balance oro

Revista del Instituto de Investigaciones FIGMMG 1561-0888 (impreso) / 1628-8097 (electrnico)

Vol. 10, N 19, 28-37 (2007) UNMSM

ISSN:

Recuperacin de oro y plata de minerales sulfurados en una matriz de cuarzoGold and silver recuperation of sulphured minerals in a quarz matrix Vidal Sixto Arambur Rojas*, Pablo Antonio Nez Jara*, ngel Azaero Ortiz*, Ssimo Fernndez Salinas*, Pedro Gagliuffi Espinoza*, Pilar Anglica Avils Mera*, Elvis Portocarrero Albildo**, Holgel Acosta Cabezas**RESUME N El mineral que es materia del presente trabajo de investigacin proviene del departamento de la Libertad, provincia de Otuzco, de la compaa minera Koricolqui S.A. El estudio por difraccin de rayos x confirma que el mayor componente de la muestra es cuarzo en un 91,74 %. En la caracterizacin de la muestra por el mtodo de microscopa polarizante de luz reflejada, se observan los siguientes minerales: electrum, arsenopirita, marcasita, calcosita, calcopirita, galena, esfalerita, rutilo, goethita, tetraedrita y gangas; los cuales se encuentran como partculas muy pequeas que dificultan su tratamiento. Las pruebas de flotacin de la muestra inicial no son satisfactorias porque las recuperaciones son bajas tanto para oro y plata que es de 59,11% y 52,51% respectivamente. Por eso previamente se realiz una preconcentracin con el centrfugo Falcon y el relave del Falcon recin entra al proceso de flotacin. Los resultados en estas condiciones mejora sustancialmente llegando a recuperaciones de oro y plata de 85,67% y 75,72% respectivamente con una granulometra de 64% - 200 malla. Paralelamente se corrieron pruebas de cianuracin con la muestra inicial para: 12, 18, 24, 30 y 36 horas, con la misma granulometra que se trabaj en la flotacin. Los resultados indican que para 36 horas de lixiviacin se obtiene una recuperacin de oro de 81,21%, en cambio para la plata es baja en un 49,81%. Palabras clave: Recuperacin, cuarzo, sulfurado, flotacin, cianuracin.

ABSTRA CT The mineral That is matter of the present work of investigation comes from the department of the Libertad, province of Otuzco, the mining company Koricolqui S.A. The study by the x- rays diffraction confirms that the greater component of the sample is guartz in 91,74 %. In the characteristic of the sample by the method by polarizing microscope of reflected light, the following minerals are observed: electrum, arsenopirita, marcasite, calcosita, galena, esfalerita, rutilo, goethite, tetraedita and gangues; which are like very small particles that they make difficult his treatment. The tests of flotation of the initial sample are not satisfactory because the recoveries are

as much for low gold and silver that is of 59,11% and 52,51% respectively. For that reason previously I am made a preconcentration with the centrifugal Falcon and relave of the Falcon just enters the flotation process. The results in these conditions improve substantially arriving at recoveries from gold and silver from 85,67% and 75,72% respectively with a granulometra from 66% -200 mesh. Parallelly cyaniding tests were run with the initial sample stops: 12,18,24,30 and 36 hours, with the same granulometra that work in the flotation. The results indicate that even 36 hours of leaching a gold recovery is obtained of 81,21%, however for the silver is low in 49,81%. Keywords: Recovery, quartz, sulfurated, flotation, cyaniding.* Docentes de la Facultad de Ingeniera Geolgica, Minera, Metalrgica y Geogrfica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. ([email protected]). ** Alumnos de la Facultad de Ingeniera Geolgica, Minera, Metalrgica y Geogrfica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

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23 4 6 2

83,84

FIGMMGVIDAL SIXTO ARAMBUR ROJAS ET AL.

INTRODUCCIN En el departame nto de la Libertad, especficame nte en la provincia de Otuzco, los pobladores se dedican a la pequea y mediana minera. Las mineralizaciones de estos yacimientos son polimetlicas, mayorme nte con contenidos apreciables de oro y plata. En muchos lugares de esta provincia y tambin a lo largo y ancho del pas se encue ntra mineralizaciones de oro y plata conju ntame nte con los minerales sulfurados, donde el mayor compone nte es el cuarzo; estos minerales aurferos con contenidos apreciables de plata son tratadas en muchas ocasiones en plantas convencio- nales que se tiene en la zona; como consecuencia de estos tratamie ntos se tiene bajas recuperaciones de oro-plata, con consumos de reactivos elevados, por eso existen muchos yacimientos abandonados con estas caractersticas. Adems a nivel mundial la tendenci a de las tecnologas existe ntes y de las nuevas es enco ntrar procesos no con- tamina ntes, que puedan producir beneficios econmicos, acorde con las reglame ntacione s ambientales. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN La investigacin realizada se basa en el diseo de pruebas experime ntale s a nivel del laboratorio, utilizand o los ambientales de la EAP Ingeniera Metalrgica, Geolgica de la UNMSM y tambin en INGEMMET, Tecsup.

Chancadora primaria y secundaria Molino de bolas Celdas de flotacin Rodillos de lixiviacin en botella Conce ntrador centrfugo Falcon Hornos mufla Pulverizadora Balanza analtica

Tabla 1. Composicin de la muestra segn difraccin de rayos X realizados en INGEMMET.

Mineral Cuarzo Ortoclasa Algirita Lepid ocrosita

Frmula SiO (K,Ba,Na)(Si , Al)4O NaFeSi2O FeO(OH)

% 91,74

0,88 0,81

Muscovita Pirita Hematita Eucryptita

KAl2Si AlO10(OH)3

2

0,67 0,61 0,57 0,51

FeS Fe O LiAlSiO

Cloromagnesita

MgCl

0,37

Objetivos

EquipamientoEquipos empleados en la investigacin de los procesos metalrgicos:

Caracterizacin de la muestra en estudio. Procesos de conce ntracin gravimtrica. Flotacin de minerales, donde el mayor componente es el cuarzo.

Aplicar procesos de cianuracin.HiptesisPara la pequea y mediana minera, la evaluacin de los procesos metalrgicos es importa nte porque permitir mejor la productividad , ya sea aume ntando la recuperacin y reduciendo el consumo de reactivos con una tecnologa limpia y apropiada. Como hiptesis se plantea enco ntrar un proceso o procesos metalrgico s adecuados , que permitir recuperar oro-plat a de minerales sulfurados en una matriz de cuarzo y que sea econmicame nte rentable.

FIGMMG

Caracterizacin de la muestraEl mineral en estudio se ha observado media nte el mtodo de Microscopia Polariza nte de Luz Reflejada, para lo cual se ha confeccionado una briqueta pulida, sobre la cual se ha realizado previame nte la caracterizacin mineralgica, sobre sta se llev a cabo el anlisis modal cuyos resultados se dan en las tablas 2, 3, 4, 5 y 6. En la tabla 4 se puede deducir: Minerales aurferos: Se ha observado un solo grano de electrum. Minerales argentferos: Se han observado minerales de plata como la proustit a y aquellos que son por

tadores de este elemento, tales como el electrum, la galena y la tetraedrita Minerales ferrferos: Como minerales ferrferos estn la pirita , la arsenopirita , la marcasit a y la goethita. Minerales cuprferos: Como minerales de cobre estn calcosita, la calcopirit a y la tetraedrita. Minerales zincferos: Como mineral de zinc se ha observado a la esfalerita. Minerales plumbferos: Como mineral de plomo se halla la galena. Otros minerales: En este grupo se encue ntran el rutilo y las gangas.

Tipo entr.

22 2 Dist. 2 Porc.

FIGMMG 993 99.60 RECUPERACIN DE ORO Y PLATA DE MINERALES SULFURADOS EN UNA MATRIZ DE CUARZO 1aI 2 0.20 Distribucin volumtrica y grados de liberacin La distribucin volumtrica que se proporciona es en trminos de volumen porce ntual, del mismo modo los trminos de los grados de liberacin se dan en porce ntaje, se pueden observar en las tablas 5 y 6. Tabla 2. Tipos de entrelazamie ntos de los minerales y sus posiblidades de liberacin completa (muestra: + 200 m) Minerales entrelazados py-GGs Tipo entr. 1aI 1aII 1bII 1dII 1eI 1eII 1bII 4cI 1aI 1aI 1aIII 1bII Num. Part. 656 1 1 1 5 19 9 2 1 1 2 4 1 703 Dist. Porc. 93.31 0.14 0.14 0.14 0.71 2.70 1.28 0.28 0.14 0.14 0.28 0.57 0.14 100.00 Posibilidades de liberacin completa Fcil Fcil Moderadame nte fcil Imposible Muy difcil a imposible Muy difcil a imposible Moderadame nte fcil Muy difcil a imposible Fcil Fcil Fcil Moderadame nte fcil

mc-GGs rt-GGs gt-GGs py-rt-GGs Total

Tabla 3. Tipos de entrelazamie ntos de los minerales y sus posiblidades de liberacin completa (muestra: - 200 m) Minerales entrelazados Partculas libres pyGGs 1cI Total 2 997 0.20 100.00 Posibilidades de liberacin completa Fcil Muy dficil

Tabla 4. Minerales observados y minerales que se han intervenido en el anlisis modal. Minerales ELECTRUM Pirita Arsenopirita Marcasita Calcosita Calcopirita Galena Esfalerita Rutilo Goethita Tetraedrita Gangas Frmula (Au,Ag) FeS FeAsS FeS Cu S CuFeS PbS ZnS TiO FeO.OH (Cu, Fe, Ag ) 12Sb 4S 13 Abreviatura el py apy mc cc cp gn ef rt gt td GGs Minerales ELECTRUM Pirita Arsenopirita Marcasita Calcosita Calcopirita Galena Esfalerita Rutilo Goethita Tetraedrita Gangas


Tabla 5. Distribucin volumtrica y grados de liberacin de los minerales observados (muestra +200m).Pirita Minerales Total partculas libres % vol. partculas libres N %V 656 93.31 N 5 0,71 Pirita N 2,20 %V 0,31 1,20 0,17 0,01 0,01 2,21 7,21 1,03 0,00 0,31 1,20 2,20 0,31 0,00 0,17 0,10 0,11 0,11 0,02 0,01 2,10 0,01 0,02 2,10 7,10 1,01 0,30 0,30 1,80 0,99 3,90 0,89 0,26 0,14 0,55 0,13 5,89 %V Marcasita N 1 0,14 Marcasita N %V N %V N 0 0,00 Rutilo %V Rutilo %V Goethita N 5 0,71 91,75 Total partculas entrelazadas py-GGs mc-GGs rt-GGs gt-GGs py-rt-GGs Total entrelazadas Total part. libres + entrel. Total volumen porce ntual Grados de Libertad porce ntual N 36 3 1 6 1 47 703 %V 5,12 0,43 0,14 0,85 0,14 6,69 100,00 100,00 Goethita N %V N Gangas %V %V N 645 Gangas %V

Smbolo: N = Nmero de partculas libres y entrelazadas contabilizables. % vol = volumen porcentual de las partculas libres y entrelazadas.

Tabla 6. Distribucin volumtrica y grados de liberacin de los minerales observados (muestra -200m).Galena Minerales Total partculas libres % vol. partculas libres N 993 99,60 %V N 1 0,1 Galena N %V N 0,40 0,40 1,00 0,10 100,00 99,29 56,40 5,66 100,00 %V N 56 5,62 Pirita %V 0,04 0,04 3,00 0,30 100,00 2,00 0,20 100,00 4,00 0,40 9,61 Pirita %V Marcasita N 3 0,30 Marcasita N %V %V Arsenopirita N 2 0,20 Arsenopirita N %V %V Goethita N 4 0,40 92,98 Total partculas entrelazadas py-GGs Total de entrelazadas Total part. libres + entrel. Total volumen porce ntual Grados de libertad porcentual N 4 4 997 %V 0,40 0,40 100,00 Goethita N %V Gangas N 3,60 3,60 930,60 93,34 %V 0,36 0,36 %V Gangas N 927 %V

Smbolo: N = Nmero de partculas libres y entrelazadas contabilizables. % vol = volumen porcentual de las partculas libres y entrelazadas.

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FIGMMGRECUPERACINDE ORO Y PLATA DE MINERALES SULFURADOS EN UNA MATRIZ DE CUARZO

PRUEBAS EXPERIMENTALES

Pruebas de flotacin muestra inicial Peso de mineral: 1000 gr Flotacin RougherTiempo de acond. Tiempo de flotacin RPM pH Z-11 ( 5% ) Cytec RAG 3 Cytec 3418 A Espuma nte Cytec 76-A : 5 min. : 15 min : 1500 :7 : 0.15 Kg/Tn : 2 gotas : 2 gotas : 1 gota

Pruebas de concentracin Falcn El principio de los conce ntradores Falcn es la gravimetra y la centrifugacin. Estos pueden recuperar partculas ultrafinas liberadas (debajo de 10 ) y hacen una alta calidad de separacin. En algunas instancias pueden alcanzar un 80% del total de produccin de la planta dependiendo del porce ntaje del mineral nativo prese nte. Estos equipos requieren poco mantenimie nto y es de fcil uso. Es recomendable para el tratamie nto de oro libre, plata y recuperacin de platino, en la carga circula nte de los circuitos de molienda y en la limpieza de los concentrados.

Condiciones de operacinPresin H O: 3PSI Gravedad: 200 G Autopac: 69.89 Hz

Flotacin CleanerZantato Z-11 Cytec 3418 A Cytec RAG 3 Espuma nte : 0.1 Kg./ Tn : 1 gota : 1 gota : 1 gota

Tabla 7. Prueba de flotacin: Balance metalrgico (flotacin para Au). Componente Cabeza Conce ntrado Medios Relave Cabeza calculada Peso (gr) 1000 20 58,2 921,8 Ley Au (gr/TM) 6,63 150,22 15,71 1,3 5.12 Contenid o fino 6630 3004,4 914,3 1198,3 Rc = 50 % Recup.

59,11

Tabla 8. Prueba de flotacin: Balance metalrgico (flotacin para Ag). Componente Cabeza Conce ntrado Medios Relave Cabeza calculada Peso (gr) 32,15 0,643 1,871 29,636 10,20 Ley Au (Oz/TM) 14,4 239,86 47,51 2,67 Contenido fino % Recup. 462,96 154,23 88,89 79,13 Rc =50 52,51


Tabla 9. Prueba de conce ntracin Falcn: Balance metalrgico para Au. Componente Cabeza Conce ntrado Relave Cabeza calculada Peso (gr) 5000 75,95 4924,05 Ley Au (gr/TM) 6,61 135,5 2,99 5,0 Contenido fino 33050,00 10291,23 14722,91 Rc = 65,08 31,14 % Recup.

Tabla 10. Prueba de conce ntracin Falcn: Balance metalrgico para Ag. Componente Cabeza Conce ntrado Relave Cabeza calculada Peso (gr) 160,75 2,44 158,31 Ley Au (gr/TM) 14,4 79,38 6,45 7,56 Contenido fino 2314,80 193,69 1021,10 Rc = 65,08 8,37 % Recup.

Tabla 11. Prueba de flotacin de relave Falcn: Balance metalrgico (flotacin para Au). Componente Cabeza Conce ntrado Medios Relave Cabeza calculada Peso (gr) 1000 20,80 99,3 879,9 Ley Au (gr/TM) 2,99 38,29 8,40 1,90 3,30 Contenid o fino 2990 796,43 834,12 1671,81 Rc = 48,1 54,63

% Recup.

Tabla 12. Prueba de flotacin de relave Falcn: Balance metalrgico (flotacin para Ag). Ley Au (gr/TM) 6,45 85,51 25,82 3,26 7,21 Contenid o fino 207,37 57,29 82,37 92,23 Rc = 48,1 67,35

Componente Cabeza Conce ntrado Medios Relave Cabeza calculada

Peso (gr) 32,15 0,67 3,19 28,29

% Recup.


PRUEBAS DE CIANURACIN

Condiciones de operacin en cianuracinPeso de mineral composito (gr): Gravedad especfica (g.e) : 300 2,9

Granulometra del mineral Dilucin (l/s) Ph cianuracin Tiempo de cianuracin (h) Conce ntracin de cianuro

:

64% -200m. : 2/1. : 10.5-11. : 12,18, 24, 30, 36 : 0,15%

Tabla 13. Prueba de cianuracin: Balance metalrgico de cianuracin para Au (12 h). Componente Cabeza (gr) Sol, rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Consumo de cianuro Consumo de cal Peso 300 600 300 5,34 1,2 kg/TM 19,13 kg/TM Ley Au (gr/TM) 6,61 1,67 2,0 Contenido fino 1983 1002 600 62,55 % Recup.

Tabla 14. Balance metalrgico de cianuracin para Ag (12 h). Componente Cabeza (gr) Sol. rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Peso (gr) 300 600 300 Ley Ag (gr/TM) 14,40 63,84 218,32 11,12 Contenido fino 134 352 38 304 65 496 36,9 % recup.

Tabla 15. Balance metalrgico de cianuracin para Au (18 h). Componente Cabeza (gr) Sol. rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Consumo de cianuro Consumo de cal 1,5 kg/TM 19,18 kg/TM Peso (gr) 300 600 300 Ley Ag (gr/TM) 6,61 1,81 1,71 5,33 Contenido fino 1983,00 1086,00 513,00 67,92 % recup.


Tabla 16. Balance metalrgico de cianuracin para Ag (18 h). Componente Cabeza (gr) So. rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Peso (gr) 300 600 300 Ley Ag (gr/tm) 14,40 75,32 214,59 11,74

Contenido fino 134 352,00 45 192,00 65 496,00

% recup.

41,25

Tabla 17. Balance metalrgico de cianuracin para Au (24 h). Ley Au (gr/TM) 6,61 2,63 1,62 6,88 1,7 kg/TM 19,22 kg/TM

Componente Cabeza (gr) Sol. rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Consumo de cianuro Consumo de cal

Peso 300 600 300

Contenido fino 1983,00 1578,00 486,00

% recup.

76,45

Tabla 18. Balance metalrgico de cianuracin para Ag (24 h).

Componente Cabeza (gr) Sol. rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada

Peso (gr) 300 600 300

Ley Au (gr/TM) 14,40 78,23 213,97 11,92

Contenido fino 134 352,00 46 938,00 64 191,00

% recup.

42,24

Tabla 19. Balance metalrgico de cianuracin para Au (30 h). Componente Cabeza (gr) Sol. rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Consumo de cianuro Consumo de cal 1,8 kg/TM 19,26 kg/TM Peso 300 600 300 Ley Au (gr/TM) 6,61 2,49 1,46 6,44 Contenido fino 1 983,00 1 494,00 438,00 77,33 % recup.


Tabla 20. Balance metalrgico de cianuracin para Ag (30 h). Componente Cabeza (gr) Sol. rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Peso (gr) 300 600 300 Ley Ag (gr/TM) 14,40 81,16 207,13 11,88 Contenido fino 134 352,00 48 696,00 62 139,00 43,94 % recup.

Tabla 21. Balance metalrgico de cianuracin para Au (36 h). Ley Au (gr/tm) 6,61 2,68 1,24

Componente Cabeza (gr) Sol, Rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Consumo de cianuro Consumo de cal

Peso 300 600 300 6,60 1,9 kg/TM 19,36 kg/TM

Contenido fino 1983,00 1 608,00 372,00

% recup.

81,21

Tabla 22. Balance metalrgico de cianuracin para Ag (36 h). Componente Cabeza (gr) Sol, Rica (ml) Relave (gr) Cabeza calculada Peso (gr) 300 600 300 Ley Ag (gr/tm) 14,40 87,07 175,09 11,23 Contenido fino 134 352,00 52 242,00 52 527,00 49,86 % recup.

ANLISIS Y DISCUSIN La flotacin de la muestra inicial no es satisfactorio por que se obtiene recuperacione s relati vamen- te bajas tanto en oro y plata de 59,11%, 52,51% respectivame nte, con un radio de concentracin de 50. En cuanto a la calidad del conce ntrado se obtiene 150,22 gr/TM de oro y 239,86 Oz/TM de plata. Se nota la diferencia de la cabeza calculada con la ensayada, fundame ntalme nte en plata; lo cual significa repetir la prueba y el anlisis qumico de la cabeza. Los equipos Falcon , mayorme nte trab ajan como preconce ntracin , por eso las recuperacione s son bajas, los conce ntrado s son basta nte aceptables , lo

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cual indica que el oro y la plata se encue ntran como partcula s muy finas, asociado a otros elementos, como se ha observado en la microscopia. El radio de conce ntracin obtenido en la prueba de conce ntracin centrifugo Falcon es 65.8. Para el caso del oro, sumando la concentracin centrfuga Falcon y la flotacin de relave Falcon, se obtiene una recuperacin de 85,67%. Para el caso de la plata, con la conce ntracin centrifuga Falcon y la flotacin del relave Falcon, se obtiene una recuperacin de 75,72%. La gra nulometra tanto para concentracin centrifuga Falcon y flotacin de relave Falcon es de 64% -200 malla. La remolienda tanto para la conce ntracin Falcon y el relave de Falcon debe mejorar tanto


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en calidad de conce ntrado y fundame ntalme nte en la recuperacin de oro y plata. La cintica de cianuracin es rpida dentro de las 24 horas para el oro, llegando a 76,45% de recuperacin. Para el caso de la plata, se obtiene bajas recuperaciones, inclusive con 36 horas de cianuracin se tiene 49.86%. Si se realiza una remolienda las recuperaciones tanto en oro y plata pueden mejorar, por que en este caso se ha trab ajado con una granulometra de 64% -200 malla. El consumo de cianuro esta dentro del rango de 2kg/TM y la cal en 19 kg/TM. Obser vamos que en 36 horas de lixiviacin se obtiene una recuperacin de 81,21 %, significa que se puede alargar el tiempo de cianuracin.

centrifugaci n como el FALCON y recin el relave se somete a la flotacin, para que el proceso sea econmicame nte rentable . La explicacin es que un porce ntaje apreciable de partcula s de oro y plata se encue ntra en tamao s muy finos. AGRADECIMIENTO Al Institut o de Investigaci n de la Faculta d de Ingeniera Geolgica, Minera, Metalrgica y Geogrfica; al Consejo Superior de Investigaciones; a la Direccin y Coordinacin de la Escuela Acadmica Profesional de Ingeniera Metalrgic a de la UNMSM. Finalme nte a los profesores y alumnos que han colaborado en el desarrollo del Proyecto de Investigacin N 061601081. BIBLIOGRAFA

CONCLUSIONES La flotacin de la muestr a inicial no es satisfactoria porque las recuperaciones son bajas, tanto en oro y plata de 59,11% y 52,51%, respectivame nte. Realizando previame nte una preconce ntracin con el centrfugo Falcon y flotando del relave de estos equipos, mejora la recuperacin tanto en oro y plata, obtenindose 85,67% y 75,72%, respectivamente. Con la cianuracin directa para 36 horas de lixiviacin, se obtiene una recuperacin de 81,21% para oro, en cambio para la plata es baja llegando a 49,86%. El tratamie nto adecuado de este tipo de minerales, en base en la investigacin realizada lo cual requiere una preconce ntraci n con los equipos gravimtricos-

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