EXTRACCIÓN DE ORO DE MINERAL AGLOMERADO EN PILAS DE LIXIVIACIÓN

Arturo Cavero – Superintendente de Planta

Miguel Lara – Supervisor Lab. Metalúrgico

Cía. Minera Sipan S.A.C.

I. INTRODUCCIÓN El proceso de extracción de oro comprende el acarreo del mineral de mina al

pad de lixiviación, lugar donde es depositado formando niveles de 8 metros de

altura (llamados lifts). Este mineral es regado con una solución cianurada, la

cual va disolviendo el oro contenido en éste, en su descenso de lift a lift. Para

este proceso se utiliza cal para mantener un pH que impida la formación de

ácido cianhídrico (HCN).

El mineral puesto en el pad (mineral del tipo sílice oxidada, coluviales, cuarzo

alunita y mixtos) no presentaba mayores problemas en la percolación desde su

inicio, utilizando el proceso anteriormente descrito.

A partir del mes de marzo del año 2000, se tuvo problemas con la extracción de

oro, ya que la solución cianurada de regado no percolaba igual que en el

mineral inicial, trayendo como consecuencia la disminución en la recuperación

de oro en el pad. Por tanto se procedió a realizar pruebas metalúrgicas para

solucionar el problema, llegando a determinar que el método más apropiado

para este nuevo tipo de mineral por lixiviar al que nos enfrentábamos (con alto

contenido de arcilla y abundante cantidad de agua) era aglomerándolo.

II. OBJETIVOS ��Determinar que variables y rangos influyen en la extracción de oro.

��Incrementar el porcentaje de extracción en las pilas de lixiviación.

1

��Determinar un modelo matemático en función de las variables estudiadas

que describa el fenómeno.

III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Materiales 3.1.1 Características del Mineral

La muestra utilizada para las pruebas fue preparada a base de mineral extraído

de mina: el mineral cuarzo-alunita presenta ley promedio de cabeza de 0.838

g/m3 y el mineral coluvial presenta ley promedio de cabeza de 2.256 g/m3.

3.1.2 Instrumentos de Recolección de Datos :

A. Reactivos: - Para preparación de Solución Cianurada:

Cianuro de sodio, NaCN

Hidróxido de sodio, NaOH

- Para análisis de cianuro libre:

Nitrato de plata, AgNO3

Rodanina B. Material de Laboratorio: - Probeta

- Vaso de precipitación

- Papel filtro

- Gradilla portatubos

- Pipeta

- Tubos de ensayo

- Frascos de plástico de 1 l

C. Equipos: - pHmetro

- Equipo de destilación al vacío

- Bombas peristálticas - Agitador magnético

2

- Balanza analítica - Tamizadora - Secadora - Pulverizadora - Chancadora de quijada

3.2 Métodos 3.2.1 Experimental

A. Equipo Experimental: Este consistió de una batería de 20 columnas de plástico (1.2 metro de

altura por 6 pulgadas de diámetro), cada una de las cuales tenía una

manguera para el riego mediante una bomba peristáltica, y otra para

recolectar la solución lixiviada en baldes y posteriormente analizarla.

B. Procedimiento Experimental: Se realiza según los siguientes pasos:

- Recepción del mineral.

- Separación por mallas.

- Cuarteo de cada malla.

· Análisis de cabeza.

· Análisis de acidez.

- Mineral para prueba.

- Pesado de cada malla.

- Homogenizado de mineral.

- Cargado de columna.

- Solución de cianuro para riego.

- Solución lixiviada.

- Solución remanente a planta.

- Muestra para análisis.

- Final de lixiviación.

- Descarga de mineral.

- Separación por mallas

- Pulverizado de cada malla.

3

- Análisis de Colas.

C. Diseño Experimental: El diseño experimental tomado es el Factorial Fraccionado(1)(3): 28-4,

tomando las siguientes variables y rangos, se muestra en la Tabla a:

- + 0X1 5 Kg/Tn 15 Kg/Tn 10 Kg/Tnx2 0.1 Kg/Tn 1.5 Kg/Tn 0.8 Kg/TnX3 1/2 2/1 1/1X4 10% 18% 14%X5 0.0227Kg/tn 0.1134Kg/tn 0.06805Kg/tnX6 0 ppm 100 ppm 50 ppmX7 5l/h.m2 10l/h.m2 7.5l/h.m2X8 16 h 96 h 56 htiempo curado

VARIABLESRANGOS

cemento (relación)Nitrato de potasio

tipo min. (cuarzo/coluv.)

Ayud. Aglom.

Ratio riego

Humedad

Fuerza Cianuro curado

Tabla a.

El número de pruebas a desarrollarse son 20 en total, incluyendo los

cuatro centros que se describen en la Tabla b:

4

234 134 123 124Prueba X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8

1 + + + + + + + +2 + + + - - - + -3 + + - + - - - +4 + + - - + + - -5 + - + + - + - -6 + - + - + - - +7 + - - + + - - -8 + - - - - + + +9 - + + + + - - -10 - + + - - + - +11 - + - + - + + -12 - + - - + - + +13 - - + + - - + +14 - - + - + + + -15 - - - + + + - +16 - - - - - - - -17 0 0 0 0 0 0 0 018 0 0 0 0 0 0 0 019 0 0 0 0 0 0 0 020 0 0 0 0 0 0 0 0

MATRIZ DE PRUEBAS

Tabla b.

D. Procedimiento de Toma de Datos: Se toman muestras sólidas antes de iniciarse las pruebas para

determinar la ley de cabeza del mineral.

Se toman muestras líquidas diariamente para análisis de la ley de oro de

la solución lixiviada, así como pH y fuerza de cianuro.

Se toman muestras sólidas después de culminar la lixiviación para

determinar la ley de colas del mineral.

E. Procesamiento de Datos: Los datos obtenidos diariamente se encuentran en formatos con la

finalidad de analizar los resultados del proceso y son resumidos en la

Tabla Nº 01 (ver apéndice).

5

Los datos de % de recuperación de Oro de todas las pruebas son

analizados estadísticamente para determinar el grado de influencia de

cada variable independientemente y sus interacciones (ver apéndice).

III. RESULTADOS Y ANÁLISIS: 3.1 Resultados: Al analizar los datos experimentales determinamos que las recuperaciones

están sobre 80% (prueba Nº 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13 y 14), llegando incluso

a valores máximos del 87.5% (prueba Nº10) y mínimo del 72 % (prueba Nº 15).

Del procesamiento de datos estadísticamente (apéndice), se obtienen las

variables e interacciones significativas (nitrato de potasio, % humedad y ratio

de riego).

Con las variables e interacciones significativas determinamos un modelo

matemático.

Reemplazando valores de las variables e interacciones (Tabla Nº 02-A,

apéndice) en el modelo matemático, obtenemos porcentajes de recuperaciones

de oro (Tabla Nº 02-B, apéndice).

Con las tablas Nº 02-A y Nº 02-B construimos las gráficas Nº 01 y Nº 02

(apéndice), donde observamos mejor los porcentajes de recuperación de oro.

De la Gráfica Nº 02 deducimos los rangos óptimos de las variables

significativas, para obtener recuperaciones iguales a 80% o mayores. Para el

nitrato de potasio va desde 0,31 a 1,12 g de Nitrato / t de mineral, para la

humedad están dentro de :11,2% a 15,8% en peso y para el ratio de riego varía

de 5 a 10 l/h-m2.

6

3.2 Análisis de Resultados De las variables y rangos estudiadas se determinó que son significativas: el

nitrato de potasio, % humedad y ratio de riego, así como un ligero efecto de la

interacción de todas las variables independientes.

El modelo matemático hallado es verificado estadísticamente mediante el test

F.

De las gráficas Nº 01 y Nº 02 determinamos los rangos óptimos de las variables

para obtener recuperaciones mayores o iguales al 80%:

��Nitrato de potasio: 0,31 a 1,12 g de Nitrato / t de mineral.

��Humedad del mineral: 11,2% a 15,8% en peso.

��Ratio de riego: 5 a 10 l/h-m2.

Así mismo se determinó que económicamente el rango recomendable de las

variables significativas debe ser:

��Nitrato de potasio: 0,31 a 0,66 g de nitrato / t de mineral.

��Humedad del mineral: 11,2% a 13,2% en peso.

��Ratio de riego: 5 a 10 l/h-m2.

IV. CONCLUSIONES a) Las variables que influyen significativamente en el proceso de lixiviación de

mineral aglomerado dentro del rango estudiado son: el nitrato de potasio

(0.1 a 1.5 g/t), la humedad del mineral (10 a 18%) y el ratio de riego (5 a 10

l/h-m2).

b) Para recuperaciones iguales o sobre el 80%, el rango de valores de las

variables significativas son: nitrato de potasio: 0,31 a 0,66 g de nitrato / t de

mineral, humedad:11,2% a 13,2% en peso y el ratio de riego: 5 a 10 l/h-m2,

que están dentro del rango óptimo, lo cual implica reducción en costos de

operación.

7

c) Comparando datos experimentales obtenidos con mineral aglomerado y

mineral sin aglomerar se determina que la cinética inicial es mayor en el

mineral aglomerado.

d) Se encontró un modelo matemático codificado que describe el proceso:

Y = 82.2 + 1.19x2 – 1.69x4 + 2.03x7 – 1.91x10 – 1.14x13.

8

APÉNDICE Cálculos Estadísticos A. Cálculo de Coeficientes:

Matriz XTY

Cem Nitra Cuar/Alun

% Hum.

Ayud Aglo.

CN cura

Ratio Rieg

Tiem cura

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15

1315 -2.2 19 5.2 -2.7 -8.8 -8.4 32.4 -11.8 -16.4 -30.6 9.2 7.8 -18.2 -4.2 4.4

Matriz XTY/16

Cem Nitra Cuar/Alun

% Hum.

Ayud Aglo.

CN cura

Ratio Rieg

Tiem cura

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15

82.2 -0.14 1.19 0.33 -1.69 -0.55 -0.52 2.03 -0.74 -1.03 -1.91 0.58 0.49 -1.14 -0.26 0.27

B. Análisis de Varianza:

Suma de Grados de Media de Fo F 95%, 1 ,1 Fo > FCuadrados Libertad Cuadrados

X1 -2.2 0.3 1 0.3 0.2 10.13 NO SIGNIFX2 19 22.6 1 22.6 12.0 10.13 SI SIGNIFX3 5.2 1.7 1 1.7 0.9 10.13 NO SIGNIFX4 -27 45.6 1 45.6 24.2 10.13 SI SIGNIFX5 -8.8 4.8 1 4.8 2.6 10.13 NO SIGNIFX6 -8.4 4.4 1 4.4 2.3 10.13 NO SIGNIFX7 32.4 65.6 1 65.6 34.8 10.13 SI SIGNIFX8 -11.8 8.7 1 8.7 4.6 10.13 NO SIGNIFX9 -16.4 16.8 1 16.8 8.9 10.13 NO SIGNIFX10 -30.6 58.5 1 58.5 31.1 10.13 SI SIGNIFX11 9.2 5.3 1 5.3 2.8 10.13 NO SIGNIFX12 7.8 3.8 1 3.8 2.0 10.13 NO SIGNIFX13 -18.2 20.7 1 20.7 11.0 10.13 SI SIGNIFX14 -4.2 1.1 1 1.1 0.6 10.13 NO SIGNIFX15 4.4 1.2 1 1.2 0.6 10.13 NO SIGNIF

Curvatura 25.99 25.992 1 26.0 13.8 10.13 SI SIGNIFError 5.65 5.65 3 1.9Total -17.958 292.8 19

c. Modelo matemático en escala codificada: Y = 82.2 + 1.19X2 – 1.69X4 + 2.03X7 – 1.91X10 – 1.14X13

9

d. Verificación estadísticamente (si el modelo matemático representa

adecuadamente a los datos experimentales mediante el test F). Si Fo < F

tabla.

Prueba Y Yest Resid.(Y-Yest)1 82.2 82.20 79.10 80.68 -1.582 -0.14 0.00 85.70 86.33 -0.633 1.19 1.19 82.20 82.73 -0.534 0.33 0.00 81.90 83.83 -1.935 -1.69 -1.69 76.30 74.25 2.056 -0.55 0.00 80.80 79.9 0.907 -0.52 0.00 86.20 84.4 1.808 2.03 2.03 84.30 85.5 -1.209 -0.74 0.00 81.60 80.45 1.1510 -1.03 0.00 87.40 86.1 1.3011 -1.91 -1.91 85.00 82.95 2.0512 0.58 0.00 84.20 84.05 0.1513 0.49 0.00 81.80 82.13 -0.3314 -1.14 -1.14 87.50 87.78 -0.2815 -0.26 0.00 71.90 76.53 -4.6316 0.27 0.00 79.30 77.63 1.67

Coef. Mod. Hallado

SC = 48.16

SCMr = 4.01

Fo = 2.11

F de tabla = 8.74

Fo<F tabla. Lo que significa que el modelo matemático hallado, representa

adecuadamente el proceso.

10

TABLAS Tabla Nº 01: Porcentaje Recuperación de Oro en Pruebas.

Prueba N° % RECUP.1 79.12 85.73 82.24 81.95 76.36 80.87 86.28 84.39 81.6

10 87.411 8512 84.213 81.814 87.515 71.916 79.317 85.918 85.619 8320 85.7

Tabla Nº 02-A: Variables y Rangos (Decodificadas y Codificadas)

Potasio(Kg/Tn) Tiem. Curad(h)5.0 -1 0.10 -1 -1.0 -1 10.0 -1 0.0227 -1 0 -1 16.0 -16.0 -0.8 0.24 -0.8 -0.8 -0.8 10.8 -0.8 0.0318 -0.8 10 -0.8 24.0 -0.87.0 -0.6 0.38 -0.6 -0.6 -0.6 11.6 -0.6 0.0408 -0.6 20 -0.6 32.0 -0.68.0 -0.4 0.52 -0.4 -0.4 -0.4 12.4 -0.4 0.0499 -0.4 30 -0.4 40.0 -0.49.0 -0.2 0.66 -0.2 -0.2 -0.2 13.2 -0.2 0.0590 -0.2 40 -0.2 48.0 -0.210.0 0 0.80 0 0.0 0 14.0 0 0.0681 0 50 0 56.0 011.0 0.2 0.94 0.2 0.2 0.2 14.8 0.2 0.0771 0.2 60 0.2 64.0 0.212.0 0.4 1.08 0.4 0.4 0.4 15.6 0.4 0.0862 0.4 70 0.4 72.0 0.413.0 0.6 1.22 0.6 0.6 0.6 16.4 0.6 0.0953 0.6 80 0.6 80.0 0.614.0 0.8 1.36 0.8 0.8 0.8 17.2 0.8 0.1043 0.8 90 0.8 88.0 0.815.0 1 1.50 1 1.0 1 18.0 1 0.1134 1 100 1 96.0 1

X8X5Ay. Aglo.(Kg/Tn)

X6NaCN cura(ppm)Cuarz/Arcill

X2 X3 X4Humedad(%)

X1Cemento(Kg/Tn)

11

Tabla Nº 02-B: Variables, Rangos (Decodificadas y Codificadas) y % de

recuperación de Oro Calculado

Cem.,Nit. K, Tipo X7 RATIO RIEGOmin.,Hum, Aglom 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10CN cur, Tiem cur -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

-1 64.0 65.0 66.1 67.2 68.2 69.3 70.4 71.4 72.5 73.6 74.6-0.8 69.3 70.2 71.1 72.1 73.0 73.9 74.9 75.8 76.7 77.7 78.6-0.6 73.5 74.3 75.1 75.9 76.8 77.6 78.4 79.2 80.0 80.8 81.6-0.4 76.8 77.4 78.1 78.8 79.5 80.1 80.8 81.5 82.2 82.8 83.5-0.2 79.0 79.5 80.1 80.6 81.1 81.7 82.2 82.8 83.3 83.9 84.40 80.1 80.5 81.0 81.4 81.8 82.2 82.6 83.0 83.4 83.9 84.3

0.2 80.3 80.5 80.8 81.1 81.4 81.7 82.0 82.3 82.5 82.8 83.10.4 79.4 79.5 79.7 79.8 80.0 80.1 80.3 80.4 80.6 80.8 80.90.6 77.4 77.5 77.5 77.5 77.5 77.6 77.6 77.6 77.6 77.7 77.70.8 74.5 74.4 74.3 74.2 74.0 73.9 73.8 73.7 73.6 73.5 73.41 70.5 70.2 70.0 69.8 69.5 69.3 69.1 68.8 68.6 68.4 68.1

Y = 82.2 + 1.19X2 – 1.69X4 + 2.03X7 – 1.91X10 – 1.14X13

Donde :

X2 = Var. Indep. (Nitrato de Potasio).

X4 = Var. Indep. (% Humedad).

X7 = Var. Indep. (Ratio Riego).

X10 = Interacción (X1X3 +X4X6 +X2X7 + X5X8)

X13 = Interacción (X1X6 + X3X4 + X2X5 + X7X8)

12

-1-0.6

-0.20.2

0.6 1

5

6

7

8

910

70.0

72.0

74.0

76.0

78.0

80.0

82.0

84.0

86.0

% Recup. Au

Cem .,Nitrato, Tipo m in.,Hum .,Ayud. aglom .,CN cur.,Tiem cur.

Ratio

Gr áf ica N º 0 1 : PO R C EN T A JE D E R EC U PER A C IO N D E OR O

84.0-86.0

82.0-84.0

80.0-82.0

78.0-80.0

76.0-78.0

74.0-76.0

72.0-74.0

70.0-72.0

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

Ce m e nto,Nitrato K, Tipo m in.,% Hum .,Ayud. aglom .,CN curado,Tie m curado.

Ratio

Gráfica Nº 02: PORCENTAJE DE RECUPERACION DE ORO (vis ta s upe r ior )

84.0-86.0

82.0-84.0

80.0-82.0

78.0-80.0

76.0-78.0

74.0-76.0

72.0-74.0

70.0-72.0

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REFERENCIAS: (1) Jorge Ayala, Richard Pardo

“OPTIMIZACION POR DISEÑOS EXPERIMENTALES”

CONCYTEC, 1995.

(2) Sergio Misari

“METALURGIA DEL ORO” vol. II

Edit. Talleres de Publiasesores SRL., Lima-Perú.

(3) Douglas C. Montgomery

“PROBABILIDAD Y ESTADISTICA”

Edit. McGraw-Hill Interamericana Editores S.A., México.

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