y que evalúan la recuperación del oro, reciclado de reactivos o la destrucción, y posibilidades de control de las impurezas. Un eficiente pre tratamiento de minerales y concentrados junto con las condiciones óptimas de lixiviación podría ofrecer las condiciones para superar los problemas identificados en la etapa de lixiviación, así como también facilitar la siguiente fase de la recuperación. Este trabajo estudia la lixiviación a presión oxidante de concentrados de oro en soluciones de tiosulfato en presencia de amoníaco y de cobre(II). El objetivo del presente estudio es encontrar las condiciones óptimas de lixiviación a presión oxidante de concentrados de minerales sulfurados de oro estudiando el efecto de los diferentes parámetros (concentraciones de reactivos y temperatura).
2.4 Marco conceptual
2.4.2 Materiales para la lixiviación
Las fuentes de mayor importancia para la extracción del cobre las constituyen las menas oxidadas y sulfuradas. Aunque el tratamiento convencional de menas sulfuradas es comúnmente realizada por flotación – pirometalurgia, como es sabido, la vía hidrometalúrgica permite recuperar cobre contenido en las menas mixtas o sulfuradas de baja ley acumuladas en los botaderos o echaderos de los ripios en explotación minera o en el mismo yacimiento (in situ).
2.4.3 Agentes disolventes
La selección del agente químico extractante depende de su disponibilidad, costo, estabilidad química, selectividad, facilidad de producir y regenerar y que permite la recuperación del cobre de la solución acuosa en forma económica.
El ácido sulfúrico es el agente lixiviante más ampliamente usado en la lixiviación del cobre, por las razones de cualidad química, costo de fabricación y disponibilidad. El oxígeno atmosférico y el ion férrico producido por acción bioquímica sobre minerales, son los agentes oxidantes más económicos y empleados en los sistemas lixiviantes oxidantes para el cobre.
2.4.4 Métodos de lixiviación
En la industria se practican varios métodos para contactar la fase sólida con la solución acuosa extractante en un espacio confinado. La selección del método de lixiviación depende de:
Características físicas y químicas de la mena
Caracterización mineralógica
Ley de la mena
Solubilidad del metal útil en la fase acuosa
La cinética de la disolución
Magnitud del tratamiento
Facilidad de operación
Reservas de mineral
Capacidad de procesamiento
Costo de operación y capital
Rentabilidad.
Los principales métodos de lixiviación son:
a) Lixiviación in situ o en lugar
b) Lixiviación en echaderos o botaderos c) Lixiviación en pilas o montones d) Lixiviación en bateas o tinas e) Lixiviación en reactores agitados
f) Lixiviación en autoclaves o reactores a presión
Por lo general, el método a aplicar está basado en la ley de cobre, magnitud de operación y la fuente de origen del sólido
2.4.5 Mineralogía del oro
La mineralogía del oro se caracteriza por presentar cristales corrientemente octaédricos, pocas veces presentan caras de dodecaedro, cubo o trapezoedro. Frecuentemente, en grupos arborescentes con cristales alargados en la dirección del eje de simetría ternaria, o aplastados según una cara del octaedro. Los cristales irregulares adquieren formas filiformes, reticuladas y dendríticas. Raras veces en cristales; normalmente, en placas irregulares, escamas o masas.
Mineralógicamente tiene una escala de dureza de 2,5 a 3 y una gravedad específica de 19,3, cuando es puro; puede bajar hasta 15 con la presencia de otros metales. Tiene fractura irregular, es muy maleable y dúctil.
Varias tonalidades de color amarillo, dependiendo de su pureza, se hace más pálido al aumentar el porcentaje de plata presente.
Entre el oro y la plata existe una serie completa de soluciones sólidas y la mayor parte del oro contiene plata, cuando este último está en proporción mayor al 20%, la aleación es llamada electrum. Puede haber cantidades pequeñas de cobre y hierro, así como trazas de bismuto, plomo, estaño, zinc y metales del grupo platino.
El oro se distingue de otros sulfuros amarillos (particularmente pirita y chalcopirita) y de las pajuelas amarillas de mica alterada, por su maleabilidad, su insolubilidad en el ácido nítrico y gran peso específico.
Funde fácilmente a 1063ºC. Es insoluble en los ácidos ordinarios, pero es soluble en agua regia.
Aunque el oro es un elemento raro, aparece en la naturaleza diseminado en pequeñas cantidades. Se halla corrientemente en filones que tienen relación genética con rocas ígneas de tipo silícico.
En algunas partes se ha encontrado íntimamente asociado a rocas ígneas. Gran parte aparece como metal nativo; el teluro y posiblemente el selenio son los únicos elementos que se le combinan en la naturaleza. La principal fuente de oro son los filones hidrotermales de cuarzo y oro, donde, junto con la pirita y otros sulfuros, el oro fue depositado por soluciones minerales ascendentes que los contenían.
El oro fue mezclado mecánicamente con los sulfuros, y no en forma de combinación química alguna. En la superficie terrestre y cerca de ella, los sulfuros que contienen oro normalmente están oxidados, dejándolo libre y haciendo así su extracción muy fácil. Los filones que contienen oro, sometidos a la acción del tiempo y meteorizados, liberan el oro que, o bien queda en el manto del suelo, o es arrastrado a los arroyos vecinos. En el suelo se produce una concentración residual, mientras que en los arroyos se originan los placeres. Debido a su gran peso específico, el oro se separa mecánicamente de los materiales más ligeros, de las arenas y gravas del lecho de la corriente, esto origina la formación de lavaderos naturales de oro o placeres; aquí el oro se encuentra en forma de granos redondos o aplastados, las pepitas.
Desde el punto de vista de la lixiviación, las menas de oro generalmente se clasifican en los siguientes grupos:
a. Menas de Óxidos simples que contienen partículas finas de oro nativo, ya sea en cuarzo o ganga o piedra caliza.
b. Menas de Sulfuros simples en las que el oro esta asociado con pequeñas cantidades de pirita y arsenopirita.
c. Material aluvial o placer.
d. Menas complejas de metales comunes en las que los metales preciosos con constituyentes importantes desde el punto de vista económico.
e. Menas complejas refractarias en las que las especies minerales que contienen oro no son prontamente solubles en cianuro.
f. Menas de metales comunes donde los metales preciosos son de menor valor y son subproductos resultantes del procesamiento metalúrgico.
2.4.6 Tiosulfato
Los tiosulfatos son las sales del hipotético ácido H2S2O3. La fórmula química del anión tiosulfato es S2O32-. Son estables en medios con pH básico y neutro y se descomponen bajo formación de azufre elemental, ácido sulfhídrico (H2S), óxido de azufre (IV) (SO2) y trazas de otros compuestos azufrados en presencia de un ácido. Su estructura es tetraédrica con un átomo central de azufre rodeado de tres átomos de oxígeno y otro átomo de azufre. Los tiosulfatos son fácilmente oxidables. Pueden formarse con oxidantes suaves como el yodo elemental tetrationatos (O3S-S-S-SO32-).
2.4.7 Aplicación
Se emplean sobre todo como fijadores en la fotografía donde forman complejos solubles (Na3[Ag(S2O3)2]) con las sales de plata que pueden ser eliminadas de esta manera de la capa fotosensible. Se usa además para remover el cloro de las soluciones, o como blanqueador en diferentes industrias, tales son los casos del marfil, la fabricación de la pulpa de papel o en la industria de cuero; y en la industria textil es usada como fijador del color y como colorante. En laboratorios farmacéuticos se utiliza como reactivo o solución volumétrica (con una normalidad de 0,10584) para análisis cuantitativos o valoraciones. En el campo médico, se aplica como tratamiento contra ciertos gusanos parásitos; y es conocido su uso como antídoto por intoxicación con cianuro. Es muy utilizado en las minas de extracción de plata.
2.4.8 Síntesis
El tiosulfato de sodio se obtiene calentando a reflujo una disolución de sulfito de sodio (Na2SO3) con azufre elemental. La disolución es filtrada, concentrada y enfriada, obteniendo el tiosulfato de sodio pentahidratado (Na2S2O3*5H2O) en forma de prismas incoloros.
Mecanísticamente se trata de un ataque nucleofílico del par de electrones libre del azufre del sulfito sobre un átomo del azufre elemental parecido a la formación de los polisulfuros y disulfuros a partir de sulfuros.
2.4.9 Tecnología limpia
La tecnología limpia o tecnología ambiental o, tecnología verde o es aquella que se utiliza sin dañar el medio ambiente, es la aplicación de la ciencia ambiental para conservar el ambiente natural y los recursos, y frenar los impactos negativos de la involucración humana.
El desarrollo sostenible es el núcleo de las tecnologías ambientales.
Cuando se aplica el desarrollo sostenible como solución para asuntos ambientales, las soluciones tienen que ser socialmente equitativas, económicamente viables, y ambientalmente seguras.
2.4.10 Tecnologías relacionadas
Algunas tecnologías ambientales que mantienen el desarrollo sostenible son: el reciclaje, purificación del agua, tratamiento de aguas residuales, mejoras ambientales, tratamiento de gases, manejo de desechos sólidos, y energía renovable. Algunas tecnologías ayudan directamente a la conservación de energía, mientras que otras que ayudan al ambiente, reduciendo la cantidad de desechos producidos por actividades humanas, están emergiendo. Las fuentes de energía tales como la energía solar crean menos problemas para el ambiente que las fuentes tradicionales, tales como carbón y petróleo.
Los científicos continúan la búsqueda de alternativas de energía limpia para reemplazar nuestros métodos actuales de producción energética. Algunas tecnologías tales como la digestión anaeróbica producen energía renovable de desechos. La reducción global de gases de invernadero depende de la adopción de
tecnologías de conservación de energía a niveles industriales y también de la generación de energía limpia.
Eso incluye el uso de gasolina sin plomo, energía solar, y vehículos de combustible alternativo, incluidos los vehículos híbridos e híbridos eléctricos. La tecnología avanzada de motores eléctricos eficientes y rentables para promocionar su aplicación, tales como la máquina eléctrica con rotor embobinado, sin escobillas, doble alimentada y el módulo ahorrador de energía, pueden reducir la cantidad de dióxido de carbono y dióxido de azufre que en otros casos sería introducido a la atmósfera si se usa electricidad generada por combustibles fósiles.
Greasestock, un evento anual en Yorktown Heights, New York, es una de las mayores exposiciones de tecnología ambiental de los Estados Unidos.
2.4.11 Críticas
Algunos grupos primitivistas han criticado el concepto de tecnología ambiental. Desde su punto de vista, la tecnología se ve como un sistema en lugar de una herramienta física específica. Se debate que la tecnología requiere de la explotación del ambiente a través de la creación y extracción de recursos, y la explotación de personas a través de trabajo, especialización, y la división de trabajo. No existe ninguna forma neutral de tecnología, ya que las cosas son siempre creadas en un contexto específico, con metas y funciones específicas.
De manera que la tecnología verde es rechazada como un intento de reformar este sistema de explotación, simplemente cambiándolo en la
superficie para que parezca ambientalmente amigable a pesar de los niveles insostenibles de explotación humana y natural.