PROCESO DE RECUPERACION MERRILL

CROWE

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Proceso de Merril – CroweEl proceso Merril – Crowe, ha reemplazado al

antiguo método de precipitación en cajones de zinc, este procedimiento se inicio en el año 1932 cuando la Merril Company inició la construcción de un tipo de instalaciones, en las cuales se efectúa simultáneamente la clarificación de las soluciones ricas procedentes de la cianuración, la de-aeración y la precipitación contenidas en ellas.

La eficiente precipitación de las soluciones cianuradas con Zinc es dependiente de una buena clarificación y la eliminación del oxigeno disuelto.

 

Proceso Merrill Crowe:

Clarificación Desoxigenación Precipitación

Básicamente son tres las etapas del Proceso:

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Clarificación 

Estudiaremos:• Las técnicas de la Operación de Clarificación dentro del proceso Merrill Crowe.• Propiedades de un elemento filtrante.• Formación de la Precapa.• Problemas que se presentan en esta operación de filtración. 

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ClarificaciónEEs una de las operaciones más importante dentro del proceso Merrill Crowe, la Clarificación, más que una ciencia, es un arte, de ello dependerá los excelentes resultados en términos de recuperación y producción de oro.EEn las plantas auriferas se utiliza esta operación para clarificar la solución rica.  

 

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Que es la Diatomita

El material del que se compone Celite, está formado por los restos fósiles de Algas Unicelulares llamadas Diatomea, que vivieron y se multiplicaron hace mas de 500,000 años en aguas, que en otros tiempos cubrieron vastas regiones de California, Jalisco, Arica y otros lugares. A través del tiempo, sus esqueletos silíceos fueron formando grandes depósitos sobre el fondo de los mares y lagos. Algunas de éstas tierras submarinas emergieron más tarde para formar parte de la masa continental.

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Una estructura compleja

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Una estructura compleja

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Un filtro natural

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¿Cuándo son Usados los Auxiliares Filtrantes?Prácticamente en todos los procesos donde es

necesario separar sólidos de líquidos por filtración ya sea para recuperar los sólidos ó para obtener líquidos limpios (sin impurezas residuales ó una fracción mínima de esta)

En general el uso de auxiliares filtrantes es recomendado para soluciones con concentraciones menores que 5 % de partícula sólidas con diámetros que no excedan a 10 micrones, el uso de auxiliares filtrantes es particularmente recomendado para casos cuando las impurezas son fácilmente compresibles, por lo que en la ausencia de un auxiliar filtrante, ellos rápidamente forman una capa impermeable el cual obstruye el medio filtrante.

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¿Cómo son Usados los Auxiliares Filtrantes para Incrementar la Filtrabilidad de un Liquido?

La adición de un auxiliar filtrante a un liquido tiene el propósito de :

.-prevenir la compactación de impurezas.

.-para prevenir su obstrucción

.-mantiene la porosidad del keke(la duración se incrementa, así como también la performance del ciclo de filtrado por un factor encima de 1,000.)

.-La adición de una cantidad adecuada de auxiliar filtrante tiene un efecto critico sobre la performance del ciclo, aun cuando la dosificación optima es una materia de experiencia.

Se sugiere las siguientes reglas generales:        Adicionar la mitad del filtrado ó la misma cantidad

de auxiliar filtrante en volumen en proporción a la cantidad de impurezas que deben ser removidos.

       

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Propiedades Típicas de la Diatomita Propiedades Químicas:

Diactiv #11 Diactiv #14 Diactiv #15

SiO2 96,39 95,39 94,45 Fe2O3 0,32 0,31 0,19 Al2O3 0,80 1,20 0,86 CaO 0,33 0,49 0,26 K2O 0,17 0,33 0,15 TiO2 0,03 0,04 0,02 MgO 0,08 0,19 0,11 MnO 0,03 0,05 0,04 Na2O 0,28 0,28 0,28 SO3 0,13 0,06 0,10 P2O5 0,01 0,13 0,13 PPC 0,13 0,25 4,25

Analysis by X-ray fluorescence

Características de un Buen Ayuda Filtro.Todo buen auxiliar filtrante debe cumplir con ciertos requerimientos

básicos:Este debería formar contra el medio filtrante un queque poroso,

permeable y de muy baja compresibilidad.(Estar constituido por partículas rígidas, porosas y de forma intrincadas)

Formar una torta filtrante incomprensible, estable y altamente permeable.  Este debe estar compuesta de partículas de una estructura muy

compleja así se incrementa la capacidad de clarificación sin perdidas en la performance (funcionamiento).

-Ser químicamente inerte y esencialmente insoluble en los líquidos que son filtrados.

 El tipo o tipos de diatomita a usar dependerá de la claridad requerida en el filtrado y del tamaño de los orificios del medio soporte (filtro).

Este debe ser usado en varios rangos granulométricos con una mínima dispersión respecto al tamaño de partícula principal.

Este debe tener una baja densidad aparente para que una cantidad mínima de auxiliar filtrante pueda formar un keke filtrante con un adecuado espesor.

Este debe desprenderse fácilmente del medio filtrante una vez que el ciclo es completado.

Las condiciones de operación deben ser revisadas cuando se cambie de proveedor de diatomita, debido a que pueden tener diferente morfología y como consecuencia distinto comportamientos.

I Formación de la Precapa. La precapa se obtiene por recirculación de una suspensión de diatomita y líquido clarificado o agua, entre el filtro y el tanque de precapa. Puesto que la mayoría de partículas de ayuda filtro son más pequeñas que las aberturas del medio soporte, ellas forman la precapa estableciendo “ puentes “ entre sí.  Se debe utilizar una diatomita de un tamaño de partícula consistente con el tamaño de las aberturas del medio soporte, de tal manera que se permita la formación de los “puentes “ entre las partículas de diatomita.   Generalmente, un medio soporte que tenga un tamaño de 0.127 mm debe ser satisfactorio para una diatomita de flujo intermedio, como Diactiv 12. En algunas ocasiones se puede requerir el uso de una mezcla de dos referencias diferentes de diatomitas para resolver problemas relacionados con el medio soporte.   Las diatomitas pueden formar buenas precapas aún en medios soportes de abertura hasta 10 veces mayores que su diámetro.

 

Pre-Capa con diatomita

.•

Precapa (Objetivos de la Precapa): •aTiene varios objetivos:Para impedir que las pequeñas impurezas del liquido filtrado entre el contacto directo con el medio filtrante.Para formar una precapa estable sobre la malla ó tela filtrante.  Para componer las pequeñas huecos en el medio filtrante. Para llevar a cabo una buena separación del keke con el medio filtrante.Producir el efecto clarificante al comienzo del ciclo.• Gran parte del éxito de una filtración con diatomitas depende de la formación de la precapa.•“ Recuerde que la claridad de la solución depende de la Precapa

.- Tanque de Precapa         El tanque de precapa debe exceder en un 25 – 30 % la capacidad del filtro y las tuberías del sistema, para evitar la cavitación de la bomba e incorporación de aire.        Debe estar provisto de algún sistema de agitación que garantice una buena homogeneidad de la suspensión de diatomita, sin la incorporación de aire. Para sistemas con aspas, éstas deben ser de diámetro grande y su velocidad no debe exceder de 40 rpm. Si es necesario se deben incorporar bables para evitar la formación de vórtice en el líquido.        La tubería de retorno debe entrar por debajo del nivel del líquido en el tanque para evitar la incorporación de aire.        El tanque debe estar ubicado en un nivel mayor al de la bomba y el filtro para garantizar una cabeza positiva de succión y evitar el efecto sifón sobre el filtro. 

Filtro Clarificador

Tk

I Purga del Sistema      

Los “ Puentes “ de ayuda filtro pueden ser destruidos por burbujas de aire, cambios bruscos de presión o vibraciones, lo cual produce turbiedad en el filtrado.   Es indispensable que antes que se proceda a formar la precapa todo el sistema (filtro, bomba, tuberías, tanques) se llene con agua y se purgue todo el aire que haya en él.

El aire es uno de los mayores enemigos de una filtración exitosa.

Cantidad de Diatomita a Emplear en la Formación de la Precapa .    La cantidad de ayuda filtro requerida debe ser aquella que produzca una capa uniforme sobre toda el área de filtración con el espesor mínimo recomendado por el fabricante. Si el filtro tiene una distribución correcta de flujos el espesor adecuado puede estar entre 1.6 mm hasta 10 mm (depende del fabricante), lo que equivale aprox. A 0.7 – 1.5 Kg. / m2 de área de filtración, creando así una capa de unos 3 mm de espesor.        Mientras más gruesa sea la torta, menor será el caudal. Por lo tanto, hay que evitar el exceso de precapa.        La concentración de la suspensión para la formación de la precapa dependerá primariamente de la relación que hay entre el volumen del sistema y el área de filtración.        No se recomienda concentraciones menores de 0.3 % , ya que puede dificultarse la formación de los “puentes “ de ayuda filtro , debido a que ellos se forman por un efecto de aglomeración de las partículas en las aberturas del medio soporte. Tampoco se recomiendan concentraciones mayores de 10 %, pues habrá una gran tendencia a que la diatomita se adhiera en las proximidades de la entrada del filtro, dando como resultado una precapa dispareja.

Diatomita a usar en Planta según el fabricante

- Área del sector = 1.21 m2 (1.10 x 1.10 m, por cara.)- Número de sectores = 28 (por filtro)- Ratio mínimo = 0.70 Kg. día. / m2 de área filtrante- Ratio máximo = 1.50 Kg. día. /m2 de área filtrante

I Problemas en la formación de la precapa :         Aire en el sistema.         Erosión de la precapa (velocidad muy alta).        Cantidad insuficiente de diatomita.        Taponamiento del medio soporte.        Baja recirculación.        Medio soporte defectuoso (perforaciones, arrugas , fugas )        Sellos defectuosos entre juntas de las placas y el tubo colector.

     Una vez que el taponamiento de la torta se ha producido por fallas en la dosificación, no se podrá disminuir la caída de presión ni aumentar la velocidad de flujo a pesar de que se incrementen las cantidades de diatomita en el body feed.

I Cantidad de Diatomita a Dosificar (Body Feed )     La cantidad total a dosificar debe ser igual a porcentaje (%) de sólidos a retirar más un 10 % en exceso (relación = 1 : 1.1).Dependiendo del tipo de sólidos puede aumentar hasta 10 : 1.    -Esta cantidad debe suministrarse en forma continua y homogénea.        Una forma de determinar los sólidos en suspensión, en el laboratorio, es gravimétricamente por medio de una membrana de 0.45 mu .Dosificación no constante ó interrumpida producirá acortamiento de los ciclos, reducción rápida de la velocidad de flujo e incremento acelerado de la caída de presión.    Una dosificación muy baja producirá un taponamiento rápido de la torta y la reducción del ciclo de filtración. una dosificación excesiva no aumentará la porosidad de la torta , sino acortará el ciclo por disminución del área efectiva de filtración al presentarse el contacto entre tortas.     Una vez que el taponamiento de la torta se ha producido por fallas en la dosificación, no se podrá disminuir la caída de presión ni aumentar la velocidad de flujo a pesar de que se incrementen las cantidades de diatomita en el body feed.

I Velocidad de Filtración.         La velocidad de filtración principalmente se determina como una aproximación de la velocidad de formación de la precapa, especialmente cuando se usa el mismo líquido. Cuando se utiliza agua como líquido en la precapa, se deben verificar estas condiciones.        La velocidad de filtración debe ajustarse de una manera tal que garantice al finalizar el proceso de filtración, una caída de presión menor a 50 psi.        Velocidades de filtración muy altas producirán un acortamiento del ciclo o presiones excesivamente altas a la finalización de la filtración del lote, con el correspondiente deterioro de la calidad del filtrado.        Para líquidos como el agua la velocidad de filtrado puede variar desde 2400 lt /h x m2 hasta 4800 lt / h x m2. la diferencial de presión al iniciar la filtración no debe ser mayor a 5 psi.        En términos generales la filtración debe trabajar a flujo constante y presión creciente, en tal forma que alcance un máximo de presión (diferencia de presiónes 45 psi) al término de cada ciclo.

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DESOXIGENACION

(PROCESO MERRIL CROWE) 

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TORRES DE VACIO . En el proceso Merrill Crowe , es de suma importancia la eliminación del oxigeno ( aire ) para poder precipitar los valores de una solución clarificada .La presencia de oxígeno (aire) en la solución entorpece la precipitación, con el siguiente aumento en el consumo de Zinc para la precipitación.El valor óptimo de oxigeno disuelto en la solución es de < 0.5 ppm . La solución al caer verticalmente dentro de esta unidad divide la solución en cascadas de delgadas películas (aumentando su área superficial), promoviendo por esta vía una desaireación más eficiente y rápida.

Características de la Torre de vació

– 2.4 m diámetro x 9.2 m alto

• Empaque y regadores.

• Construcción de acero ligero

Empaques (Dispersores):

En el interior de la torre se encuentran los empaques o dispersores de la solución rica, que tienen una forma cilíndrica de diámetro y alto aprox. de 2 x 2 pulgadas. (ver fotografías)

BOMBA DE VACIO • Características técnicas:

• TCM 3 ., RPM = 1750

• Nash TC 7 , RPM = 1750

Principio físico de funcionamiento.Para poder generar una presión de vacío dentro de la torre de desaireación (presión menor que la atmosférica) es necesario evacuar constantemente el aire generada dentro de la torre por el ingreso de “Solución Rica” .Para extraer el aire de la torre se usa frecuentemente Bombas de Vacío. en nuestras instalaciones usamos Bombas Nash de vació.En la bombas de dos etapas (modelos TC y TCM) la mezcla de líquido comprimente y gas

comprimido sale entonces por la lumbrera de descarga de la bomba

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PRECIPITACION

(PROCESO MERRIL CROWE) 

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A).-POTENCIALES DE OXIDACIÓNLa capacidad de determinados compuestos para aceptar y donar

electrones hace posible que puedan participar en las reacciones denominadas de oxidación – reducción.

A.1.-REACCIONES DE REDUCCIÓN :Hay sustancias que pueden aceptar electrones; son sustancias oxidadas

que en las condiciones adecuadas se puede reducir, y por lo tanto transformarse en formas reducidas.

A.2.-REACCIONES DE OXIDACIÓN:Hay sustancias que pueden donar electrones; son sustancias reducidas

que en las condiciones adecuadas se pueden oxidar, y por lo tanto transformarse en formas oxidadas.

A3.-REACCIÓN DE OXIDO-REDUCCIÓN O REDOX:Las sustancias con capacidad para aceptar y donar electrones tienen dos

formas interconvertibles, una de ellas es capaz de aceptar electrones, la otra es capaz de donarlos.

Un aspecto fundamental en el estudio de los procesos oxidación y reducción es su cuantificación, para ello debemos medir la afinidad de una sustancia por los electrones.

Si una sustancia oxidada se reduce grandemente podemos decir que una elevada afinidad por los electrones y también se puede decir que tiene un potencial de oxidación- reducción muy elevada

Lo contrario si una sustancia oxidada una pequeña parte se ha transformado en forma reducida. Podemos decir que tiene una baja afinidad por los electrones y también se puede decir que tiene un potencial bajo de oxido-reducción. 

Dado que una celda se puede formar por cualquier combinación de pares de medias celdas, la fem se puede dividir entre las contribuciones efectuadas por cada media reacción, a cada una de las cuales se le asigna un potencial especifico en relación con cierto patrón establecido. Para esto se ha elegido el electrodo H2(g)/2H+ que en su estado normal se define como aquel que tiene un potencial cero.

 

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Reacción de Electrodo Potencial Estandar de Oxidacion, E° (voltios) 

Au = Au+ + e- - 1,682Cl- = Cl2 + 2e- - 1,3582H2O = O2 + 4H+ + 4e (pH 7) - 1,299Pt = Pt3+ + 3e- - 1,2004OH- = O2 + 2H2O + 4e- (pH = 7)- 0,820Ag = Ag+ + e- - 0,7992Hg = Hg2+ + 2e- - 0,788Fe2+ = Fe3+ + e- - 0,7714OH- = O2 + 2H2O + 4e- (pH 7) - 0,401Cu = Cu2+ + 2e- - 0,337Sn2+ = Sn4+ + 2e- - 0,150H2 = 2H+ + 2e- 0,000Pb = Pb2+ + 2e- + 0,126Sn = Sn2+ + 2e- + 0,136Ni = Ni2+ + 2e- + 0,250Co = Co2+ + 2e- + 0,277Cd = Cd2+ + 2e- + 0,403Fe = Fe2+ + 2e- + 0,440Cr = Cr3+ + 3e- + 0,744Zn = Zn2+ + 2e- + 0,763H2 + 2OH- = 2H2O + 2e- + 0,828Al = Al3+ + 3e- + 1,662Mg = Mg2+ + 2e- + 2,363Na = Na+ + e- + 2,714K = K+ + e- + 2,925Li = Li+ + e- + 3,045

 

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Como regla general, cuando dos electrodos de potenciales diferentes, el que tiene potencial mas alto actuara como ánodo (se corroerá), en tanto que el que tenga el potencial mas bajo actuara como cátodo.

Si se observa la tabla de potenciales patrón, se ve que de los metales aquí tabulados, el oro no se corroerá con ningún de los otros electrodos, en tanto que el Litio será el ánodo en contacto con cualquiera de los otros electrodos.

Obsérvese la ubicación del electrodo de oxígeno (-1,229V). Con excepción del oro, el oxigeno inducirá corrosión en todos los metales tabulados.

 

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FUNDAMENTOS DE LA CORROSION ELECTROQUIMICA

La corrosión es la degradación de un metal por una reacción electroquímica con su medio (la mayoría de los metales tienen una inherente tendencia a corroerse)

La corrosión electroquímica supone la presencia de celdas galvanicas compuestas por zonas anódicas y catódicas, motivadas por diferencias de potencial electroquímico entre las diferentes partes.

El proceso de precipitación de oro por zinc presenta el funcionamiento de una celda galvanica en cortocircuito, donde los electrodos (ánodo y cátodo) están en el mismo metal, el conductor electrónico es el mismo metal, el conductor iónico es el medio corrosivo (electrolito) y evidentemente existe una diferencia de potencial electroquímico.

 

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Con la finalidad de obtener un desarrollo teórico del proceso corrosivo, consideremos el siguiente experimento:

Si colocamos una probeta de hierro en un recipiente conteniendo una solución al 10 % de sulfato de cobre; después de aproximadamente 10 minutos, se observara que el hierro llega a ser recubierto por el cobre. Si además, analizamos la solución, ésta presentara iones de hierro como uno de sus componentes.

En este proceso de corrosion acuosa o electroquímica, se estan desarrollando dos reacciones en la interfase metal/ medioUna corrosion anódica, llamada tambien proceso de oxidación, que no es otra cosa que la corrosion del hierro o la degradación del hierro en sus iones; de acuerdo a la siguiente reaccion

Fe° = Fe++ + 2 e-

Y la segunda reacción, que consume los electrones producidos, llamada reacción catódica o de reducción; y esta dada por la siguiente reacción:

Cu++ + 2e- = Cu°

El cobre es depositado sobre la superficie del hierro, El efecto completo del fenomeno corrosivo, será la suma de las dos reacciones y estará dada por:

Fe°+ Cu++ = Fe++ + Cu°Naturalmente esta reacción esta ocurriendo en forma espontanea; por lo tanto ΔG O.≺

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C).-RESUMEN:

.-REACCIÓN DE OXIDO-REDUCCIÓN:Es aquella en la cual ocurre una transferencia de electrones. La sustancia que gana electrones se denomina OXIDANTE y la que cede electrones REDUCTOR

Por lo tanto el oxidante se reduce (le sucede una reducción)Y el reductor se oxida (le acontece una oxidación)

Se observa entonces que una reacción redox se conforma de dos semi-reacciones: oxidación y reducción y ambas se producen simultáneamente.

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Fig. N°1 .Esquema de representación del mecanismo de precipitación de oro por zinc

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PRECIPITACION (PROCESO MERRIL CROWE)

 

Ideado por CROWE y comercializado por MERRILL Company (1897) mejorado por CROWE (1918) uso de desaereador al vacio 

  

Fundamento  

La precipitación de un metal o sus sales, desde una solución acuosa, por otro metal.

M1+ + M2° M1° + M2+

Se aplican para el Au y Ag

Cementación con Zinc o “Proceso Merrill Crowe”

[ Ag(CN)2- / Zn … Au(CN)2- / Zn ]

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Principios fisicoquímicos de la precipitación del Oro con polvo de Zinc :

 El oxígeno disuelto en la solución debe ser extraído, solución rica

completamente clarificada. El principio Fisicoquímico de la precipitación, es la reacción de oxido

reducción, formando una celda galvánica. El mecanismo contempla una reducción del ión complejo de cianuro de

oro

(Reacción Catódica).

Au(CN)2- + e- Au° + 2CN-

(Reacción Anódica).

Zn° + 4CN- Zn(CN)4-2 + 2e-

reacción total:

  2 Au (CN)2

- + Zno 2 Auo + Zn(CN)42-

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B).-ETAPAS DE LA PRECIPITACIÓN Las etapas de la precipitación de Au, a partir de la solución cianurada, son las siguientes: 1.- Transporte de Masa de cianuro de oro y las especies cianuradas en la superficie del zinc desde la solución. 2.- Adsorción de la especie oro cianurado hacia la superficie de zinc, involucrando la formación de una especie intermedia: AuCN. 3.- Transferencia de electrones entre cianuro de oro con el zinc y la simultanea disociación de la formación de cianuro de oro y cianuro complejos de zinc.  4.- Desorción de las especies cianuradas de zinc desde la superficie de zinc. 5.- Transferencia de Masa de las especies cianuradas de zinc hacia la solución.

Fig. N°1 .Esquema de representación del mecanismo de precipitación de oro por zinc

Particula de zinc

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

ZONA ANODICA

ZONA CATODICA

CN-

CN-

CN-

CN-

CN-

CN-CN-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2- CN-

CN-

CN-CN-

Zn° ------ Zn2+ + 2e-

REACCIONES DE OXIDACION

(Hau una disolucion metalica de Zn)

e-e-

REACCIONES DE REDUCCION

(Descomposicion, migracion difusion y deposicion metalica)

Au(CN)2- + e- ------Au° +2CN-

2CN-

DEPOSITED GOLD

Zn(CN)4-2

Au(CN)2-

Au(CN)2-

Au(CN)2-

CN-

CN-

CN-

CN-

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C).-REDUCCIÓN DEL ORO La catódica reducción de oro desde una solución cianurada es expresada como:  Au(CN)2- + e- ----------------------- Au + 2CN- En el diagrama Ep –pH se puede notar que para que proceda esta reacción de precipitación, hay un rango de pH 9,5 a 11,0 que nos indica una fuerte fuerza impulsora termodinámica.  2 Au (CN)2

- + Zno -------------------------------- 2 Auo + Zn(CN)4

2-

 La expresión que describe mas adecuadamente la estequiometria de este proceso es la siguiente:  Au (CN)2- + Zn + 4CN -------------------------------- Au + 2CN + Zn(CN)4

2-  Esto es corroborado por el hecho de que la velocidad de reacción es de primer orden con respecto a la concentración de cianuro, hasta cierto valor limitante de la concentración de cianuro. Las reacciones secundarias son importantes porque estos consumen zinc, y en la practica es usado de 5 a 30 veces el requerimiento estequiometrico. 

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La presencia de oxigeno disuelto puede resultar en la redisolución de oro precipitado, descritos ya en el mecanismo de lixiviación del oro:  Au + 4CN- + O2 + H2O ----------------Au(CN)2

- + H2O2 + 2OH-

  La constante de la velocidad de reacción fue estimado en 0,004 y 0,017 cm/s , el velocidad de reacción de la plata es 3 a 4 veces mas rápido que el oro, debido al mayor sobre potencial para esta reacción. La velocidad de las medias reacciones anódicas pueden ser afectados por : a).- La concentración de cianuro, cuando cae sobre el valor critico.b).- La superficie del zinc es bloqueado por una apantallamiento de partículas insolubles. Por ejemplo :coloidales, sílice, alúmina ,o hidróxido de zinc.

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-Principales Variables que Influyen en la Precipitación   A).-Concentración de Oro en la Precipitación B).-Concentración de Cianuro  C).-Concentración de Zinc  D).-Tamaño de Partículas de Zinc  E).- Concentración de Oxigeno Disuelto F).-pH   G).- Efectos de Ciertos Iones Metálicos Pesados Polivalentes  H).- Claridad de la Solución  I).- Calidad del Zinc 

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A).-Concentración de Oro en la Precipitación La velocidad de precipitación de las soluciones diluidas de oro incrementa con el aumento de la concentración de oro, como es esperado debido a que la reacción es controlada por el transporte de masa de oro cianurado en la superficie del zinc. Por ejemplo: se ha mostrado en una investigación que la precipitación de Au en soluciones que contienen 80g/tn de oro daba un capa porosa en el zinc, mientras que una concentración con 640 g/tn de oro produjo un deposito denso y no poroso. En un extremo, la deposición de una capa densa de oro precipitado alrededor del las partículas de zinc puede resultar en el cierre anódico y parando completamente las reacciones. 

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B).-Concentración de Cianuro  En la practica, la velocidad de precipitación puede ser afectada por el cianuro libre solo si esta por debajo de valores mínimos, que depende de la concentración de oro y el pH. Debajo de estos valores la velocidad es controlada por la difusión del cianuro en al superficie del zinc ó es retardada por la formación de las capas pasivantes del hidróxido de zinc .Para los procesos de soluciones cianuradas de oro y que están en un pH de 10,5 la concentración critica de cianuro libre esta entre 0,001 M a 0,004 M, equivalente a 0,05 g/l y 0,20 g/l de NaCN. La concentración critica esta de acuerdo con el valor hallado por la ecuación de la ley de Fick 

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C).-Concentración de Zinc La velocidad del disolución del zinc decrece con el incremento de la concentración de iones de zinc, no obstante se pudo observar que aun a concentraciones altas de zinc todavía el zinc metálico es lo suficientemente reductor para desplazar el oro de la solución cianurada. Altas concentraciones de zinc puede resultar en la formación de hidróxido de zinc que puede pasivar la superficie del zinc y reducir severamente la velocidad de precipitación. Sin embargo la concentraciones de zinc usadas para tratamientos de soluciones lixiviadas (ej: Merrill-Crowe precipitación) son usualmente bajas, como resultado de bajos ratios de adiciones de zinc.

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D).-Tamaño de Partículas de Zinc Como la precipitación con zinc es controlado por el transporte de masa, la cinética incrementa con el aumento disponible de área superficial del zinc . La granulometría del zinc usados en los sistemas industriales es limitado por los requerimientos de filtración, propiedades del precipitado filtrado y la disponibilidad de los diferentes tamaños de polvos de zinc. 

 

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  E).- Concentración de Oxigeno Disuelto La presencia de oxigeno disuelto reduce la cinética de la precipitación, como consecuencia de que la reducción de oxigeno compite con la reducción de oro. La severidad de este efecto depende de la concentración de oxigeno y las condiciones de la precipitación, principalmente la temperatura y la concentración de oro. En soluciones diluidas de oro y a temperatura ambiente en la precipitación de Merrill-Crowe, los efectos se vuelven significantes cuando hay concentraciones de oxigeno disuelto mayores de 0,5 a 1,0 mg/l. Como resultado de la desaereación de la solución se obtiene 1,0 mg/l y preferentemente menores a 0,5 mg/l.A bajas concentraciones de oxigeno disuelto mejora la precipitación de las soluciones cianuradas de oro . Esto es atribuido a la acción despolarizante del oxigeno en el área del cátodo de la superficie del zinc por la reacción de la evolución de hidrógeno. La concentración de oxigeno disuelto tiene un menor efecto para las soluciones caliente de alta ley, obtenidas del sistema de elusión del carbón y la desaereación es innecesaria debido a la baja solubilidad de oxigeno a esas temperaturas y el consumo de oxigeno residual durante la elusión.

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F).-pH En las primeras investigaciones se indicaban que el pH optimo para soluciones diluidas en frío tenía un rango de 11,5 a 11,9. pero posteriormente el efecto del pH se hallo un rango menor de 9 – 12. La precipitación es retardada severamente a un pH menor de 8 , esto es debido al reducción de la concentración de cianuro libre. El pH mínimo es limitado por la hidrólisis del cianuro que sucede a un pH por debajo de 10. A pH mayores de 12 la velocidad de precipitación puede ser bajada drásticamente por la evolución de hidrógeno. Consecuentemente la industria opera usualmente con un rango aplicado en la lixiviación (pH = 10,5)

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 G).- Efectos de Ciertos Iones Metálicos Pesados Polivalentes 

Los efectos de lo iones de plomo en la precipitación de las soluciones cianuradas de oro a bajas temperaturas son bien conocidas. Pb+2 es reducido en la superficie del zinc formando áreas de cargas catódicas de plomo metálico. La carga negativa de la especies de cianuro de oro son reducidas preferentemente en las regiones polarizadas, esto ayuda a localizar la deposición de oro, previniendo que la superficie del zinc se cubra con una capa de oro y no se siga corroyendo el zinc.

El ratio de adición de plomo es critico para un efectivo beneficio, los ratios de Pb:Zn en peso están entren 1:7 a 1: 10. Las concentraciones de Pb+2 están entre 0,001 a 0,01 g/l para precipitaciones en MerrilL-Crowe con soluciones que contienen 1-10g/t. Un exceso de adición es desventajoso porque puede parar completamente la precipitación, probablemente sea debido a la formación de una capa en al partícula de zinc por el plomo, estos típicos efectos ocurren a concentraciones mayores a 0,06 – 0,10 g/l Pb+2 , pero concentraciones tan bajas que 0,01 g/l también pueden ser perjudiciales.  El mercurio, aunque es beneficioso a en bajas concentraciones puede reducir la eficiencia de la precipitación por la formación de un deposito gelatinoso que dificultad la filtración. La presencia de altas concentraciones de mercurio (> 50 g/t) reduce significativamente la eficiencia de precipitación.

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 H).- Claridad de la Solución La presencia en la solución de partículas

suspendidas, como arcillas y silicatos coloidales, reducen la eficiencia de la precipitación, posiblemente por el recubrimiento de la superficie del zinc y por que interfiere con la remoción del oxigeno. La adición o la presencia de cualquier sólido en la solución es recuperado en el precipitado por filtración y contamina el producto final e incrementando consecuentemente los requerimientos en el tratamiento.

 

I).- Calidad del Zinc La calidad del zinc usado para la precipitación afecta grandemente la eficiencia en al recuperación del oro y el consumo de zinc. Un zinc fresco contiene generalmente oxido de zinc (hasta 6%) que es formado durante la manufactura del producto y se presenta principalmente como una capa en la superficie del zinc, la continuación de la oxidación puede ocurrir por la exposición de este en el aire a periodos largos y es empeorado por la presencia de humedad. La formación de oxido en la capa superficial por oxido de zinc / hidróxido inhiben la precipitación del oro.El capa de oxido / hidróxido es fácilmente removido en una solución cianurada, y algunas operaciones incluyen una etapa de pulimiento del zinc antes de la precipitación, donde el zinc es mojado en una solución alcalina de cianuro donde es removido dicha capa. 

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I.4.- Calculo de los gr de Zinc necesario para precipitar 1 gr de Au   De acuerdo a la ecuación se tiene que 1 mol de Zinc precipita 2 moles de Oro. Para calcular cuantos gramos de zinc se necesita para precipitar 1 gr de Oro, se tiene: 

 

RATIO = 0.165 gr Zn gr Au 

grZngrZnmol

grZnx

grZnmol

grZnmolx

grAu

grAumolxgrAu 165.0

1

65

2

1

197

11

62

FILTRACION

(PROCESO MERRIL CROWE) 

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 La FiltraciónLa filtración de la solución rica es directamente proporcional a

la eficiencia en la precipitación, es decir que la eficiencia de la recuperación de los metales lixiviados a través del proceso Merril- Crowe depende críticamente de la claridad de las soluciones que entran a precipitación, para obtener recuperaciones sobre el 95 % son solo posibles cuando el contenido de sólidos de la solución rica es baja.

Antes de la clarificación el contenido de sólidos en las soluciones ricas oscila entre 1 a 20 ppm en operaciones. Al menos tres razones se han esbozado para explicar el efecto inhibitorio en la baja de rendimiento para las impurezas contenidas en la solución rica

 .-Efecto Oxidante .-Efecto Apantallamiento (Potencial Z).-Adsorción del Complejo Metálico

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  Diferencia de FiltracionesLa diferencia de la filtración

clarificante con la filtración del concentrado, es que la filtración clarificante lo que se recupera es el liquido y la filtración del concentrado tiene como objeto recuperar los sólidos precipitados. La diatomita, en este caso actúa como inerte bajando la ley de metales nobles en las tortas.

 

 

5.

Fig. N° 13

Fig. N° 14

Fig. N° 15

Fig. N° 16

Plantas Merrill Crowe en Yanacocha

Yanacocha Norte

Pampa Larga

Total

Flujo tratado (m3/hr) 2,650 1,650 4,300

Ley soluciòn rica (g/m3) 3.7 1.72.9

Recuperaciòn (%) 98.5 98 98.4

Au producido (onz) 7,450 2,120 9,570

Consumo de Zn (g/gAu+Ag) 3 2.8 2.9

Consumo de Diatomita (g/m3) 35 30 33

Costo ($/onz) 4.0 4.2 4.1

Proceso Merrill Crowe Proceso Merrill Crowe Yanacocha:Yanacocha:- La planta de Merrill Crowe inicia sus operaciones en agosto de

1993 con la planta de procesos Pampalarga, luego en el año 1998 se da inicio a una segunda planta de Merrill Crowe en Yanacocha Norte.

Proceso Merrill Crowe:Proceso Merrill Crowe:

- Solución rica en pozas de almacenamiento

Solución:Ley Au = 1.5 ppmLey Ag = 2.2 ppm

Fuerza de CN- = 18 ppmpH = 10Turbidez = 2.3 NTU

Proceso Merrill Crowe:Proceso Merrill Crowe:

- 2 Torres de Vacío 700 m3/h

- 1 Torre de Vacío 1300 m3/h

- 5 bombas de Vacío NASH

Clarificación Desoxigenación Precipitación

Básicamente son tres las etapas del Proceso:

- 2 Conos de zinc- 2 conos de diatomita- 7 Bombas verticales- 5 Filtros Prensa

- 8 bombas Hopper- 5 filtros

clarificadores- 1 Tanque pre-coat- 2 bombas pre-coat- 1 Tanque body feed- 2 bombas body feed

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Clarificación:

Es la etapa más importante por cuanto controla el contenido de sólidos en la solución rica.

Sistema de Control:- desde las pozas realizando derivación de las soluciones en

caso exista turbidez.

Clarificación:

Sistema de Control:- Dosificando diatomita en el Body – Feed, para tener una

mezcla de turbidez con diatomita que ingrese a los filtros clarificadores, evitando una rapida saturación de estos.

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I ClarificaciónEquipo Clarificadores de hojas a presión de 28 placas, regadores de lavado, mecanismo manual de apertura, construcción de acero ligero. Een MYSRL usamos para clarificar la solución rica, filtros clarificadores con los siguientes Características de operación.Flujo de solución, diseño --------------- 215.2 m3 / hFlujo de solución, máximo --------------- 258.2 m3 / h 

Desoxigenación:

Es la eliminación del oxigeno disuelto en la solución rica, el exceso de oxigeno oxidaría el zinc cubriendo su superficie y pasivandolo.

Sistema de Control:- Presión de Vacío- Amperaje de Bombas- Caudal de Vacío

BOMBA DE VACIO

AguaAire

DESCARGALIQUIDOCOMPRIMENTE

ELIMINACION DE AIRE

Precipitación:

Etapa en que se produce el contacto de las partículas de zinc con la solución clara, según:

Au(CN)2- + Zn = Au + Zn(CN) 4

-2

Sistema de Control:- Calidad de Zinc- pH de la solución <10.5- Turbidez < 0.17 NTU- Oxigeno < 0.21 ppm- Fuerza de cianuro = 50 ppm

CONO DE ZINLa dosificación de zinc se puede aumentar o disminuir de acuerdo a la ley de oro y plata en solución, el zinc en solución ingresa a la linea de precipitación porque es succionado por las bombas

verticales

Precipitación:

Filtros prensa: Es donde se recupera el precipitado para luego ser retorteado y fundido

Sistema de Control:- Flujo en cada filtro- Presión de saturación- Tiempo de saturación- Estado de placas- Estado de telas- Tiempo de cosecha- Tiempo de lavado- Presión de aire de soplado

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