) (aq) log Kps  45,26G o  258200 j / mol Au (aq3 )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq) E 0  2,534v.G o  489000 j / mol Calculo de valores termodinámicos para el equilibrio: G o equilibrio  258200  (489000) G o  230800 j / mol. E o  1,196v 3     Au (aq )  2CN ( aq)  2e  Au (CN ) 2 ( aq)  3(OH ) ( aq). G o  230800 j / mol....E o  1,196v. RESUMEN DE LAS ECUACIONES EN EL EQUILIBRIO. Au (CN ) 2  e   Au ( s )  2CN (aq) E o  0.573v Au (aq3 )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq) E o  2.534v Au (OH ) 3( s )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq)  3(OH ) (aq) E o  1.196v Au (aq)  2CN (aq)  Au (CN ) 2( aq) log K  38.30. 15.

(19) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CONSTRUCCION DEL DIAGRAMA E vs pH. Condiciones:. T° = 25°C. NaCN   110 2 M Au ensolución  110 5 M La ecuación que representa la concentración de Cianuro de función del pH.. log( pH  pKa) CN   1Anti  anti log( pH  pKa  . Equilibrio (1). Au (CN ) 2  e   Au ( s )  2CN (aq) E o  0.573v. K. CN .  2. Au CN    2. . log K  2 log CN . E  Eo . . 2. .  log Au CN 2. . . 0.0591 log K ze. E  0.573 . . . . . 0.0591  (2 log CN   log Au CN 2 ) 1. . . . E  0.573  0.118 log CN   0,0591log Au CN 2. . . 16.

(20) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Si bien en las ecuaciones E no es función del pH, sin embrago la. CN  es dependiente del pH. . . . . . Asumiendo que Au CN 2  1 10 5 , log Au CN 2  5 . . . E  0,8685  0.118 log CN . . Equilibrio (2). Au (aq3 )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq) E o  2.534v. K. Au CN    2. Au CN .  2. 3. .  . Asumiendo que Au CN 2  Au 3. K. . . 1. CN .  2. E  2,534 . . 0,0591 x 2 log CN  2. . E  2,534  0,0591log CN . . . Equilibrio (3). Au (OH ) 3( s )  2CN (aq)  2e   Au (CN ) 2( aq)  3(OH ) (aq) E o  1.196v. Au CN  OH  K  2.  3. CN .  2. 17.

(21) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. . . . . . log K  log Au CN 2  3 log OH   2 log CN . E  1,196 . .  . . . . . . 0,0591  log Au CN 2  3 log OH   2 log CN  2.  . . . . . . E  1,196  0,0296 log Au CN 2  0,0886 log OH   0,0591log CN  . . E  1,344  0,0886 pOH  0,0591log CN . . . Gráfico Nº 2.2. Diagrama Eh-pH para el sistema Au  CN  H 2 O. En el Gráfico Nº 2.2 se puede apreciar que el oro se disolverá en una solución aurosa siempre y cuando exista un agente oxidante que consuma electrones.. 18.

(22) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. De esta forma, la presencia de aire, oxigeno, peróxido y otro agente oxidante, es necesario para la disolución del oro en soluciones cianuradas.. 2.1.4. CINÉTICA DE LIXIVIACIÓN. La extracción de oro es un conjunto de etapas las cuales tienen diferente velocidad. Por lo tanto, el tiempo en el cual se lleva a efecto la reacción de extracción de oro, estará controlada por la etapa de menor velocidad (llamad entonces etapa o fase controlante), es importante identificarla para incrementar su rapidez. La reacción de lixiviación de oro es una reacción físicoquímica en la cual se hallan involucradas una fase sólida y otra liquida, se resume en las etapas siguientes: . Difusión de los reactantes desde la solución hasta la interface solido-liquido.. . Absorción de los reactantes en la superficie del sólido.. . Reacción en la superficie.. . Desorción de los productos de la reacción en la superficie del sólido.. . Difusión de estos productos de la interface solido-líquido a la solución.. El tiempo que emplean las etapas 1 y 5 es controlado por las velocidades de difusión, en tanto que las etapas 2, 3 y 4 son función de la rapidez de los procesos químicos. Si la difusión es muy lenta, es necesaria una mayor agitación para acelerar la reacción, si en cambio esta última es retardada por los procesos químicos una opción es incrementar la temperatura.. Ya que la lixiviación tiene lugar en un sistema heterogéneo, la velocidad de difusión se determina por la difusión de las moléculas 19.

(23) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. (o iones) reactantes y de productos a través de la superficie liquido/solido, más bien que por la cinética química propiamente tal.. Imaginando una partícula sólida, de forma esférica, rodeada de una película o capa adherente liquida (llamada también capa de “Nernst”), se puede presentar el fenómeno de dilución por el siguiente sistema: La velocidad de disolución está dada por la fórmula:. 𝑉=. 𝐷𝑡 × 𝑆 × (𝐶𝑠 − 𝐶𝑖) 𝛿. En el cual:. Dt = Coeficiente de difusión a la temperatura T S = Superficie de la partícula. 𝛿. = Espesor de la capa de Nernst. Cs = Concentración del ion respectivo en la zona saturada. Ci = Concentración del mismo ion en la solución.. De esta relación podemos concluir, que la velocidad de difusión aumenta proporcionalmente con la superficie de las partículas por unidad de peso, e inversamente proporcional con el diámetro medio de las partículas, por consiguiente, favorece la velocidad de difusión (= extracción) la molienda final de las partículas.. La velocidad de difusión es dependiente del coeficiente de difusión, Dt, el cual, a su vez aumenta con la temperatura. Para acelerar la reacción es conveniente calentar las soluciones. Sin embargo para el caso de la lixiviación de oro, la temperatura ofrece casos opuestos, pues por un lado mejora la reacción, por otro lado la temperatura tiende a disminuir la solubilidad de los gases (en este caso el oxígeno) lo cual influye negativamente en la reacción de cianuración. 20.

(24) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. El éxito del cianuro como lixiviante se debe principalmente a la estabilidad del ion aurocianuro (1), que se forma cuando el oro metálico se oxida en presencia de iones cianuro, según: + − 𝐴𝑢(𝑎𝑞) + 2𝐶𝑁(𝑎𝑞) → 𝐴𝑢(𝐶𝑁)− 2 (𝑎𝑞) + e. El ion aurociauro tiene un atendencia extremadamente baja para liberar los iones de cianuro libre por disociación. + − 𝐴𝑢(𝐶𝑁)− 2 = 𝐴𝑢 + 2𝐶𝑁. Lo que se ilustra por el alto valor de la constante de formación: B = 1038 M-2 En la práctica, la gran estabilidad del complejo cianurado significa que el oro se disuelve y permanece en solución, aun si la concentración de cianuro libre es muy baja, este también contribuye a le selectividad del proceso.. 2.2. ESTUDIO DE LOS PARAMETROS QUE AFECTAN LA LIXIVIACION. 2.2.1. GRANULOMETRIA DEL MINERAL. Cuando en los minerales se encuentra oro libre grueso, la práctica usual. es. separarlo. por. medio. de. trampas. hidráulicas. (gravimétricas), antes de la cianuración, de lo contrario las partículas gruesas no podrán ser disueltas completamente en el tiempo disponible para llevar a cabo el proceso de disolución.. Otra práctica para reducir el tamaño de las partículas de oro, es la molienda y clasificación de los minerales de oro en circuito cerrado, donde las partículas de oro grueso son reducidos de espesor y quebrantados, logrando rebosar el clasificador.. 21.

(25) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. La velocidad de disolución esta además condicionada a otros factores como: la aireación, agitación, composición química, concentración de cianuro, grado de liberación de oro, etc.. 2.2.2. pH DE LA SOLUCION. Las funciones de Hidróxido de calcio (incremento de pH), en la cianuración son las siguientes: . Evitar pérdidas de cianuro por hidrolisis.. . Prevenir perdidas de cianuro por la acción del anhídrido carbónico del aire.. . Neutralizar los componentes ácidos tales como sales ferrosas, férricas y el sulfato de magnesio.. . Descomponer los bicarbonatos del agua antes de su uso en la cianuración.. . Neutralizar los constituyentes de la mena.. . Neutralizar. los. componentes. ácidos. resultantes. de. la. descomposición de los diferentes minerales de la mena e las soluciones de cianuro. . Facilitar el asentamiento de las partículas finas de modo que puedan separarse, la solución rica clara de la mena cianurada.. En la práctica se usa soda caustica o cal, pero su bajo costo se prefiere la cal para neutralizar la acidez de la mena y contrarrestar los efectos dañinos de los cianicidas. La acción de la cal en la neutralización de los productos de descomposición se muestra en las siguientes ecuaciones: 𝐻2 𝑆𝑂4 + 𝐶𝑎𝑂 → 𝐶𝑎𝑆𝑂4 + 𝐻2 𝑂. (Formación de yeso). 𝐶𝑎𝑂 + 𝐶𝑂2 → 𝐶𝑎𝐶𝑂3. 22.

(26) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 2.2.3. DESCOMPOSICION DEL CIANURO. El ácido cianhídrico es uno de los más débiles conocidos y tiende a ser separado de sus bases por la acción de todos los ácidos minerales y orgánicos. El anhídrido carbónico descompone el cianuro en presencia del agua: 2𝑁𝑎𝐶𝑁 + 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂 → 2𝐻𝐶𝑁 + 𝐾2 𝐶𝑂3 En soluciones diluidas el cianuro de sodio (NaCN) sufre acción hidrolitica (disolución en agua), disociándose en ácido cianhídrico (HCN) e hidróxido de sodio (NaOH): 𝑁𝑎𝐶𝑁 + 𝐻2 𝑂 → 𝐻𝐶𝑁 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 El ácido cianhídrico se disocia incompletamente de acuerdo a la siguiente reacción: 𝐻𝐶𝑁 ↔ 𝐻 + + 𝐶𝑁 −. Grafica Nº 2.3. Acido Cianhídrico vs pH. 23.

(27) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 2.2.4. CONCENTRACION DE CIANURO. La velocidad máxima de disolución es cuando la concentración de la solución es 0.020% de NaCN y cuando dicha solución está saturada de oxígeno.. La solubilidad del oro en la solución de cianuro depende principalmente de la proporción en que este presente el oxígeno. La concentración de la solución para una rápida disolución es de 0.05% de NaCN.. En las condiciones ordinarias de trabajo las soluciones no están saturadas de oxigeno; por consiguiente la potencia disolvente del cianuro puede resultar disminuida, y reducir la velocidad de ataque del oro.. Barsky, Swainson y Heddley comprobaron que a una concentración de la solución 0.05% de CNNa se obtiene una rápida disolución.. Esto es mostrado en el siguiente cuadro:. Tabla Nº 2.1. Efecto de la concentración de Cianuro en la Velocidad de disolución de Oro. CNNa EN SOLUCION. DISOLUCION DEL ORO Mg/cm3/hr. 0.500. 2.943. 0.250. 3.007. 0.100. 2.986. 0.050. 3.251. 0.025. 2.513. 0.010. 0.338. 24.

(28) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 2.2.5. OXIGENO DISUELTO EN LA SOLUCION. El uso de oxigeno es como agente oxidante y es esencial para la disolución del oro bajo condiciones normales de cianuración. Los agentes oxidantes, tales como el permanganato de potasio, peróxido de sodio, bromo y cloro fueron usados en el pasado con relativo éxito pero debido al costo de estos reactivos y las complicaciones que su uso implicaba, actualmente ya no se utilizan.. Habashi demostró que el H2O2 favorece la velocidad de disolución, pero solo hasta cierto punto, ya que luego pasa a formarse el ion cianato, que consume cianuro y no disuelve oro ni la plata de acuerdo a la reacción: 𝐶𝑁 − + 𝐻2 𝑂2 → 𝐶𝑁𝑂− + 𝐻2 𝑂 El efecto del oxígeno en la disolución del oro está referida para una solución de cianuro de sodio al 0.1% y a 25ºC, donde se observa que la velocidad de disolución de oro es directamente proporcional al contenido de oxigeno usado, deduciéndose que la velocidad de disolución del oro en solución de cianuro es directamente proporcional a la presión de oxígeno.. Se reconoce entonces que el oxígeno afecta positivamente en la velocidad de disolución apenas se incrementa la cantidad de cianuro disponible.. 25.

(29) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Tabla Nº 2.2. Efecto del Oxígeno sobre la velocidad de disolución de Oro. Oxigeno 0 9 20.9 60.1 99.5. Velocidad de Disolución mg/cm2/h 0.04 1.03 2.36 7.62 12.62. 2.2.6. TEMPERATURA. Cuando se aplica calor a una solución de cianuro que contiene oro metálico, dos factores opuestos influyen en la velocidad de disolución. El aumento de la temperatura agiliza la actividad de la solución y consiguientemente acelera la velocidad de disolución del oro. Al mismo tiempo, la cantidad de oxígeno en la solución disminuye porque la solubilidad de los gases decrece con el aumento de la temperatura.. Adicionalmente, otras de las desventajas del incremento de temperatura son: el costo de calentamiento, el aumento de la descomposición de cianuro debido al calor y el consumo excesivo de cianuro causa de la reacción acelerada entre los cianicidas (sulfuros de Fe, Cu, etc.) de la mena y cianuro.. 26.

(30) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO III. PROCESO METALURGICO. 3.1. LIXIVIACION EN PAD. La lixiviación consiste en realizar la percolación de la solución de cianuro de sodio a través de la pila de mineral depositado, en su recorrido o percolación de la solución, el cianuro penetra en las porosidades del mineral alcanzando al oro y plata libre, reaccionando químicamente con él, formando un compuesto auro-cianuro de sodio, soluble en agua, esta por efecto de la gravedad es colectada en el piso impermeabilizado del PAD, para luego ser derivado a la poza de solución rica PLS de donde es sometido a la recuperación del metal valioso por el sistema Merrill Crowe.. El proceso de Lixiviación en Pad consta de las siguientes etapas: . Descarga y recepción de Mineral.. . Muestreo de Mineral.. . Dosificación de Cal.. . Riego de Mineral.. . Re-bombeo de Solución Cianurada. 27.

(31) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Plano del pad. 28.

(32) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Cortes del pad. 29.

(33) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.1.1. DESCARGA Y RECEPCION DE MINERAL. El Pad de Lixiviación es el lugar donde se deposita el mineral recopilado de mina, el tamaño del mineral es ROM (< 6”), el Pad está dividido en 7 sectores, los cuales recolectan la solución cianurada y la llevan a sus respectivas celdas. En la caja de distribución actualmente el Pad tiene 9 Lift de altura, cada Lift de 8 m. de altura según el EIA.. El mineral depositado en el Pad tiene una densidad promedio de 1.5 gr/cm3 y un pH promedio de 6.5, dicho mineral es llevado al Pad desde mina por medio de volquetes de 20 m3 a u promedio de 500 viajes por día, para llegar a una cuota de mineral de 15000 Tn/día. Fotografía N° 2.1. Recepción de Mineral. La descarga de mineral es realizado por el personal de recepción de mineral (Cuadrador), se cuenta con dos cuadradores en la zona de descarga. 30.

(34) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Fotografía N° 2.2. Personal de Recepción de Mineral. La zona de descarga del mineral tiene que ser de 20 m. de ancho y 30 m. de largo, debe de poder albergar a una flota de 14 volquetes, en la zona de descarga también debe de estar la luminaria para la descarga de mineral del turno noche, se encuentra el refugio del personal.. Fotografía N° 2.3. Vista Panorámica del Área de descarga del Pad Lixiviación 31.

(35) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.1.2. MUESTREO DE MINERAL. Una vez en el mineral es depositado en el PAD Lixiviación se procede a muestrear el mineral, usando la técnica del cuarteo, dicho muestreo se realiza siguiendo un procedimiento determinado el cual consiste en sacar una muestra representativa cada 10 volquetes, dicha muestra la cantidad de muestra que se saca es un composito cada 5 volquetes, por cada frente de carguío se saca una humedad.. Fotografía N° 2.5. Personal realizando el muestreo del Mineral depositado. 3.1.3. DOSIFICACION DE CAL. La dosificación de Cal al mineral es uno de los puntos importantes en la lixiviación de minerales de oro, ya que de eso depende llegar al pH optimo (10.5 – 11) para obtener una buena lixiviación del oro, esta dosificación de Cal se logra mediante la adición de Cal según un ratio de Cal, que nos proporciona el departamento de Investigaciones Metalúrgicas para cada frente que llega al PAD, dicho ratio es comunicado al Supervisor del PAD, indicándole al personal encargado de la dosificación de Cal cual es la cantidad de 32.

(36) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. cal a usar en cada frente que está llegando (volquetes de mineral/ saco de Cal). Fotografía N° 2.6. Personal de Dosificación de Cal. 3.1.4. ARMADO DE CELDAS DE RIEGO. Fotografía N° 2.7. Armado de Celdas de Riego 33.

(37) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Luego de recepcionado el mineral es empujado por medio de un Tractor D6T para seguir ampliando el área de descarga, conforme va avanzando la descarga del mineral, se va formando el área de riego el cual es la zona donde se va a proceder a armar la celda de riego para así poder poner en riego con solución cianurada y lixiviar el mineral depositado.. Fotografía N° 2.8. Empuje de Mineral en el Pad Lixiviación. El armado del área de riego, empieza con la delimitación del área de riego, el cual debe de ser de aproximadamente unos 2500 m 2, esta área de riego es removido (escarificado con el tractor),. 34.

(38) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Fotografía N° 2.9. Plataforma de descarga. Una celda de riego nueva debe de ser regada con un ratio inicial de 12 lt/m2*h. (litros/m2* hora), por un tiempo de riego de 80 días para asegurar una recuperación del 75%.. Fotografía N° 2.10. Celda de Riego 35.

(39) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Los materiales a usar en el armado e instalación de la celda de riego son: . Manguera de riego de 18 mm.. . Tuberías ciega HDPE de 6”. . Tuberías perforadas HDPE de 6”. . Tuberías ciega HDPE de 8”. . Conector Matriz manguera de 18 mm.. . Bridas Bitaulicas BRUNO de 6” y de 8”. . Válvulas tipo mariposa 6”, 8”. Una vez instalada la celda de riego, se procede a regar con solución cianurada proveniente de la Planta MC, la cual tiene una fuerza de cianuro aproximada de 150 ppm, y un pH de 10.5, dicho mineral se riega por de goteo a un ratio de riego de 12 (lt/m2 * h), el mineral puesto en riego se lixivia por un espacio de 75 días, después de los cuales se obtiene casi la totalidad del oro presente en el mineral.. La solución (agua + cal + cianuro de sodio), atraviesa la pila de mineral y en el trayecto va reaccionando el cianuro con el metal precioso, llegando a formar un complejo cianurado de oro soluble en agua, de esta forma el oro captado en la solución es colectado en el piso del PAD y conducido a cualquiera de las dos pozas de soluciones, esto es poza con solución rica (PLS) y poza de solución intermedia (ILS), dependiendo de la ley de oro que tengan las soluciones.. Las celdas serán regadas por 80 días para llegar a un 80% de recuperación en oro, luego se retirara las mangueras de riego para que sobre este residuo se deposite mineral para formar otro lift o piso. El mineral regado y que ha cumplido su tiempo de lixiviación,. 36.

(40) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. denominado residuos, se queda en el mismo sitio del PAD, y permanecerá así hasta el cierre de mina.. La solución de la poza rica PLS es alimentada por medio de bombas sumergibles de 100 HP a la planta Merrill Crowe, donde se adiciona polvo de zinc, para recuperar el oro contenido en la solución. La solución de la poza intermedia es recirculada al PAD, hasta que alcance una ley similar a la de la poza rica.. La solución que es tratada en la planta Merrill Crowe, después de ser recuperado el oro (solución Barren) se convierte en solución pobre que luego es re-bombeado al PAD, cumpliéndose de esta forma el ciclo de recirculación de las soluciones.. 37.

(41) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.1.5. REBOMBEO DE SOLUCION AL PAD LIXIVIACION. En el Lift 6 del sector 1, del Pad Lixiviación, se encuentra la estación de re-bombeo de solución cianurada del Pad Lixiviación, dicha estación cuenta con 2 bombas horizontales General Electric de doble succión (250 hp, 460 v), una en funcionamiento y otra en stand bye, un tablero de control y un transformador, un tanque de recepción de solución de planta-. Fotografía N° 2.11. Área de Re-Bombeo Pad Lixiviación. 38.

(42) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Fotografía N° 2.12. Bombas de Re-Bombeo. La solución a la estación de re-bombeo es enviada desde Planta MC a través de tubería de fierro de 12” , dicha solución Cianurada es recepcionada en el tanque para luego ser bombeada hacia los Lift superiores (Lift 7, 8, 9, 10) del Pad Lixiviación a través de las bombas de re-bombeo a un caudal aproximado de 600 m3/h.. La estación de re-bombeo está operativa las 24 horas y funciona con energía eléctrica la cual es proporcionada por el área de departamento eléctrico,. 39.

(43) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Fotografía N° 2.13. Área de Re-Bombeo Pad Lixiviación. 3.2. PROCESO MERRIL CROWE. La cementación del oro, a partir de soluciones cianuradas y bajo ciertas con adiciones especiales, es conocida como el Proceso Merrill-Crowe, de gran aplicación en plantas metalúrgicas auríferas, como es el caso de Minera Anabí que usa esta técnica como parte de su proceso Metalúrgico obtienen do un precipitado de buena calidad para posteriormente pasar a la etapa de fundición.. El orden electroquímico de los metales en soluciones de cianuro determina su solubilidad relativa en dicho solvente. Las determinaciones publicadas del orden electroquímico de metales en soluciones de cianuro de potasio, indican la secuencia siguiente, de positivo a negativo: Mg, Al, Zn, Cu, Au, Ag, Hg, Pb, Fe, Pt. Cualquier metal de esta secuencia tenderá a disolverse en solución de cianuro más rápido que el metal de su derecha, desplazará a esos metales de la solución y precipitarán ellos. 40.

(44) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Por ejemplo, el cobre precipitará al oro, plata, mercurio, etc. El magnesio o aluminio precipitará al oro y la plata más rápido que el zinc.. Los requisitos fundamentales para una eficiente cementación del oro a partir de soluciones cianuradas con la adición de zinc en polvo son los siguientes:. La solución preñada deberá: • Estar clarificada con menos de 5 ppm de sólidos. • Estar desoxigenada hasta un 1 ppm de oxígeno. • Tener una concentración de cianuro libre adecuada. • Tener un pH en el rango de 9 a 11 (con una adecuada adición de cal). • Contener una adecuada • cantidad de nitrato de plomo (alrededor de 0,5 a 1 parte de nitrato de plomo para 1 parte de oro) y no una alta concentración de plomo.. 41.

(45) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Flow Shett planta merril. 42.

(46) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Adecuada adición de zinc en polvo de alta pureza (5 a 12 partes de zinc por parte de oro).. 3.2.1. CLARIFICACIÓN. Es una de las operaciones más importante dentro del proceso Merrill Crowe, la Clarificación, más que una ciencia, es un arte, de ello. dependerá. los. excelentes resultados. en. términos de. recuperación y producción de oro.. En esta primera etapa la solución rica con una ley promedio actual de 0.5 gr Au/m3 de solución que se encuentra en la poza de operaciones es enviada a los filtros clarificadores con 2 bombas sumergibles; el flujo se distribuye en 3 filtros clarificadores de 225 m3/h en cada filtro, dependiendo de la presión de cada filtro por la saturación del mismo, la solución rica atraviesa los filtros clarificadores por presión que ejercen las bombas sumergibles, quedando atrapada la turbidez en la capa de diatomita que se encuentra en cada sector del filtro reduciendo la turbidez en menos de 1.0 ntu.. Fotografía N° 2.14. Filtros Clarificadores Planta Merril Crowe 43.

(47) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Fotografía N° 2.15. Filtros Clarificadores Planta Merril Crowe. 3.2.2. DEAREACIÓN. La eficiente precipitación de la solución rica depende de una buena clarificación y la eliminación del oxígeno disuelto en la solución, la salida de los filtros clarificadores está conectado directamente a las torre de vacío de modo que después de una buena clarificación, la solución rica entra a la torre de vacío donde se produce la deareación de la solución.. La solución al caer verticalmente dentro de esta unidad divide la solución en cascadas de delgadas películas (aumentando su área superficial), promoviendo por esta vía una deareación más eficiente y rápida.. En el interior de la torre de vacío se encuentran los empaques o dispersores de la solución rica, que tienen una forma cilíndrica de 3 3/4 pulgadas de diámetro aprox.. 44.

(48) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Fotografía N° 2.15. Torre de Vacío. Fotografía N° 2.16. Bomba de Vacío 45.

(49) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.2.3. PRECIPITACION Y RECUPERACION. La precipitación de un metal o sus sales, desde una solución acuosa, por otro metal, se conoce como ”cementación”, debido a que el metal precipitado usualmente se deposita o cementa sobre el metal añadido.. Fotografía N° 2.17. Cono dosificador de Zinc. Etapas de la Precipitación:. Las etapas de. la precipitación de Au, a partir de la solución. Cianurada, son las siguientes: . Transporte de Masa de cianuro de oro y las especies cianuradas en la superficie del zinc desde la solución.. . Adsorción de la especie oro cianurado hacia la superficie de zinc, involucrando la formación de una especie intermedia: AuCN. 46.

(50) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. . Transferencia de electrones entre cianuro de oro con el zinc y la simultanea disociación de la formación de cianuro de oro y cianuro complejos de zinc.. . Desorción de las especies cianuradas de zinc desde la superficie de zinc.. . Transferencia de Masa. de las especies cianuradas de zinc. hacia la solución.. Los metales precipitados y la solución pobre son bombeados a uno de los 2 filtros prensa, donde queda atrapado los sólidos de oro y plata y también el exceso de zinc y otras impurezas.. La solución pobre que atraviesa el filtro prensa es derivada hacia la poza ILS, de donde luego de adicionar cianuro, para reforzar su fuerza, es bombeado hacia el Pad de lixiviación.. Cada Filtro Prensa está compuesto de 50 platos o paneles haciendo un total de 49 cámaras por Filtro Prensa. Cada panel lleva vestido una tela o lona de tal manera que al cerrarse el filtro se formen 49 cámaras. En la superficie de las lonas que están formando una cámara también es necesario formar una cama filtrante con tierra diatomita utilizando el mismo sistema de precoat de clarificación mediante otra línea y juego de válvulas.. El Filtro Prensa en operación llega a saturarse de precipitado aproximadamente a los 15 días perdiendo capacidad de flujo y elevando la presión de trabajo hasta 65 PSI en el cual se procede al cambio de filtro quedando este para su respectiva cosecha y secado en un horno de retorta.. 47.

(51) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.3. INVESTIGACIONES METALÚRGICAS. En el área de investigaciones metalúrgicas se realizan las pruebas respecto a los diversos tipos de minerales que ingresan al Pad Lixiviación. En esta investigación se comparó la recuperación de un mineral de naturaleza arcillosa, se hizo una comparación entre mineral ROM y un mineral Blending,. En estas pruebas se analizó la viabilidad de la lixiviación de un mineral arcilloso. DATOS DE OPERACIÓN PRUEBA N° 01 Tamaño de particula Humedad (%) Velocidad de Percolación (m/dia) Ratio de Cal (Kg/TM) Densidad Bulk inicial Seca Kg/m3 Densidad de Riego L/h*m2 Concentracion de Cianuro (PPM) Consumo de Cal (Kg/TM). 80,25% M -1 1/2 1,51 5,12 0,45 1,476 12 250 0,45. DIAS. %Extracción Au. %Extracción Ag. 75 Ley. 76,04 0,253 gr Au/TM. 4,93 1,00 gr Au/TM. 48.

(52) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Grafica Nº 3.1. Curva Extracción Au vs Tiempo Prueba 1. Grafica Nº 3.2. Curva Extracción Ag vs Tiempo Prueba 1. 49.

(53) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. DATOS DE OPERACIÓN PRUEBA N° 02 Tamaño de particula Humedad (%) Velocidad de Percolación (m/dia) Ratio de Cal (Kg/TM) Densidad Bulk inicial Seca Kg/m3 Densidad de Riego L/h*m2 Concentracion de Cianuro (PPM) Consumo de Cal (Kg/TM). ROM 1,54 7,15 0,32 1,476 12 250 0,32. DIAS. %Extracción Au. %Extracción Ag. 75 Ley. 75,61 0,344 gr Au/TM. 7,59 1,00 gr Au/TM. Grafica Nº 3.3. Curva Extracción Au vs Tiempo Prueba 2. 50.

(54) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Grafica Nº 3.4. Curva Extracción Au vs Tiempo Prueba 2. 3.4. REFINACIÓN Y FUNDICIÓN. 3.4.1. REFINACIÓN. El precipitado de oro, producto de la planta Merrill Crowe, ingresa a refinería, previo pesaje y muestreo, para determinar humedad y ley de Oro.. El proceso de refinación a aplicarse en el proyecto Anabí, es el de vía húmeda (disolución de oro con agua regia), cuyo proceso es el siguiente:  Se inicia la refinación atacando el precipitado en porciones de 2 a 3 kg por cada vaso, con agua regia, que es el resultado de mezclar ácido clorhídrico industrial con ácido nítrico industrial, en la proporción de 4 a 1.  Se somete a ebullición por 1 hora y luego se deja enfriar. 51.

(55) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa.  Se decanta la solución de tricloruro de oro a recipientes de vidrio o plástico, donde se la añade ácido sulfúrico para separar el plomo como sulfato de plomo.  Se deja en reposo por 12 a 24 horas para sedimentar el plomo, en seguida se decantan las soluciones a otro envase, se le añade más ácido sulfúrico, para terminar de separar plomo.  Las soluciones se dejan sedimentar nuevamente y en seguida se procede al filtrado, en los filtros bushner utilizando papel filtro para este fin.  La solución limpia, es depositada en envases de plástico de 120 L de capacidad y se le añade urea, para neutralizar cualquier agente oxidante que pudiera tener la solución y evitar su interferencia para el próximo paso que es la precipitación del oro.  La precipitación es realizada con meta bisulfito de sodio, reactivo que precipita al oro selectivamente, permaneciendo la solución el cobre, que pudiera contener el precipitado.  El oro precipitado llamado esponja de oro es lavado con bastante agua destilada. La esponja lavada es tratada con ácido nítrico químicamente puro, después lavado con agua destilada.  Luego la esponja es sometida a un ataque con hidróxido de amonio, para eliminar trazas de plata y lavado nuevamente con agua destilada.  El producto es fundido, para obtener barras finas.. 3.4.1.1. EQUIPOS UTILIZADOS EN REFINCIÓN. La refinación utiliza los siguientes equipos: . 1 cabina de precipitación de fibra de vidrio;. . 10 cabinas de ataque de fibra de vidrio;. . 20 vasos de vidrio Pírex, con una capacidad de 20 lts cada uno;. . 20 cocinas eléctricas de 2 000 watts cada una, con regulación 52.

(56) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. de temperatura; . 1 bomba de vacío tipo anillo líquido de 15 HP de potencia;. . 4 filtros de porcelana tipo Bushner de 30 cm. de diámetro;. . 4 recipientes tipo Kitasato de 10 L cada uno;. . 1 extractor de aire de 10 000 m3/h de capacidad;. . 10 recipientes de plástico de 120 L de capacidad;. . 1 desionizador de agua con una capacidad de 8 L/h;. . 1 equipo destilador de agua con una capacidad de 8 L/h;. . 1 balanza digital con precisión al gramo, de 60 kg de capacidad.. 3.4.2. FUNDICIÓN. Se utiliza un horno construido con material refractario será del tipo basculante y de accionamiento mecánico, en cuyo interior se coloca un crisol de carburo de silicio y que usa como combustible el petróleo Diésel 2; el precipitado es mezclado con reactivos llamados fundentes (flux), que ayudan a bajar el punto de fusión de los metales, captar los elementos indeseables, así como formar una capa encima del mismo para evitar pérdidas. La fundición cuenta además con un sistema de captación de gases y partículas de combustión.. Una vez cargado el crisol con el material, es sometido al calor hasta llegar a una temperatura de 1,200ºC, punto donde la fusión se completa y luego se procede a descargar el fundido en lingoteras.. Una alternativa en el tratamiento de los precipitados de oro es la fundición directa, cuando por fines comerciales, se requiera la obtención de metales en forma de barras doré. En este caso el precipitado es fundido con un flux adecuado y cargado al crisol del horno de fundición, de tipo basculante, con capacidad de 600 kg, la 53.

(57) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. temperatura de fundición alcanzada será de 1150°C, y luego el fundido será vaciado en lingoteras de 30 kg de capacidad.. 3.4.2.1. EQUIPOS UTILIZADOS EN FUNDICIÓN. La fundición cuenta con el siguiente equipo:  1 horno de fundición fijo, de 0,66 de diámetro x 0,75 m de altura, con crisol de carburo de silicio de 130 kg de capacidad;  1 quemador de petróleo diésel 2, controlado por una termocupla y panel de programación de temperatura;  Molduras de hierro fundido con capacidad de 30 kg de oro cada una;  1 carrito porta lingoteras; . Equipo de recuperación de sólidos suspendidos en los humos de fundición.. 3.5. REACTIVOS DEL PROCESO. 3.5.1. CIANURO DE SODIO. Se utiliza como lixiviante de los metales preciosos. Se prepara e solución a una concentración del 10% y se dosifica a los tanques de solución Intermedia y Barren para regular la fuerza de cianuro.. Las briquetas solidas de cianuro serán entregadas al sitio en bolsas a granel de una tonelada. Para producir la solución Cianurada de alta concentración, se utilizara un tanque de mezcla de cianuro que se llenara parcialmente con una pequeña cantidad de hidróxido de sodio para lograr una solución de 0.5% NaOH antes de la adición de las briquetas de cianuro de sodio. La adición caustica asegurara que el pH alcalino apropiado sea mantenido, reduciendo así mismo. 54.

(58) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. los desechos de cianuro por la disociación y la generación posible de gas HCN.. 3.5.2. POLVO DE ZINC. Este reactivo que viene como polvo muy fino, con una pureza no menor del 99%, se adiciona al cono emulsificador y luego se inyecta a la solución rica para precipitar los metales preciosos. Se dosifica a la solución rica o pregnant clarificada y desoxigenada a un ratio promedio de Zinc/Au de 5/1, se estima un consumo promedio de 4,000 kg/mes. El polvo de zinc viene contenido en pequeños envases metálicos de 50 kg cada uno. El transporte es por medio de camiones. 3.5.3. TIERRA DIATOMITA. Este reactivo es un polvo fino, compuesto de óxido de silicio, que se añadirá a los filtros clarificadores para remover los sólidos en suspensión de esta manera se clarifica la solución rica o pregnant, así mismo se usa en los filtros prensa como medio filtrante para recuperar el precipitado y aumentar el tiempo de operación de los filtros, se prepara en un tanque formando una emulsión y es bombeado a los filtros, el consumo de 6 000 kg/mes. La presentación es en bolsas de polipropileno conteniendo 22,7 kg, en esta forma es transportado al proyecto.. 55.

(59) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.5.4. CAL. Se utiliza para acondicionar el pH del mineral de tal manera que evite la formación de Ácido Cianhídrico y mantener la alcalinidad protectora en un pH de 10.5 a 11.. Disminuye la acción de los cianicidas aumentando la eficiencia en la reacción de lixiviación del metal precioso. El uso estimado de este reactivo es de 360 t/mes. Su presentación es en forma de polvo solido en big-bag de 1000 Kg. Con una pureza de (81-85)% de cal útil.. 56.

(60) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 3.5.5. ÁCIDO CLORHÍDRICO INDUSTRIAL. Este reactivo se utiliza para el lavado ácido del precipitado que sale de los filtros prensa. Su función principal es eliminar el exceso de Zinc y otros elevando de esta manera la concentración de oro en el precipitado, su consumo es de 500 kg/mes aproximadamente.. 3.5.6. ÁCIDO CLORHÍDRICO Q.P.. Reactivo Químico usado en la determinación analítica cuantitativa de oro y plata por método de fire Assay – Absorción Atómica.. Su presentación es en sacos de 40 Kg. En forma granulada con pureza de (95-99) %.. 3.5.7. HIDRÓXIDO DE SODIO. Se utiliza para regular el pH de la solución de riego como complemento de la cal.. 3.5.8. OTROS REACTIVOS QUÍMICOS . Ácido sulfúrico electrolítico;. . Hidróxido de amonio químicamente puro;. . Bórax pentahidratado grado industrial;. . Meta bisulfito de sodio grado técnico;. . Urea granulada. 57.

(61) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CONCLUSIONES 1. Una alta concentración de oxígeno en la solución, incrementa el ratio de la solución de oro con incremento en la concentración de cianuro.. 2. Una alta concentración de cianuro, incrementa el ratio de reacción con el incremento de la concentración de oxígeno.. 3. El ratio de disolución de oro dependerá del área de la superficie total expuesta en la solución.. 4. Se incrementara el ratio de disolución de oro como la velocidad de remoción.. 58.

(62) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. BIBLIOGRAFIA 1. COTTON – WILKINSON 1995 “Química inorgánica avanzada” edt. Limusa. México. 2. HAUNS, TWINDEL, MILLER “Hidrometalurgia” Tomo I. Lima-Perú (Traducción por Ms. Sc. Luís y Juan Chia Aquije). 3. ESTEBAN DOMIC MIHOVILOVIC 2001, “Hidrometalurgia, Fundamentos, Procesos y Aplicaciones” Andrés Impresiones Ltda. Editorial Síntesis.. Madrid. España 4. Haung, H. Twidwel, G y Miller, J.D.; Chia Luis (2000) Hidrometalurgia.. Editorial “San Marcos. Lima. Tomo I y II. 5. Palacios,. S.. (2003).. “Algunos. aspectos. de. aplicación. en. Hidrometalurgia. E.P.F. Impresores. Lima. 6. E. Sergio Misari Ch. “Metalurgia del Oro” De CEPECT, la Edición,. Noviembre 1993, Lima Volumen I 7. Juan Vargas Gallardo “Metalurgia del Oro y la Plata”. Segunda Edición. Lima – Perú. 8. Curso de “Hidrometalurgia”. TECSUP Lima – Perú octubre del 2005.. 59.

(63) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. ANEXO Cuadro Nº 1.1. Distribución de Costos por Área AREA. Prom . 2010. Prom . 2011. Prom . 2012. Prom . 2013. 9,283. 753. 1,267. 25. Operaciones Mina. 931,908. 1,660,093. 1,636,935. 920,039. Operaciones de Tratamiento de Mineral. 440,953. 657,647. 935,374. 910,713. Exploraciones Huisamarca. Costos Indirectos Costo Total Operación (US$). 280,884. 499,641. 379,900. 278,390. 1,626,283. 2,818,134. 2,953,476. 2,109,167. En el Cuadro Nº 1.1 se puede apreciar el gasto promedio por año de las diferentes áreas involucradas en la producción, como se podrá observar en el año 2013 el gasto en exploración es casi nula debido a que ya se había empezado el cierre de mina y los costos operacionales de tratamiento de mineral en los años 2012 y 2013 se elevan debido a la caracterización del mineral.. Cuadro Nº 1.2. Distribución de los costos de Planta OPERACIONES DE TRATAMIENTO DE MIENRALES. Prom . 2010. Prom . 2011. Prom . 2012. Prom . 2013. 36,522. 49,115. 64,109. 65,990. 40. 44. 173. 0. 223,431. 371,001. 548,303. 523,739. 1. 16. 5. 0. POZA INTERMEDIA. 10,723. 10,067. 12,927. 6,950. POZA DE OPERACIONES. 14,527. 14,929. 33,037. 32,885. FILTROS CLARIFICADORES. 9,854. 8,423. 10,832. 8,005. EXTENDIDO Y ESCARIFICADO DE MINERAL - PA AGLOMERACION DE MINERAL RIEGO DE MINERAL TUBERIAS DE DISTRIBUCION. TORRE DE VACIO. 4,293. 2,392. 2,021. 1,140. PRECIPITACION. 29,390. 45,245. 68,726. 68,111. ANALISIS DE MUESTRAS. 21. 0. 0. 0. FUNDICION. 5,292. 11,828. 14,194. 12,899. REFINERIA PROPIA. 14,939. 19,484. 27,287. 27,128. RETORTA HG. 2,652. 2,360. 2,882. 2,552. POZA DE GRANDES EVENTOS. 2,386. 1,096. 1,770. 1,099. DESTRUCCION DE CIANURO. 5,754. 24,940. 39,027. 67,681. ABASTECIMIENTO DE AGUA. 2. 0. 0. 0. TRATAMIENTO DE TANQUES. 2. 17. 17. 0. SUPERVISION. 27,397. 35,272. 34,933. 29,870. DISTRIBUCION INDIRECTOS. 30,301. 34,069. 41,842. 29,860. TALLER DE PRUEBAS METALURGICAS. 0. 3,247. 4,141. 489. DISTRIBUCION LABORATORIO QUIMICO. 15,941. 19,167. 23,095. 20,284. DISTRIBUCION SERVICIO DE MANTENIMIENTO Total general (US$). 7,485. 4,935. 6,052. 12,030. 440,953. 657,647. 935,374. 910,713. 60.

(64) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. En el Cuadro Nº 1.2 se puede apreciar la distribución de los costos en el área de Planta MC, se puede evidenciar que los costos más elevados corresponden a los ítems de Riego de mineral y Extendido de mineral. Cuadro Nº 1.3. Distribución del Mineral. Mineral Mineral. TM. Prom . 2010. Prom . 2011. Prom . 2012. Prom . 2013. TM. 393,872. 554,264. 477,590. 292,767. Desmonte TM. 174,765. 389,457. 406,504. 189,384. Material TM. 568,638. 943,721. 884,094. 482,151. Stripping Ratio (SR). 0.44. 0.70. 0.85. 0.71. Ley Gr_Au/TM. 0.440. 0.418. 0.390. 0.411. Costos Planta (US $) 2010-2013 1,400,000. 1,200,000 1,100,000. 1,200,000 935,374. Tonelaje Tm. 1,000,000. 910,713. 1,000,000 900,000. 800,000. 800,000 657,647. 600,000. 700,000. 600,000 400,000 440,953. 500,000. 200,000 0. 400,000. 2010. 2011. 2012. 2013. Desmonte TM. 174,765. 389,457. 406,504. 910,713. Mineral TM. 393,872. 554,264. 477,590. 292,767. Total general (US$). 440,953. 657,647. 935,374. 910,713. 300,000. Grafica Nº 1.1 Costos de Procesamiento de Mineral 2010 - 2013. 61.

(65) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Costos Planta (US $) 2013 1,000,000. 1,200,000. 900,000 1,020,023. 800,000. 1,100,000. 1,047,369. 985,511. 1,000,000. Tonelaje Tm. 700,000 903,924. 600,000. 900,000. 821,771. 500,000. 797,240. 799,153 800,000. 400,000 300,000. 700,000. 200,000 600,000 100,000 0. 500,000 ene-13. feb-13. mar-13. abr-13. may-13. jun-13. jul-13. Desmonte TM. ene-13 322,764. feb-13 494,620. mar-13 194,415. abr-13 119,200. may-13 105,820. jun-13 49,379. jul-13 39,492. Mineral. 279,776. 236,216. 261,498. 435,901. 274,673. 333,779. 227,526. 903,924 1,020,023 1,047,369 821,771. 797,240. 799,153. TM. Total general (US$) 985,511. Grafica Nº 1.2. Costos de Procesamiento de Mineral 2013. En los Gráficos Nº 1.1 y 1.2 se puede apreciar la relación entre la cantidad de mineral tratado y los costos de operación en el área de Planta Pad Lixiviación, en la Gráfica Nº 1.2 se observa que en el mes de Julio del 2013 la cantidad de desmonte producido es muy inferior a los años anteriores debido a la falta de equipos para el acarreo de mineral y que se estaba dando más prioridad a la producción del mineral para cumplir con la producción, debido al inicio del cierre de la mina ANABI.. 62.

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