1.1. Marco Referencial
1.2.4. Lixiviación del oro y la plata con cianuro
1.2.4.3. Interferencia de impurezas de los minerales
En la extracción comercial del oro desde sistemas minerales, la velocidad de disolución es principalmente afectada por la complejidad del mineral. El oro que se encuentra en forma limpia, como partículas metálicas finas y liberadas, en general es fácilmente cianurable. La presencia de otras sustancias comunes en los minerales puede alterar este comportamiento acelerando o inhibiendo la disolución del metal.
1.2.4.3.1. Aditivos acelerantes de la cianuración: Existen algunos casos de sustancias que, en pequeñas concentraciones, influyen favorablemente en la disolución de los minerales de oro y plata por cianuración al despolarizar la superficie del metal. Estos iones son el plomo (Pb), el mercurio (Hg), el bismuto (Bi) y el talio (Ta). Cuando no están presentes en forma soluble naturalmente en los minerales se
18 suelen agregar externamente. En estos casos se usa alguna sal soluble como, por ejemplo, el acetato o nitrato de plomo, que se dosifica en mínimas cantidades. Se cree que en este caso cambian algunas características físicas de la superficie del oro pasando a comportarse como una pseudo – aleación Au - Pb, con lo que se disminuiría el espesor de la capa límite, como se aprecia en el ejemplo de la fig. 1.1, facilitando el acceso de los reactivos al metal.
Fig. 1.1: Efecto del aditivo Pb(NO3)2 en la disolución de oro.
1.2.4.3.2. Inhibidores por consumo del oxígeno: Por otro lado, existe un gran número de sustancias que remueven el oxígeno desde las soluciones cianuradas retardando y algunas veces deteniendo completamente la acción del cianuro. Por ejemplo, la pirrotina actúa consumiendo el oxígeno, doblemente vía la oxidación del hierro y vía la oxidación del ión sulfuro (S-2) Formando tiosulfatos ambos sin utilidad en la lixiviación.
2𝐹𝑒𝑆 + 4𝑂𝐻− → 2𝐹𝑒(𝑂𝐻)2+ 2𝑆−2 (1.7)
2𝐹𝑒(𝑂𝐻)2+ 1 2⁄ 𝑂2+ 𝐻2𝑂 → 2𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 (1.8)
2𝑆−2+ 2𝑂2+ 𝐻2𝑂 → 𝑆2𝑂3−2+ 𝑂𝐻− (1.9)
19 1.2.4.3.3. Inhibidores por consumo del cianuro: Otras sustancias consumen cianuro y se comportan como cianicidas – es decir, como sustancias que, además de consumir cianuro, forman compuestos que dificultan la disolución del oro – sin beneficios para el proceso y de esta forman inhiben la disolución del oro. Ejemplo de estos cianicidas son:
Los minerales sulfurados del cobre, zinc, arsénico y antimonio: El ion metálico reacciona formando un cianuro del metal. Además, el ion sulfuro también consume cianuro formando tiocianatos que no tienen acción lixiviante alguna:
𝑍𝑛𝑆 + 4𝐶𝑁− → [𝑍𝑛(𝐶𝑁)4]−2+ 𝑆−2 (1.10)
𝑆−2+ 𝐶𝑁− + 1 2⁄ 𝑂2+ 𝐻2𝑂 → 𝐶𝑁𝑆−+ 2𝑂𝐻− (1.11)
El hierro disuelto: En la forma de iones o complejos, los cuales se comportan como inhibidores - desde muy débiles hasta muy fuertes – ya que con el cianuro forman otros complejos y sales, comportándose como ferrocianicidas en soluciones alcalinas. esto ocurre, por ejemplo, con el ion ferroso:
𝐹𝑒+2+ 6𝐶𝑁− → 𝑭𝒆(𝐶𝑁)6−4 (1.12)
Los iones cúpricos: Que en disoluciones cianuradas alcalinas suelen comportarse de acuerdo a la reacción siguiente:
2𝐶𝑢+2+ 7𝐶𝑁−+ 2𝑂𝐻− → 2𝐶𝑢(𝐶𝑁)3−2+ 𝐶𝑁𝑂−+ 𝐻2𝑂 (1.13)
Donde el complejo de cianuro de cobre representa un importante mayor consumo de cobre.
1.2.4.3.4. Inhibidores por consumo doble de cianuro y oxígeno: Los iones de sulfuro, S-2, generados en la disolución de minerales sulfurados consumen oxígeno y cianuro, formando tiosulfatos y tiocianatos, según se mostró a través de las reacciones (1.14) y (1.15).
2𝑆−2+ 2𝑂2+ 𝐻2𝑂 → 𝑆2𝑂3−2+ 2𝑂𝐻− (1.14)
𝑆−2+ 𝐶𝑁−+ 1 2⁄ 𝑂2+ 𝐻2𝑂 → 𝐶𝑁𝑆−+ 2𝑂𝐻− (1.15)
20 1.2.4.3.5. Inhibidores por reacción con la cal: Los minerales de arsénico y de antimonio disminuyen la disolución del oro a medida que aumentan la alcalinidad, ya que consumen cal hidratada Ca(OH)2, oxígeno y cianuro, formando compuestos indeseados como arseniatos y antimoniatos de calcio:
2𝐴𝑠𝑆3+ 6𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 𝐶𝑎3(𝐴𝑠𝑂3)2+ 𝐶𝑎3(𝐴𝑠𝑆3)2+ 6𝐻2𝑂 (1.16)
𝐶𝑎3(𝐴𝑠𝑆3)2+ 6𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 𝐶𝑎3(𝐴𝑠𝑂3)2+ 6𝐶𝑎𝑆 + 6𝐻2𝑂 (1.17)
𝐶𝑎3(𝐴𝑠𝑆3)2+ 6𝐾𝐶𝑁 + 3𝑂2 → 𝐶𝑎3(𝐴𝑠𝑂3)2+ 6𝐾𝐶𝑁𝑆 (1.18)
1.2.4.3.6. Pasivación superficial de la interfase de reacción: Existen además, otros elementos que pasivan al oro que podrían formar compuestos insolubles sobre la superficie del oro. Ejemplo de compuestos pasivadores e insolubles son:
El ion sulfuro (S-2): Cuyo efecto depresivo, retardando la disolución del oro, ha sido claramente demostrado experimentalmente. Algunas veces, la disolución incluso puede ser detenida completamente, debido, posiblemente a la formación de una película aurosulfurada insoluble sobre la superficie de las partículas de oro. Es el caso, por ejemplo, de una gran inhibición de la disolución de oro con concentraciones muy pequeñas de sulfuro de sodio – del orden de 5 ppm de Na2S – concentración que, por su baja cantidad no permite atribuir la inhibición sólo a consumo de CN- o de oxígeno, como se observa en la siguiente figura.
21 Fig. 1.2: Efecto del aditivo inhibidor superficial Na2S en la
disolución del oro y la plata
El peróxido de calcio (CaO2): Produce un efecto de pasivación superficial semejante. Este peróxido se produce como una reacción secundaria indeseada al usar hidróxido de calcio (cal hidratada o
“apagada” Ca(OH)2) para controlar el pH y al reaccionar esta con el agua oxigenada. Se ha comprobada que el peróxido de calcio producido, precipita sobre la superficie expuesta de las partículas de oro y de plata, inhibiendo las reacciones de disolución posteriores:
𝐶𝑎(𝑂𝐻)2+ 𝐻2𝑂2 → 𝐶𝑎𝑂2+ 2𝐻2𝑂 (1.19)
Un precipitado insoluble de Pb(CN)2: que se produce por reacción del cianuro con minerales de plomo cuando éste está presente en cantidades mayores, pasando a ser de esta manera un agente pasivador superficial. De igual manera ocurre con un precipitado insoluble de etilxantato de plomo, que se produce en presencia de residuos de reactivos de flotación. Estos dos efectos inhibidores tienen gran importancia al tratar minerales con procesos mixtos, que comprenden flotación con anterioridad a la cianuración.
1.2.4.3.7. Secuestro del complejo de aurocianuro: Los minerales carbonáceos suelen inhibir seriamente la disolución de oro, debido a
22 la adsorción por el carbón del metal precioso disuelto. Este fenómeno de “secuestro” (o “re - atrapamiento”) se conoce en inglés como “preg - robbing” y suele resultar en grandes pérdidas económicas, como ocurre en los minerales del distrito de Carlin, en Nevada, EEUU. Para resolverlo, en algunos casos ha servido usar el procedimiento operativo conocido como CIL (abreviación de “carbon- in-leach”) consistente en agregar carbón activado durante la lixiviación misma para anticiparse al fenómeno de “secuestro”.