ESTUDIO DE OPTIMIZACION PARA MEJORAR LALIXIVIACION CIANURANTE DE UN MINERALREFRACTARIO DE ORO Y PLATA CONTENIENDOANTIMONIO DE LA ZONA DE HUAMPAR LIMATESISPARA OPTAR EL TTULO PROFESIONAL DEINGENIERO METALURGISTA Y DE MATERIALESPRESENTADO POR:BACHILLER CHAHUAYO MEZA, Evelin KatyBACHILLER ALEJANDRO MARQUEZ, Ana BiancaHUANCAYO - PER2012ASESOR:ING. CESAR ORTIZ JAHNDedicado a Walter, Zenaida y Anaquienes me inculcaron: estudio,trabajo y responsabilidadAGRADECIMIENTOSiendo esta oportunidad propicia, deseamos hacer llegar nuestro msprofundo y sincero agradecimiento a las siguientes personas que contribuyerona este esfuerzo, brindndonos valiosas sugerencias, consejos personales enlos diferentes campos, crticas consecutivas y apoyo incondicional:Ing. Cesar Ortiz Jahn quien nos asesor esta investigacin con esmero ypreocupacin de maestro.Empresa INSPECTORATE SAC que nos colabor con los materiales y equipospara la investigacin presente.Docentes Revisores; Ing. Mercedes Velasquez Ledesma, Ing. Jaime GonzalesVivas y Elias Chaccha Tinoco, quienes revisaron este esfuerzo con bastantepreocupacin y hacindonos llegar las sugerencias respectivas.Un agradecimiento especial al Ing. Toribio Vargas Aguirre, Decano de laFacultad de Ingeniera Metalrgica y de Materiales por su apoyo e insistenciapara que se concluya el trabajo iniciado.R E S U M E NT E S I SESTUDIO DE OPTIMIZACION PARA MEJORAR LALIXIVIACION CIANURANTE DE UN MINERALREFRACTARIO DE ORO Y PLATA CONTENIENDOANTIMONIO DE LA ZONA DE HUAMPAR LIMAEl objetivo general de la investigacin es mejorar la extraccin de oro y plata enun proceso de cianuracin convencional a partir de un mineral refractarioconteniendo antimonio por pretratamiento lixiviante con Na2S y NaOH para unmineral de la zona de Huampar. La hiptesis de la investigacin es; laextraccin de oro y plata en un proceso de cianuracin convencional a partir deun mineral refractario conteniendo antimonio de la zona de Huampar - Lima semejora con pretratamiento lixiviante con Na2S y NaOH.La tcnica de investigacin experimiental empleada fue clsico de una variablea la vez, para el efecto partimos de una seleccin de las muestras, el cual fueinvestigado utilizando lixiviacin alcalina con sulfuro. El mineral ensay 20 g/tAu y 220 g/t Ag y contuvo predominantemente cuarzo/arcilla y barita, y enmenor grado, los sulfuros como la pirita, estibinita, esfalerita, zinkenita(Pb9Sb22S42) y andorita (Sb3PbAgS6). El ltimo mineral fue identificado como lafase de sulfuro ms importante para la ocurrencia de oro y plata. La lixiviacincianurante del mineral tuvo como resultado coherentemente extraccin baja deoro (49%) y la plata (18%) confirmando la naturaleza refractaria del mineral.El tratamiento alcalino sulfurado del mineral bajo condiciones adecuadas fuemostradas en la lixiviacin producida hasta 85% de Sb, que mejornotablemente la extraccin de plata de 2Au + Zn(CN)4-22Au(CN)2- + Zn + 3OH- ----> 2Au + HZnO2- + 4CN- + H2OLa precipitacin del oro por el agregado del zinc a las soluciones ricas que locontienen es fundamentalmente un proceso de cementacin, realizado por unareaccin nodo-ctodo en el que tambin resulta en una disolucin del zinc. Aladicionar sales de plomo soluble, en algunos casos mejora la reaccin yfavorece las condiciones electroqumicas de la reaccin. La remocin deoxgeno bajo condiciones de vaco disminuye la tendencia del oro aredisolverse en cianuro y corta la disolucin oxidante del zinc en el cianuro.El aluminio en polvo tambin es un precipitante efectivo para el oro a partir desoluciones desaereadas de cianuro.Los valores de oro y plata en soluciones cianuradas son exitosamenterecuperadas comercialmente por adsorcin en carbn activado granular. Losiones calcio presentes en las soluciones cianuradas, favorecen la adsorcin delcomplejo aurocianuro, mientras que los iones sodio inhiben la adsorcin,particularmente sobre pH 10.Una operacin tpica de desorcin a partir del carbn activado se realiza en unasolucin conteniendo 1% de NaOH, 0,1% de NaCN a temperaturas cercanas ala de ebullicin (80C), para carbones tpicamente cargados con 200 a 600onzas de oro y plata combinados por tonelada corta de carbn. La desorcintoma de 40 a 60 horas. Las soluciones cargadas son electrolizadas pararecuperar el oro y la plata en ctodos de acero. El carbn generalmente es38reusado, despus de reactivaciones peridicas por tratamiento trmico a600C. Una temperatura elevada de 160C, disminuye el tiempo de desorcinde 4 a 6 horas, tambin una mezcla acuosa de cianuro - soda custica - etanolo metanol a 60 a 80C.2.2. METALURGIA DE LOS MINERALES REFRACTARIOS DE OROEn las tres ltimas dcadas del siglo pasado se realizaron grandes esfuerzos altratamiento de minerales que no era posible someter a cianuracin sin algunaforma de tratamiento previo. El pretratamiento de las llamadas menasrefractarias est ms generalmente orientado a la liberacin del oroencapsulado en partculas de sulfuro (siendo la pirita con o sin mispquel lamatriz ms corriente en el oro refractario), o bien fsicamente por molido, o bienqumicamente por oxidacin de los minerales sulfurados.La caracterizacin mineralgica de los constituyentes carbonceos activospuede tambin hacer que una mena sea refractaria activando el enlace con elcianuro complejo de oro soluble, que es el fenmeno de retencin poradsorcin. Incluso despus de la oxidacin (de los sulfuros) pueden quedaralgo de carbono sin oxidar y mantener sus caractersticas de retencin poradsorcin y para resolver este problema puede ser necesario aumentar lascondiciones de oxidacin generalmente ms severas que las que se necesitapara una simple oxidacin de sulfuros. Una mena de oro puede tambinconsiderarse refractaria si los minerales solubles de metales comunesdeterminan un consumo de cianuro en cantidades antieconmicas yobstaculizan el proceso de disolucin del oro.392.2.1. Caractersticas de un Mineral Refractario AurferoEl oro se encuentra frecuentemente entrelazado o cubierto de pirita o deminerales sulfurosos, y la prctica usual, para extraer el oro de este tipo demena refractaria, consiste en moler la mena, tanto como sea necesario otostarla a temperaturas que sobrepasan los 500 C, con la finalidad de oxidar alos sulfuros. Infortunadamente las operaciones de tostacin, usualmenteconvierten en insoluble a una porcin del oro. La oxidacin acuosa bajo presinofrece un mtodo alternativo al de tostacin para descomponer los sulfuros ydeja un residuo a partir del cual el oro puede removerse ms fcilmentemediante un tratamiento posterior con solucin de cianuro.A temperaturas y presiones elevadas, algunos minerales sulfurosos sedisuelven en el agua ante la presencia de oxigeno, y otros requieren de mediosacuosos cidos o bsicos. Sin embargo, para todos ellos, es esencial lapresencia de un reactivo catalizador oxidante si se desea tener una operacinexitosa. La oxidacin acuosa de minerales sulfurados se puede auxiliar con lapresencia de hidrxido de amonio, acetato de amonio o permanganato depotasio. Se debe resaltar que la digestin cida a presin es el proceso deoxidacin acuosa con ciertas ventajas econmicas.Los minerales de oro son clasificados comnmente como minerales demolienda libre y minerales refractarios basados en el desempeo metalrgicologrado en la lixiviacin cianurante. Los minerales refractarios son aquellos quedan extracciones bajas de oro y plata.402.2.2. Consideraciones Tecnolgicas para el Tratamiento de MineralesRefractariosLa evaluacin y seleccin del proceso ms econmico es un desafo al queest haciendo frente un nmero cada vez mayor de compaas mineras. En laapropiada eleccin de tecnologa, el mtodo de explotacin empleado, ladistribucin de la recuperacin metalrgica dentro del yacimiento y lanaturaleza refractaria del minera. Est muy claro que no sera realista evaluarpor separado el yacimiento o el proceso pero, como regla general, la seleccindel proceso de be basarse en el mtodo de tratamiento que ofrece la mximarentabilidad econmica.La eleccin definitiva de un esquema de tratamiento adecuado depender demuchos factores pero los ms importantes son los siguientes: recuperacin deoro, coste de explotacin, coste de capital y aceptacin ambiental. En lo que serefiere a las caractersticas del mineral dentro del yacimiento, debenconsiderarse los siguientes aspectos:Mineraloga y causas del comportamiento refractario.Efecto de la mineraloga sobre la fase final del tratamiento y sobre lascaractersticas del efluente.Posibilidades de concentracin previa (generalmente flotacin).Grado necesario de oxidacin del azufre.Contenido de azufre en el mineral (o en el concentrado).Dimensiones, ley y accesibilidad del yacimiento.41Efecto de la situacin del yacimiento sobre los costes de adquisicin de losprincipales reactivos.Disponibilidad y costes de energa elctrica y combustibles.Las caractersticas del proceso que deben tenerse en cuenta en la evaluacinson las siguientes:Eficacia en la consecucin del grado necesario de oxidacin del azufre.Eficacia de la oxidacin, o de otro procedimiento para hacer inactivos losconstituyentes carbonceos que pueden dar lugar a retencin por adsorcin.Cantidades y coste de los reactivos necesarios.Energa necesaria (energa elctrica y combustible)Costes de capital.Flexibilidad en el tratamiento de todos los tipos de mineral identificados oque es posible que se encuentren en el curso de la vida de la explotacin.Caractersticas de los efluentes y efecto sobre los costes de tratamiento yevacuacin.Para el tratamiento de menas refractarias hay muchos procesos posibles, talescomo tostacin, oxidacin a presin, bio-oxidacin a presin mediante cloro ymolino ultrafino. Sin embargo, a excepcin de los tres primeros, los demstienen un campo de aplicacin muy limitado en el tratamiento de menasrefractarias complejas o todava no han llegado a aplicarse a escala industrial.42Sin embargo merece la pena pasar una breve revista a los procedimientos msinnovadores en el tratamiento de oro refractario.2.2.2.1. Oxidacin Por cido Ntrico:Para la oxidacin de minerales sulfurados se han propuesto varios procesos abase de cido ntrico. Aunque la cintica de la oxidacin es rpida, losprocesos en s son relativamente complejos y en la corriente de pulpa seintroducen iones nitrato con arrastre de algo de nitrato en los estriles. Esto esimportantes porque las especies de nitratos estn sujetas a un estricto controlambiental en muchos lugares del mundo y estos procesos deben considerarsecomo opciones que no tiene (todava) aplicacin industrial.Se han desarrollado hasta la fecha tres mtodos patentados. Los procesosArseno y Nitrox a baja temperatura se fundan en la oxidacin del mineral porciertas especies de nitrato/nitrito con formacin de azufre formado en estosproceso se han investigado varios mtodos alternativos. En cambio, el procesoRedox, que es realmente una oxidacin a presin son cido ntrico, opera bajocondiciones que impiden la formacin de azufre elemental.El proceso Arseno, que es aplicable a los concentrados de sulfuros, permite, sies necesario, completar la oxidacin de concentrados pirticos y arsenopirticosen 15 minutos operando a temperaturas de 80-100C y presiones de 400-800kPa. Por otra parte, el proceso Nitrox, aunque se asemeja al proceso Arsenoen que es un proceso autocataltico que se basa en el consumo y generacinde cido ntrico, difiere de l en que se opera a la presin atmosfrica y seutiliza aire en vez de oxgeno criognico.432.2.2.2. Cloracin:Histricamente, la cloracin se aplicaba de modo extensivo antes de adoptarse,en el siglo XIX, el cianuro como principal agente lixiviante para el oro, pero elproceso est encontrando ahora su principal aplicacin en la pasivacin de lasmenas carbonceas propensas a retencin por adsorcin, antes de lalixiviacin con cianuro. En Jerrit Canyon, en Nevada, donde una parteimportante del mineral tiene fuertes caractersticas de retencin por adsorcin ,la pulpa alcalina triturada y molida se roca con cloro en tanques cerrados aaproximadamente 50C . El tiempo total de retencin es del orden de 20 horas,despus de las cuales el cloro/cido hipocloroso residual queda destruido y lapulpa se hace pasar a travs de un circuito CIL (carbn en lixiviacin) paradisolucin de oro y plata y simultnea adsorcin por carbn.Sin embargo, la cloracin es inadecuada para el tratamiento previo deminerales que tengan un alto contenido de azufre(0,5%-1,0%) debido alexcesivo consumo de cloro. A medida que avanza la explotacin de JerritCanyon el mineral se ha ido haciendo cada vez ms refractario por lo que se haincorporado en el diseo de la planta un horno de tostacin a fin de tratar losmateriales altamente refractarios.2.2.2.3. Molido Ultrafino:Ofrece especial inters el tratamiento de menas propensas a retencin poradsorcin, en Nevada, existiendo una gran variedad de procesos diferentes debeneficio. Los metalurgistas de Santa Fe Pacific Gold han desarrollado unproceso de molido fino y tratamiento por flotacin con licencia propia para tratarlas menas carbonceas con retencin por adsorcin, tales como algunas de las44de Nevada. Sin embargo el proceso se est patentando actualmente, por loque los detalles del mismo no se han dado a conocer todava.Mientras tanto, las compaas australianas y otras han demostrado que cuantoms fino es el molido antes de la oxidacin, menos rigurosas son lascondiciones necesarias para la oxidacin. Como se necesita menos oxgeno ya presin ms baja, se pueden utilizar autoclaves mas baratos. Por ejemplo,Metprotech ha desarrollado molinos de bolas con agitacin para uso enexplotaciones a gran escala, que son apropiados para el molido fino de menasantes de la oxidacin a presin o de la bio-oxidacin.De modo semejante, General Kinematics ha desarrollo un molino vibratorio queofrece ventajas en el molido fino y al mismo tiempo se han presentado todillosde molido a alta presin como muy prometedores en al extraccin de ororefractario.2.2.3. Ventajas e Inconvenientes:Aparte de las consideraciones econmicas, cada uno de los tres principalesprocesos de tratamiento de menas refractarias lleva aparejadas ventajas einconvenientes tecnolgicos. La tostacin tiene la ventaja de ser una tecnologaya probada, pero hay todava problemas ambientales relacionados con esteproceso que deben ser resueltos. Generalmente las recuperaciones no son tanelevadas como las que se consiguen mediante bio-oxidacin o con oxidacin apresin pero, hablando en trminos generales, tampoco son tan altos loscostes de capital.45La oxidacin a presin tiende a generar subsiguientes recuperaciones de oroelevadas, pero al precio de unos costes de capital y de explotacin grandes.Para conseguir las rpidas reacciones asociadas a la oxidacin a presin senecesitan temperaturas y presiones de trabajo muy por encima de lo que sonnormales en la industria del oro y deben mantenerse exigencias de calidad muyaltas en el diseo y en las operaciones de la planta.Por su parte, la bio-oxidacin tambin consigue recuperaciones elevadas deoro pero, en la actualidad, se necesitan largos intervalos de tiempo depermanencia con densidades de pulpa relativamente bajas (gran volumen deproduccin) lo que da lugar a un incremento en los costes de capital.En resumen, el tratamiento de menas refractarias es por lo general una opcincostosa para las compaas mineras, tanto en cuanto a capital. Sin embargohay una excepcin notable que es la explotacin de Eskay Creek en laColombia Britnica. Esta mina a produce un mineral refractario de tan alta leyque es ms ventajoso enviarlo directamente como sale de la mina a losfundidores. Al conseguir as la recuperacin de oro ms elevadas posible, estaopcin ha reducido adems grandemente los costes de capital y de explotacinevitando tener que hacer una instalacin de tratamiento sobre el terreno.Dada la importancia creciente de las menas refractarias de oro y plata comofuente de estos metales, no es sorprendente que la tecnologa de tratamientode minerales refractarios haya ocupado una parte importante del Randol GoldForum que tuvo lugar en Estados Unidos el pasado mes de abril. Uno de losprincipales ponentes fue el Dr. Ken Thomas, vicepresidente de servicios46tcnicos de Barrick Gold. Hasta la fecha Barrick y Kilborn han sido las primerasen tecnologa de oxidacin a presin con sus trabajos en Goldstrike.El mayor y ms moderno autoclave independiente se halla en la planta deoxidacin a presin de Lone Tree, Nevada, perteneciente a Santa Fe PacificGold. De dicha instalacin de Lone Tree se habl tambin en la citadaconferencia.2.2.4. El Uso de la Tostacin:La tostacin est hacindose otra vez muy corriente y una de las primerasinstalaciones de esta clase es la de molido en seco y todo el conjunto deoperacin de tostacin, de Newmont Mining en Carlin Trend. Adems Newmontha terminado la ejecucin de su proyecto de Minahasa, en Indonesia, dondeest programado producir 90.000 onzas de oro este ao.El molido en seco antes de todo el conjunto d ella tostacin del mineral y laclasificacin de la alimentacin a los hornos de tostacin eran un importantedesafo en las operaciones primitivas y cualquier compaa que vaya arealizarlas necesita conocer las dificultades inherentes a este proceso. En elnorte de Elko, en Nevada, hay una operacin conjunta Indepence/Jerrit dondese efecta el molido en seco junto con la tostacin completa del mineral enoxgeno puro. Esta instalacin ha demostrado la viabilidad y la adecuacinmedioambiental del proceso.La conferencia antes citada se ocup tambin de la mina Syama, de BHP, en elsur de Mali, donde se ha incorporado en el diseo de la planta un horno detostacin con lecho fluido circulante, aplicando tecnologa Dorr-Olver.472.2.5. Innovaciones en Bio-Oxidacin:Mientras que en las explotaciones norteamericanas hay tendencias a elegir laoxidacin a presin o la tostacin como mtodo preferido para el tratamiento deoro refractario, en otros lugares del mundo se ha progresado en la biooxidacin,sin olvidar, por supuesto, que Newmont ha desarrollado su propiatecnologa de bio-oxidacin para lixiviacin en pila con tonelajes elevados ybaja ley. Esta y otras tcnicas de oxidacin bacteriana, tales como BIOX,BacTech y MINIBAC han sido dadas a conocer en el nmero de MINING.La mayor instalacin de bio-oxidacin es la planta BIOX de tratamiento demineral sulfurado de 1 Tm/ao en la mina Sansu, de Ashanti Goldields, enGhana.Existe la posibilidad de bio-oxidar minerales sulfurados triturados, en pilas,como es corriente en la minera del cobre. Esto se ha ensayado en Per dondeel residuo oxidado era despus recogido, lavado y molido y luego se someta alixiviacin por cianuro.Alternativamente, el residuo poda ser sencillamente recogido y lavado paravolver a ponerlo en pila a fin de tratar el oro por lixiviacin con cianuro. Como elmineral hmedo no se aglomera, sera lgico separar los finos sobre criba paratratarlos separadamente o bien secarlos y volver a incorporarlos antes de lalixiviacin con cianuro en pila.482.2.6. Criterio del Cianuro:La creciente explotacin de yacimientos con mineral refractario ha estimado unrenovado inters por los lixiviantes del oro que puedan utilizarse en mediocido para evitar los elevados costes de neutralizacin exigidos por lacianuracin alcalina de materiales oxidados.Ha habido muchos progresos en la tecnologa del cianuro, como es el primeractivador comercial de lixiviacin por cianuro, de Dupont. Este aditivo aceleraconsiderablemente el proceso de lixiviacin por cianuro, aumentando laproduccin sin tener que ampliar la instalacin y reduciendo el consumo decianuro.Tambin Mennetck ha desarrollado un activador de lixiviacin que, por ejemplo,puede acelerar la exploracin por lixiviacin del oro en las muestras,hacindola en solo 20 minutos, frente a 24 horas con el cianuro convencional.Adems ampliar el mbito de estos anlisis de campo, por ejemploclasificando rpidamente las menas de una lixiviacin en pila mediantemedicin del oro lixiviable por cianuro.El criterio del cianuro consiste en que las velocidades de lixiviacin de oro sonproporcionales al cuadrado de la concentracin de oxgeno en disolucin. Elaumentar el suministro de oxgeno resulta especialmente importante cuando setratan menas que consumen oxgeno. AL inyectar ms aire y oxgeno en unapulpa de lixiviacin, aumenta la recuperacin en el lixiviado de oro, se disuelveun mayor tonelaje de mineral en la misma capacidades de tanque y se rebaja elconsumo de cianuro.49La entidad Yellowstone Environmetal Science (YES), con sede en Montana,est desarrollando una nueva tecnologa de extraccin de metales preciosos endos etapas. Inicialmente las bacterias aerbicas catalizan la bio-oxidacin demenas sulfuradas refractarias de baja ley y las bacterias reductoras de sulfatoque aparecen de modo natural convierten despus los sulfatos disueltos en eldesage cido de mina en una gente bisulfurado de lixiviacin disuelto que sehace recircular. Los contenidos de metal en la disolucin lixiviante sondespus absorbidos con carbn activado o precipitados con polvo de cinc.Aunque todava se halla en una fase relativamente incipiente de desarrollo hayuna importante productora de oro, cuyo nombre no se ha dado a conocer, queha entregado a YES una carta de compromiso condicionado y adems YESest dispuesta a negociar contratos de I + D con cualquier compaa oconsorcio de compaas interesadas.2.3. ANLISIS TERICO DEL PROCESO PROPUESTO2.3.1. Pretratamiento de los Minerales RefractariosAlgunos mtodos de pretratamiento (por ejemplo, tostacin, oxidacin apresin, y biooxidacin) son aplicados para aumentar la recuperacin de oro deminerales refractarios. Los minerales de oro sulfurados refractarios fueronprocesados tradicionalmente por tostacin, donde la pirita y la arsenopirita sonoxidadas para producir estructuras de Fe2O3 porosas. Sin embargo, procesosacuosos en los ltimos aos como la biooxidacin y la oxidacin a presin paradestruir la matriz de sulfuro y para producir oro aprovechable mediante lalixiviacin con cianuro ha ganado terreno. Esto ha resultado especialmente de50preocupaciones ambientales asociadas con las emisiones gaseosas (SO2, enparticular) de las plantas de tostacin. La molienda ultra fina tambin puedeservir como una alternativa a los procesos qumicos de pretratamiento de talforma que el oro sea lo suficientemente suelto para estar fsicamente yeconmicamente liberado.La plata puede ocurrir como sulfuros antimoniales y arsenicales como lapirargirita (Ag3SbS3), la proustita (Ag3AsS3), y como contenido en los mineralescomo la tennantita (Cu12As4S13) y la tetrahedrita (Cu12Sb4S13). Estos mineralestambin pueden contener oro. Todos estos sulfuros de Sb/As conteniendo platason caracterizados por su respuesta pobre a la lixiviacin con cianuro para laextraccin de Ag. Celep y otros informaron que los mtodos de pretratamientocomo la tostacin o molienda ultrafina no fueron efectivos para lograr el niveldeseado de extracciones de oro y plata de un mineral refractario antimonial deoro/plata.La lixiviacin sulfurada alcalina es aplicada con frecuencia como un procesoconveniente de pretratamiento para la estibinita (Sb2S3),, tetrahedrita, enargite(Cu3AsS4), y jamesonite (FePb4Sb6S12) para mejorar la subsiguiente lixiviacincianurante de metales preciosos (plata en particular), o para eliminar elementospenalizables incluyendo As y Sb de los minerales/concentrados. En estesentido, Ficeriov y otros demostraron que la lixiviacin mecanoqumicaalcalina como un pretratamiento mejor sustancialmente la lixiviacin conthiosulfato de la plata de un concentrado complejo sulfurado conteniendo cobrey sulfuros de cobre antimonial como tetraedrita, bournonita (CuPbSbS3), yseligmanita (CuPbAsS3).512.3.2. Algunas consideraciones para pretratamiento acuoso2.3.2.1. Efecto del rea superficial. En la teora clsica de la disolucin deslidos en lquidos se menciona que la velocidad de disolucin es directamenteproporcional al rea superficial. De aqu la velocidad de disolucin observadadisminuye con el incremento del tiempo debido a la reduccin del reasuperficial del slido a medida que su disolucin avanza, aunque la velocidadpor unidad de rea permanece constante.Entonces cuando sobre la superficie del mineral no se forma un productoinsoluble de reaccin, la velocidad de disolucin observada permanececonstante.La inconsistencia tcnica en explicar la velocidad de disolucin constante obviala hiptesis que ha sido adelantada, que es la disolucin por picado, la cualincrementa el rea superficial por unidad de peso, tal que el rea superficialtotal permanece, aproximadamente, constante.2.3.2.2. Formacin de Pelculas. Sin embargo, es posible que uno de los

productos de reaccin pueda ser insoluble en la solucin y forme una pelculasobre la superficie de la partcula. Por ejemplo, Stenhouse y Armstrongreportaron la formacin de oxido de hierro hidratado insoluble a partir de lapirita en NaOH, con la consiguiente formacin de azufre elemental a partir de lapirita, cuando se trata con acetato de amonio. En tales reacciones, la velocidadde reaccin disminuye considerablemente con el incremento del tiempo amedida que crece la pelcula formada.52Tradicionalmente, los ms frecuentemente estudiados han sido el oxgeno, elcloro y el ion frrico. Sin embargo, el oxgeno en s puede usarse en cualquiersolucin. Posnjak y Merwin reportaron que el ion frrico. Sin embargo, eloxgeno en s puede usarse en cualquier solucin. Es de precisar que el Ionfrrico es soluble slo en soluciones comparativamente cidas y su solubilidaddepende de la concentracin del cido y de la temperatura.El orden de la velocidad de oxidacin a temperatura ambiente es como sigue:Cl2 - Fe - O2; el cloro oxida la mayora de los sulfuros en pocas horas, el hierro, en varios das; pero el oxgeno puede tomar aos, pero a temperaturas sobrelos 100oC, puede oxidar sulfuros en unas pocas horas.2.3.3. Anlisis Terico del Proceso PropuestoLos minerales conteniendo oro pueden ser clasificados ya sea como especiesliberadas o refractarios basado en su respuesta metalrgica a la lixiviacin concianuro (Adams, 2005). Mientras recuperaciones de oro altas (> 90%) de losminerales con alta liberacin pueden ser logrados fcilmente, los minerales deoro refractarios a menudo son caracterizados por las extracciones de oro bajas( 50 mmol/L. Basado en el anlisis termodinmico, ellos sugirieron que laprecipitacin de Ag2S ocurre en la presencia de sulfuro soluble desde que suoxidacin es cinticamente desfavorable bajo condiciones de la lixiviacincianurante. Puede ser pertinente notar que no tal tendencia de disminucin enla extraccin de plata del mineral de Huampar fue observada durante lalixiviacin cianurante de las muestras de mineral tostado presumiblementedebido a la eliminacin oxidante de sulfuro.

67Fig. 12. Extraccin de oro y plata del mineral original por cianuracin(1.5 g/L NaCN) sobre un periodo de 24 h, tamao de partcula (d80) 15 m).4.2. LIXIVIACIN DEL ANTIMONIO DURANTE EL PRETRATAMIENTOEl comportamiento de la lixiviacin del antimonio del mineral fue evaluadadurante las pruebas de lixiviacin sulfuro alcalina realizadas bajo condicionesdiferentes (Fig. 3) y (Fig. 4). En un nivel fijo de 2.05 mol/L de Na2S, ladisolucin de antimonio fue observada a aumentar con el aumento de laconcentracin de NaOH en el rango de 13.75 mol/L (Fig. 3). Esta tendenciatambin fue confirmada en una concentracin ms alta de Na2S (4.1 mol/L) enque la extraccin de antimonio fue tambin coherentemente ms alta que en2.05 mol/L de Na2S. El efecto del incremento de concentraciones crecientes de68tanto Na2S como NaOH en la liberacin del antimonio tambin son mostradosen la Fig. 4. Esto puede ser atribuido a la descomposicin de la andorita,estibinita y zinkenita en el mineral como representado por:

Fig. 3. Efecto de la concentracin del NaOH sobre la remocin delantimonio (temperatura: 70C; tiempo de lixiviacin : 2.5 h; tamao departcula (d80): 15 m).69

Fig. 4. Efecto de la concentracin del Na2S sobre la remocin delantimonio (temperatura: 70C; tiempo de lixiviacin : 2.5 h; tamao departcula (d80): 15 m).El mantenimiento de condiciones alcalinas es requerido para minimizar lahidrlisis del S2-(S2 + H2O = H- + OH-) y de ah aumentar la eficacia delixiviacin del sulfuro. Esto es consistente con el efecto beneficioso deaumentar la concentracin de NaOH en la liberacin del antimonio. Adems, lalixiviacin de la estibnita tambin sera esperado ocurrir por el NaOH.La influencia de la temperatura del pretratamiento alcalino Na2S NaOH (4.1mol/L Na2S + 1.875 NaOH mol/L, d80: 15 m y 2.5 h) en la liberacin deantimonio es mostrado en la Fig. 5. Una disolucin substancial de Sb (54%) fue70observada a ocurrir an en 20C. Sin embargo, aumen tando la temperatura a50 y 70C mejor la liberacin del antimonio a ~ 71% y ~ 84%,respectivamente.

Fig. 5. Efecto de la temperatura sobre la remocin del antimonio en elpretratamiento sulfurado alcalino (tamao de partcula d80: 15 m; Na2S:4.1 mol/L; NaOH: 1.8 mol/L).El efecto del tamao de partcula del mineral (d80: 5 15 m) en el proceso delixiviacin sulfuro alcalino tambin fueron estudiados a 70 C, 4.1 mol/L Na 2S y1.875 NaOH mol/L. Disminuir el tamao de partcula (d80) de 15 a 5 no produjoun efecto discernible en el solubilizacin de Sb, el cual permaneci en 84 85% (los datos no son mostrados).71

Durante estas pruebas de lixiviacin sulfuro alcalinas, la disolucin del oro, enparticular, y otros metales del mineral tambin fueron monitoreados. Laextensin de la extraccin de oro fue determinada a ser 3 9% que tendi aaumentar con la temperatura y concentraciones crecientes de Na2S y NaOHbajo las condiciones probadas.Las Fig. 6, Fig. 7 y Fig. 8 ilustra el efecto del pretratamiento sulfuro alcalino delmineral bajo condiciones diferentes en la extraccin subsiguiente con cianurode oro y plata. Un notable 69% de aumento en la extraccin de plata fue notadoa ocurrir cuando el mineral fue sujeto al pretratamiento sulfuro alcalino antes dela cianuracin (Fig. 6). Asimismo, la extraccin de oro mejor de 49% a 55 78% despus del pretratamiento. La extraccin ms alta de plata (87%) fueregistrado a ocurrir con 4.1 mol/L Na2S y 2.0 NaOH M (Fig. 6). La extraccin deplata y oro tendi a mejorar con el incremento de la concentracin de Na2S enconcentraciones fijas de NaOH (Fig. 7). Puede ser inferido de estasconclusiones que el pretratamiento sulfuro alcalino hace que las fasesrefractarias conteniendo oro y plata sean dciles a la lixiviacin con cianuro.72

Fig. 6. Cianuracin de los residuos pretratados (2.05 and 4.1 mol/L Na2S)para la recuperacin de oro y plata (1.5 g/L NaCN; pH 10.5; tiempo delixiviacin: 24 h; tamao de partcula (d80): 15 m).73

Fig. 7 Cianuracin de los residuos pretratados (2.5 and 3.75 mol/L NaOH)para la recuperacin del oro y la plata (1.5 g/L NaCN; pH 10.5; tiempo delixiviacin: 24 h; tamao de partcula (d80): 15 m).74

Fig. 8. Correlacin entre la extraccin de los metales preciosos y laremocin del antimonio a diferentes temperaturas (tamao de partcula(d80): 15 m; 4.1 mol/L Na2S; 1.8 mol/L NaOH).En una manera similar, la extraccin de plata en la lixiviacin cianurante fueaumentada de 66% a 87% con el incremento en la temperatura delpretratamiento sulfuro alcalino utilizando 4.1 M Na2S y 1.8 NaOH M a 20 C a70 C como es ilustrado en la Fig. 8. Estas conclus iones apoyan lasconclusiones que la extraccin de plata puede tener correlacin con ladisolucin del sulfuro de antimonio conteniendo plata como la andorita. Sinembargo, comparado con la Ag, slo un 8% de mejora en la extraccin de orofue observada con esta composicin Na2S/NaOH que da un mximo de sloacerca de 60% de recuperacin general (Fig. 8). Con esta composicin delcali sulfuro, una disminucin en el tamao de partcula del mineral de 15 to5 antes de lixiviar no produjo ningn efecto significativo en la extraccin deoro (5562% de Au) y la plata (8791% de Ag).CONCLUSIONES1. El anlisis mineralgico detallado del mineral revel que el oro ocurrecomo aleacin con plata (~ 1215% de Ag) y principalmente asociado conandorita (Sb3PbAgS6) que es la fase de plata antimonial ms importante.2. El pretratamiento de lixiviacin sulfuro alcalino fue mostrado en mejorarapreciablemente la extraccin de oro y plata, en particular, por cianuracin.3. La temperatura y las concentraciones relativas de Na2S y NaOH en lalixiviacin fueron identificadas como los factores ms importantes afectando laextraccin de antimonio y la extraccin subsiguiente de cianuro de plata y oro.4. Las extracciones ms altas del oro y plata fueron 78% y 91%,respectivamente, correspondiendo a un aumento de 29% y 74% comparado almineral sin tratamiento. La mejora en la extraccin de plata podra ser atribuidaa la lixiviacin de la andorita desde sobre 89% de Sb fue extrado en lalixiviacin sulfuro alcalina.5. Estas conclusiones apoyan otros estudios que indican que la lixiviacinNa2S alcalina es un mtodo conveniente de pretratamiento antes de lacianuracin convencional para minerales de antimonio refractario de oro yplata.RECOMENDACIONES1. Las menas de oro se van haciendo cada vez ms complicadas en suidentificacin, ya que se van descubriendo nuevos yacimientos cuyascaractersticas son su refractariedad lo que requiere de tratamientosespecializados para lograr recuperar el metal valioso, por lo tanto es necesarioseguir realizando estudios relacionados con la optimizacin tecnolgica delprocesamiento o beneficio de los minerales de oro, en tal sentido serecomienda a los investigadores, tanto estudiantes como profesores aproseguir con este objetivo.2. Las investigaciones a proponer deben de incidir en el desarrollo deexperimentos con la finalidad de determinar los procedimientos de aplicacinde la hidrometalurgia para resolver problemas relacionados con la complejidadmineralgica, como es el caso de este estudio.3. La investigacin experimental clsica permite analizar las variables unapor vez, pero permite establecer parmetros que pueden ser usados enprocesos de investigacin estadstica con fines de optimizacin; es decir, enfuncin a los resultados experimentales se puede deducir que se puede seguiroptimizando, los valores de las extracciones de oro, en los tiempos menores alsealado como ptimo en este trabajo; es decir se requiere realizar pruebasexperimentales de optimizacin, recomendndose el empleo de diseosestadsticos.4. Se recomienda realizar un anlisis tcnico econmico de este trabajo deinvestigacin, con fines de proyectarlo a escala industrial.REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS1. 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