Proceso de tratamiento de minerales de oro de tipo «sombrero de hierro» y proveedor de equipos completos

Los yacimientos de oro de tipo «sombrero de hierro» suelen considerarse erróneamente «fáciles de procesar»: el oro se encuentra en los poros y fisuras de la limonita, lo que les da un aspecto suelto y poroso, y parece que el líquido de lixiviación penetra fácilmente, dando la impresión de que basta con la cianuración directa para extraer el oro.Sin embargo, una vez en producción, muchas plantas de tratamiento se encuentran en un callejón sin salida: el oro libre de grano grueso se pierde en los sistemas de molienda y lixiviación, mientras que el oro de grano fino queda atrapado por la limonita y la arcilla, impidiendo su lixiviación; además, cuando el contenido de arcilla en la pulpa es elevado, surgen problemas sucesivos en las fases de agitación, concentración y adsorción.La lógica de la tratamiento de los yacimientos auríferos de tipo «sombrero de hierro» radica en «recuperar primero los granos gruesos mediante separación por gravedad y, a continuación, capturar los granos finos mediante cianuración», para luego configurar el conjunto completo de equipos según las condiciones reales del mineral. Este artículo parte de las características del mineral y explica con claridad la ruta de procesamiento, la configuración de los equipos y la selección de proveedores.

I. Características del mineral y dificultades en la separación de los yacimientos de oro de tipo «sombrero de hierro»

Los yacimientos de oro de tipo «sombrero de hierro» pertenecen a la categoría de yacimientos de meteorización superficial; se trata de «sombreros de hierro» formados por la acumulación de residuos ferrosos tras un largo proceso de oxidación y lixiviación de los cuerpos minerales primarios de sulfuros auríferos. Entre sus características típicas se incluyen:

El oro se encuentra en los poros y fisuras de la limonita. Tras la oxidación y lixiviación de los sulfuros primarios, queda un esqueleto poroso de goethita, y el oro, en estado libre, rellena los poros, las fisuras y las superficies de contacto entre la goethita y la mena. La distribución granulométrica es amplia, y coexisten partículas gruesas y finas de oro.

La estructura porosa de la goethita favorece la lixiviación. En comparación con el mineral primario denso, el mineral de «sombrero de hierro» presenta una mayor porosidad y mejores condiciones de penetración del licor de lixiviación, lo que constituye una ventaja natural para que los yacimientos de oro de tipo «sombrero de hierro» sigan la ruta de la cianuración.

El contenido de minerales arcillosos es la variable más importante. Durante el proceso de meteorización suelen aparecer minerales arcillosos como la caolita; un alto contenido de arcilla provoca un aumento de la viscosidad de la pulpa mineral, dificultades de agitación, turbidez en el rebosado del espesador y una disminución de la permeabilidad, por lo que es necesario ajustar en consecuencia el tiempo de lixiviación y la concentración de los reactivos.

Los elementos asociados son relativamente sencillos, pero eso no significa que no supongan una interferencia. La mayoría de los yacimientos de tipo «sombrero de hierro» presentan un contenido bajo de elementos interferentes como el cobre, el arsénico, el antimonio y el carbono, por lo que son aptos para la lixiviación con cianuro; sin embargo, en algunos sectores mineros quedan residuos de sulfuros o sustancias que contienen carbono, por lo que es necesario realizar ensayos para confirmarlo y no se puede generalizar.

En cuanto a las dificultades de la separación mineral, hay tres aspectos fundamentales:

• Pérdida de oro de grano grueso. Si el oro libre de grano grueso no se recupera previamente en el circuito de molienda, se sedimentará en el sistema de lixiviación, quedará encapsulado o se eliminará junto con los residuos.
• La tasa de lixiviación del oro de grano fino es inestable. El oro de grano muy fino queda «atrapado» en los poros de la limonita o se adsorbe en la arcilla, lo que provoca una cinética de lixiviación deficiente y grandes fluctuaciones en la tasa de recuperación.
• La arcilla interfiere en todo el proceso. La mala reología de la pulpa mineral, la dificultad para la separación sólido-líquido y la disminución de la eficiencia de adsorción del carbón activo son problemas frecuentes tras la puesta en marcha de la mina de Tie Mao.

II. Solución tecnológica recomendada: combinación de separación por gravedad y cianuración

La línea principal recomendada por GoldProcessingPlant para los yacimientos auríferos de tipo «sombrero de hierro» es el «proceso combinado de separación por gravedad y cianuración», que se divide concretamente en tres pasos:

Primera etapa: trituración y molienda, con recuperación del oro libre de grano grueso mediante separación por gravedad. Trituración primaria con trituradora de mandíbulas y trituración media y fina con trituradora cónica, siguiendo el principio de «triturar más y moler menos»;En el circuito de molienda se instalan separadores centrífugos (como la centrífuga Nielsen) o mesas de jig, para recuperar anticipadamente el oro monomórfico de grano grueso ya disociado durante el ciclo de molienda y clasificación; el concentrado de separación por gravedad, tras su refinado en mesas agitadoras, se funde para producir oro de calidad uniforme o se comercializa como concentrado de alta ley.La clave de esta etapa es «recuperar pronto y en mayor cantidad», evitando la pérdida de oro de grano grueso por una molienda excesiva.

Segunda etapa: lixiviación con cianuro de los residuos de la separación por gravedad para recuperar el oro de grano fino. Los residuos de la separación por gravedad se introducen en un sistema CIL (lixiviación con carbón activado) o CIP (procesamiento con pulpa de carbón activado), donde el oro se disuelve con cianuro en condiciones alcalinas (pH 10–11) y se recupera mediante adsorción con carbón activado.La limonita de la mina Tie Mao es porosa y presenta condiciones de lixiviación relativamente favorables, pero el tiempo de lixiviación y la concentración de los reactivos deben ajustarse en función del contenido de arcilla y del grado de encapsulación del oro: cuando el contenido de arcilla es elevado, se prolonga adecuadamente el tiempo de lixiviación y se optimiza el método de dosificación; si es necesario, se refuerza el lavado del mineral para eliminar la arcilla antes de proceder a la lixiviación.

Tercer paso: concentración, deshidratación y tratamiento de residuos. La separación sólido-líquido de las suspensiones con alto contenido en arcilla resulta difícil, por lo que es necesario utilizar un concentrador de alta eficiencia (añadiendo floculantes si es necesario) para garantizar la eficacia del lavado; los residuos se descargan en seco mediante un filtro de presión, lo que cumple los requisitos medioambientales y permite recuperar el agua de proceso.

Desviación en casos especiales: Si el contenido de arcilla en un sector minero es extremadamente elevado y la lixiviación por agitación no permite un funcionamiento estable, o si la ley del mineral es baja y la zona minera está dispersa, se puede considerar la lixiviación en pilas con granulación: tras la trituración, se añade cemento o cal para formar gránulos que mejoren la permeabilidad, y se realiza la lixiviación por aspersión sobre una capa impermeable de base; el ciclo de lixiviación suele ser de 30 a 90 días.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. Si el yacimiento presenta un elevado contenido de sulfuros residuales y el oro está estrechamente ligado a los sulfuros, se puede añadir una etapa de flotación tras la separación por gravedad, en la que primero se enriquezcan mediante flotación los sulfuros que contienen oro y, a continuación, se proceda a la cianuración, evitando así el consumo de cianuro por parte de los sulfuros.

III. Configuración del equipo completo: desde la trituración hasta el oro purificado

Como proveedor de equipos completos, GoldProcessingPlant suministra todo el equipamiento necesario según el proceso técnico:

Trituración y cribado: trituradora de mandíbulas (trituración primaria), trituradora cónica (trituración secundaria y terciaria), criba vibratoria circular/criba vibratoria lineal, alimentador vibratorio y transportador de cinta.

Molienda y clasificación: molino de bolas de rejilla (primera etapa, descarga forzada, resistente a la sobremolienda) o molino de bolas de rebose (molienda fina), con clasificador helicoidal o hidrociclón en circuito cerrado;En los tramos con alto contenido en arcilla, se instalan previamente lavadoras cilíndricas o lavadoras helicoidales junto con cribas de tambor; el mineral se lava y se desbarba antes de pasar a la molienda.

Equipos de separación por gravedad: centrifugadoras de mineral (principal método para la recuperación de oro de grano grueso en el circuito de molienda), mesas de jig, mesas agitadoras 6-S/mesas agitadoras multicapa (selección fina), canales espirales (selección gruesa y descarte de residuos), bombas de arena.

Lixiviación con cianuro y adsorción: tanques de lixiviación (con agitación y aireación), tanques de lixiviación con carbón de alta eficiencia de doble impulsor (CIL), sistema de adsorción con carbón activo, tamiz separador de carbón, 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;Si se opta por la lixiviación en pilas, se instalarán una capa de base para el apilamiento, un sistema de rociado, un depósito de líquido de metales preciosos, columnas de adsorción de carbón activo o un dispositivo de sustitución con polvo de zinc.

Concentración y deshidratación: concentrador de alta eficiencia, filtro prensa de placas y marcos (descarga en seco de residuos, deshidratación del concentrado), criba de deshidratación, dispositivo de adición de floculantes.

Sistemas auxiliares: bombas para lodos, bombas de extracción de carbón, bombas de agua limpia, sistema de recirculación de agua, sistemas de distribución eléctrica y de control; en los proyectos en el extranjero se pueden integrar grupos electrógenos diésel para hacer frente a las fluctuaciones en el suministro eléctrico.

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, garantizando la compatibilidad de las interfaces y la sincronización de la capacidad de producción.Para hacer frente a la abrasividad de la limonita y al entorno de lixiviación ácida, las piezas de paso pueden equiparse con materiales de alta resistencia al desgaste o con acero inoxidable anticorrosivo o recubrimientos internos; para condiciones con alto contenido en arcilla, se pueden configurar de forma específica el tipo de agitación de las cubas de lixiviación, el método de aireación y el diseño para evitar la formación de sedimentos en el fondo.

IV. ¿Por qué elegir un proveedor de equipos completos en lugar de una adquisición fragmentada?

El proceso de una mina de oro de tipo «sombrero de hierro» abarca múltiples etapas, como la trituración, la molienda, la separación por gravedad, la lixiviación, la adsorción, la desorción y la electrólisis. Si la trituradora, el molino de bolas,centrifugadoras y las cubas de lixiviación se adquieren por separado a distintos fabricantes, las consecuencias habituales son: incompatibilidades en las conexiones, falta de correspondencia en la capacidad de producción y acumulación del consumo energético; cuando el sistema no alcanza los objetivos, los fabricantes de equipos y los contratistas se echan la culpa mutuamente, y el inversor se ve obligado a actuar como «árbitro». El valor de un proveedor de equipos completos radica en:

• La integración entre el proceso y el equipo: la selección de los equipos se basa en las características del mineral y el proceso técnico, no en el stock disponible. El proceso determina dónde se coloca el equipo de separación por gravedad en el circuito de molienda, cuántos tanques de lixiviación se necesitan o cómo se configura el flujo a contracorriente del carbón activo.
• Compatibilidad entre interfaces y capacidad de producción: el volumen de pulpa mineral en la fase anterior y los requisitos de separación en la fase posterior se calculan conjuntamente por el mismo equipo, lo que evita situaciones como «capacidad de trituración suficiente, pero la molienda no da abasto» o «exceso de tanques de lixiviación, pero la adsorción no da abasto».
• Responsabilidad única: un mismo equipo se encarga de todo el proceso, desde la fabricación de los equipos hasta la orientación en la instalación y la puesta en marcha integrada; los objetivos de puesta en marcha se incluyen en el contrato, por lo que no se eluden responsabilidades en caso de problemas.
• Repuestos y asistencia a largo plazo: nuestra propia planta de fabricación garantiza el suministro continuo de repuestos y, una vez finalizado el periodo de garantía, seguimos ofreciendo asesoramiento técnico y recomendaciones para la optimización del proceso.

Por supuesto, GoldProcessingPlant no impone paquetes obligatorios: se pueden realizar únicamente ensayos de tratamiento de minerales, adquirir solo el diseño del proceso o los planos de ingeniería, comprar una sola unidad o un conjunto completo de equipos, contratar únicamente a un ingeniero para la puesta en marcha in situ, o bien optar por un proyecto EPC «llave en mano» integral.Los gastos de pruebas preliminares y de diseño se pueden deducir íntegramente al firmar posteriormente el contrato de equipamiento o el contrato EPC.

V. Vía de ejecución y plazo del proyecto

Vía de ejecución recomendada para proyectos de minas de oro de tipo «sombrero de hierro»:

Primer paso: ensayos de tratamiento de minerales y validación del proceso. Se toman muestras representativas del yacimiento para realizar ensayos de separación por gravedad, ensayos de lixiviación con cianuro (incluida la comparación entre CIL y CIP), pruebas de contenido de arcilla y de comportamiento de sedimentación; si es necesario, se realizan ensayos de lixiviación en columna para evaluar la viabilidad de la lixiviación en pilas; el informe incluye una lista de selección de equipos y un presupuesto preliminar.

Segunda etapa: diseño del proceso y planos de ingeniería. Se elaborarán diagramas de flujo del proceso, una lista de configuración de equipos, un plano de distribución de la planta, planos de cimientos de los equipos y planos de condiciones de obra civil.

Tercer paso: fabricación y envío de equipos. Fabricación de los equipos principales, coordinación de los materiales auxiliares, control de calidad antes de la salida de fábrica; en proyectos en el extranjero, planificación anticipada de los plazos de embarque y reserva de un margen de tiempo para el despacho de aduanas.

Cuarta fase: orientación para la instalación y puesta en marcha integrada. Se enviará a un ingeniero para que supervise la colocación de los equipos, la conexión de las tuberías y la instalación eléctrica; dirigirá la puesta a punto de cada equipo y las pruebas de funcionamiento integradas con material, optimizará el grado de molienda, los parámetros de lixiviación y el régimen de dosificación de reactivos hasta obtener oro o concentrado de oro que cumpla con los requisitos de calidad, y formará al equipo del cliente.

Los proyectos habituales tardan entre 8 y 15 meses desde el inicio del diseño del proceso hasta la puesta en marcha; en el caso de la mina de Tie Mao, debido a los elevados requisitos de desfangado del mineral y de ajuste de los parámetros de lixiviación, se recomienda reservar 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 los compromisos se recogen en el contrato

La tasa de recuperación de los yacimientos de oro del tipo Tiehao se ve influida por múltiples factores, como el estado de acumulación del oro, la proporción de oro de grano grueso, el contenido de arcilla, la estructura porosa de la limonita, los sulfuros residuales y las sustancias carbonosas; por lo tanto, cualquier compromiso absoluto que no se base en los datos de las muestras de mineral carece de credibilidad.GoldProcessingPlant se compromete a lo siguiente: mediante una rigurosa validación del proceso y un diseño específico, diseñar para su mineral el proceso que permita alcanzar la máxima tasa de recuperación posible en esas condiciones;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; el periodo de garantía es de 12 meses, durante el cual se sustituyen gratuitamente las piezas de recambio en caso de problemas de calidad del equipo; una vez finalizado este plazo, se suministran piezas de recambio a largo plazo y se ofrecen recomendaciones para la optimización del proceso.

Nuestros proyectos abarcan las principales zonas auríferas del mundo, como África, Sudamérica, Asia Central y el Sudeste Asiático, con una capacidad de procesamiento de entre 30 y 5.000 toneladas al día, y abarcan el oro en roca, el oro en arena, los minerales difíciles de procesar y la reprocesación de residuos.La configuración combinada de reclassificación y cianuración para yacimientos de oro de tipo «sombrero de hierro» y otros yacimientos de oro de meteorización superficial es precisamente una de nuestras soluciones habituales.

En la tratamiento de minerales de oro de tipo sombrero de hierro, no se trata solo de adquirir un conjunto de equipos, sino de contar con un proveedor integral que sepa cómo extraer el oro de grano grueso, cómo lixiviar el oro de grano fino y cómo tratar la arcilla, y que se haga responsable de todo el proceso, desde la muestra mineral hasta el oro purificado. GoldProcessingPlant: primero comprendemos el yacimiento, luego seleccionamos el equipo.