LIXIVIACiN EN MONTONES

Manual Prctico

Por

Chester F. Millar

Hermosillo, Sonora, Mxico.

Agosto de 1997

INDlCE

Antecedentes ......................................................................... 9 Introduccin ..................................... ..................................... 11 Caractersticas del Mineral a Lixiviar .................................. 13

Porosidad ........................................ ........................ ......... 13 Permeabilidad ......................... .............. .................. ......... 13

Patios de Lixiviacin ............................................................ 15 Base del Patio de Lixiviacin ......................................... 15 Tipos de Patios de Lixiviacin ....................................... 17 Aislantes para Patios y Pilas ........................................... 19 Cubierta Protectora ......................................................... 21

Apilado de Mineral.. ........ ............ ........ ........ ......................... 24 Aglomeracin ............... .................... ...... .................. ....... 27 Sistema de Deteccin de Fugas............... ................ ....... 29 Drenaje ............................................................................. 30 Bombeo de Soluciones ................................................... 31

Diseo de Pilas y Sistema de Bombeo ................................ 36 Cianuro .................................................................................. 39 Qumica del Oro y la Plata ................... ...... .................. ......... 41 Controles Qumicos. .......... ............ ...... ...... .......... ........ ......... 44

Medicin y Funcin del pH ..... ...... ........ .................. .... ... 44 Medicin de la Concentracin de Cianuro ... .......... ....... 45 Medicin de la Concentracin de Oro y Plata. ............. 45

Agua y Balance de Agua ................... ................................... 46 Formacin y Control de la Incrustacin .............................. 48 Tratamiento de la Solucin de Lixiviacin .......................... 49

Carbn Activado y Columnas de Carbn ..................... 49 Adsorcin y Desorcin del Carbn ................................ 55 Celdas Electrolticas ....................................................... 58 Sistema Merrill-Crowe .......... ......................................... 61 Precipitacin de Plata como Sulfuro ............................. 61

Mtodos de Prueba ............................................................... 62 Sistemas de Medicin y Control.......................................... 64 Regulaciones ......................................................................... 66

Regulaciones Ambientales .............................................. 66 Seguridad ............ ........ ................................ ..................... 66 Restauracin y Desintoxicacin ..................................... 67

Diseo de una Instalacin de Lixiviacin en Montons ..... 68

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INOICE OE FIGURAS

Figura Pgina

1. Patio de lixiviacin tpico .............................................................. 16 2. Patio expandible para un solo uso ................................................. 17 3. Patio no expandible para usos mltiples ....................................... 17 4. Patio de lixiviacin de relleno de valles ........................................ 18 5. Mtodo de lixiviacin de pilas en patios ...................................... 19 6. Lixiviacin de montones mediante el mtodo de pilas ................ 19 7. Diseo tpico de un sistema de recoleccin de solucin .............. 30 8. Arreglo tpico de tuberas de riego ............................................... 32 9. Diseo tpico de una pila ............................................................... 37 10. Diagrama de flujo de una planta de lixiviacin ............................ 43 11. Cargado de carbn activado .......................................................... 49 12. Porcentaje residual de actividad cintica como funcin

del calcio cargado en el carbn ..................................................... 54 13. Celda electroltica .......................................................................... 58 14. Tratamiento de los efluentes de cianuracin con alto

contenido de plata .......................................................................... 57 15. Porcentaje de oro recuperado ....................................................... 59

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INDICE DE FOTOGRAFAS

Fotografa Pgina

I. Colocacin de hojas de geomembrana de PVC 16 2. Forma de pegar las hojas de HDPE 20 3. Vista general de la geomembrana 23 4. Colocacin del mineral en el montn 25 5. Vista general de trituracin, aglomeracin y transporte

de mineral en bandas 26 6. Transportador de banda apilando mineral aglomerado 27 7. Vista del interior de un barril de agloJ:ll~racin 28 8. Aglomeracin y apilado manual de mineral 31 9. Acercamiento de la tubera de distribucin de solucin 27 10. Parte superior de un montn mostrando las pilas y las

lneas de riego por goteo 33 lI. Lneas de riego por goteo instaladas en la parte lateral de

un montn 33 12. Lneas de riego por goteo instaladas en la parte superior

de un montn 34 13. Panormica de una pila de solucin preada y de una

de solucin estril 36 14. Adicin de cianuro a un tanque de mezcla 40 15. Columnas de carbn con arreglo de dos en serie 51 16. Conjunto de tres columnas de carbn en serie sencilla 52 17. Tubera en forma de cruz para distribucin de solucin

en el fondo de las columnas de carbn 52 18. Medidor/acumulador de flujo 53 19. Calentadores de propano para solucin en un circuito

de desorcin de carbn 57 20. Celda electroltica 58 2I. Oro electrodepositado en lana de acero 59 22. Horno de fundicin pequeo 60

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PRESENTACiN

El autor es considerado uno de los pocos mineros que han usado la tecnologa de lixiviacin en montones con metales preciosos con gran xito. Su primera aplicacin fue en la mina Mezquite en California en 1977.

El Sr. Millar ha tenido una influencia decisiva en la operacin exitosa de las siguientes minas:

Mina America, California 1978

Mina Picacho, California 1981

Mina San Andrs, Honduras 1981

Mina Yellow Aster, California 1 Y86

Mina Ryan Lode, Alaska j 988

Mina San Cristbal, Chile 1989

Mina La Colorada, Mxico 1993

Mina Cieneguita, Mxico 1995

El Sr. Millar es adems director de la compaa Glamis Gold, Ltd. y Alamos Minerals, Ltd.

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Lixiviacin con Cialluro

ANTECEDENTES

Es muy posible que la lixiviacin en montones haya sido una invencin espaola, pues se sabe que en el ao 1700 se lixiviaron minerales de cobre utilizando cido.

En Inglaterra, a finales del siglo XIX, se descubri el uso de cianuro para lixiviar oro y plata, sin embargo, no fue sino hasta 1970 que el Consejo de Minera de los Estados Unidos desarroll un mtodo para recuperar metales preciosos a partir de montones de mineral de baja ley, lixivindolos con cianuro y recuperando los metales usando una combinacin de carbn activado yelectrodepositacin.

Por lo tanto, la lixiviacin de oro y plata en montones se ha usado solamente en los ltimos 20 aos. Las primeras aplicaciones se hicieron en minerales sin quebrar y en climas desrticos. Las innovaciones y la experiencia han desarrollado esa tecnologa en tal extensin que puede aplicarse en muchos tipos de minerales, en muchos climas yen operaciones de casi cualquier tamao.

El uso preferido y ms comn de la lixiviacin en montones es en minerales porosos sin quebrar con valores diseminados de oro. Hoy en da no es raro lixiviar minerales de ley tan baja como 0.5 g de oro/ton en patios de lixiviacin de miles de toneladas.

Estados Unidos es lder mundial en el uso de esta tecnologa; muchos de los productos y mtodos comunes de trabajo se han desarrollado ah y los antecedentes de este libro se originan en autores con muchos aos de experiencia en ese pas.

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Lixiviacin con Cianuro

INTRODUCCiN

Lixiviacin es el proceso de extraer un constituyente soluble de un slido por medio de un solvente. Existen varios mtodos de lixiviacin, pero en este manual nos dedicaremos exclusivamente al proceso de lixiviacin de minerales de oro y plata en montones utilizando soluciones de cianuro.

En la lixiviacin en montones existen tres componentes principales: 1) formacin del montn, 2) Lixiviacin del montn y 3) obtencin del oro.

El-amontonar rocas sobre una base impermeable y luego lixiviarIa con una solucin de cianuro es un proceso muy simple. Las rocas necesitan tener cierto grado de porosidad de manera que no se requiera molerIas a un tamao ms fino para exponer los metales a la solucin. El montn debe tener suficiente percolacin de manera que las soluciones que se drenen a travs de las rocas se lleven los metales disueltos. La accin de diversas fuerzas naturales ocasionan la porosidad en las rocas.

Los porcentajes de recuperacin del oro y la plata en la roca se pueden aumentar mediante el quebrado y la percolacin de la solucin a travs de los montones. El mineral que contenga una cantidad considerable de arcilla se puede mejorar mediante la aglomeracin del mineral.

Los patios de lixiviacin se pueden construir en todas las formas y maneras posibles. Debido a la naturaleza peligrosa de la solucin de cianuro que se utiliza, el diseo de las instalaciones para la lixiviacin en montones debe ser cuidadoso para asegurar la seguridad personal y ambiental.

Ya que el oro se disuelve ms fcilmente que la plata, la mayora de las operaciones de lixiviacin recuperan ms del 50% del oro, pero menos del 50% de la plata contenida en un mineral. El costo para construir una instalacin de lixiviacin en montones flucta alrededor de $1.00 dolar americano por tonelada de mineral; los costos de operacin son variables debido a las sustancias qumicas que se utilizan, sin embargo, un rango posible sera de $1.00 a $3.00 dlares americanos por tonelada de mineral.

La lixiviacin en montones se puede adaptar a una gran variedad de minerales y climas, por lo que es esencial llevar a cabo una serie de pruebas con el fin de determinar cul ser el mejor diseo para cada mineral en particular.

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Debido a que la lixiviacin no es una ciencia, sino una aplicacin prctica donde los costos se deben comparar contra los beneficios, es importante tratar diferentes mtodos de trabajo para detelminar cul es el ms apropiado para un mineral en particular y entrenar al operador al respecto. El no cumplir con esta medida tan impOltante ha provocado la prdida de grandes cantidades de dinero en algunas minas.

Los aspectos tcnicos de la lixiviacin en montones pueden llegar a ser considerablemente complicados. Las grandes compaas tienen la capacidad de utilizar sistemas exticos, o hacer algo inusual con el fin de extraer el valor con el mayor de los beneficios. Por otra parte, como ya se dijo, la lixiviacin en' montones puede se .. un proceso bastante simple y las personas con poco entrenamiento tcnico o que no pueden comprar suficiente maquinaria pueden tener buenas ganancias. Las minas pueden iniciar con un tamao reducido y expanderse posteriormente mediante la reinversin del dinero recibido de la venta del oro. Con una buena planeacin y un manejo financiero adecuado es posible comenzar a recibir ganancias por las ventas de oro a los tres meses de su inicio.

Los depsitos minerales que contienen una cabeza de 0.5 g de oro por ton se estn trabajando con ganancias, si bien, esto es en gran escala. Los depsitos de mineral tambin se pueden trabajar en forma completamente manual, sin requerir ms compras que el cianuro. Por lo tanto la lixiviacin en montones es una posibilidad para cualquier persona y lugar.

Los componentes ms importantes en la realizacin de una lixiviacin en montones son: la formacin del montn, la lixiviacin, la recoleccin de las soluciones, la recoleccin del oro, su recuperacin y el control del proceso qumico. Cada uno de estos se describir ms adelante con ms detalle. Gran parte del material y equipo descrito es de fabricacin estadounidense y puede ser que en otros pases no est disponible, en cuyo caso debern sustituirse por otros equivalentes. Una persona que entiende la teora que est detrs de las diversas actividades involucradas en la lixiviacin, puede hacer una eleccin inteligente sobre cmo hacer dicha sustitucin.

Uxiviaci" co" Cia"uro

CARACTERSTICAS DEL MINERAL A LIXIVIAR

Para que un mineral de oro y plata sea susceptIble de ser lixiviado, debe reunir .;iertas caractersticas en cuanto a porosidad y pelmeabilidad que pelmitan que el proceso de lixiviacin sea factible. A continuacin se explican estas dos caractersticas tan importantes.

1. Porosidad

Una roca es porosa si absorbe agua. Una prueba fcil de realizar para saber si una roca es porosa es colocar una gota de agua en un fragmento de roca y observar si sta la absorbe; otra es sumergir la roca en agua y ver si se escapan burbujas de aire. La porosidad puede estar presente en cualquier tipo de roca y sta se crea cuando se forma la roca -como en el caso de las rocas sedimentarias- o puede inducirse posteIiormente, fracturndola o intemperizndola.

Las rocas que contienen oro por lo general existen en vetas de cuarzo, mantos o diseminaciones de minerales sulfurosos y en lugares donde la roca ha sufrido alteracin por soluciones mineralizantes. La oxidacin por exposicin al aire y lluvia generalmente transforma la capa supeIior de estos depsitos en rocas blandas de color caf, conteniendo xidos y arcilla; los mejores candidatos para lixiviacin por montones son las rocas intemperizadas que contienen valores diseminados. Las zonas de fractura y fallas tambin crean buena permeabilidad. La arcilla no es un buen candidato para la lixiviacin porque no es porosa.

La lixiviacin en montones es un proceso lento ya que la penetracin de soluciones de cianuro toma semanas o meses para penetrar las fracturas finas o los poros en una roca para disolver el oro, y luego para percolarse a travs de las rocas. La cantidad de solucin que pasa por fuera de la roca no es impoltante, sin embargo, la distancia interna que de he penetrar s importa. Grandes cantidades de mineral se pueden lixiviar con xito, si se tiene cierto grado de porosidad y tiempo suficiente para que ocurra el proceso.

2. Permeabilidad

Un montn es permeable si se puede percolar agua a travs de l. La lixiviacin en montones requiere de un montn de mineral pelmeable y de una base impelmeable. Los minerales que son duros, con poca o nada

de arcilla, muestran una buena pelmeabilidad. Los minerales que contienen algo de arcilla por lo general son impermeables

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Si al fonnar el montn se compacta la parte superior, se evita que la solucin fluya por l. El movimiento de finos a travs del montn tambin ocasiona problemas. Un flujo desigual de solucin a travs del montn causa que algunas porciones sean livixiadas antes que otras, por lo tanto, lo mejor es tener un grado de permeabilidad parejo a travs de todo el montn.

La descarga superior del mineral durante la construccin ocasiona que ste se clasifique en diversos tamaos de rocas. Esto crea caractersticas desiguales en el montn, debido a que la solucin se drenar rpidamente en algunas partes del montn que tenga vacos considerables.

Cuando se trabaja con montones de poca permeabilidad, la lixiviacin necesita largos perodos de tiempo para que la solucin baje a travs del montn. Generalmente se acepta una tasa de percolacin de alrededor de 1 m por da. Debemos recordar que la buena pelmeabilidad no garantiza buenas recuperaciones, lo nico que hace es propiciar la rpida circulacin de la solucin. Los montones que tienen muy buena penneabilidad se mojan uniformemente y no hay necesidad de usar agua en exceso para remover el oro de un montn. Por el contrario, los molltones con buena permeabilidad, tienen una capacidad superior para desintoxicarse. Los montones con poca perm~abilidad se vuelven lentos, tanto durante la lixiviacin como en la desintoxicacin.

La pelmeabilidad se puede mejorar empleando un proceso conocido como aglomeracin, el cual se describir ms adelante. La pelmeabilidad se puede mejorar apoyando el montn en una capa con buen drenaje y tambin mediante la lixiviacin de capas relativamente delgadas de mineral.

Lixiviacin con Cianuro

PATIOS DE LIXIVIACiN

1. Base del Patio de Lixiviacin

La base de un montn es una parte esencial en el buen funcionamiento del proceso, y sus principales fundones son las siguientes:

a. Soportar el montn. Normalmente se ejerce una presin de ro toneladas por metro cuadrado por cada 6 m de altura de roca suelta que se apila encima. El cimiento bajo la base no se debe deformar, porque la capa de aislante impermeable se puede romper o el sistema de drenaje en la base puede fallar; lo mejor es evitar el uso de rellenos bajo cualquier parte del montn. Sin embargo, al utilizar el amontonamiento se debe compactar el material de relleno adecuadamente. La compactacin adecuada se logra colocando el relleno en capas de 1 cm de espesor, y despus se pasa un vehculo pesado con neumticos por encima: la maquinaria con rieles no compacta bien el material suelto.

b. Ser impermeable. Esto puede lograrse con hojas de plstico, arcilla, asfalto o concreto, o con un sello de impregnacin. Las hojas de plstico se usan generalmente bajo montones que se van a lixiviar una vez ya que se pueden usar en cualquier parte, son baratas y relativamente fciles de instalar. La arcilla compactada tambin forma una buena base impermeable. Se puede usar asfalto o concreto para la base del patio si se va a descargar con maquinaria o se va a reutilizar.

Hasta la fecha se ha utilizado poco el sello de impregnacin para formar bases. Estos sellos de impregnacin se construyen con asfalto caliente o material bituminoso que se aplica como un roco caliente (176), usando camiones tanque con espreas traseras transitando sobre la base una o ms veces, hasta que se logra el espesor deseado.

c. Tener pendiente. La base se debe construir con una determinada pendiente para que el fluido que se recolecta en la membrana fluya en la direccin deseada, normalmente se usa una pendiente de 2 a 5%. Las pendientes ms agudas son peligrosas ya que cualquier fuga en la membrana reducir la friccin bajo la pila y el montn completo se puede caer. Cuando se emplean dos capas de aislantes, la colocacin de una capa de arena entre ellas aumentar la friccin y ayudar a evitar un deslizamiento.

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CANAL (0 o

0/ CD CD Tie rra e mpacada y apisonada (el conte nido de arcill a forma un 2d"ais lancc ) e Colchn opc i on~} (a rena o geotextil)

Aislante de plstico (PVC o HOPE ) e Tu be ra de dre naje pe rfo rada Capa prote ctora de arena o roca q uebrada @ rvli neral a lixiviar

Figura J. Patio de lixiviacin tpico

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Lixiviacin con Cianuro

2.- Tipos de Patios de Lixiviacin

Bsicamente hay cuatro diseos de patios de lixiviacin: patio permanente, patio reutilizable, sistema de relleno de valles y diseo de pila en patios.

Los patios permanentes se utilizan solamente una vez y se van extendiendo a medida que se agrega ms mineral. Este es el tipo ms comn de patio, es especialmente necesario si el mineral es grueso yel tiempo de lixiviacin es largo. Algunos patios de lixiviacin muy grandes cubren muchas hectreas y soportan pilas hasta de 100 m de altura.

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Planta de

recuperacin

Expansin del montn __ ~---""""""\ --, --, --,

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\ , Expansin de la base

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Figura 2. Patio expandible para un slo uso

Los patios reutilizables son recomendables donde el espacio de suelo es limitado o donde el tiempo de lixiviacin es COitO. El costo por desintoxicar y descargar el mineral ya lixiviado debe sopesarse contra el costo de extender un patio ya existente. Se han construido algunos patios reutilizables con base de asfalto y el mineral se descarga usando cargadores de neumticos y camiones de volteo.

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Adicin de mineral "'-.

\ \ \ \ \ , ,Montn \ \

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Remocin de mineral t I I I I I I

I I Montn I I I I I I I I I I 1/1/1111,

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Figura 3. Patio no expandible para usos mltiples

Otros patios se han construido utilizando aislantes de plstico y se cargan por arriba utilizando una retroexcavadora, en donde los camiones transitan por la parte superior del montn cuyo mineral ya est lixiviado. En este caso se debe tener cuidado de contar con un buen drenaje y una capa sobre el aislante de plstico para proteger el patio. Para hacer esto generalmente se deja sobre el montn una capa de 1 m de espesor de mineral ya lixiviado. No es recomendable descargar un patio

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lHalltlllll'rlctico ---------------------------

reutilizable con equipo de neumticos transitando cerca de la capa impermeable, dehido a que esta maquinaria compactar la capa que opera y daar inadvertidamente la membrana inferior.

Los diseos del sistema de relleno de valles se emplean donde la topografa es difcil de aplanar. Se construye una gran pila a lo largo de la parte baja de un valle y se coloca plstico en la pmte superior e inferior de la pila, en ambos lados y en el fondo del valle. La estructura resultante tiene un punto bajo al pie de la pila. La solucin preada se recolecta en este punto y se puede remover ya sea mediante una tuhela colocada en la base de la pila, haciendo que la pila se drene por s misma o la solucin se puede bombear fuera de su rea de recoleccin colocando una tuhela de succin sohre el aislante, en la parte ms baja de la pila. La caracterstica esencial del dique es evitar que el mineral colocado en el patio se caiga. Se debe tener en cuenta que una membrana impermeable es una superficie con poca friccin y por lo tanto se debe tener cuidado al apilar el mineral cuando se usa el sistema de relleno de valles para que el cargado no se haga en fOlma desigual.

Aislante

Almacenamiento interno de solucin pre~ada

Remocin de la solucin por

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Deteccin de Fugas '. + Vlvula

Figura 4. Patio de lixiviacin de relleno de valles

Regreso al montn

Los diseos de pila en patios se utilizan cuando no se desea tener una pila con solucin preada. Se construye una herma alrededor de la periferia del montn y los aislantes se colocan en los lados de la helma de tal manera que todo el lugar parece un lago. Hay aproximadamente 30% de espacio vaco en la roca apilada en fOlma suelta, por lo tanto hay mucho espacio para almacenar la solucin preada en la porcin haja de la pila. Las hermas laterales se construyen 10 suficientemente altas para almacenar agua de lluvia. Con este diseo se evitan los costos involucrados en construir pilas separadas, colocacin de tubela para drenaje en la membrana, adems ser menor el almacenamiento de agua de lluvia. Con este mtodo ser necesario bombear la solucin para removerla del montn y los derrames que pudieran ocurrir son muy difciles de eliminar, esto representa serias desventajas.

Lixiviacin con Cianuro

Cubierta opcional para excluir la lluvia

Salida de solucin ... ------;-'.....,- -t -f -\ , , Entrada de solucin Montn

/ Solucin contenida dentro de los espacios vaclos del montn

FiJ!.ura 5. Mtodo de lixiviacin de pilas en patios

Solucin de cianuro

Piso impermeable

Figura 6. Lixiviacin de montones mediante el mtodo de pilas

3. Aislantes para Patios y Pilas

Generalmente se utilizan dos tipos de lminas plsticas, uno es polietileno de alta densidad (HDPE) y el otro es cloruro de polivinilo (PVC). El HDPE se consigue en rollos grandes que requieren maquinaria y herramientas especiales; para su colocacin se unen fundiendo las lminas entre si. Este material puede soportar la luz solar por largos perodos de tiempo. El PVC se encuentra en largas lminas dobladas o rollos. Se puede colocar o pegar a mano, es ms flexible y tiene mejor resistencia a esas perforaciones, pero no resiste la luz solar por muchos aos.

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l . - COIOCIICiII de hojas de geomembrallll de PVC ell //1111 cOllstruccilI ell Mxico. Las hojlls de geomembrlllltl tiellell /111 espesor de 0.76 mm y midell 20xlOO m. El rollo de color c1l1ro q//e est 111 rellte es geotextil.

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Lixiviacin con Cianuro

Estos plsticos tienen un costo de $3.00 dlares americanos por metro cuadrado con un espesor de 30 mil (0.75 mm). Actualmente los espesores ms usados son 30 y 60 mil (0.75 mm y 1.50 mm respectivamente). Estas lminas plsticas, si se protegen adecuadamente, pueden soportar un peso de hasta 100 m de mineral apilado.

La experiencia ha mostrado que al pegar el PVC en el campo no se garantiza una unin a prueba de agua, funciona bien si se coloca en una sola lnea sobre una base con pendiente, haciendo un traslape de 2 m aproximadamente. El PVC tambin se puede utilizar en pilas pequeas donde la hoja pegada de fbrica acomoda bien sobre toda la pila. La exposicin al sol se puede evitar cubriendo el PVC con arena o geotextiL

2.- Las hojas de HDPE se pegan con un dispositivo de calentamiento elcfrico, las cuales fienen un grosor de 1.5 IIVn aproximadamente.

Las regulaciones gubernamentales en Estados Unidos especifican .emplear aislantes dqbles bajo todos los patios y pilas. Generalmente, es aceptable usar aislante doble de 30 mil (0.75 mm) 60 mil 0 :5 mm) sobre una capa de arcilla compactada.

4. Cubierta Protectora

Las membranas aislantes hechas de plstico son frgiles y necesitan protegerse . de posibles perforaciones que pudieran ocasionarse por la maquinaria que transite sobre ellas. Las perforaciones son frecuentes ya que las rocas filosas pueden conar

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el plstico cuando se coloca el mineral sobre l. Esto es notorio cuando el aislante de plstico se arrastra por el suelo, volteando pequeas rocas que anteriormente estaban aplanadas, por esta razn, la base se debe alisar suavemente antes de colocar el plstico. Tambin se puede colocar una capa de arena o geotextil bajo el aislante para protegerlo.

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La superficie de la membrana de plstico tambin requiere proteccin. Si el mineral se descarga por arriba, algunas rocas grandes se deslizarn hacia abajo y hacia afuera pudiendo esto perforr el aislante. An cuando el mineral est quebrado, las puntas filosas se pueden voltear hacia abajo y perforar el aislante bajo el peso del montn. Si se requiere que los camiones transiten sobre el patio, como es el caso de trnsportadores de mineral, la capa protectora debe ser lo suficientemente gruesa de manera que los neumticos o rieles no pasen cerca del plstico. En base a la experiencia una rueda que gire sobre el material ocasionar que el mineral que se encuentra a una distancia de 20 cm se mueva y dae al plstico. Por supuesto, entre mayor sea el espesor, menor ser el dao que pudiera ocasionarse al plstico. La prctica comn sugiere utilizar una capa de arena o roca finamente quebrada o geotextil como proteccin.

No se debe olvidar que las tuberas de drenaje deben estar instaladas previamente en el fondo del montn. La mejor forma de proteger el plstico es colocando una capa de arena sobre l, esto adems proporciona un lecho para la tubera. La arena no debe tener finos ya que esto puede disminuir su drenaje. Colocar una capa de arena en el plstico es difcil, ya que no es fcil conducir camiones en reversa sobre este tipo de material suelto, y empujar una capa delgada con un bulldozer precisa bastante cautela.

Los patios de lixiviacin que se usan ms de una vez, deben ser capaces de descargarse sin daar el aislante. Esto se hace mejor removiendo el mineral lixiviado de la parte superior con un retroexcavador o excavador. Los camiones de volteo transitan por la parte superior del montn, por lo tanto, cuando se usa este mtodo es mejor dejar aoroxim::l(hmente 1 ID de material sobre el aislante.

Puede ser que no se encuentre disponible una fuente de arena o roca quebrada, en cuyo caso generalmente se utiliza geotextil. Este es un producto que se asemeja a una sbana; se compra en grandes rollos que se pueden desenrollar a mano. Se puede comprar geotextil de un espesor de 60 mil (1.5 mm) por aproximadamente $1.20 dlares americanos por metro cuadrado. El geotextil tambin se puede emplear como protector solar cuando el aislante de PVC se encuentra expuesto al sol.

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3, Vista gel/eral de la geolllelllbral/a el/ patios)' drel/ajes, 'Se estl/ il/stalal/do dos capas de geolllelllbral/a de pl~tico, Las lil/eas blal/cas del lado izql/ierdo de la f otografa SOI/ las tI/be ras para drel/aje ql/e correl/ ellll~ la geolllelllbral/a, Las tl/beras para drel/aje flexible de 10 CIII se tiel/tlel/ sobre la geolllelllbral/a sl/perior )' tral/sportal/ la soll/cil/ pret1ada a l/l/a pila, UI/a capa, de arel/a cl/bre las geolllelllbral/as)' los tl/bos de drel/aje protegil/dolos de posibles dat10s ocasiol/ados por rocas gral/des ql/e pl/edel/ caer del/tro del patio de lixiviacil/ ,

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APILADO DE MINERAL

Se utilizan varios mtodos para apilar mineral en un patio. El mineral quebrado o sin quebrar se apila descargndolo por arriba, esto se puede lograr construyendo primeramente una rampa en la parte exterior del patio de lixiviacin, de manera que los camiones pueden entrar a la altura superior del patio. La parte superior del montn se extiende hacia afuera desde los puntos de entrada mediante una combinacin de volteo y nivelacin con un bulldozer. Cuando se emplea este sistema, es mejor mantener la parte superior del montn nivelada. Los camiones y maquinaria que se encuentran en la parte superior compactan el mineral, lo cual se debe corregir rasgando la parte superior, o recorriendo 1 m la parte ms alta.

En caso que el mineral est quebrado y/o aglomerado, es comn colocarlo mediante bandas transportadoras que van desde la quebradora hasta el montn. La ltima banda es un apilador que se debe mover con frecuencia para que la parte superior quede relativamente nivelada. Un mtodo alternativo de apilamiento de mineral se logra descargando el mineral en el patio, luego recorrindolo a la altura requerida con un bulldozer. Para realizar esto es necesario tener una capa protectora sobre el aislante; tambin se puede descargar el mineral sobre el patio de lixiviacin mediante cargadores, pero esto crea un montn bajo y muy irregular.

Para controlar la alcalinidad se agregar cal con frecuencia durante el tiempo que los camiones de volteo estn sobre el mineral. La cal se puede adicionar a cada camin antes, durante y despus de que se cargan y luego se mezcla cuando el camin se descarga. De forma alternada, los camiones pueden descargar cerca de la orilla del montn, despus agregar la cantidad adecuada de cal y enseguida recorrer la carga sobre la orilla con un bulldozer, sin embargo, ninguno de estos mtodos proporciona un buen mezclado del mineral.

Los montones de lixiviacin se disean comnmente para sostener un espesor considerable de mineral. En operaciones grandes, estos pueden alcanzar alturas de hasta 100 m. El mineral se coloca en el patio en varias capas o bancos; cuando se lixivia una capa, otra se coloca en la parte superior. Basndonos en experiencias previas las condiciones permeables, y por ende de lixiviacin, son mejores en capas relativamente delgadas, sin embargo, se debe sopesar el costo por trabajar en la parte superior de cada capa. La experiencia nos indica hacer bancos de 5 a 10 m de alto, ya que el fondo del montn se construye sobre una base inclinada y la parte superior por lo general es horizontal, por lo que la altura de la pila puede variar de un punto a otro.

El descargar rocas con tamaos desiguales sobre una pendiente, ocasionar que se clasifiquen en tamao, con las rocas grandes al fondo y los finos en la parte

Lixiviacin con Cianuro

supeIior. Sin embargo, esto tambin provoca zonificaciones de finos en el montn. Estas zonas tienen diferentes caractersticas de percolacin y ocasionan que el montn no se lixivie de forma uniforme. Por lo tanto, la construcin de monto'nes altos descargando desde arIiba no es lo ms recomendable ya que afecta la pelmeabilidad. No hay mucho que hacer para evitar esto, adems de minimizar la altura de descarga y/o el espesor del banco en el montn. Esta segregacin en tamao tambin ocasionar un incremento parcial en valor -los tamaos fmos por lo general tienen mayor ley que los ms gruesos. Esta propiedad ha sido usada como ventaja en algunas minas de oro, donde los operadores cIiban los tamaos tinos o excavan el tercio superior del montn y luego envan este material al molino Q al patio de lixiviacin.

4. - Colocacin del mineral en el mOntn. La capa inferior del mineral se lixivia utilizando riego por.goleo. El color blanco que se observa en e/mineral es cal. la cual se agrega para controlar el pH. El bulldozer mezcla la cal con el mineral mientras Sle se estd allwnlOnando. Con los dientes largos del bulldozer se remueve la superficie superior antes de que se instalen las lneas del riego por gOleo.

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5.- Vislll gel/eral de Iriwracil/, aglo/l/eracil/ y Iral/s/Jorre de /l/il/eral 1'1/ bal/das el/ Alaska. UI parre sl/perior )' los lados del/llol/ll/ se eSI(1/ /IIujal/do eOI/ las ll/eas de riego por gOleo. Para /l/il/i/l/izar el cOl/gela/l/iel/lo, la pila de soll/cil/ pre'ada eSI( del/lro del/llOI/lI/ .

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Lixivi(lciII COII Ciulluro

l . Aglomeracin

La aglomeracin sirve para resolver problemas con arcillas y finos excesivos. El aglomerado se forma mezclando el mineral seco con cantidades medidas de cemento Portland o cal y luego agregando suficiente agua para formar unas bolas que se conocen como aglomerado. La cantidad de cemento o cal por lo general vara de 10 a 20 kg por ton de mineral. la cantidad de agua est en un rango de 12 a 15%. La aglomeracin se puede hacer usando una mquina, como una revolvedora, o mediante gravedad permitiendo que el material gire con cierta pendiente lo cual le da una accin de rotacin. Es mucho ms difcil aglomerar partculas finas solas. que partculas finas y gruesas mezcladas.

o es recomendable tratar de aglomerar el mineral que sale de la mina, ya que los aglomerados son frgiles y chocaran con las partculas grandes de mineral. Los aglomerados requieren endurecer durante algunos das antes de moverse. El uso continuo nos indica que el aglomerador se debe instalar despus de la quebradora y mediante bandas formar el montn. La aglomeracin OCU.ITe cada vez que la banda deja caer su carga. Cuando hay suficientes puntos de cada a lo largo del sistema mltiple de bandas no es necesaria una revolvedora de tambor.

6. Transportador de banda apilando mim{ral aglomerado.

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MontUlL Prctico ------------~-------------

La solucin de cianuro se puede agregar durante la aglomeracin, esto acelerar el ciclo de lixiviacin. Un operador encontr que mediante la introduccin de cianuro durante el proceso de aglomeracin, el mineral se puede lixiviar con agua fresca. Tambin es posible tamizar mineral sin quebrar, aglomerar las partculas ms pequeas y luego combinar stas con ettamao grande del montn. Otra posibilidad es aglomerar pulpa del molino de bolas con mineral quebrado, utilizando por lo tanto la lixiviacin por montones para recuperar el oro del mineral finamente molido. Con este esquema no se necesita tener una pila exclusiva para las colas.

El costo promedio de aglomeracin demineral quebrado en los Estados Unidos es alrededor de $1.50 dlares amelicanos por tonelada.

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7.- Vista del in.terior de un barril de aglomeraci6n. Primero se mezcla el mi.neral con cemento POTlland, despus se l/wja y se agila en el barril.

Lixiviacin con Cianuro

8.- Aglomeraci6n y apilado manual de mineral en Honduras. El mineral seco se coloca en una placa de acero con una mezcla medida de cianuro y cal y despus se agrega agua. Esto se mezcla y despus se empuja fuera de la placa, Mnde eL derrumbe deL montn ayuda a la aglomeraci6n.

2. Sistema de Deteccin de Fugas

Las regulaciones del gobierno con frecuencia buscan sistemas que detecten fugas y por lo tanto ayuden a evitar la contaminacin del ambiente. Si se encuentra una fuga se deben tomar acciones correctivas inmediatamente. El uso de sistemas de doble aislante proporciona la oportunidad de colocar un sistema de drenaje entre los aislantes y as poder detectar fugas en el aislante superior. Este sistema tambin toma la cabeza esttica de cualquier fuga en el aislante inferior, minimizando por lo tanto cualquier problema potencial de la capa. Otro sistema recomendado es la perforacin de uno o ms pozos en la parte ms baja de las instalaciones, de manera que las soluciones que se estn moviendo horizontalmente se filtren en el pozo, donde puedan ser detectadas.

Un sistema comnmente utilizado en el caso de fugas en pozos, es inclinar el fondo del pozo en una esquina y permeabilizar de alguna manera la capa interpuesta entre los dos aislantes; por lo tanto cualquier fuga en el aislante superior se drenar a esta esquina. En esta rea se coloca una tubera plstica entre los dos aislantes y con una vara sumergible, o algo similar, se prueba la humedad de la tubera.

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Manual Prctico --------------------------

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Algunas veces se requieren sistemas de deteccin de fugas en cada patio de lixiviacin. Estos se construyen en la misma base que un sistema de pozo, utilizando un sistema de drenaje entre los dos aislantes.

Una fuga en un pozo no es un problema serio debido a que el pozo se puede secar y sellar la fuga con facilidad. Cuando se encuentra una fuga bajo un montn de mineral apilado, la nica forma en que puede ser arreglado es removiendo el montn completo. Bajo estas circunstancias, las autoridades gubernamentales permiten por lo general que la lixiviacin contine y quelas fugas se regresen al circuito; tambin se debe proporcionar vigilancia constante para detectar filtraciones de cianuro en el suelo, ya que stas se pueden ir alejando del montn.

3. Drenaje

Basndonos en la experiencia, la percolacin a travs de un montn disminuye si no hay un drenaje adecuado en la base. Adems, el cabezal de presin del agua sobre la membrana ser insignificante si el patio tiene buen drenaje. Esto tambin es algo muy impOltante, porque todos los aislantes plsticos tiene fugas y entre ms baja sea la presin menores sern las fugas (estas fugas son causadas por daos menores al aislante durante el manejo o por no haberlo unido correctamente).

Las lneas de drenaje se construyen de plstico perforado (con los orificios colocados hacia abajo) y se colocan directamente sobre el aislante superior. El tamao y espaciado de las lneas dependen del flujo de la solucin y de la permeabilidad del mineral. U na prctica comn es usar lneas de 10 cm de dimetro, en espacios de entre 4 y 10 m. Es recomendable envolver tela o geotextil alrededor de la tubera perforada si hay mucha arena movindose en el montn. Las lneas de plstico flexibles corrugadas llamadas Big O se emplean como drenaje, cuyo costo flucta alrededor de $1.50 dlares americanos por metro.

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Lixiviaci6n con CianuTO

9. - Acercamiento de la IUbera para dreMje de 10 cm de espesor. Los orificios de en/rada en el fondo de eSIa tubera permiten fa en/rada de la solucin; estos orificios son prefabricados. En la fotografa no se observan.

Algunas veces las bases de patios de lixiviacin grandes se construyen en secciones, con pequeas bermas entre medio, de manera que las soluciones de drenaje de cada seccin se pueden segregar y monitorear por separado. Esto ayuda a que el operador monitoree la lixiviacin desde diferentes partes del montn: El operador puede agregar ms mineral sobre las partes ya lixiviadas del montn.

4_ Bombeo de Soluciones

Se pueden usar varios mtodos para llevar la solucin de cianuro a la parte superior_ y a los lados del montn e introducirla en el mineral, estos son: encharcamiento, uso de rociadores y lneas de goteo.

El encharcamiento es un mtodo barato y simple que requiere que el mineral sea muy poco permeable, de manera que se tiene tiempo para llenar y cubrir el lecho completamente. Los charcos se crean formando una serie de bermas bajas en la cima del montd~ de manera que se crea cierta cantidad de charcos que contendrn la solucin por varias horas. El tamao adecuado de los charcos se encuentra mediante experimentacin; si son muy grandes, la solucin no drenr hacia afuera

3'

Man_IProcco--------------------------------------------------

en forma unifolTIle. Otra ventaja de los charcos es que pueden recibir agua de tOlTIlentas y, por lo tanto, tienden a evitar que stos se inunden repentinamente. La velocidad en la que se proporciona la solucin en la parte superior tambin tiene ingerencia en el tamao de los charcos -entre ms rpido, ms grandes son los charcos que se pueden usar. U na desventaja de los charcos es que exponen la solucin a evaporacin y prdida de cianuro, otra es que atraen aves-

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El rociado se puede ha~~r de muchas maneras -orificios en las tuberas, dispositivos mecnicos tales como aspersores rainbird o aspersores pulsantes wobblers y otros sistemas de irrigacin de jardines. Estos no son buenos sistemas, ya que liberan agua y cianuro hacia el aire, donde el viento y la evaporacin hacen su parte y tienden a compactar la parte superior del montn donde las gotas de agua impactan la superficie. Con el paso del tiempo este impacto sobre la superficie disminuye la permeabilidad lo que ocasiona que aparezcan pequeos charcos. Otra caracterstica indeseable de los dispositivos mecnicos es que tienden a taponearse con incrustacin o insectos y ocasionan que los lados del montn se erosionen. Estos dispositivos se pueden comprar en cualquier ferretera, pero se debe tener en mente que no se puede utilizar cobre, aluminio ni zinc para manejar cianuro

Las lneas de riego por goteo constituyen el mejor mtodo para humedecer un montn. Estas lneas estn fOlTIladas por mangueras de polietileno con emisores insertados que pelTIliten un gasto reducido de agua. Las lneas de goteo y los emisores estn espaciados 1 m, de manera que hay aproximadamente u~ emisor por metro cuadrado de montn en la superficie. Ya que las lneas de goteo trabajan igualmente en toda su longitud, sin importar los cambios en elevacin, pueden caerse sobre los lados del montn. Es importante mojar los lados del montn -la solucin trabaja verticalmente hacia abajo del montn y el material en los lados del montn no se lixivia. El costo de las lneas es alrededor de $50 dlares americanos por 100 m de longitud. La principal ventaja de estas lneas en comparacin con otros sistemas es que minimizan el consumo de cianuro yagua y que pueden mojar los lados del montn sin causar erosin. Las .lneas de goteo se pueden comprar con los emisores externos removibles, o con emisores internos instalados de la fbrica.

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Figura 8. Arreglo tpico de tuberas de

... _____________________ ... riego

Lixil'iaci6n con Cianuro

10.- Parte superior de un mont6n mostrando las pilas en la parle trasera y las lneas de riego por goteo en la parte delantera.

11. - Lneas de riego por gOleo instaladas en la pone lateral de un gran I/wnt6n en el estado de California, EV. La naturaleza de los emisores permiten una dist ribuci6n equitativa de la so/uci6n. independientemente de la diferencia el! la presi6n de las lneas.

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ManualPrcticQ --------------------------

12. - Lnea~ de riego por goteo instaladas en la parte superior de un montn. La presencia de pi/as indica una perca/acin pobre en el montn. La superficie ha sido empacada por camiones que pasan sobre elllwntn: despus la superficie se razga utilizando un bulldozer con dientes de 2 1Il. de largo.

En todas las tuberas que manejan cal ocurren depsitos de incrustaciones y esto generalmente ocasiona taponamiento de los emisores o rociadores. Los emisores removibles externos tienen una ventaja importante respecto a los internos. ya que pueden removerse cuando sea nece ario para darles servicio, sin tener que parar el bombeo ni remover una lnea completa. Cuando se remueven los emisores. si la bomba est trabajando, se emite una pequea cOITiente de agua, esto no ocasiona peligro a la persona que est bombeando las soluciones de cianuro. siempre y cuando la persona lave sus manos cuando mucho una hora despus de habrselas mojado en la solucin.

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Las incrustaciones se pueden removcr mojando el dispositivo taponeado en solucin dbil de cido clorhdrico. Se debe recordar que el cido y el cianuro crearn un gas venenoso y por lo tanto este tratamiento cido se debe hacer primero lavando el dispositivo y luego utilizando el cido a cierta distancia de donde se est utilizando cianuro.

Generalmentc se cmplea tubera dc PVC desde la bomba hasta la cima del montn. luego tes de PVC menores . ya que puede ser necesario que acten como cabezal de las lneas de goteo. Las lneas de goteo se unen a los cabezales mediante accesOlios especiales que permiten un acoplamiento y desmontaje rpido.

Lixiviacin con Cianuro

Como regla general, se necesita una cantidad de agua igual al1 0% del peso del montn para mojarlo. Casi nada de agua sale del montn mientras no est completamente remojado. Una vez que el montn est saturado, la cantidad de agua que drene ser igual a la que se adiciona. Habr un retraso ocasionado por la velocidad de percolacin a travs del montn, pero se establecer un equilibrio entre la entrada y la salida sin importar la rapidez del flujo de agua a travs del montn.

La lixiviacin en montn es un ciclo cerrado -una vez que el montn est mojado, no se necesita agregar agua adems de la que se evapora. La evaporacin tambin es un mtodo efectivo para deshacerse del exceso de agua. Cuando se irriga con rociadores, se evapora una cantidad considerable de agua an en das nublados y hmedos. Este proceso es muy til cuando la lixiviacin se termina y el montn necesita desintoxicarse. Los charcos se evaporan entre 1 y 2 cm de agua por da, esto en das seco~ y con viento. El roco remover ms que eso.

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Manual Prctico -----------'----------:---------

DISEO DE PILAS y S ISTEMA DE BOMBEO

Las pilas normalmente se utilizan para almacenar solucin preada y estriL Las soluciones que se drenan de los montones se recolectan en la pila para solucin preada, la cual tambin sirve como almacenamiento de agua de lluvias en caso de tormentas inesperadas. Cuando se emplea sulfuro de calcio para precipitar plata, la pila de soluCin preada sirve tambin como una pila de asentamiento para el sulfuro de plata.

Comnmente la pila de solucin estril se construye con una capacidad similar a la de la pila para solucin preada. Esta se hace no tanto para acumular solucin antes de bombearla al montn, sino para recolectar lluvias imprevistas. Una zanja que conecte los niveles superiores de ambas pilas permitir que el agua de lluvia llene primero la pila de solucin preada y luego la pila de solucin estriL AlgunaS veces se construyen 3 o ms pilas para almacenar diferentes soluciones tales como la solucin desintoxicada, agua de inundaciones inesperadas, agua limpia, solucin de enjuague, etc.

13. - En esta panormica se observa una pila de soluci6n preada alfrente y atrs se observa la pila de soluci6n estril. El color de la pila del frente lo causa el oro y el color en la pila de atrs lo causa la caI.13.- En esta panormica se observa una pila de soluci6n preada alfrente y atrs

. se observa la pila de soluci6n estril. El color de la pila delf,ente lo causa el oro y el color en la pila de atrs lo causa la cal.

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Ma"ual Prctico --------------------------

El diseo de patios y encharcamiento es tericamente capaz de evitar la necesidad de constlUir alguna pila externa. Las soluciones que se recolectan en el fondo de la pila se pueden bombear a travs del sistema de recoleccin y luego enviarse al montn. Si se avanza un paso ms y se cubre el montn con plstico, entonces tendramos un sistema totalmente cerrado que podra operar a un pH reducido y ser i~dependiente del clima.

Los sistemas que se utilizan para recolectar el oro y la plata requieren de bombeo, ya sea a travs del sistema de carbn activado o a travs del sistema Merrill-Crowe. Estos sistemas requieren un flujo estable y con cierta presin a travs de cualquiera de los dos sistemas, por lo tanto, no es recomendable evitar el uso de una pila para solucin preada permitiendo simplemente que la solucin rica que drene bajo el montn fluya directamente al sistema de recoleccin de oro.

Las bombas normalmente operan flotando, conectadas a la orilla mediante mangueras flexibles. El tamao de la bomba se debe escoger de acuerdo con el trabajo que va a hacer. Las bombas en la pila de solucin preada normalmente levantan la solucin algunos metros verticalmente, de tal manera que fluir por gravedad en las columnas de carbn activado. Las bombas en la solucin estril deben levantar y presurizar soluciones de manera que los rociadores o lneas de goteo operen adecuadamente.

Las pilas se construyen con materiales similares, al patio de lixiviacin.

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Generalmente se requieren pilas con doble aislante y un sistema de deteccin de fugas. Esto se puede lograr creando algn grado de permeabilidad entre los aislantes, de manera que las filtraciones en el aislante superior puedan fluir hacia un punto de deteccin que se pueda revisar de vez en cuando. La tubera que va hacia abajo del punto de concentracin permite el acomodo y uso de una probeta para detectar fu~as de solucin.

Por seguridad, las pilas deben cercarse y con frecuencia colocar una red por encima para que los pjaros no puedan llegar. Deben construirse a una elevacin menor que la base de la lixiviacin, de manera que las soluciones puedan recolectarse sin necesidad de bombeo. Por lo tanto si ocurre una falla de energa durante una tormenta no habr consecuencias adversas.

La solucin preada es una mercanca muy valiosa y por lo tanto la pila de solucin preada normalmente se mantiene vaca, ya que no es absolutamente necesario que la pila est siempre mojada. Si se desea, el bombeo de la solucin estril se puede suspender por horas o das; por lo tanto, la cantidad de fluido en la pila de solucin estril es mucho ms variable que en la pila de solucin preada.

Lixiviacin con Cianuro

CIANURO

El compuesto de cianuro ms utilizado en la lixiviacin de oro est formado de sodio, carbn y nitrgeno. Se presenta en tambos o contenedores de acero o en forma peletizada. Al mayoreo tiene un costo entre $1.60 y $2.00 dlares americanos por klo.

El cianuro se disuelve fcilmente en agua, sin embargo la cantidad que se queda en la solucin es muy dependiente del pH (o alcalinidad) de lacmisma. A un pH de 11, todo el cianuro permanece en solucin; a un pH de 7 no queda nada del cianuro, el cual se transforma en cianuro de hidrgeno gaseoso. Este gas escapa a la atmsfera a menos que est en un contenedor tapado. Por lo tanto, la solucin de lixiviacin en montones se debe mantener a pH de 10 o ms.

El cianuro reacciona con oro, plata, metal, agua y oxgeno para crear compuestos solubles en agua. Reacciona tambin con mercurio, cobre, zinc y aluminio, pero los compuestos sulfurosos y oxidados de algunos de estos metales reaccionan muy poco con l. El cianuro tambin se combina con algunos no metales, aunque muy lentamente, incluyendo oxgeno' y dixido de carbono.

El cianuro representa uno de los plincipales costos en la operacin de lixiviacin en montones, ya que es un compuesto inestable y se disipa lentamente, por lo tanto, es necesario agregar cantidades significativas de Cianuro con el fin de mantener la concentracin de la solucin de lixiviacin. El consumo por lo general est en el rango de 0.2 a 0.5 kg por tonelada lixiviada y comnmente se utiliza una solucin con una parte por peso de cianuro a dos milo diez mil partes por peso de agua. Las plantas de lixiviacin grandes gastan cientos de millones de dlares al ao en la compra de este compuesto. Para ahorrar dinero a largo plazo se debe minimizar el contacto con el aire.

La plata generalmente requiere de soluciones de cianuro moderadamente fuertes para lixiviar apropiadamente. Los minerales de cobre se disuelven fcilmente en soluciones fuertes de cianuro, pero en soluciones dbiles se disuelven muy poco. Se han encontrado filtraciones de cianuro en el suelo que se neutralizan a si mismas en distancias relativamente cortas. El cianuro se combina con arcilla y minerales del suelo, y el pH neutro o cido en el suelo ocasiona que se forme gas y se disipe. Los productos de descomposicin del cianuro actan como fertilizantes y es muy frecuente ver montones de lixiviacin viejos cubiertos con zacate y matorral.

Se han realizado trabajos tendientes a eliminar el cianuro en montones de lixiviacin y en pilas de colas. Una forma barata que se ha encontrado es la recirculacin de las soluciones en la superficie del montn usando rociadores,

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Ma"tU1{ Prctico --------------------------

exponiendo la solucin de cianuro al aire y al sol por un ao aproximadamente. El cianuro en los charcos se puede neutralizar con agentes oxidantes tales como hipoclorito de calcio o perxido de hidrgeno (el perxido de hidrgeno es ms caro). Tambin se puede usar desintoxicacin bacteriolgica y hay un sistema 'patentado que usa dixido de sulfuro.

Las regulaciones gubernamentales por lo general requieren que la cantidad de cianuro libre (cianuro que se puede convertir a gas en cido dbil) no exceda de 0.2 mg por litro en las soluciones que van al subsuelo. Una ingestin de ms de 0.2 g es mortal; el cianuro es mortal porque bloquea la capacidad de la sangre para oxigenarse, ocasionando sofocamiento interno. Las soluciones de cianuro no son peligrosas cuando estn temporalmente en contacto con la piel, siempre y cuando se lave el rea afectada con agua despus del contacto.

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Si hay oxgeno presente, el cianuro en solucin disuelve el oro y la plata. Una vez formado, el compuesto de oro-cianuro es estable, an en soluciones que son dbilmente cidas. La concentracin del cianuro en las soluciones de lixiviacin se mantiene a una parte de cianuro por 2,000 partes de agua, an una parte a 10,000 partes.de agua puede ser efectiva.s

14.' Adicin de cianuro a un tanque de mezclado. A par/ir del tanque azul a la de recha se agrega anti incrustante.

LixiviaciII COII Cialluro

QUMICA DEL ORO V LA PLATA

El oro y/o plata que ha sido solubilizado con cianuro se puede recobrar por el sistema de adsorcin en carbn activado o por el sistema Merrill-Crowe. El sistema de adsorcin en carbn activado no requiere energa elctrica o adiciones de zinc, y es el mtodo preferido para capturar el oro. Esta captura no es una reaccin qumica, sino un enlace fsico relacionado con los micro poros en el carbn. Este enlace es dbil con alcalinidad alta y si la solucin preada se mantiene a pH muy alto, el carbn no captura tanto oro como a un pH ms bajo. Este enlace dbil se usa para despojar el oro del carbn en el sistema de recuperacin.

Los minerales de oro generalmente van acompaados de plata, la cual tambin se disuelve con cianuro y se recupera junto con el oro. Sin embargo, si se usa el sistema de recuperacin con carbn activado para la recuperacin de oro, este puede sobrecargarse fcilmente con plata. Bajo estas circunstancias se recomienda el sistema de recuperacin Menill-Crowe como una mejor alternativa. De otro modo, se puede precipitar la plata en una solucin de cianuro usando sulfuro de sodio a una razn de 8.5 g de sulfuro de sodio por 1 g de plata. El sulfuro de plata resultante se precipitar rpidamente en presencia de calo algn t1oculante.

Las reacciones qumicas que resultan cuando el oro se disuelve en una solucin dbil de cianuro es que el oro, el cianuro, el oxgeno y el agua se combinan para fOlmar un complejo de oro-cianuro, perxido de hidrgeno y un radical hidrxido.

La tasa de disolucin de oro depende de la concentracin de cianuro y de la alcalinidad de la solucin. El oro se lixivia ms rpido a un pH menor de 9, sin embargo, a ese pH aproximadamente la mitad del cianuro est en la fOlma de cianuro de hidrgeno gaseoso; si la solucin se expone al aire, este gas se pierde. A pH de 11 no hay cianuro gaseoso, sin embargo, el@ro se disuelve mucho ms fcilmente. En el caso de lixiviacin en montones, el pH ptimo est entre 10 y 10.5. Para tener una lixiviacin eficiente, el oro debe estar libre con pmtculas finas que no contengan cianicidas o impurezas que pueden destruir el cianuro o inhibir la reaccin de disolucin.

Durante la reaccin debe haber suliciente oxgeno disponible disuelto en la solucin de cianuro. Este oxgeno se introduce en la solucin de cianuro como si fuera rociado sobre el montn. El oxgeno adsorbido y el dixido de carbono del aire tambin ocasionan prdidas qumicas de cianuro, creando carbonato de sodio y de amonio, y cianuro de hidrgeno.

El compuesto de cianuro-oro-oxgeno es estable en un rango de pH de por lo menos 3.5 a 11. Un montn cido consumir todo el cianuro que se ponga en l, sin embargo, el compuesto oro-cianuro permanecer en la solucin. 41

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Manual Prctico --------------------------

La plata tambin se disuelve en la solucin de cianuro y sigue al oro a travs del proceso. Los minerales de sulfuro de hierro, los cuales son constituyentes comunes de los minerales de oro, se oxidan durante la lixiviacin con cianuro, dando por resultado la formacin de cido. Estos cidos se neutralizan por la cal utilizada en la secuencia de lixiviacin. Los minerales de cobre pueden ser disueltos por la solucin de lixiviacin y por lo tanto consumir grandes cantidades de NaCN y oxgeno. Las concentraciones de cianuro que se utilizan normalmente en la lixiviacin en montones se combinan con cantidades de minerales de cobre relativamente grandes. Las soluciones dbiles de cianuro (una parte en 10,000) se combinan con cantidades mucho menores de estos minerales. Esto repre~enta una ventaja cuando se lixivian minerales de oro y cobre, donde la recuperacin de oro se evita en una solucin dbil y el consumo de cianuro es mucho ms reducido.

Los minerales que contienen arsnico pueden interferir con la cianuracin. Los sulfuros de este metal reaccionan rpidamente con cianuro. La arsenopirita tiene un efecto adverso en la lixiviacin de oro y la estibinita inhibe la cianuracin. Los iones de fierro, nquel, cobre, zinc y manganeso retardan la cianuracin de oro. En algunos casos los minerales carbonceos que se encuentran naturalmente en minerales de oro de tipo sedimentario, actan como absorbentes de oro en solucin. Esta caracterstica conocida como robo preliminar se puede superar mediante la tostacin, tratando el mineral con cloruro o utilizando accin bacteriana.

Generalmente el oro y la plata se recuperan de las soluciones preadas mediante precipitacin con polvo de zinc o por adsorcin sobre carbn activado. Para la precipitacin con zinc y la clarificacin de la solucin preada, los constituyentes arcillosos en suspensin se eliminan ya que pueden cubrir las partculas de zinc y retardar la precipitacin de los metales preciosos. La eliminacin del oxgeno disuelto es esencial para evitar la redisolucin del oro preciptado y tambin para evitar que se oxide el zinc excesivamente. En la reaccin de precipitacin de oro con zinc, el cianuro de oro, el zinc y el cianuro se combinan para formar cianuro de zinc, oro, hidrgeno e hidrxido de sodio.

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Mallual Prctico -------------------------

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CONTROLES QUMICOS

1. Medicin y Funcin del pH

El alto grado de alcalinidad necesario en el montn y en las soluciones se logra utilizando calo sosa custica. La cal se puede comprar como cal viva (xido de calcio) o como cal hidratada (hidrxido de calcio). La cal viva es un alcalino muy fuerte que se debe manejar con mquinas, no se puede manejar con las manos. Estos dos productos estn disponibles en el mercado en sacos o bolsas o se pueden comprar a granel y almacenar en silos.

La Ci ~c aSiega al mineral que se est apIlando y se aade a las soluciones a medida que se estn bombeando. En el captulo sobre apilamiento de mineral se describen los procesos para agregar la cal al mineral. Por lo general la cal se agrega a la solucin de lixiviacin despus de que ha pasado por las columnas de carbn o por la planta Merrill-Crowe, una forma fcil de mezclarla es empleando un tanque con flujo hacia arriba sin tapa, por donde se adiciona la cal. Al disolverse la cal, sta forma tres productos: una solucin azul claro que permanece en la paIte superior, un lodo lc~.'hoso que se asienta por abajo de la solucin clara y una parte arenosa que se asienta en el fondo. Se requiere de gran cantidad de agua para disolver completamente la cal y se demanda de menor cantidad para formar el lodo lechoso. Algunos operadores bombean este lodo en el mineral a medida que ste se est cargando. El uso del lodo le da mejor distribucin a la cal en el montn que se est construyendo, ya que de otra manera el tratar de formar la alcalinidad en el montn agregando cal a la solucin de lixiviacin llevara meses.

La sosa custica o hidrxido oe sodio es un qmmlco muy alcalino que se presenta en fonna de pellets o como solucin concentrada. Este qumico se necesita durante la etapa de desorcin del carbn activado. Algunas veces se utiliza para proporcionar alcalinidad al montn, particularmente cuando el uso de cal podra causar severos problemas de incrustaciones, aunque se emplea con ms frecuencia para mantener la alcalinidad en su nivel adecuado.

El uso de lcalis en un montn por lo general ocasiona problemas, es costoso y reacciona mal con mineiales arcillosos, permitindoles que permanezcan en suspensin y por lo tanto crean lechos lodosos, adems su manejo es peligroso. ,

Es necesario medir el pH y la concentracin de cianuro en las soluciones. La alcalinidad se puede medir con papellitmus, el cual est disponible en rollos y puede comprarse en las tiendas de productos qumicos. Se corta una pequea pieza de papel y la punta se sumerge en la solucin, el color en la punta hmeda se compara

Lixiviacin con Cianuro

con el rango de colores y el pH que se muestra en el empaque. Esto proporciona la exactitud necesaria.

2. Medicin de la Concentracin de Cianuro

La medicin de la concentracin de una solucin de cianuro requiere una solucin de nitrato de plata, un pequeo matraz, una probeta pequea y una pipeta para titular. La solucin de nitrato de plata debe tener una concentracin de 8.67 gI 1. Se colocan diez (10) centmetros cbicos de solucin de cianuro en el matraz y se titulan con la solucin de cloruro de plata. El punto final surge cuando el precipitado nuboso ya no se aclara. Se anota el volumen de la solucin de nitrato de plata usado para alcanzar ese punto. Los centmetros cbicos de nitrato de plata gastados multiplicados por 100, son igual a las partes por milln (ppm) de cianuro libre en la solucin.

La concentracin de cianuro puede medirse directamente por medio de una probeta electrnica que se sumerge en la solucin. Estas probetas se conectan a una fuente de energa y por medio de un medidor se lee la concentracin de cianuro. Este sistema es mucho ms caro que el sistema de titulacin con nitrato de plata.

3. Medicin de la Concentracin de Oro y Plata

La cantidad de oro y plata que est en las diversas soluciones generalmente se detennina por absorcin atmica. Por lo general el minero obtiene suficientes ganancias para comprar un equipo de este tipo, si no es as, el minero deber enviar las muestras a ensayar a un laboratorio. Es importante tener infonnacin actualizada ya que las soluciones pueden cambiar rpidamente y se debe ser capaz de ajustarse rpidamente a diferentes condiciones qumicas y, de este modo, ahorrar tiempo y dinero.

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IIfmlllllll'rlctico ---------------------------

AGUA y BALANCE DE AGUA

Aunque la lixiviacin en montones se puede llevar a cabo en casi cualquier clima, se comporta mejor donde la evaporacin excede a la lluvia. Esto se debe a que las soluciones utilizadas en la lixiviacin en montones son valiosas y tambin txicas, por lo que el descargarlas al medio ambiente puede ser muy costoso. Se pueden manejar climas extremosos sin lluvia o climas ecuatoriales lluviosos, pero esto con un costo adicional. En el primer caso la falta de agua, excepto en los pozos, por lo general signitica que la fuente de agua est contaminada con sales disueltas; estas sales ocasionan problemas relativamente menores comparados con el segundo caso, donde la lluvia es tanta y tan persistente que las soluciones podran tener que ser descargadas al medio ambiente si las instalaciones se dejaran al descubierto.

Las sales disueltas en el agua por 10 general son cloruro de sodio, carbonato de sodio, sulfato de magnesio y sulfato de sodio. El hidrxido de magnesio es un contaminante muy malo porque limita el pH de la solucin de lixiviacin de 8.5 a 9.5 causando prdidas excesivas debido a la gasilicacin. Una fOlma de sobreponerse a estas prdidas es cubrir el sistema completo de la mejor forma posible, de manera que el gas de cianuro de hidrgeno pelmanezca disuelto en la solucin, y no se escape a la atmsfera. Aunque esto no es prctico con montones grandes, se puede usar en instalaciones pequeas, donde es factible colocar una cubierta de plstico sobre el montn, y usar el diseo de planilla en charco. Un operador se enfrent con el problema de tener una fuente de agua con mucho cloruro de calcio, lo que al usar calle ocasion serios prohlemas de incrustacin, cambi a hidrxido de sodio y el problema desapareci.

La mayora de las sales dl.sueltas son inofensivas al cianuro y a la lixiviacin, sin embargo pueden ocasionar fallas en el carbn de las columnas de adsorcin. Como ejemplo, en los patios de lixiviacin se han utilizado con xito soluciones de agua diez veces ms salinas que el agua de mar.

El tratar con agua en exceso es un problema. En algunos casos el clima local consta de pocas largas de sequa, seguido de varios meses de fuertes lluvias. En este caso, se puede proporcionar una capacidad extra de almacenamiento para la lluvia. El uso de rociadores puede remover hasta 5 cm de agua por da y ste puede hacerse entre lluvias, an en condiciones nubladas. El peor caso es cuando no se puede almacenar el agua de lluvia, sino que se debe dejar 1luir; aqu el agua que se libera se dehe neutralizar y desintoxicar. Adems, si se puede reutilizar el sistema de lixiviacin, el montn se debe neutralizar y desintoxicar. Es imprctico usar cido para contrarrestar el alto pH en las soluciones y minerales, simplemente se debe dejar que la lluvia diluya la alcalinidad remanente; tambin se debe desintoxicar

LixiviaciII COII Cialluro

el cianuro. En prrafos subsecuentes se hablar de este tema.

El agua se puede conselvar usando lneas de goteo, diseos de patios en charcos o charcos cubiertos. El agua excesiva se puede manejar utilizando rociadores, almacenamiento temporal o mediante la neutralizacin y descarga. Ya que la lixiviacin en montones es un ciclo cerrado en cuanto a lo que se refiere al agua, se debe mantener un balance entre el flujo entrante y el saliente; este balance se puede mantener fcilmente donde las condiciones climticas permiten que la evaporacin sea el mecanismo controlador.

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Ma1lual Prctico -------------------------

FORMACiN y CONTROL DE LA INCRUSTACiN

La mayora de las operaciones de lixiviacin en montones utilizan cal para impartir el grado de alcalinidad requerido en la solucin de lixiviacin. La formacin de carbonato de calcio, mediante la reaccin del dixido de carbono en el aire con la cal en solucin, es un subproducto indeseable. El carbonato de calcio tpicamente crea una cubierta en las tuberas y tapa los agujeros en los rociadores o lneas de goteo. Sin embargo el peor problema ocurre cuando el carbn activado adsorbe el carbonato y esto reduce drsticamente la capacidad del carbn para capturar el oro en la solucin una carga de cerca del 6% de carbonato de calcio en carbn activado reduce la capacidad del cargado de oro a la mitad.

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Los inhibidores de incrustacin son bastante caros cerca de $2.10 dlares americanos por kilo, sin embargo, se emplean muy espordicamente. Una instalacin tpica inyecta una pequea cantidad mediante bombeo peridico, creando una concentracin en la solucin de lixiviacin de cianuro de 5 a 10 ppm. La inyeccin de antiincrustantes generalmente se efecta antes de que la solucin pase a travs de las columnas de carbn, y fluyan a la pila de solucin estriL

Lixiviacin con Cianuro

TRATAMIENTO DE LA SOLUCION DE LIXIVIACION

1. Carbn Activado y Columnas de Carbn

El uso de carbn activado es el mtodo preferido para recolectar oro de los montones que se estn lixiviando. Esto se debe a que su instalacin y operacin es ms barata y menos complicada que en un sistema Merrill-Crowe. Este sistema se usa cuando hay preponderancia de plata ya que en este caso el uso de las columnas de carbn se vuelve imprctico. Esto generalmente ocurre cuando hay aproximadamente diez veces ms plata que oro en la solucin preada.

El carbn activado que se usa normalmente en las minas de oro es un producto hecho de cscara de coco que ha sido carbonizado, activado y tamizado a tamaos muy cerrados, el abastecimiento proviene de pases tan lejanos como Sri Lanka y las Filipinas. Por estas razones el costo es muy elevado, aproximadamente alrededor de $2.00 dlares por kilo; pesa alrededor de 0.5 Kg por litro como sustancia seca granular, y se vende comnmente en tamaos de 6xl6 y 16x30 mallas (el carbn hecho a partir de grafito, madera o coque no es tan activo como el carbn de coco).

En operaciones continuas de carbn activado los efluentes de la lixiviacin en montones se bombean hacia arriba a tres o cinco columnas o tanques en serie, que contienen el carbn activado granular. El carbn se inundar en agua y esta caracterstica se usa en tanques con flujo hacia arriba. La cantidad de oro y plata que no se puede cargar en el carbn vara mucho, dependiendo del tipo de mineral y la ley de la solucin de lixiviacin.

Pila

9000 gllon

Flujo de solucin hacia arriba a travs

de las columnas de carbn entre 15 y 30 gaUmlnlple'

Ley de la solucin: 1.0 g Aullon

Figura 11. Cargado del carbn activado

Al montn

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Algunos factores que int1uencian el cargado son: 1) la concentracin de oro y plata en las soluciones de cianuro, 2) la razn de oro a plata, 3) el pH de la solucin de lixiviacin, 4) la concentracin de impurezas, 5) la velocidad de t1ujo, y 6) el tipo y tamao de partcula del carbn granular empleado. Las cargas tpicas se obtienen comercialmente en un rango de 6000 a 12000 g de oro, o una combinacin de complejos de oro y plata, por tonelada de carbn. Sin embargo, el fenmeno de adsorcin de una gran variedad de sustancias orgnicas y de constituyentes inorgnicos tales como cido silcico e iones metlicos como calcio, cobre, nquel, mercurio y hierro reducen la habilidad de cargar el carbn con metales preciosos.

Las partculas de carbn ms finas adsorben cantidades mayores de oro a una velocidad ms rpida que el carbn grueso; sin embargo, el tamao de la malla no debe ser tan pequeo que se pierda carbn en la etapa de adsorcin. Estas prdidas pueden ocunir como t1ujo sobrenadante de una columna a la siguiente y luego en la solucin estril. Un carbn de tamao ms pequeo requiere una velocidad hacia arriba ms lenta reduciendo por lo tanto la capacidad del sistema.

El carbn tiene la capacidad de adsorber el complejo de oro-cianuro de todas las mezclas de agua y arcilla o partculas de arena en cualquier combinacin, desde agua lodosa hasta depsitos de colas. Esta capacidad se usa extensivamente en los procesos de carbn en pulpa y de despojo dinmico de carbn, los cuales han suplantado y dejado como obsoleto el sistema de decantacin contra corriente. Estos dos procesos se usan bastante en todo el mundo y se les conoce como carbn en pulpa y carbn en solucin.

El carbn tiene aproximadamente 10 veces ms afinidad por oro que por plata. El carbn por 10 tanto deja que la plata permanezca en solucin hasta que todo el contenido de plata acumulado es 10 o ms veces la cantidad de oro, luego los dos metales se cargarn ms o menos uniformemente. El carbn tambin libera plata a la solucin si aumenta la concentracin del oro en la solucin.

Todos los sistemas de oro en carbn utilizan ms el contacto entre el carbn y la solucin. La razn de esto es que la velocidad de cargado en el carbn disminuye a medida que aumenta la cantidad de oro cargado. Despus de que se han cargado aproximadamente 1000 g de metal por tonelada de carbn, algo de oro no seadsorbe por el carbn. Dependiendo principalmente de la concentracin de la solucin a un cierto punto el carbn ya no aceptar ms oro, esto ocurre generalmente cuando se ha alcanzado una carga de aproximadamente 9000 g por tonelada. Por lo tanto es comn emplear dos, tres o an cinco recipientes de contacto que contengan carbn y mover el carbn a contracorriente de tal manera que la solucin de oro ms concentrada haga contacto con el carbn ms cargado, y dejar que la solucin ms dbil contacte el carbn menos cargado pero ms activo. Hay una variedad de mtodos que se pueden usar para mover el carbn a contracorriente.

Lixiviaci6n con Cianuro

El sistema de adsorcin ms simple es cuando se usan columnas o tanques con flujo hacia arriba descansando a diferentes niveles de tal manera que la gravedad crea un flujo hacia arriba de la solucin a travs de ellos. Est~ flujo deber ser suficiente para elevar o fluidificar las partculas que estn libres para moverse y cargarse uniformemente con metal. Un metro de lecho de carbn estable de malla 16x30 se expandir cerca del 50% de su altura con una velocidad de flujo hacia arriba de 700 litros por minuto por metro cuadrado de rea de tanque. El carbon de malla 6x16 requiere de una velocidad de flujo hacia arriba de cerca de 1000 l/mini m2. La altura total de la columna debe:p.orlo tanto ser el doble del espesor del lecho ms 0.5 m adicionales en la salida. Esta adicin por arriba, cuando la columna est expandida, es necesaria para evitar sacar carbn fuera del tanque. Este sobre flujo de carbn se origina en 'parte por las burbujas de aire que se quedan atrapadas en la tubera de salida. La impedancia o friccin de la solucin a travs de 1.5 m de profundidad de lecho de carbn expandido requiere de una cada vertical de 0.6 m entre cada columna. El flujo superior de una columna entra por la parte inferior a la siguiente columna. La entrada de la solucin por el fondo de la columna se hace mediante un fondo con forma de cono que tiene un tamiz que soporta el lecho de carbn o mediante tuberas perforadas.

J 5,- Columnas de carbn con arreglo de dos en serie; se muestran tres series. Estas columnas eSln diseadas para moverse con montacargas, por lo que se pueden I/wver a travs de los

ciclos de adsorci6n, desorci6n y lavado cido sin penurbar al carbn, Para faciliwr este movimiento, las columnas tienen sujetadores de desconexi6n rpida. Estas columnas

recolectan el oro de un monr6n que contiene varios millones de toneJadas. El aulOr se muestra usando un casco rojo.

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16. - Conjunto de tres columnas de carbn en serie sencilla, en una pequea mina de Mxico. El carbn avanza moviendo las columnas con un ascensor de cadena. La solucin fluye de las columnas hacia un tanque de mezclado, antes de pasar a la pila. En el tanque azul oscuro se almacena anri incrustante para bomberalo despus al tanque de mezclado.

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17. - Tubera en Jorma de cruz usada para dist ribuir la solucin en el Jondo de las columnas de carbn. La pieza de la derecha est volleada para mOSlrar las ranuras lj/w permiTen que la solucin entre en la canUl de carb6n. Las lUberas y las columnas soportan la temperatura de ebullicin alcanzada durante la desorn.

Lixi"iacwn con Cianuro

18.- Medidor/acwnulador de flujo instalado en una Jubera de una columna de carb6n. Para calcular la cantidad exacta de oro que Iza sido adsorbido se puede usar una medici6n del flujo y los ensayes de oro en la soluci6ri antes y despus de pasar a travs del carb6n. Este es el mejor mtodo que se puede usar para calcular el inventario de oro.

Otra opcin de diseo es cuando las columnas se mantienen a la misma elevacin y bombean la solucin, ya sea hacia arriba o hacia abajo. Este diseo se usa parcialmente cuando se desea prefabricar el sistema de adsorcin y luego transportarlo hacia el lugar de uso. En este caso, las columnas deben cerrarse porque deben estar presurizadas para combatir la resistencia del flujo a travs de los lechos del carbn. Se necesita una malla para atrapar el carbn antes de que llegue a la pila de solucin estril. El problema con el flujo hacia abajo es que necesita ms presin para lograr la misma velocidad de flujo a travs del lecho de carbn. Los lechos fijos o columnas de carbn empacados estn imitados a un flujo mximo de solucin de cerca de 200 l/minlm2 de area de seccin transversal. Estos lechos fijos o con flujo hacia abajo se deben alimentar con soluciones libres de partculas porque el lecho del carbn se comporta como un filtro de arena y tarde o temprano se tapa si hay lama presente. La nica ventaja del sistema de carbn de lecho fijo es que la cantidad de carbn es menor que la requerida para el sistema fluidificado que procesa la misma cantidad de solucin.

Hay dos mtodos para mover el carbn a contracorriente. En el sistema de. flujo de gravedad el carbn mismo se puede mover de una columna a la siguiente, o la columna entera con carbn se mueve a una nt:eva posicin. En el caso donde las columnas estn localizadas en el mismo nivel. el avance del carbn se puede

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hacer mediante el bombeo demna columna a la otra, o simplemente cambiando las conexiones de la tubera. El bombeo de carbn se hace mediante una bomba presurizadora. La accin de bombeo en el carbn ocasionar friccin entre las partculas y causar que se pierdan algunas partculas de carbn fino. Esto requiere un tanque de asentamiento para el carbn fino de manera que no entre la solucin estril y se acumule en el montn, donde puede atrapar al oro. El carbn tambin se puede remover de los tanques o columnas con sistemas de vaco hmedo-seco.

La actividad o habilidad del carbn para atraer los metales de la solucin disminuye con el usO. El carbn se ensucia con depsitos no metlicos que coexisten con los metales en solucin, el ms comn de estos es el carbonato de calcio. El carbonato de calcio puede llegar a reducir la actividad del carbn a la mitad. Algunos materiales orgnicos, tales como el aceite, lo pueden ensuciar. Los carbonatos se pueden remover lavando el carbn con cido dbil, ya que este lavado tender a fijar o solidificar el oro en el carbn. El lavado de cido se deber hacer cada vez que el carbn pase a travs del proceso de despojo, sin embargo, dicho lavado no restaura la actividad del carbn a su nivel original. Despus de 10 15 lavados con cido, el carbn ha perdido una gran cantidad de su habilidad para recoger el oro y deber descargarse o reactivarse trmicamente. El tiempo ptimo para el lavado con cido es alrededor de 30 minutos. El cido usado normalmente contiene de 5 a 10% oe HCl.

100 ii ::J

"'C 'i al

80 a:: "'C

i 60 ti ce 40

~ ~ 20

o

o 1.25 2.50 3.75 5.0 6.25 7.50 % de Carbonato de Calcio

Figura 12. Porcentaje residual de actividad cintica como funcin del calcio cargado en el carbn

El carbn se puede reactivar trmicamente usando hornos rotatorios o verticale~. En este proceso el carbn se calienta a aproximadamente 750C en ausencia de aire, enfrindose despus con agua. Este proceso reabre los poros en el carbn y casi restaura la actividad como si estuviera nuevo. Los hornos de regeneracin son muy costosos, tanto en su compra como en su operacin, por lo

Lixiviaci1/ C01/ Cia1/uro

que muchas minas no los usan y mejor envan el carbn a un laboratorio donde lo reactivan o lo queman.

El quemado de carbn requiere de un horno con tiro forzado ms otro sistema para contener el polvo y la ceniza. Los operadores a pequea escala debern considerar el hacer su propio carbn a partir de los rboles que tengan a mano, remojando piezas relativamente grandes de carbn de lea en la solucin preada, quemndolas despus. Esto evita comprar carbn, columnas de carbn, equipo de adsorcin-desorcin, etc. que puede resultar muy costoso.

Las soluciones de cloro destruyen el carbn. Por lo tanto, en los casos donde se utilice cloro para neutralizar o desintoxicar las soluciones de cianuro, las soluciones resultantes debern mantenerse en una pila separada y no pasarse a travs de las columnas de carbn.

2. Adsorcin y Desorcin del Carbn

El mecanismo de adsorcin del oro en carbn activado an no se entiende por completo. El oro adsorbido se puede desorber o desplazar con iones de hidrxido provenientes de soluciones alcalinas calientes. Esta habilidad de despojar al carbn de su contenido de oro se utiliza para crear soluciones fuertes que contengan oro susceptible de ser electrodepositado. Por 10 tanto, el carbn se usa como un multiplicador de la fuerza de las soluciones que contienen oro y plata. Las soluciones dbiles con alcalinidad y condiciones de temperatura moderadas, se pueden convertir en soluciones fuertes de oro-plata para electrodepositar despus.

Este concepto se conoce como el Proceso Zadra y fue desarrollado en 1952 por la Secretara de Minas de los Estados U nidos. Para desorber el oro y la plata del carbn, el proceso emplea una solucin de despojo con 1.0% de NaOH y 0.1 % de NaCN a casi 100C y presin atmosfrica. Esta etapa de desorcin depende de ia concentracin de lcali y de la temperatura, y se puede aumentar considerablemente agregando alcohol a la solucin de despojo, o presurizando el proceso de tal manera que la temperatura de operacin se pueda elevar un 50% aproximadamente. Sin embargo, bajo circunstancias normales, requiere de casi tres dias para completar el cargado del carbn en una columna; a presin atmosfrica y tan cerca del punto de ebullicin como sea posible, el lecho de carbn cargado se puede de sorber en los mismos tres das. Por lo tanto no hay necesidad de presurizar el sistema de despojo, a menos que por alguna razn no est trabajando bien, ya que la temperatura de ebullicin disminuye con la altitud y el proceso esmuy sensitivo a la temperatura, a altas altitudes se requiere usar despojo bajo presin. Desde que se desarroll el proceso Zadra se ha encontrado que la presencia de cianuro en la solucin de despojo no es necesaria.

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Es costumbre que el operador mueva el carbn cargado fuera del sistema de adsorcin y lo coloque en el sistema de desorcin al mismo tiempo. En instalaciones muy grandes, esto se hace bombeando carbn en solucin de un lugar a otro. En instalaciones medianas el mejor mtodo para mover el carbon es usar la misma columna o tanque tanto para adsorcin como desorcin, y usar un cargador para mover la columna de un lugar a otro (bajo estas circunstancias el tanque debe ser capaz de soportar temperaturas de ebullicin). Operadores pequeos pueden sacar el carbn fuera del tanque y llevarlo al otro en fOlma enteramente manual.

Los tanques de desorcin deben aislarse para evitar prdida de calor. El volumen de solucin necesaria para despojar los metales preciosos del carbn es bastante bajo, siendo necesarios solamente unos cuantos volmenes de lecho. Ya que el tiempo de desorcin (o cocinado) abarca por lo general varios das, la velocidad de flujo de la solucin custica caliente para el despojo es de varios litros por minuto. Para esto se usan bombas de alimentacin que manejen temperaturas altas.

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Para el calentamiento de la solucin se pueden usar varios mtodos como el uso de calentadores elctricos de inmersin, calentadores de gas, y hasta serpentines calentados con lea. La cuestin principal es tener tanto calor como sea posible, as ser mejor el despojo de metales a partir del carbn. Con sistemas de desorcin muy bien presurizados se puede tener la carga en el carbon por abajo de 1 g por tonelada. Los sistemas mal calentados cargarn abajo de 1000 g por tonelada de carbn. Ya que el carbn se usa varias veces, este oro no se pierde y puede recuperarse cuando se quema el carbn. Un despojo pobre tambin ocasionar que el sistema de adsorcin no sea tan eficiente y entonces se recircular al montn un poco ms de oro. De nueva cuenta, este oro no est perdido, puesto que se recuperar cuando el montn ya est exhausto.

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/ 9." Dos ca/ellllldores de propallo ca/ielltallla solucilI ell,wl circuito de desorcilI de carbll. El tallque amarillo almacella e/ exceso de SO/UciII. La Q celda electroltica es el cOllfelledor blallco que se ve al f Olldo COIl UII dut to ell la IIIpadera para que escapell los vapores. Se observa lI/W columlla de ~

'" carbll aislada a la derecha de la f otografa. ~ "

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3. Celdas Electrolticas

La solucin rica (comnmente con ensaye de m,; e 100 g de oro por tonelada) que sale del calentamiento del carbn cargado se lleva a una celda electroltica donde los metales se recuperan mediante corriente directa. La celda se hace de un material resistente al calor y contiene un buen nmero de segmentos verticales, cada uriO consistiendo de un nodo de acero inoxidable y de un ctodo de lana de acero. La lana de acero se envuelve en un sostenedor de acero inoxidable y se mantiene en una caja que evita el contacto con el nodo cercano. Las barras conectoras a lo largo de los lados de la celda conducen electricidad a los nodos y remueven la electricidad de los ctodos. La celda generalmente se envuelve en un aislante.

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Figura 13. Celda electroltica

20.- Segm.entos levantados de una celda electroltica. Estos segmentos eSln fabricados con plstico resistente al calor y contienen ctodos de lana de acero que proporciona una gran

rea superficial para la eleclrodeposiracin del oro y la plata.

l.i.x;viaci6n con Cianuro

La razn por la cual se usa lana de acero como ctodo es porque tiene mayor rea superficial y poco peso. Al nodo se aplica un voltaje de cerca de 3.5 voltios de corriente directa y el oro y la plata se depositan en la lana de acero. En condiciones ideales, se necesitarn de cinco a seis horas de despojo y electrodepositacin simultnea para desadsorber hasta un 99% de los metales preciosos que lleva el carbn activado, y en la prctica, este proceso se lleva a cabo en varios das. Cuando se termina el proceso de adsorcin y desorcin, se remueve e intercambia el carbn en los sistemas de adsorcin-desorcin y se abre la celda electro