¿Cómo elegir un equipo completo de electrólisis para el tratamiento de mineral de oro en bruto? Soluciones profesionales que le ayudarán a extraer oro de forma eficiente
¿Cómo elegir un equipo completo de electrólisis para el tratamiento de mineral de oro primario? Soluciones profesionales que le ayudarán a extraer oro de forma eficiente
En las plantas de tratamiento de mineral de oro primario, los procesos iniciales —trituración, molienda, flotación y lixiviación— suelen ser los que más atención acaparan, ya que es ahí donde la «obtención de oro» resulta más evidente.Sin embargo, lo que realmente determina la cantidad final de oro apto para su uso, la estabilidad de la pureza de los lingotes y si se alcanza la tasa de recuperación global prometida suele ser el último eslabón, a menudo pasado por alto: el equipo completo de desorción electrolítica.
Si la desorción del carbón cargado de oro no es completa, por muy eficaz que sea la lixiviación previa, el oro no se podrá extraer; si la eficiencia electrolítica es baja, la ley del lodo de oro no aumentará y, por el contrario, los costes de fundición se incrementarán; si la selección del equipo no se ajusta a la capacidad de procesamiento, o bien se producirá un «desajuste entre el caballo y el carro» que supondrá un desperdicio de inversión, o bien se creará un cuello de botella en la producción que lastrará toda la línea.Partiendo de las características del mineral de oro primario, este artículo explica de forma sistemática cómo seleccionar el equipo completo de desorción electrolítica, para ayudarle a recorrer con seguridad el «último kilómetro» desde el carbón cargado de oro hasta el oro refinado.
I. Aclaración previa: ¿por qué el oro primario no puede prescindir de la electrólisis de separación?
En los yacimientos de oro primario (minerales de oro en roca), el oro suele estar incrustado en vetas de cuarzo, sulfuros (pirita, arsenopirita, etc.) o rocas alteradas, y se presenta en forma de oro en fisuras, entre granos o encapsulado.En el caso de los yacimientos de oro en roca convencionales, la ruta de extracción más habitual en el sector es la lixiviación con cianuro (CIL/CIP) + adsorción en carbón activo: en condiciones alcalinas, el cianuro disuelve el oro formando un complejo de cianuro de oro, que posteriormente se adsorbe y concentra mediante carbón activo, obteniéndose así carbón activado cargado de oro.
El carbón cargado de oro es solo un «producto semiacabado». Para obtener oro fino o lingotes de oro comercializables, es necesario pasar por:
- Desorción: el complejo de cianuro y oro se eluye del carbón cargado de oro a la solución, obteniéndose un licor de alta concentración;
- Electrólisis: se realiza la electrodeposición de la solución de oro, de modo que el oro se deposita en el cátodo, formando lodo de oro;
- Fundición: el lodo de oro, tras ser lavado con ácido y secado, se funde para obtener lingotes de oro de alta pureza.
El equipo completo de desorción y electrólisis es precisamente el conjunto de equipos fundamentales que se encarga de los pasos 1 y 2, y suele incluir una columna de desorción, una celda electrolítica, un sistema de recirculación de la solución rica y la solución pobre, un sistema de calentamiento, dispositivos de preparación y dosificación de reactivos, una fuente de alimentación rectificadora y un sistema de control, entre otros. La elección del modelo determina directamente:
- la tasa de desorción del carbón cargado de oro (si se consigue «limpiar» el oro);
- la eficiencia de la corriente electrolítica y la ley del lodo de oro;
- el contenido de oro en el carbón pobre (que influye en la reutilización del carbón y en la rentabilidad);
- la tasa de recuperación final y los costes de funcionamiento de todo el proceso CIL/CIP.
En resumen: la etapa de pretratamiento determina «si el oro se puede disolver», mientras que la etapa de desorción electrolítica determina «si el oro disuelto se puede recuperar y si la recuperación es completa».
II. Requisitos especiales que el mineral de oro primario plantea a los equipos de electrólisis de desorción
Los distintos tipos de mineral plantean requisitos muy diferentes para la electrolisis de extracción. Antes de elegir el equipo, es imprescindible conocer bien el mineral:
1. Carga de carbón aurífero y composición de las impurezas
Cuando el mineral sulfurado primario contiene oro, además del oro, el carbón cargado de oro puede adsorber metales como plata, cobre y níquel, así como algunas impurezas orgánicas. Una carga elevada de impurezas reduce la eficiencia de la corriente electrolítica y contamina el producto del cátodo. A la hora de seleccionar el equipo, hay que tener en cuenta la adaptabilidad de la celda electrolítica y si es necesario incorporar procesos complementarios de lavado ácido y eliminación de impurezas.
2. Dificultad de desorción del oro
El carbón cargado con oro procedente de yacimientos de vetas de cuarzo suele desorberse con relativa facilidad; sin embargo, en el caso de minerales difíciles de tratar que contienen arsénico, carbono o oro encapsulado en partículas finas, la cinética de desorción del oro del carbón puede ser más lenta, lo que requiere temperaturas y presiones más elevadas o un tiempo de desorción más prolongado. En estos casos, la desorción a alta temperatura y alta presión resulta más adecuada que la desorción a temperatura y presión normales.
3. Escala de tratamiento
La capacidad de las plantas de tratamiento de oro primario oscila entre las 30 y las 5.000 toneladas al día. La producción diaria de carbón activado con oro y el volumen de desorción por lote determinan directamente las especificaciones de las columnas de desorción y las celdas electrolíticas. El uso de equipos de gran tamaño en plantas pequeñas supone un desperdicio de inversión, mientras que el uso de equipos pequeños en plantas grandes provoca que la desorción no pueda seguir el ritmo y se interrumpa el ciclo del carbón.
4. Condiciones de trabajo in situ
Los proyectos en el extranjero (África, Sudamérica, Asia Central, etc.) suelen enfrentarse a problemas como inestabilidad en el suministro eléctrico, variaciones en la calidad del agua y altas temperaturas ambientales, por lo que hay que tener en cuenta la adaptabilidad de los equipos a la red eléctrica, la protección contra la corrosión y la disipación del calor.
III. Cinco aspectos clave para la selección de equipos completos de desorción y electrólisis
Aspecto 1: Método de desintegración: ¿a temperatura y presión normales o a alta temperatura y alta presión?
Este es el primer punto de decisión en la selección.
Desorción a temperatura y presión normales: el equipo es sencillo, la inversión es menor y el manejo y mantenimiento son cómodos, por lo que resulta adecuado para plantas de selección de tamaño pequeño y mediano que procesan vetas de cuarzo convencionales y carbón aurífero de fácil desorción. El inconveniente es que el ciclo de desorción es más largo, la tasa de desorción es relativamente limitada y no ofrece buenos resultados con carbón de difícil desorción.
Desorción a alta temperatura y alta presión: se realiza a temperaturas y presiones más elevadas, con una velocidad de desorción rápida y una alta tasa de desorción (que suele superar el 98 %), por lo que resulta adecuada para grandes plantas de procesamiento, carbón aurífero de minerales difíciles de tratar y proyectos que buscan una alta tasa de recuperación. Las desventajas son el elevado coste de los equipos y los altos requisitos en cuanto a la certificación de los recipientes a presión y el nivel de competencia operativa.
Recomendaciones para la elección del modelo: para minerales convencionales y plantas de tamaño pequeño o mediano, se recomienda dar prioridad a la desorción a temperatura y presión normales; para minerales difíciles de tratar, plantas a gran escala o proyectos con requisitos estrictos respecto a los índices de oro en carbón pobre, se recomienda dar prioridad a la desorción a alta temperatura y alta presión. GoldProcessingPlant ofrece equipos de desorción electrolítica tanto a temperatura y presión normales como a alta temperatura y alta presión, que pueden adaptarse en función de las características de desorción del mineral.
Dimensión 2: Adaptación de las especificaciones de la columna de desorción a la capacidad de procesamiento del carbón
El volumen de la columna de desorción determina la cantidad de carbón cargado de oro que se puede procesar en un solo lote. A la hora de seleccionar el modelo, hay que calcular con precisión:
- la producción diaria de carbón cargado de oro de la planta (relacionada con el volumen de procesamiento y la escala del sistema de adsorción);
- la frecuencia de desorción prevista (una vez al día o cada varios días);
- la adecuación entre la cantidad de desorción por lote y el volumen efectivo de la columna de desorción.
El principio es que la capacidad de desorción sea ligeramente superior a la velocidad de producción de carbón de la etapa anterior, dejando un margen para el mantenimiento y las fluctuaciones, a fin de evitar que el «carbón espere a la columna» provoque una acumulación de carbón en el sistema de adsorción y afecte a la eficiencia de la lixiviación por adsorción.
Tercera dimensión: celdas electrolíticas y eficiencia de la corriente
Las celdas electrolíticas son el núcleo de la producción de lodo de oro. Aspectos a tener en cuenta en la selección:
- Volumen de la celda electrolítica y superficie del cátodo: deben ajustarse al volumen de la solución de oro y a la concentración de oro, garantizando un tiempo de deposición suficiente;
- Potencia de la fuente de alimentación rectificadora y rango de regulación: la densidad de corriente debe ser regulable para adaptarse a soluciones de oro con diferentes concentraciones;
- Material de la célula y protección anticorrosiva: dado que la solución de oro es un sistema alcalino de cianuro, la célula y los electrodos deben ser resistentes a la corrosión alcalina y por cianuro;
- Facilidad de recogida y limpieza del lodo de oro: influye en la intensidad del trabajo y en la pérdida de metal.
Solo si la eficiencia de la corriente electrolítica es alta y la ley del lodo de oro es estable, se reducirán los costes de fundición posteriores. A la hora de seleccionar el equipo, no hay que fijarse únicamente en «si se puede realizar la electrólisis», sino en «si la electrólisis es limpia y si el lodo de oro es puro».
Cuarto aspecto: sistema de recirculación y calentamiento de la solución de oro
Desorción: la electrólisis suele emplear un sistema de recirculación de la solución de metales preciosos. La solución obtenida mediante desorción se introduce en la celda electrolítica para la deposición electrolítica, mientras que la solución pobre vuelve a la columna de desorción para su reutilización. La adecuación del caudal de este sistema de recirculación, la precisión en el control de la temperatura de calentamiento y la protección anticorrosiva de las tuberías influyen en la tasa de desorción y el consumo energético. El sistema de calentamiento (eléctrico o por vapor) debe seleccionarse en función de las condiciones energéticas del emplazamiento.
Aspecto 5: Control automatizado y adaptabilidad al emplazamiento
Los equipos completos modernos de electrólisis por extracción deben contar con sistemas de monitorización y regulación de parámetros clave como la temperatura, la presión, el caudal y la corriente. En el caso de proyectos en el extranjero, también hay que tener en cuenta:
- la configuración de estabilización de tensión y arranque suave en caso de inestabilidad del suministro eléctrico;
- la disipación del calor en condiciones de alta temperatura ambiental;
- la formación del personal operativo y el soporte técnico a distancia.
La experiencia de GoldProcessingPlant en proyectos en el extranjero abarca varios países africanos; las soluciones de suministro eléctrico se tienen en cuenta desde la fase de selección de equipos y pueden incluir grupos electrógenos diésel y dispositivos estabilizadores de tensión.
IV. El lugar que ocupa la electrólisis analítica en el proceso global: la selección no puede realizarse de forma aislada
La electrólisis de desorción no es un equipo aislado, sino que se conecta al sistema de adsorción por un lado y a la fundición por el otro. A la hora de seleccionar el equipo, debe integrarse perfectamente en toda la línea:
- Compatibilidad con el sistema de adsorción CIL/CIP: la cantidad de carbón cargado de oro que sale de la cuba de adsorción, así como el tamaño de partícula y la resistencia del carbón, influyen en el llenado y la fluidez de la columna de desorción;
- Conexión con la desorción electrolítica y la fundición: la producción de lodo de oro debe ajustarse a las especificaciones del horno de fundición;
- Conexión con el tratamiento de aguas residuales y soluciones pobres: la reutilización de las soluciones pobres o su tratamiento hasta cumplir los requisitos normativos implica el cumplimiento de la normativa medioambiental.
Por ello, el diseño del proceso y la selección de equipos deben estar a cargo del mismo equipo: los parámetros de los equipos de desorción electrolítica deben ajustarse al proceso global, y no al revés, que sea el proceso el que se adapte al equipo.
V. Errores comunes en la selección de equipos y recomendaciones para evitarlos
Error n.º 1: fijarse solo en el precio, sin tener en cuenta la tasa de desorción.
Los equipos de extracción son baratos, pero si la tasa de extracción es baja y el contenido de oro en el carbón pobre es elevado, el oro se queda en el carbón y se recicla en vano, lo que a largo plazo supone una pérdida muy superior a la diferencia de precio del equipo.
Error n.º 2: «Cuanto más grande sea la celda electrolítica, mejor».
Cuando la celda electrolítica es demasiado grande y la concentración de oro en el licor precioso es insuficiente, la eficiencia de la corriente disminuye, lo que da lugar a un lodo de oro de baja ley y a unos costes de fundición elevados. Debe ajustarse en función del volumen de licor precioso y de la concentración de oro.
Error n.º 3: Pasar por alto el equilibrio del ciclo del carbón.
Una capacidad de extracción insuficiente provoca una acumulación de carbón cargado de oro en el sistema de adsorción, lo que reduce indirectamente la eficiencia de la lixiviación y la adsorción, y disminuye la tasa de recuperación de toda la línea.
Error n.º 4: aplicar la configuración convencional a minerales difíciles de tratar.
Los minerales que contienen arsénico y carbono presentan características de desorción del carbón cargado de oro diferentes, por lo que es necesario validar las condiciones de desorción mediante ensayos antes de determinar la configuración del equipo.
Clave para evitar errores: realizar primero un análisis de las características del mineral y ensayos de desorción del carbón cargado de oro; determinar el método de desorción y las especificaciones a partir de los datos, y solo entonces hablar de presupuestos.
VI. Solución integral de desorción y electrólisis de GoldProcessingPlant
GoldProcessingPlant es un proveedor de servicios integrales para minas de oro que aúna el diseño de procesos, el diseño de ingeniería, la fabricación de equipos y la instalación y puesta en marcha. En la fase de lixiviación electrolítica, ofrece:
- Equipos de desorción electrolítica a temperatura y presión ambiente: adecuados para yacimientos de oro en roca convencionales y plantas de tratamiento de tamaño pequeño y mediano; con una inversión controlada y un funcionamiento sencillo;
- Equipos de desorción electrolítica a alta temperatura y alta presión: adecuados para grandes plantas de tratamiento y carbón cargado de oro de difícil desorción; ofrecen una alta tasa de desorción y una gran eficiencia de procesamiento;
- Sistemas complementarios: columnas de desorción, celdas electrolíticas, fuentes de alimentación rectificadoras, sistemas de calentamiento y circulación, dispositivos de dosificación de reactivos, y equipos de filtración a presión y fundición del lodo de oro;
- Integración de todo el proceso: diseño unificado de la desorción electrolítica con los sistemas de lixiviación y adsorción CIL/CIP en la fase inicial y la fundición en la fase final, lo que evita incompatibilidades entre las interfaces;
- Servicios flexibles: se pueden suministrar equipos individuales o completos, así como ofrecer diseño de procesos, planos, orientación para la instalación y puesta en marcha o soluciones EPC «llave en mano»;
- Experiencia en proyectos a nivel mundial: los proyectos abarcan África (Ghana, Malí, Tanzania, Sudán), Sudamérica (Perú, Colombia), Asia Central (Rusia, Kazajistán) y el Sudeste Asiático, con una capacidad de tratamiento de entre 30 y 5.000 toneladas al día; contamos con amplia experiencia en logística internacional, despacho de aduanas y adaptación a las condiciones in situ.
Nuestro principio es muy claro: primero comprendemos las características de su mineral y del carbón aurífero; a continuación, determinamos el método de separación y las especificaciones del equipo; y, por último, enviamos a un ingeniero al emplazamiento para ajustar el proceso hasta obtener oro. No prometemos indicadores absolutos alejados de la realidad del mineral, sino que nos comprometemos a ofrecer un proceso con la mayor tasa de recuperación posible, basada en pruebas científicas.
VII. Lista de acciones para la selección del equipo: cinco pasos
Si está preparando la selección de un equipo completo de electrólisis de desorción para un yacimiento de oro primario, le recomendamos que siga los siguientes pasos:
- Proporcione muestras de mineral y de carbón cargado de oro: se realizarán análisis de las características del mineral y ensayos de desorción para determinar la dificultad de la desorción;
- Determinar la capacidad de procesamiento y el ritmo de producción de carbón: calcular la producción diaria de carbón cargado de oro y la frecuencia de desorción;
- Determinar el método de desorción: a temperatura y presión normales o a alta temperatura y alta presión, basándose en los datos de los ensayos;
- Seleccionar las cubas electrolíticas y el sistema de recirculación: establecer las especificaciones en función del volumen de la solución de metales preciosos y la concentración de oro, prestando especial atención a la eficiencia de la corriente;
- Confirmar el alcance de la entrega y el servicio posventa: especificar en el contrato cómo se repartirán las responsabilidades en cuanto a la fabricación del equipo, las instrucciones de instalación, la formación para la puesta en marcha y el suministro de piezas de recambio.
