Proceso de adsorción de lodos de cianuración de oro en mina de roca: una solución eficaz para la extracción de oro. Promoción de tecnologías profesionales de tratamiento de minerales.
Proceso de adsorción de lodos de carbón con cianuro a partir de mineral de oro en roca: una solución eficaz para la extracción de oro. Promoción de tecnologías profesionales de tratamiento de minerales
La extracción de oro de yacimientos de oro en roca plantea una elección fundamental: ¿se opta por la concentración mediante flotación o por la adsorción con lodo de carbón cianurado a partir de mineral sin triturar? La flotación es adecuada para minerales con oro en forma de sulfuros y de grano fino, en los que el oro se concentra en el concentrado para su posterior tratamiento;mientras que la adsorción por lechada de carbón con cianuro (CIP/CIL) sigue otro camino: tras la molienda del mineral en bruto, se procede directamente a la lixiviación y se extrae el oro disuelto mediante carbón activo; el proceso es breve, requiere menos equipamiento y la vía de recuperación es directa.
Este proceso tiene una amplia aplicación en el ámbito de los yacimientos de oro en roca, pero «poder utilizarlo» y «utilizarlo bien» son dos cosas distintas. La baja tasa de lixiviación, la escasa eficiencia de adsorción del carbón activado, la acumulación de carbón cargado de oro y el elevado consumo de reactivos son problemas habituales en las instalaciones.En este artículo se explican de forma exhaustiva las condiciones de aplicación, los parámetros de proceso, la configuración de los equipos y los planes de extracción de oro de la adsorción de pulpa de cianuro con carbón a partir de mineral sin clasificar.
I. Primera evaluación: ¿Es adecuado su yacimiento de oro en roca para la adsorción con pulpa de carbón cianurada a partir de mineral sin triturar?
El requisito previo para la cianuración de mineral sin clasificar es que el cianuro pueda «entrar en contacto» con el oro y disolverlo. Por lo tanto, la evaluación de la idoneidad se centra en tres aspectos:
En primer lugar, el estado en que se encuentra el oro.
Si el oro se encuentra principalmente en estado libre o semilibre y, tras la molienda, se disocia y queda expuesto por completo, es un candidato ideal para la cianuración de pulpa de carbón a partir de mineral sin clasificar.Si el oro se encuentra en forma de partículas finísimas incrustadas en la red cristalina de la pirita o la arsenopirita (tipo «Kalin»), por muy fino que se muela no se disociará, por lo que la tasa de lixiviación directa será muy baja; en este caso, se debe realizar primero una flotación para enriquecer los sulfuros auríferos y un tratamiento previo para abrir las incrustaciones antes de proceder a la cianuración.
En segundo lugar, el contenido de elementos interferentes.
El arsénico consume el cianuro y pasiva la superficie de las partículas de oro; las materias carbonosas «secuestran el oro», readsorbiendo los complejos de cianuro de oro ya disueltos; el antimonio también interfiere en la lixiviación; y un alto contenido de sustancias que consumen cianuro, como los sulfuros de cobre y hierro, eleva el coste de los reactivos.Si los contenidos de estos elementos son demasiado elevados, la cianuración directa de todo el material sin tratar resulta antieconómica, por lo que es necesario realizar un pretratamiento o optar por la flotación.
En tercer lugar, la rentabilidad de la molienda.
Para llevar a cabo la cianuración del mineral sin triturar, es necesario moler todo el mineral en bruto hasta alcanzar la finura necesaria para la disociación, y el consumo energético de la molienda es uno de los mayores costes de todo el proceso. Si la dispersión del oro es demasiado fina y se requiere una molienda ultrafina para su disociación, el coste de la molienda podría absorber los beneficios; en ese caso, resulta más rentable «enriquecer una pequeña cantidad de concentrado mediante flotación y, a continuación, realizar una molienda fina».
Solo hay una forma de llegar a una conclusión: tomar muestras representativas del mineral para realizar ensayos de lixiviación por cianuración de la pulpa completa (incluidos ensayos comparativos de CIL/CIP) y dejar que los datos de la tasa de lixiviación hablen por sí mismos. Poner en marcha una línea de cianuración de la pulpa completa sin datos experimentales constituye el mayor riesgo de la inversión en minas de oro en roca.
II. Cómo elegir entre CIP y CIL: diferencias entre los dos procesos de adsorción en suspensión de carbón
Una vez confirmada la viabilidad de la lixiviación con cianuro de mineral sin triturar, hay que elegir entre CIP y CIL. Ambos consisten en «lixiviación con cianuro + adsorción con carbón activo», pero la diferencia radica en la secuencia:
CIL (método de lixiviación con carbón)
La lixiviación y la adsorción se llevan a cabo simultáneamente, es decir, se adsorbe mientras se lixivia. El carbón activo se introduce en el último tanque y se desplaza en sentido contrario a la corriente, entrando en contacto con la pulpa mineral en sentido inverso. Se trata de un proceso compacto, con un número reducido de tanques y una inversión relativamente baja, adecuado para plantas de tratamiento de tamaño pequeño, mediano y grande; es la configuración más ampliamente utilizada en la actualidad.
CIP (método de lechada de carbón)
Primero se completa la lixiviación y, a continuación, la pulpa mineral entra en el tanque de adsorción, donde se añade el carbón activo. El tiempo de lixiviación es más prolongado y el control por etapas de la lixiviación y la adsorción es más preciso, por lo que resulta adecuado para minerales con una velocidad de lixiviación elevada que requieren un control por etapas; se utiliza habitualmente en plantas de tratamiento de gran tamaño.
Criterios de selección: se determinan a partir de los datos cinéticos de los ensayos de lixiviación: para minerales con una velocidad de lixiviación rápida, el proceso CIL (lixiviación y adsorción simultáneas) ofrece una alta eficiencia y un proceso más sencillo; para aquellos que requieren un tiempo de lixiviación más prolongado o un control por etapas más preciso, el CIP resulta más adecuado. La decisión final se toma de forma integral, teniendo en cuenta la capacidad de procesamiento y el presupuesto de inversión.
III. Parámetros del proceso: siete puntos clave que determinan la tasa de lixiviación
1. Control del pH.
La lixiviación se lleva a cabo en condiciones alcalinas, con un pH que suele mantenerse entre 10 y 11, regulado mediante cal o hidróxido de sodio. Si el pH es demasiado bajo, el cianuro se volatiliza fácilmente y se pierde; si es demasiado alto, afecta a la velocidad de lixiviación y al consumo de cal. La adición de cal debe ser continua y estable.
2. Finura de molienda.
Determina el grado de disociación del oro y es la primera variable que influye en la tasa de recuperación por cianuración del lodo sin clasificar. Si el grado de finura es insuficiente, el oro encapsulado no se libera; si se muele en exceso, aumenta el consumo de energía y la formación de lodo, lo que afecta a la densificación y la adsorción. El grado de finura se determina conjuntamente mediante ensayos de molienda y de lixiviación.
3. Concentración y dosis de cianuro.
Una concentración demasiado baja ralentiza la lixiviación, mientras que una demasiado alta supone un desperdicio de reactivos y aumenta la presión medioambiental derivada de la neutralización del cianuro. Es necesario ajustarla dinámicamente según las características de consumo de cianuro del mineral, controlándola con precisión mediante un sistema de dosificación de reactivos.
4. Tiempo de lixiviación y número de etapas.
La conexión en serie de múltiples tanques garantiza el tiempo de lixiviación, mientras que el número de etapas depende de la cinética de lixiviación. Si el tiempo es insuficiente, el oro no se disuelve por completo; si hay demasiadas etapas, se produce un desperdicio de inversión. El proceso CIL suele constar de 4 a 6 etapas en serie, aunque el número concreto se determina mediante ensayos.
5. Concentración de carbón activo y gestión del carbón cargado de oro.
La concentración de carbón influye en la tasa de adsorción; el carbón cargado de oro debe extraerse y desorberse oportunamente para evitar que, una vez «saturado», pierda su capacidad de adsorción. La capacidad del extractor de carbón y el volumen de tratamiento electrolítico de desorción deben ajustarse a la producción diaria de carbón cargado de oro; este es el desequilibrio más habitual en las instalaciones.
6. Oxígeno disuelto.
La lixiviación con cianuro requiere la participación de oxígeno, por lo que las cubas de lixiviación deben estar aireadas. Una aireación insuficiente ralentiza la lixiviación, mientras que un exceso aumenta el consumo energético.
7. Espesamiento y deshidratación.
Tras la molienda, la concentración de la pulpa mineral debe ajustarse a los requisitos de lixiviación; la deshidratación en el espesador es una etapa clave, y el mineral con alto contenido en lodo requiere un sistema de adición de floculantes.
IV. Configuración del equipo completo: del mineral en bruto al oro purificado
Línea de adsorción con lodos de carbón y cianuro para mineral de oro en roca, con la cadena completa de equipos como se indica a continuación:
Sección de trituración y molienda:
Alimentador vibratorio → Trituradora de mandíbulas (trituración primaria) → Trituradora cónica (trituración intermedia y fina) → Criba vibratoria circular → Molino de bolas (primera etapa de rejilla + segunda etapa de rebose, o configuración de una sola etapa según la escala)→ Clasificador helicoidal/ciclón hidráulico en circuito cerrado. Siguiendo el principio de «triturar más, moler menos», la etapa de trituración realiza la mayor parte del trabajo, mientras que la etapa de molienda consume menos electricidad.
Etapa de espesamiento y deshidratación:
El concentrador de alta eficiencia ajusta la concentración de la pulpa; cuando el contenido de lodo es elevado, se incorpora un sistema de floculantes.
Etapa de lixiviación y adsorción:
Tanque de lixiviación (con agitación y aireación, varios tanques en serie; se añade cianuro de sodio y cal para ajustar el pH) → Tanque de lixiviación con carbón de alta eficiencia de doble impulsor (CIL: lixiviación y extracción simultáneas) o tanque de adsorción(CIP) → Tamiz separador de carbón (separa el carbón cargado de oro de la pulpa mineral; el tamaño de las mallas debe coincidir con el diámetro de las partículas de carbón: si son demasiado grandes, se pierde carbón; si son demasiado pequeñas, se obstruye la pulpa) → Elevador de carbón (el elevador neumático extrae el carbón cargado de oro) → Sistema de adición de carbón activo.
Etapa de desorción electrolítica:
Lavado ácido (eliminación de impurezas como el carbonato cálcico y el hierro, y prevención de incrustaciones) → Equipo de desorción electrolítica (a temperatura y presión normales, adecuado para el tratamiento convencional; a alta temperatura y presión, la desorción es más completa, adecuada para minas de gran tamaño o minerales de difícil desorción) → Célula electrolítica → Horno de fundición de oro para la obtención de oro refinado.
Sección de tratamiento de residuos:
Densificador de residuos → Filtro prensa de placas y marcos (descarga en seco de los residuos) → Sistema de eliminación de cianuro y tratamiento de aguas residuales (cumplimiento de las normas medioambientales).
Equipos auxiliares:
Bombas de pulpa de escoria, bombas de extracción de carbón, cintas transportadoras, tanques de agitación, sistema de preparación y dosificación de productos químicos, configuración eléctrica con arranque suave y estabilizador de tensión (en proyectos en el extranjero se puede incluir un grupo electrógeno diésel).
Tres criterios clave para la configuración del equipo:
En primer lugar, es preferible un conjunto integrado a una combinación de equipos dispares. El número de etapas de los tanques de lixiviación, las dimensiones de los tanques de lixiviación con carbón, el ancho de las mallas de los tamices de separación de carbón, la capacidad de los extractores de carbón y el volumen de tratamiento de desorción electrolítica constituyen un sistema de ecuaciones interrelacionadas.Si se combinan equipos de diferentes fabricantes, las interfaces y los parámetros no coinciden, lo que provoca fugas de carbón, obstrucciones en los tanques y acumulación de carbón cargado de oro. Solo si el diseño del proceso y la fabricación de los equipos están controlados por un mismo equipo se puede garantizar la sincronización entre «mineral, proceso y equipo».
En segundo lugar, la personalización debe basarse en las características del mineral, no en el stock disponible. Para minerales abrasivos con alto contenido en silicio, las piezas de paso deben mejorarse con aleaciones de alto contenido en cromo o caucho resistente al desgaste; en entornos de lixiviación ácidos, debe considerarse el uso de acero inoxidable anticorrosivo o revestimientos internos; y en condiciones de frío extremo, gran altitud o inestabilidad eléctrica, deben realizarse adaptaciones a medida.
En tercer lugar, el diseño de los sistemas de protección medioambiental debe realizarse de forma simultánea. El tratamiento de las aguas residuales del proceso de cianuración, el sistema de eliminación de cianuro y el vertido en seco de los residuos deben planificarse conjuntamente en la fase de proyecto; no se puede construir la planta y añadir después las medidas medioambientales.
V. Soluciones eficientes para la extracción de oro: ¿en qué circunstancias se debe optar por el proceso combinado?
Si los ensayos con muestras de mineral indican que la cianuración directa de la masa completa no es rentable, se debe optar por la vía combinada:
Alto grado de recubrimiento del oro y baja tasa de lixiviación directa:
Primero se enriquecen mediante flotación los sulfuros que contienen oro para obtener un concentrado; a continuación, se realiza un pretratamiento del concentrado (con reactivos exclusivos, calcinación, oxidación a presión u oxidación biológica) para desincapsular el oro, y finalmente se procede a la cianuración. La ventaja de la flotación radica en que reduce la gran cantidad de mineral bruto que requiere pretratamiento a una pequeña cantidad de concentrado, lo que disminuye los costes de inversión y de reactivos.
Interferencias evidentes por el arsénico y el carbono:
Se inhibe la flotación de las materias carbonosas o se realiza una flotación separada del concentrado de oro-arsénico; tras el pretratamiento, que elimina los efectos de secuestro y pasivación del oro, se procede a la lixiviación.
Coexistencia de oro libre de grano grueso y oro encapsulado de grano fino:
Se incorpora un separador centrífugo en el circuito de molienda para recuperar anticipadamente el oro de grano grueso, se enriquecen los sulfuros mediante flotación y, tras el pretratamiento del concentrado, se procede a la cianuración. La combinación de «separación por gravedad + flotación + cianuración» permite una «recuperación temprana y mayor» del oro de grano grueso, evitando su pérdida por sobremolienda.
La elección de los puntos clave del proceso combinado (en qué punto del circuito de molienda se sitúa la separación por gravedad, si los residuos de flotación se vuelven a moler y a lixiviar) determina la tasa de recuperación global; es imprescindible verificar su viabilidad económica mediante ensayos.
VI. Referencias de inversión y ciclo del proyecto
Presupuesto de inversión: tomando como ejemplo un conjunto completo de equipos principales de CIP/CIL (en miles de dólares, sin incluir obras de construcción, instalación, logística ni materiales auxiliares): para un tratamiento diario de 100 toneladas, aproximadamente entre 350 000 y 500 000; para 200 toneladas, entre 450 000 y 750 000;para 300 toneladas, entre 600 000 y 900 000; para 500 toneladas, entre 900 000 y 1 350 000; para 1 000 toneladas, entre 1 500 000 y 1 900 000; y para 1 500 toneladas, entre 2 050 000 y 2 700 000.El límite inferior del rango corresponde a una configuración estándar, mineral oxidado convencional y condiciones de trabajo normales; el límite superior corresponde a configuraciones personalizadas no estándar, minerales complejos y soluciones con una configuración más completa. El presupuesto concreto deberá determinarse en función del tipo de mineral, el proceso técnico y las condiciones in situ.
Duración del proyecto: normalmente entre 8 y 15 meses — Diseño del proceso y solución técnica: 7-15 días → Diseño de ingeniería: 20-30 días → Fabricación de equipos: 60-120 días → Logística: 30-60 días → Instalación y puesta en marcha: 60-150 días.en los proyectos en el extranjero se reserva además un margen de unos 30 días para el despacho de aduanas. La intercalarización razonable de las distintas fases permite acortar la duración total del proyecto; proporcionar lo antes posible muestras representativas del mineral para iniciar la validación del proceso es el primer paso para acortar dicha duración.
VII. Adsorción de pulpa de carbón con cianuración de mineral sin clasificar: se trata de un sistema, no de una máquina individual
El proceso de adsorción de pulpa de carbón con cianuro a partir de mineral sin clasificar parece sencillo: molienda, lixiviación, adición de carbón, cribado del carbón, desorción electrolítica y fundición.Sin embargo, las plantas de tratamiento que realmente alcanzan los objetivos se basan en la coordinación del sistema —que incluye el tiempo de lixiviación, la concentración de carbón, el tamiz de separación de carbón, el separador de carbón y la capacidad de desorción electrolítica— así como en la sincronización entre «mineral, proceso y equipo».
El orden correcto es: tomar una muestra representativa del mineral → realizar un análisis de las características del mineral y ensayos de lixiviación con cianuro de pulpa completa (comparación CIL/CIP)→ Si se confirma la viabilidad, se fijan los parámetros y se configura el conjunto de equipos; si no es viable, se opta por la ruta combinada de flotación + pretratamiento + cianuración → Un ingeniero se instala in situ para ajustar el proceso hasta obtener oro. Saltarse las pruebas y comprar directamente los equipos es el mayor riesgo de la inversión en minas de oro en roca.
Si está planificando una planta de procesamiento de oro en yacimientos de roca con lixiviación por cianuro de pulpa completa y adsorción en lecho de carbón, o si su sistema CIP/CIL actual presenta problemas como baja tasa de lixiviación, fugas de carbón y obstrucción de canales, acumulación de carbón cargado de oro o capacidad de desorción insuficiente, no dude en ponerse en contacto con GoldProcessingPlant para realizar ensayos con muestras de mineral y un diagnóstico del proceso.