Zadra Recuperacion de Oro Plata

7/27/2019 Zadra Recuperacion de Oro Plata

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ARTCULOIngeniera y Tecnologa

RECUPERACIN DE ORO Y PLATA POR EL

PROCESO ELECTROLITICO TIPO ZADRA

GOLD AND SILVER RECOVERY BY A ZADRA TYPE

ELECTROLYTIC PROCESS

Chambi Viraca Luis C.

Instituto de Investigaciones Metalrgicas y de Materiales, Facultad de Ingeniera,

Universidad Mayor de San Andrs, La Paz, Bolivia: [email protected]

RESUMEN

Una alternativa de recuperacin de oro y plata a partir de soluciones ricas, es el procedi-

miento electroltico empleando la celda tipo ZADRA. El presente trabajo ha sido aplicado

en forma directa a unas soluciones proveniente del proceso de lixiviacin en presencia

de cianuro de sodio. La composicin qumica de la solucin sometida a la electrolisis

directa en Celda tipo Zadra es; 33.75 mg Au/l; 5.5 mg Ag/l; 375 mg Fe/l y 1727.5 mg S/l,

las deposiciones logradas por este procedimiento son del 98% y 99% para el oro y plata

respectivamente.

Palabras Clave: Celda Zadra; Extraccin; Oro; Plata

ABSTRACT

One alternative for gold and silver recovery from Au-rich brines is the Zadra electrolyticprocess. The present work deals with the direct application of the Zadra process to

brines obtained as a result of leaching gold containing ores with sodium cyanide. The

chemical composition of the solution subjected to electrolysis was 33.75 mg Au/l, 5.5 mg

Ag/l, 375 mg Fe/l and 1727.5 mg S/l. The gold and silver achieved electro - deposition

were 98% and 99% respectively.

Keywords: Zadra Cell; Electrolytic Extraction; Gold; Silver.


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Investig@ UMSA Vol. 1(1), 31-49, 2010

ARTCULO Ingeniera y Tecnologa

INTRODUCCIN

El Departamento de La Paz es catalogado

como una regin minera aurfera y en ella se

han establecido cooperativas mineras dedi-cadas a la extraccin de oro que recuperan

de yacimientos mineros de tipo aluvional y

yacimientos primarios. La Tabla 1 muestra

algunas cooperativas registradas y en ac-

tual etapa de trabajo en Bolivia, en el Depar-

tamento de La Paz las cooperativas estn

agrupadas en tres organizaciones sindica-

les comosonFEDECOMIN,FECOMANy

FERRECO(CmaraNacionaldeMinera).

La ley 21060 promulgado el ao 1986, en-

tre uno de sus objetivos fue la relocalizacin

de mineros que trabajaron en el sector de

la minera tradicional de Bolivia, esta relo-

calizacin se debi a la crisis minera como

consecuencia de la cada de los precios de

los minerales en el mercado internacional,

por ese motivo se establecieron cooperati-

vas mineras para trabajar en el sector aur-

fero del Departamento de La Paz que hasta

ese entonces no mostraron inters por la

explotacin y recuperacin de oro, aunque

la explotacin de oro fue promovida desde

tiemposdelacolonia.Fueapartirdesta

ley que la explotacin y recuperacin de oro

seintensicenloscentrosminerosdelDe-partamento de La Paz que mostraron con-

tenidos de oro y plata expectables.

La explotacin de yacimientos de tipo

primario y secundario, fue realizada con

equipo de diseo rstico como canaletas

y bateas, posteriormente con la subida de

los precios del oro en el mercado interna-

cional, les permiti a algunas cooperativas

con una buena organizacin sindical, me-

jorar y mecanizar sus ingenios para incre-

mentar la produccin aurfera permitiendogenerar empleos directos e indirectos.

Las cooperativas mecanizadas cuentan con los

equiposquesemuestranenlaFigura1como

un modelo general, los cuales son destinados

para la recuperacin de oro libre en forma ex-

clusiva, la implementacin de este tipo esque-

mas metalrgicos se debi principalmente a los

precios altos del oro registrado desde los aos2005 al 2009, adems a que contaron con una

buena organizacin sindical.

EnlaFigura1,muestraquealgunospro-

cedimientos de recuperacin de oro no

son nada amigable con el medio ambiente

y principalmente con la salud de los tra-

bajadores y de sus familiares, debido a

que en el circuito de tratamiento utilizan

mercurio para poder colectar el oro y una

posterior etapa de quema del mercurio en

bateas fue practicada sin control.

Las cooperativas con mejor equipamiento

muestran instalaciones de similares carac-

tersticasalsealadoenlaFigura1,por

su parte las cooperativas pequeas que

poseen pocos equipos tienden a tener la

misma lnea de equipamiento en sus inge-

nios cuyo propsito es lograr recuperar la

mayor cantidad de oro libre.

Actualmente la recuperacin de oro es

buena y pareciera que todo les favorece,


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por ejemplo precios altos del oro en el mer-

cado internacional 900$us/OT, el gobierno

actual muestra su apoyo a este sector, por

lo tanto, es el momento de mostrar algu-

nas alternativas tcnicas (Alarcn, 2003).El presente trabajo de investigacin de tipo

aplicativa se fundamenta principalmente en

aplicar el proceso de electrolisis en celda

detipoZadrayenlaFigura1sepuedeob-

servar varios aspectos, como: El oro que

se recupera es de granulometra gruesa;

elorodegranulometrananoesposiblesu recuperacin; la recuperacin de oro se

hace mediante amalgamacin el cual es


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perjudicial debido a que el mercurio se ato-

miza por la presencia de elementos comoazufre, arsnico, etc.; la recuperacin de

oro slo alcanza el 40% aproximadamente,

debido a que no todo el oro esta liberado y

los minerales de veta traen gran cantidad

de piritas con contenidos altos en oro del

cual es difcil su recuperacin con el pro-

cedimientodelaFigura1.;existeunagran

contaminacin por efecto del mercurio y

la presencia de lamas, estos productos seconstituyen en contaminantes debido a

que salen del circuito con direccin al ro

en forma no controlada.

El presente trabajo pretende mostrar una

alternativa para incrementar la recupera-

cin de oro-plata y el proceso electroltico

Figura1.DiagramadeujometalrgicodeCooperativaMecanizada


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de tipo Zadra se hace amigable para el tra-

tamiento de minerales de oro y plata por

su efectividad y cuidado que son aplicable

a soluciones ricas en oro y plata principal-

mente, para el cual debe estar resuelto laetapa de concentracin gravimtrica y la

etapa de lixiviacin.

ASPECTOS TERICOS

Lixiviacin de oro y plata

El proceso hidrometalrgico de cianura-

cin de oro y plata (Barbosa et al. 1988),

se rige por la termodinmica el cual es re-

sumido en los diagramas Eh-pH (potencial-

potencial de hidrgeno). La estabilidad del

proceso de cianuracin de oro y plata fue

reportada por Barbosa y Monhemius en lossiguientes diagramas de reas de predo-

minanciamostradasenlasFiguras2y3.

Enestasgurassemuestranlafactibilidad

de cianuracin de oro y plata en rangos

de pH mayores a 9.21 con concentracin

molal de :

Au y Ag igual a 10-4molal y CN=10-1molal

Figura2.DiagramaEh-pHsistema

Au-CN-H2O a 25C (Barbosa et al 1988)


Ag-CN-H2O a 25C (Barbosa et al 1988)


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Las siguientes reacciones demuestran la

posibilidad de lixiviar oro y plata por cianu-

racin (Habashi, 1980):

Las energas libres de Gibbs fueron de-

terminados tomando como referencias la

base de datos del software HSC 6.0 (Roi-

ne et al. 2006), este programa computa-

cional est basado en una buena informa-

cin termodinmica.

Por otra parte, la posibilidad de recuperar los

metales preciosos por cianuracin se com-

plica cuando en los minerales se presentan

compuestos de azufre, sta imposibilidad

sepuedeobservarenlasFiguras4y5.

EnlaFigura4sepuedeobservar laim-

posibilidad de realizar el proceso de cia-

nuracin del oro en presencia de azufre

a menos que se pueda bajar el pH hasta

valores inferiores a 8, sin embargo a estos

valores la presencia de HCN se incremen-

ta de acuerdo con la siguiente expresin:

(3)


Au-SCN-H2O a 25C (Barbosa et al 1988)


Ag-SCN-H2O a 25C (Barbosa et al 1988)


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como la formacin de lamas los cuales

fueronoculadosconcal,sinembargoel

in calcio les interfera en la electrlisis y

para resolver el problema generado usa-

ron carbonato de sodio para precipitar elcalcio y su recuperacin subi hasta va-

lores del 95% pero al transcurrir el tiempo

esta recuperacin bajo al 50% el cual atri-

buyeron a la presencia de las lamas.

MTODOS

Para desarrollar el trabajo experimental se

haseguidoelesquemamostradoenlaFi-gura 6. En ella se muestra los pasos con-

secutivos para lograr en lo posible teno-

res altos de oro y plata en solucin, sta

solucin rica es destinada a tratamiento

por electrlisis en celda tipo Zadra, cuya

disposicin de los equipos de electrlisis

de celda de tipo Zadra se muestra en la

Figura7.

ComosepuedeobservarenlaFigura6,

en la etapa de tratamiento gravimtrico se

recupera oro libre, concentrado de pirita y

colas de descarte. El concentrado de pirita

fue sometido a tostacin oxidante para eli-

minar azufre y liberar el oro, la calcina fue

sometida a lixiviacin por agitacin en so-

lucin de NaCN en un rango de pH entre9.5 a 10.5, el cianuro libre fue controlado

por titulacin con nitrato de plata estanda-

rizada. La solucin rica fue directamente

Figura 6. Diagramade pretratamiento de

piritas aurferas

Figura 7.Celda tipoZadrade laboratorio

para oro y plata


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destinada para su tratamiento por el pro-

ceso electroltico en celda tipo Zadra.

La celda tipo Zadra, como se puede obser-

varenlaFigura7,fueconstruidoenPVC(cloruro de polivinilo) de 3 plg. de dime-

tro y 12 cm de alto, el cual se encuentra

enchapada de acero inoxidable que sirve

como nodo, el ctodo est conformado

por viruta deacero inoxidable connado

dentro de una malla tubular de 2 plg. tam-

bin de acero inoxidable. La solucin rica

es alimentada por un tubo de plg. insta-

lado en el eje axial del ctodo. La solucinuyeencontracorrienteconuncaudalde

428.5 ml/min hacia el rebalse acoplado

a la celda tipo Zadra, y es alimentado a

un deposito acondicionador que tiene la

nalidaddecontrolar la temperaturayel

contenido de oro, para luego recircular la

solucin a la celda electroltica.

RESULTADOS Y DISCUSIN

El mineral est constituido por piritas au-

rferas y es procedente de la Cooperativa

Minera Aurfera Cotapata localizada a 20

kmdelaciudaddeLaPaz,lacomposicin

aproximada de oro es de 112.04 g/t (este

tenoraltofuedeterminadoporpruebasre

assay en los laboratorios del IIMETMAT ySGS La Paz). La mineraloga de la mues-

tra mineral (Alarcn 2003) se muestra en

la Tabla 2.


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El grado de liberacin de oro se puede ob-

servarenlasmicrografasdelaFigura8.

En laFigura 8,seobservapirita que se

encuentra como base de oro liberado. Con

este criterio el mineral fue sometido a mo-

lienda y recuperacin de oro fsico por pro-

cesos gravimtricos como una etapa pre-

liminar, obtenindose tres productos; oro

fsico,concentradoycolasnalessegnla

establecidoenlaFigura6.Elmaterialque

se someti a tostacin oxidante fue el con-

centrado y el producto de este proceso se

destin a cianuracin (no siendo objetivo

de ste trabajo analizar la concentracin

gravimtrica ni los procesos de tostacin

y cianuracin). La composicin qumica

de los productos de la etapa preliminar, se

muestra en la Tabla 3.

La solucin rica obtenida del proceso de

cianuracin, muestra un contenido de

33.75 mg/l de oro, ste producto se desti-

n a la celda tipo Zadra, para el cual fueron

realizadas pruebas preliminares en celda

convencional cuyo objetivo fue determinar

Figura8.Micrograasdelgradodeliberacindeorocontenidoenpiritas


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parmetros tcnicos para aplicacin en

celda tipo Zadra. Los resultados de stas

pruebas se muestran en la tabla 4.

En la Tabla 4, se puede observar tres prue-

bas realizadas en celda convencional, elrendimiento del proceso de electrlisis lle-

ga al 33.41% cuando la prueba fue realiza-

do sin la adicin de exceso de CN_

ni Na+,

estos rendimientos suben hasta 89.88%

cuando fue agregada a la solucin 0.40g

Na+ y 99.75% cuando se agreg 6.50g CN

a 40oC. Para las pruebas en celda tipo Za-

dra se ha tomado en cuenta los anteriores

parmetros y se us viruta de acero como

ctodo cuya composicin se detalla en laTabla 5.

Los parmetros utilizados para realizar las

pruebas en celda tipo Zadra, se resumen

en la Tabla 6.


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LosresultadosdelaspruebasenceldatipoZadrasemuestranenlassiguientesguras:

Figura9.DepsitodeOro;CN

_

= 3.14 g/l a 50

o

C


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Figura10.DepsitodeOro;NaOH_

=0.80g/l a 50oC

Figura11.DepsitodeOro;CN_

= 5.03g/l T = 30oC


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De los anteriores resultados, el proceso de

electrolisis en celda tipo Zadra, para el caso

del oro, llega a rendimientos del 98% en un

tiempo ptimo de tres horas de electrolisis

con un caudal de recirculacin de la solu-

cin de 25.71 l/hr. La intensidad de corrien-

te ms adecuada para la electrolisis es de

1.5 a 2.5 amp. llegando a depositar hasta

el 98%, y no as cuando se trabaja a una

intensidad de corriente igual a 0.08 amp.

Por otra parte tambin se ha observado la de-

posicin de complejos cianurados de hierro

como ferrocianuros y ferricianuros frricos los

cuales adquirieron una coloracin azul tanto

en el ctodo como en el nodo, estos com-

puestos han sido de difcil separacin en el

tratamiento de limpieza del oro depositado.

Los resultados de la electrodeposicin de

platasepresentanenlassiguientesguras:

Figura12.DepsitodeOro;CN_

= 5.03g/l T = 40oC


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Figura13.DepsitodeAg;CN_

= 3.14g/l T =50oC

Figura14.DepsitodeAg;Na0H

= 0.80g/l T =50oC


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= 5.03 g/l T =30oC


= 5.03 g/l T =40oC


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De las Figuras 13, 14, 15 y 16, para el

caso de la deposicin de plata utilizando

viruta de acero inoxidable de la celda tipo

Zadra, llega a rendimientos del 99% en un

tiempo ptimo de tres horas de electrolisis,en similitud con la electrlisis del oro.

Comparando las Figuras 9, 10, 11 y 12

conlasFiguras13,14,15y16quecorres-

ponden a la electrlisis de oro y plata res-

pectivamente, la temperatura es un factor

determinante para la electrodeposicin de

oro, es as que un rango aceptable de tem-

peratura es de 30 a 40C con recuperacio-nes en oro que llegan a valores del 98 %.

CONCLUSIONES Y PROYECIONES

En la composicin mineralgica del mine-

ral, el oro est constituido por 90% de piri-

ta y 10% est asociado con cuarzo y otros

constituyentes. El grado de liberacin de

la muestra a tamaos 75m alcanz al

83.34%, por lo tanto la muestra fue molida a

105m posibilitando la aplicacin del pro-

cesos gravimtricos como etapa preliminar.

La solucin rica, procedente de cianura-

cin contiene tenores como 33.75 mgAu/l,

5.5 mgAg/l, 375 mgFe/l, 1727.5 mgS/l y

17.7 milimhos/cm de conductividad, en

estas condiciones fueron realizadas prue-

bas de electrlisis en celda convencional

logrndose deposiciones en el rango de

33.4 a 97% de oro.

En la realizacin de las pruebas de electro-

lisis en celda tipo Zadra, fueron considera-

dos el tiempo de electrlisis, la intensidad

de corriente, la temperatura y el efecto de

adicin de reactivos como el cianuro de

sodio e hidrxido de sodio, alcanzando

recuperaciones del 98% de oro y 99% deplata con una intensidad de corriente de

1.5 Amp. y 30 a 40oC de temperatura, en 3

hrs.deelectrlisisyconunujodesolu-

cin de 25.71 l/hr, siendo las mejores con-

diciones de trabajo para la electrolisis en

celda tipo Zadra.

El efecto del cianuro de sodio e hidrxido

de sodio, mejoran la recuperacin de oroy plata cuyos resultados llegan al 98% de

oro cuando fue adicionado hidrxido de so-

dio y al 93% de recuperacin de oro cuan-

do fue adicionado cianuro de sodio, estos

resultados son muy buenos comparados

a cuando se trabaja sin la adicin de los

anteriores reactivos logrndose recupera-

ciones del 79% de oro. El comportamiento

de la recuperacin electroltica de la plata

es similar al caso del oro.

El efecto de los contaminantes como el

caso del calcio, hierro y azufre, en la elec-

trolisis en celda de tipo Zadra no han mos-

tradounaincidenciasignicativa,aunque

en el proceso tanto en celda convencional

como en celda de tipo Zadra se ha ob-

servado deposiciones posiblemente de

complejos de hierro-cianuro el cual no fue

estudiado, sin embargo debe ser una con-

dicin necesaria controlar hierro y el azu-

fre para trabajar en los procesos de cia-

nuracin y electrolisis, este aspecto est

fundamentado en los diagramas Eh-pH.


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El proceso de electrolisis en celda tipo Za-

dra para la recuperacin de oro y plata es

tcnicamente factible y aplicable a solucio-

nes procedentes de la etapa de cianura-

cin. Sin embargo deben ser realizados,anteriormente, los procedimientos gravi-

mtricos, tostacin y lixiviacin.

El proceso de electrolisis en celda tipo Za-

dra, tambin puede ser aplicado en pe-

quea escala lo cual ayudara a las Coo-

perativas y Empresas mineras pequeas

dedicadas a la extraccin de oro y plata a

mejorar su produccin.

AGRADECIMIENTOS

El autor desea agradecer al Instituto de

Investigaciones Metalrgicas UMSA por

nanciarypermitirlarealizacindelpre-sente estudio, a la Cooperativa Minera Co-

tapata por prestarnos toda la colaboracin

y entregarnos un mineral muy selecciona-

do en contenido de oro.


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BIBLIOGRAFA

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Grado, Carrera de Ingeniera Metalrgicas, Universidad Mayor de San Andrs, La

Paz.

Artculo recibido en: septiembre de 2010

Manejado por: Rodny Balanza

Articulo aceptado en: diciembre de 2010

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