Solución eficiente para la extracción de oro mediante CIL/CIP en yacimientos auríferos con alto contenido en arcilla | Procesos profesionales de tratamiento de minerales que contribuyen a mejorar la tasa de recuperación

Los yacimientos auríferos con alto contenido en arcilla son famosos por ser «casos difíciles» en las plantas de tratamiento de oro.En cuanto la pulpa mineral se vuelve viscosa, es imposible agitarla, el licor de lixiviación no penetra y el carbón activo queda envuelto en lodo; aunque el oro está claramente presente en el mineral, la tasa de recuperación no acaba de subir. Muchos propietarios de minas aplican sin más los procesos CIL/CIP habituales para yacimientos auríferos convencionales, con el resultado de que se forman sedimentos en el fondo de las cubas, se obstruyen las tuberías y se duplica el consumo de reactivos, lo que obliga a realizar modificaciones nada más poner en marcha la planta.No es que el oro con alto contenido en arcilla no pueda extraerse mediante cianuración, sino que primero hay que eliminar la variable «arcilla» antes de plantearse si se utiliza CIL o CIP. Este artículo comienza explicando el mecanismo por el que la arcilla interfiere en la extracción del oro y analiza de forma sistemática las soluciones de proceso, la configuración de los equipos y los puntos clave de implementación para el oro con alto contenido en arcilla, con el fin de ayudar a los propietarios de minas a evitar desvíos innecesarios.

I. ¿Por qué resulta difícil la extracción de oro en los yacimientos con alto contenido en arcilla?

El problema fundamental de los yacimientos auríferos con alto contenido en arcilla no radica en el «oro», sino en el «lodo». Un alto contenido en minerales arcillosos (montmorillonita, caolín, illita, etc.) provoca cuatro tipos de interferencias en la extracción de oro mediante cianuración:

En primer lugar, aumenta la viscosidad de la pulpa mineral, lo que dificulta la agitación y el intercambio de masa. Cuando la arcilla absorbe agua y se expande, la viscosidad aparente de la pulpa aumenta significativamente, formándose «zonas muertas» en la cuba de lixiviación. Esto dificulta la distribución uniforme del cianuro y del oxígeno disuelto sobre la superficie de cada partícula mineral, lo que empeora la cinética de lixiviación y alarga el tiempo de lixiviación.

En segundo lugar, la interferencia por recubrimiento y adsorción de lodo. El lodo fino recubre la superficie de los gránulos de oro formando una película de lodo que impide la lixiviación de los complejos de cianuro y oro; al mismo tiempo, dado que las partículas de arcilla tienen una gran superficie específica, adsorben parte de los complejos de cianuro y oro ya disueltos, lo que provoca la pérdida de «oro ya disuelto».

En tercer lugar, afecta a la densificación y a la separación sólido-líquido. Las pulpas con alto contenido en arcilla presentan una velocidad de sedimentación lenta y una compresibilidad deficiente; el rebosado del densificador es turbio, la eficiencia de lavado es baja y la claridad del líquido precioso no alcanza los estándares, lo que reduce considerablemente la eficacia de la adsorción posterior con carbón activo o de la sustitución con polvo de zinc.

En cuarto lugar, el «envenenamiento» del carbón activo. El lodo fino y la materia orgánica presentes en la pulpa mineral obstruyen los poros del carbón activo y cubren los sitios activos, lo que reduce su capacidad de carga de oro; además, los sedimentos arcillosos pueden entrar en el sistema de desorción electrolítica junto con la pulpa mineral, lo que afecta a la eficiencia de la desorción y a la calidad del lodo aurífero.

El resultado de la suma de estas cuatro interferencias es: baja tasa de lixiviación, baja tasa de adsorción, alto consumo de reactivos y alta tasa de averías en los equipos. Por lo tanto, en los procesos CIL/CIP para yacimientos auríferos con alto contenido en arcilla, el primer paso no es elegir las cubas, sino «tratar los sedimentos».

II. Enfoque general del programa CIL/CIP para yacimientos auríferos con alto contenido en arcilla

El esquema de extracción de oro de GoldProcessingPlant para yacimientos con alto contenido en arcilla sigue la lógica general de «primero tratar el lodo, luego lixiviar, controlar los parámetros y estabilizar la adsorción», y se divide concretamente en cuatro fases:

Fase 1: Lavado intensivo del mineral y desfangado. Se establece una operación de lavado del mineral tras la trituración y antes de la molienda; se utiliza una lavadora cilíndrica o una lavadora helicoidal para separar y dispersar la arcilla del mineral, en combinación con un tamiz de tambor o un tamiz vibratorio de alta frecuencia para realizar el desfangado y la clasificación.El lodo fino extraído se clasifica en función de su ley de oro: el de baja ley se envía directamente al sistema de tratamiento de residuos, evitando así que entre innecesariamente en el proceso de lixiviación y consuma reactivos; el de alta ley se concentra por separado y se incorpora al sistema de lixiviación, para que el oro no se pierda con el lodo.Si esta etapa se lleva a cabo correctamente, tanto la viscosidad de la pulpa en las cubas de lixiviación posteriores como el consumo de reactivos se reducirán notablemente.

Fase 2: Optimizar el grado de molienda para evitar la sobremolienda y la formación de lodo. Los minerales con alto contenido en arcilla ya presentan de por sí un elevado contenido de lodo; si en la fase de molienda se realiza una molienda excesiva, solo se agravará aún más el problema.Se debe determinar mediante ensayos el grado de molienda que concilie el grado de disociación del oro con el control de la formación de lodo; para ello, se deben emplear configuraciones que eviten la molienda excesiva, como los molinos de bolas de rejilla con descarga forzada, combinadas con la clasificación mediante ciclones hidráulicos, a fin de separar oportunamente las partículas finas ya disociadas y reducir la molienda repetida.

Tercera fase: selección del proceso CIL o CIP y optimización de los parámetros. Una vez controlado adecuadamente el contenido de lodo, se debe seleccionar el proceso CIL (lixiviación y adsorción simultáneas) o CIP (lixiviación previa a la adsorción) en función de las características del mineral.Los minerales con alto contenido en arcilla suelen presentar una velocidad de lixiviación más lenta; en el proceso CIP, la lixiviación se completa antes de pasar al tanque de adsorción, lo que proporciona un tiempo de lixiviación más prolongado y resulta más adecuado para minerales con una cinética de lixiviación deficiente; si, tras mejorar las condiciones de la pulpa, la velocidad de lixiviación es aceptable, el proceso CIL resulta más compacto, requiere menos tanques y es más económico para plantas de tratamiento de tamaño pequeño y mediano.En cuanto a los parámetros clave: el pH debe mantenerse entre 10 y 11 para evitar pérdidas por volatilización de cianuro;se debe aumentar adecuadamente la concentración de cianuro y aplicar la dosificación por etapas; en los tanques de lixiviación se debe garantizar la intensidad de la aireación y la agitación, y, si es necesario, se debe optar por una configuración de agitación de alta eficiencia con doble impulsor; el carbón activo debe moverse a contracorriente y añadirse por etapas, comprobándose periódicamente su capacidad de carga de oro y sustituyéndose a tiempo para evitar la «intoxicación del carbón».

Fase 4: Intensificación de la concentración, el lavado y la clarificación del líquido de valor. La separación sólido-líquido de las pulpas con alto contenido en arcilla resulta difícil, por lo que es necesario instalar un concentrador de alta eficiencia (añadiendo floculantes si es necesario) para garantizar la eficacia del lavado;la solución de metales preciosos que pasa a la etapa de adsorción o sustitución debe estar clarificada, ya que un nivel excesivo de partículas en suspensión consume en gran medida la capacidad del carbón activo o del polvo de zinc. En el lado de los residuos, se utiliza un filtro de presión para lograr una descarga en seco, lo que no solo cumple con los requisitos medioambientales, sino que también permite recuperar el agua utilizada en el proceso.

III. Casos especiales: ¿qué hacer si el contenido de arcilla es demasiado elevado?

Si el contenido de arcilla es extremadamente elevado y la lixiviación por agitación no funciona de forma estable, o si la zona minera es remota y la ley del mineral es baja, se puede considerar una solución de lixiviación en pilas con granulación:Tras triturar el mineral hasta obtener el tamaño de grano adecuado, se añade cemento o cal como aglutinante para formar gránulos, lo que mejora la permeabilidad del montón de mineral; a continuación, se rocía el líquido de lixiviación sobre una capa base impermeable.El proceso de lixiviación en pilas es sencillo y requiere una inversión reducida, pero la tasa de lixiviación es inferior a la de la lixiviación con agitación; el ciclo de lixiviación suele durar entre 30 y 90 días, por lo que resulta adecuado para yacimientos de oro oxidado de baja ley con alto contenido en arcilla o para yacimientos dispersos. La decisión de optar por la lixiviación en pilas debe tomarse tras verificar la permeabilidad y la tasa de lixiviación mediante ensayos de lixiviación en columna.

IV. Configuración de los equipos principales para el proceso CIL/CIP en yacimientos auríferos con alto contenido de arcilla

La puesta en marcha del proyecto depende de los equipos. La configuración completa de GoldProcessingPlant para yacimientos auríferos con alto contenido en arcilla suele incluir:

Sección de lavado y desarenado: lavadora cilíndrica/lavadora helicoidal, criba de tambor (incluidas las móviles), criba vibratoria de alta frecuencia, hidrociclón (clasificación/desarenado/concentración).

Sección de trituración y molienda: trituradora de mandíbulas para la trituración primaria, trituradora cónica para la trituración media y fina, molino de bolas de rejilla + clasificador helicoidal o hidrociclón para la molienda en circuito cerrado.

Sección de lixiviación y adsorción: tanques de lixiviación (con agitación y aireación), tanques de lixiviación con carbón (CIL) de doble impulsor y alta eficiencia, sistema de adsorción con carbón activo, tamiz separador de carbón (para evitar la pérdida de carbón activo con la pulpa mineral), recuperador de carbón, equipo de desorción electrolítica a temperatura y presión ambiente o a alta temperatura y alta presión, y horno de fundición de oro.En condiciones de alta arcillosidad, es necesario configurar de forma específica el tipo de agitación de la cuba de lixiviación, el método de aireación y el diseño para evitar la formación de sedimentos en el fondo.

Etapa de concentración y deshidratación: concentrador de alta eficiencia, filtro prensa de placas y marcos (descarga en seco de residuos, deshidratación del concentrado), criba de deshidratación.

Sistemas auxiliares: dispositivo de dosificación de floculantes, bombas para lodos, bombas de extracción de carbón y sistema de agua de recirculación.

GoldProcessingPlant cuenta con dos grandes centros de fabricación propios en Shandong y Jiangxi, donde se fabrican de forma autónoma los equipos principales mencionados anteriormente. Los ingenieros de procesos y los ingenieros mecánicos colaboran en un mismo equipo, y los equipos se fabrican según los planos de proceso, lo que evita la incompatibilidad de las interfaces. Para condiciones especiales, como alta viscosidad o corrosión intensa, se pueden realizar adaptaciones a medida en cuanto a los materiales de los equipos, la estructura de agitación y la potencia de los motores.

V. Modelo de colaboración y ciclo del proyecto

GoldProcessingPlant no impone paquetes obligatorios; el cliente puede elegir con flexibilidad en función de su fase de proyecto:

• Realizar únicamente ensayos de tratamiento de minerales: se llevan a cabo ensayos de lavado y desfangado de muestras representativas, ensayos comparativos de CIL/CIP y ensayos de lixiviación en columna; el informe incluye una lista de selección de equipos y un presupuesto preliminar.
• Solo compra del diseño de procesos/planos de ingeniería: se entregan diagramas de flujo de procesos, listas de configuración de equipos, planos de distribución de la planta y planos de condiciones de obra civil.
• Solo adquisición de equipos: suministro de equipos individuales o completos, seleccionados en función de las características del mineral, no según el stock disponible.
• Contratación exclusiva de ingenieros para la puesta en marcha in situ: Asistencia in situ para la instalación, dirección de la puesta en marcha de cada máquina y pruebas de funcionamiento con material real; el cliente se encarga de contratar localmente a los trabajadores de obra civil y de instalación general.
• Proyecto EPC llave en mano: Coordinación integral del diseño, el equipamiento, la supervisión de la instalación y la formación en puesta en marcha, asumiendo la responsabilidad de los objetivos de puesta en producción.

Los gastos de pruebas preliminares y de diseño se pueden deducir íntegramente al firmar posteriormente el contrato de suministro de equipos o el contrato EPC. En los proyectos habituales, el plazo desde el inicio del diseño de procesos hasta la puesta en marcha es de entre 8 y 15 meses; en el caso de los minerales con alto contenido en arcilla, debido a las mayores exigencias en las fases de lavado y desfangado, así como en la puesta a punto de los parámetros de lixiviación, se recomienda prever un margen de tiempo más amplio para las pruebas y la puesta a punto.

VI. Garantía de calidad: los indicadores se basan en el mineral y el compromiso se recoge en el contrato

La tasa de recuperación del oro en yacimientos con alto contenido en arcilla se ve influida por múltiples factores, como el tipo y el contenido de los minerales arcillosos, el estado de la presencia del oro, el tamaño de las partículas en las que se encuentra incrustado y los elementos asociados; por lo tanto, cualquier compromiso absoluto que no se base en los datos de las muestras minerales carece de credibilidad.GoldProcessingPlant se compromete a lo siguiente: mediante una rigurosa validación del proceso y un diseño específico, diseñar para su yacimiento aurífero con alto contenido en arcilla el proceso que permita alcanzar la máxima tasa de recuperación posible dadas las condiciones de dicho mineral;Los objetivos de puesta a punto se incluyen en el contrato, y se acuerdan criterios de aceptación razonables basados en la misma fuente de mineral y las mismas condiciones de operación; durante el periodo de garantía, se sustituyen gratuitamente las piezas de recambio en caso de problemas de calidad del equipo; una vez finalizado el periodo de garantía, se suministran piezas de recambio a largo plazo y se ofrecen recomendaciones para la optimización del proceso: ante cambios en las propiedades del mineral, fluctuaciones en el coste de los reactivos o variaciones en la tasa de recuperación, le acompañamos continuamente en el ajuste del proceso.

Nuestros proyectos abarcan las principales zonas auríferas del mundo, como África, Sudamérica, Asia Central y el Sudeste Asiático, con una capacidad de tratamiento de entre 30 y 5.000 toneladas al día, y abarcan el oro en roca, el oro en arena, los minerales difíciles de tratar y la retratación de residuos. Los retos que plantea la extracción de oro de minerales oxidados con alto contenido en arcilla y alto grado de sedimentación son precisamente el objeto de nuestra investigación especializada.

Para la extracción de oro de yacimientos con alto contenido en arcilla, no basta con elegir un simple equipo CIL/CIP, sino que se necesita un equipo que primero comprenda el lodo y luego el oro, y que se haga cargo de todo el proceso, desde la muestra mineral hasta la obtención del oro. GoldProcessingPlant: primero comprendemos el yacimiento, luego seleccionamos el equipo.