PROCEDIMIENTO PARA LA RECUPERACIN DE LA PLATA POR LIXIVIACIN OBJETIVOSEl objetivo principal de este estudio es delinear un proceso de recuperacin de plata y otros elementos metlicos, que se encuentran en los relaves de flotacin de minerales polimetlicos que contienen plata.PROCEDIMIENTOTodas las lixiviaciones se llevan a cabo a temperatura y ambiente. A un litro de la solucin lixiviante colocado en el reactor de vidrio, se agrega el mineral. Inmediatamente se activa el sistema de agitacin o, en caso de la cianuracin, se comenz el burbujeo de aire.Se tomaron muestras a tiempos pre-establecidos con las pipetas de fondo poroso, para evitar que el mineral siga reaccionando en las muestras.Al finalizar la lixiviacin, se procedi a filtrar la solucin, para separar el residuo (mineral lixiviado) con papel Whatman No. 2 (retencin cristalina, 12.5 cm), con la finalidad de que el mineral no siga reaccionando. El residuo se dej secar.Posteriormente, se tomaron muestras del residuo que fueron digeridas para cuantificar lo que no haba reaccionado.Una vez conocida la cantidad de plata en el residuo, aunada a los resultados obtenidos en las muestras y considerando la cantidad de plata extrada del reactor para cada muestra y el volumen final de solucin lixiviante, se hicieron los clculos necesarios para determinar el contenido de plata en la muestra original.

PROCESO PARA LA OBTENCIN DEL PLATA

Recuperacin - Refinacin - de la Plata de Minerales por Lixiviacin El principio bsico de la cianuracin es aquella en que las soluciones alcalinas dbiles tienen una accin directa disolvente preferencial sobre el oro y la plata contenidos en el mineral. La reaccin enunciada por Elsher en su Journal Prakchen (1946), es la siguiente: 4 Au + 8 KCN + O2 + 2 H2O = 4 AuK(CN)2 + 4 KOH (1)La qumica involucrada en la disolucin de oro y plata en el proceso de cianuracin en pilas es la misma aplicada en los procesos de cianuracin por agitacin.El oxgeno, esencial para la disolucin del oro y plata, es introducido en la solucin de cianuro mediante la inyeccin directa de aire al tanque solucin de cabeza, por irrigacin en forma de lluvia y por bombeo de la solucin recirculante.La velocidad de disolucin de los metales preciosos en soluciones de cianuro depende del rea superficial del metal en contacto con la fase lquida, lo que hace que el proceso de disolucin sea un proceso heterogneo; la velocidad de disolucin depende tambin de la velocidad de agitacin lo que indica que el proceso sufre la presin de un fenmeno fsico.Otros factores que influyen en la velocidad de disolucin son las siguientes:a)Tamao de la partcula.- Cuando se presenta oro grueso libre en la mena, la prctica generalizada es recuperarlo por medio de trampas antes de la cianuracin ya que las partculas gruesas podran no disolverse en el tiempo que dura el proceso.Bajo condiciones consideradas ideales con respecto a la aereacin y agitacin, Barsky encontr que la velocidad mnima de disolucin de oro es 3.25 mg/cm2/hora.b)Oxgeno.- Es un elemento indispensable en la disolucin del oro y plata (aereacin de la pulpa); siendo el aire atmosfrico la fuente de oxgeno utilizado en el proceso de cianuracin.c)Concentracin de la solucin de cianuro.- La solubilidad del oro en una solucin de CN aumenta al pasar de las soluciones diluidas a las concentradas. La solubilidad es muy baja con menos de 0.005% NaCN, crece rpidamente cuando contiene 0.01% NaCN y despus lentamente, llegando al mximo cuando contiene 0.25% NaCN. La proporcin ms eficaz es de 0.05 a 0.07% NaCN. La concentracin usual de CN para el tratamiento de menas de oro es de 0.05% NaCN y para menas de plata de 0.3% para concentrados de oro-plata, la fuerza de NaCN est entre 0.3 - 0.7%. El NaCN es el ms usado en el proceso de cianuracin, aunque tambin se emplea el KCN.d)Temperatura.- La velocidad de disolucin de los metales en una solucin de NaCN aumenta con el incremento de la temperatura, hasta 85C arriba de esta temperatura; las prdidas por descomposicin del cianuro es un serio problema.e)Alcalinidad protectora.- Las funciones del hidrxido de calcio en la cianuracin son los siguientes:-Evitar prdidas de cianuro por hidrlisis.-Prevenir prdidas de cianuro por accin del CO2 del aire.-Neutralizar los componentes cidos.-Facilitar el asentamiento de las partculas finas de modo que pueda separarse la solucin rica clara de la mena cianurada.f)Porcentaje de finos.- Este aspecto es muy importante, porque, cuando el % de finos es alto, mayor al 20% del total (< -10 mallas,1.7 mm) las partculas tienden a aglutinarse en consecuencia no dejan pasar las soluciones de cianuro por lo que estos minerales requieren otro tratamiento posiblemente curado con cal ,cemento o ambos para lograr aglomerarlos y facilitar la percolacin.Procedimiento para la obtencin de plataEn lneas generales, el mineral fracturado o chancado es colocado sobre un piso impermeable formando una pila de una altura determinada, sobre la que se esparce solucin diluida de cianuro de sodio que percola a travs del lecho disolviendo los metales preciosos finamente diseminados.La solucin de lixiviacin, enriquecida en oro y plata se colecta sobre el piso permeable que, dispuesto en forma ligeramente inclinada, la hace fluir hacia un pozo de almacenamiento. Desde este pozo, la solucin es alimentada a una serie de estanques de clarificacin, filtracin, precipitacin, etc. retornando el efluente estril a la pila de mineral:a) Trituracin: Dependiendo del tamao al cual sea adecuado triturar puede existir chancado en 1, 2 3 etapas. En este tipo de lixiviacin son comunes los chancados slo hasta la etapa secundaria.El mineral debe ser chancado al 100% de cualquiera de las mallas siguientes: 100 % - 1" 100 % - 3/4" 100 % - 1/2" 100 % - 3/8" Los tres primeros tamaos se logran con trituracin secundaria, mientras que la ltima slo se obtiene con chancado terciario.b)Cianuracin: Consta de un tanque de cabeza de una capacidad instalada a una altura sobre la pila. La solucin lixiviante fluye por gravedad hacia el Pad. La solucin pregnant es recepcionada mediante un canal de concreto que al igual que al piso de las pilas tiene una pendiente de 1.5% pasando luego a los filtros mediante una tubera plstica.La solucin despus de habrsele eliminado los finos y el oxgeno pasa un tanque de agitacin hermticamente cerrado en donde se le adiciona zinc en polvo y acetato de plomo.

C) Precipitacin:-El principio de la precipitacin de metales preciosos contenidos en soluciones de CN empleando polvo de zinc, est basado en el hecho de que el oro y la plata son electronegativos respecto al zinc, ocurriendo un reemplazo electroqumico del oro y la plata por el zinc, seguido por el desplazamiento del hidrgeno del agua por el sodio segn la siguiente reaccin: NaAu(CN)2 + 2NaCN + Zn + H2O= Na2Zn(CN)4 + Au + H + NaOHEn la prctica, ocurre un exceso en el consumo de Zn por encima de la demanda terica debido a que tanto el CN con el alcali libre en la solucin tienden a atacar al Zn disolvindolo. Las reacciones son ms eficientes con la adicin de acetato de plomo:Pb(CH3-COO)2- + Zn = (CH3 - COO)2- + Pb-

Precipitacin en carbn activadoSe realiza generalmente cuando el mineral contiene muy poca proporcin de Ag, es decir cuando el mineral est constituido principalmente por oro como metal precioso.Reactivos a usar en la recuperacinCianuro.- El solvente ms comnmente utilizado es el cianuro de sodio.El cianuro se prepara con agua no cida a un pH neutro cuya concentracin es 10% en peso.La concentracin mnima en la solucin lixiviante est entre 0.05 - 0.10 % de NaCN como mximo.Cal.- La cal se agrega directamente con el mineral en el chancado, la funcin es mantener una alcalinidad de 10 a 11, su consumo variar de acuerdo a cada mineral y esta entre 0.5 a 5 kg/TM.La ley como CaO libre debe estar entre 60 y 70% para evitar transporte de carga intilZinc.- El polvo de zinc se agrega en una proporcin que vara de 0.6 a 1.5 partes por parte de oro y plata, para obtener estos consumos debe utilizarse un zinc de la ms alta calidadCarbn activado.- Es utilizado para precipitar oro y plata de las soluciones ricas, se recomienda generalmente cuando el mineral tiene solo o mayores proporciones de oro con respecto a la plata, el carbn usado en estos casos est entre mallas -6+16, -8 + 18 y -10 +20, a veces acompaado de una precipitacin opcional de plata con Na2S cuando la relacin plata/oro en la solucin es muy alta. Los carbones mas usados son la corteza de coco debido a su dureza y mayor poder adsorbente.Las propiedades adsorbentes del carbn son muy conocidas desde el siglo pasado, pero no se us a falta de una tcnica para disolver el oro y la plata del carbn, el cual se calcinaba y funda, perdindose todo el carbn, recin se puede usar el carbn con los avances que hizo Zadra por los aos 1950 y ahora se usa ampliamente en nuestro medio.La cantidad de oro y plata que puede cargar los carbones est en funcin de la concentracin de metales preciosos en la solucin rica 1.5 mg pl de oro difcilmente llegara a 6 kg de oro/TM carbn, un carguo de 12 kg de metales preciosos por TM de carbn se considera un valor aceptable en la industria. Columnas de carbn.Se usa 4 5 columnas de carbn.La primera columna se contacta con la solucin y es retirada peridicamente del circuito una vez que el carbn se ha cargado, colocndose posteriormente en el ltimo lugar con carbn fresco, mientras los restantes avanzan un lugar en la serie.La alimentacin puede efectuarse en sentido descendente, haciendo percolar la solucin a travs de un lecho fijo de carbn o ascendente pasando la solucin a una velocidad apropiada para mantener las partculas en lecho fluidizado.La adsorcin en lecho fijo requiere una menor cantidad de carbn pero est limitada a operar slo con soluciones clarificadas y a un flujo especfico de no ms de 2 litros/minuto por decmetro cuadrado de seccin. El lecho fluidizado puede funcionar con soluciones turbias con flujos que pueden llegar a 10 lt/min/dm2.

RESULTADOS Y DISCUSIN

Los resultados a presentarse en este trabajo son producto de la investigacin de pruebas a nivel de laboratorio.

1.-Prueba de lixiviacin:

Estas pruebas de laboratorio fueron orientadas a evaluar en condiciones controladas la lixiviacin del relave y precisar el efecto aislado de algunas variables que juegan un rol importante en el proceso. Es as que la evaluacin del efecto de la concentracin de NaCl H2SO4 se consider prioritaria, estudindose luego la influencia de otras variables tales como: densidad de pulpa, velocidad de agitacin, tamao de partcula, etc. Las condiciones generales usadas en las pruebas de laboratorio fueron: 200 gramos de relave a 60% malla -200, densidad de pulpa 20% de slidos y agitacin mecnica constante.

a)- Efecto de la concentracin de NaCl

muestra la extraccin de plata a diferentes concentraciones de NaCl, manteniendo las dems condiciones constante, se puede apreciar un efecto favorable en la velocidad de extraccin de plata, cuando se incrementa la concentracin del lixiviante, aunque el rate de incremento disminuye alrededor de 300g/l. Una concentracin de 200g/l se considera aceptable, por facilidad de operacin.

Al parecer, el marcado incremento inicial en la cantidad de plata disuelta cuando se usa soluciones con diferente contenido de NaCl, es debido a la formacin de complejos solubles de cloruro de plata, mientras que la lenta disolucin de plata posterior a esta rpida disolucin inicial podra deberse a:

1.- La formacin de una capa de cloruro de plata insoluble que rodea a las partculas de mineral, evitando el ataque del agente lixiviante, controlando el proceso por difusin de los reactantes y productos a travs de esta pelcula slida.

2.- El tipo de mineralizacin de plata que parcialmente se encuentra finamente diseminado o formando solucin slida con la pirita, disolvindose solamente las formas solubles o que estn expuestas y que pueden entrar en contacto con los agentes lixiviantes.

b) Efecto de la concentracin de H2SO4

El propsito de estas pruebas fue evaluar la influencia de la acidez en la velocidad de disolucin de plata, usando para estas pruebas una concentracin constante de 200 g/l de NaCl, los resultados se muestran en la fig. 2, se observa que el efecto de la acidez no es significante y para valores de 4g/l el efecto del incremento del nivel de H2SO4 es nulo, reforzando la hiptesis de que la disolucin de plata soluble en el relave por el NaCl se debe a la accin acomplejante de los iones Cl- sobre la plata.

c) Efecto de la densidad de pulpa y velocidad de agitacin

El efecto del porcentaje de slidos en la pulpa se presenta en la fig. 3, mantenindose constante la concentracin de 200g/l de NaCl y las dems condiciones establecidas anteriormente. Se observa que la variacin en el porcentaje de slidos no tiene efecto pronunciado para contenidos menores de 20% slidos debido posiblemente al exceso de reactante disponible cuando se lixivia con soluciones concentradas de NaCl.

En cuanto a la velocidad de agitacin, esta tiene una influencia muy pequea en la disolucin de plata, lo cual indica que aun a grandes velocidades de difusin de los reactantes de la solucin hacia la superficie de las partculas o viceversa (900 RPM) hay un factor que limita la disolucin de plata.

d) Efecto del tamao de partcula

La influencia del tamao de partcula a nivel del laboratorio fue evaluada a tres niveles de finura: -100, -200 y 400 mallas, encontrndose que prcticamente no hay diferencia en la extraccin obtenida, tal como se puede apreciar en la fig. 4), lo que indica que la liberacin de la plata no ocurre an pulverizando el mineral a menos de 38 micras, reforzando la tesis de una combinacin de la plata en la ganga en forma muy ntima que imposibilita una buena recuperacin de este metal. Asimismo, se han realizado pruebas de lixiviacin con muestras de mineral correspondientes a diferentes rangos de granulometra, pero reducidos a mallas 100, los resultados en forma general indican que las formas solubles de plata se encuentran distribuidas en los rangos de tamao de partcula estudiados y no se encuentran como se esperaba en las fracciones finas.

2.-Precipitacin de la plata:

La plata contenida en las soluciones lixiviadas con una concentracin variable de 10 300 mg/l y otros elementos presentes tales como Cu y Bi principalmente, fueron precipitados empleando chatarra de fierro como agente cementante, el cual se us por su bajo costo y disponibilidad, comparado con el polvo de Zinc u otro proceso conocido. El tiempo de retencin en las celdas de cementacin fue de 60 minutos.

Estas pruebas de lixiviacin-cementacin continuas dieron como resultados precipitados, cuya composicin qumica vara entre: Ag de 2 6%, Cu de 10 30% y Bi de 3 15%,producto que puede ser integrado sin problemas a los circuitos de tratamiento de la fundicin.

CONCLUSIONES:* Los resultados a nivel de laboratorio indican que, empleando la tcnica de lixiviacin cido-clorurante, es posible recuperar parcialmente la plata contenida en los relaves de flotacin.* La disolucin de plata se debe a la formacin de complejos solubles de cloruro de plata (AgCl2-), el cual es favorecido por el exceso de iones Cl- . La principal variable que controla la extraccin de este elemento es la concentracin de NaCl en la solucin lixiviante.* La extraccin de plata mxima lograda a nivel de laboratorio fue de 32%, la cual parece estar limitada por la difcil mineralizacin del mineral piritoso, en donde la plata se encuentra finamente diseminada y a la presencia de compuestos insolubles como la argento-jarosita.* El efecto de otros variables tales como la concentracin de H2SO4, densidad de pulpa, tamao de partcula, velocidad de agitacin, tienen un efecto muy poco significante en la extraccin de plata.* En cuanto al aspecto econmico del proceso, este es bastante atractivo y se logra una buena contribucin econmica, debido al bajo costo operativo del proceso que en forma global llega a 3.8 $/onz Ag eq., valor que nos da un buen margen para operar considerando las variaciones del precio de este elemento en el Mercado Internacional.

* Los resultados a nivel de laboratorio indican que, empleando la tcnica de lixiviacin cido-clorurante, es posible recuperar parcialmente la plata contenida en los relaves de flotacin.

* La disolucin de plata se debe a la formacin de complejos solubles de cloruro de plata (AgCl2-), el cual es favorecido por el exceso de iones Cl- . La principal variable que controla la extraccin de este elemento es la concentracin de NaCl en la solucin lixiviante.

* La extraccin de plata mxima lograda a nivel de laboratorio fue de 32%, la cual parece estar limitada por la difcil mineralizacin del mineral piritoso, en donde la plata se encuentra finamente diseminada y a la presencia de compuestos insolubles como la argento-jarosita.

* El efecto de otros variables tales como la concentracin de H2SO4, densidad de pulpa, tamao de partcula, velocidad de agitacin, tienen un efecto muy poco significante en la extraccin de plata.

* En cuanto al aspecto econmico del proceso, este es bastante atractivo y se logra una buena contribucin econmica, debido al bajo costo operativo del proceso que en forma global llega a 3.8 $/onz Ag eq., valor que nos da un buen margen para operar considerando las variaciones del precio de este elemento en el Mercado Internacional.ConclusionesLa extraccin en 30 - 60 das puede llegar a 60 - 80% del oro total, logrndose extraer el 50% en la segunda semana de tratamiento.El consumo de agua es pequeo flucta alrededor de 1.5 M3/tonelada.El consumo de energa est centrado fundamentalmente en el chancado que est en funcin de la granulometra requerida. La cintica de disolucin por cianuro tiene el siguiente orden: mercurio, oro, cobre, plata, etc.La cintica de adsorcin de iones metlicos sobre carbn activado tiene el siguiente orden: mercurio, oro, plata.El mtodo permite disear plantas porttiles las cuales pueden ser trasladadas a otros lugares, cuando se trata de pequeas minas. El mtodo encuentra su aplicacin para explotar numerosos recursos mineros donde la inversin es un factor determinante y los recursos econmicos son escasos; lixiviando los minerales con metales preciosos es factible tener liquidez inmediata. El mtodo de lixiviacin en pila, adsorcin en carbn activado desorcin y electro obtencin es ms apropiado para minerales que slo tienen oro o mayor proporcin de oro respecto a plata. Cuando los minerales tienen mayor contenido de plata y poco oro se recomienda precipitar la Ag con Na2S enseguida adsorber el oro con carbn o precipitar ambos elementos con polvo de zinc con el equipo de Merril-crowe, obteniendo en este ltimo caso un precipitado rico en oro y plata. Los costos de operacin de Heap Leaching fluctan entre 2 y 10 US$/TMS y se pueden beneficiar minerales hasta con un gramo de oro por tonelada de mineral.

RESULTADOS Y DISCUSIN

Los resultados a presentarse en este trabajo son producto de la investigacin de pruebas a nivel de laboratorio.

1.-Prueba de lixiviacin:

Estas pruebas de laboratorio fueron orientadas a evaluar en condiciones controladas la lixiviacin del relave y precisar el efecto aislado de algunas variables que juegan un rol importante en el proceso. Es as que la evaluacin del efecto de la concentracin de NaCl H2SO4 se consider prioritaria, estudindose luego la influencia de otras variables tales como: densidad de pulpa, velocidad de agitacin, tamao de partcula, etc. Las condiciones generales usadas en las pruebas de laboratorio fueron: 200 gramos de relave a 60% malla -200, densidad de pulpa 20% de slidos y agitacin mecnica constante.

a)- Efecto de la concentracin de NaCl

La fig.(1) muestra la extraccin de plata a diferentes concentraciones de NaCl, manteniendo las dems condiciones constante, se puede apreciar un efecto favorable en la velocidad de extraccin de plata, cuando se incrementa la concentracin del lixiviante, aunque el rate de incremento disminuye alrededor de 300g/l. Una concentracin de 200g/l se considera aceptable, por facilidad de operacin.

Al parecer, el marcado incremento inicial en la cantidad de plata disuelta cuando se usa soluciones con diferente contenido de NaCl, es debido a la formacin de complejos solubles de cloruro de plata, mientras que la lenta disolucin de plata posterior a esta rpida disolucin inicial podra deberse a:

1.- La formacin de una capa de cloruro de plata insoluble que rodea a las partculas de mineral, evitando el ataque del agente lixiviante, controlando el proceso por difusin de los reactantes y productos a travs de esta pelcula slida.

2.- El tipo de mineralizacin de plata que parcialmente se encuentra finamente diseminado o formando solucin slida con la pirita, disolvindose solamente las formas solubles o que estn expuestas y que pueden entrar en contacto con los agentes lixiviantes.