TRATAMIENTO DE PRECIPITADOS DE ORO CON ALTO CONTENIDO DE Cu, Pb y Zn

354 Pages·2014·10.12 MB·Spanish

X CONGRESO CUBANO DE GEOLOGÍA (GEOLOGIA´2013)
Taller Prospección, Explotación y Procesamiento de Oro GEO11-O9
TRATAMIENTO DE PRECIPITADOS DE ORO CON ALTO CONTENIDO DE
Cu, Pb y Zn

Idalberto García Fernández(1), Misael Pérez Pérez(1), Aracelia Samá(1), Rubén Alcalá
Fariñas(1), José Rodríguez Balseiro(1), Julio Hernández Rodríguez(1), José A. Alonso
Pérez(1)

(1) Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metalúrgica, Cuba, Carretera Varona 12028 Km 1½,
Boyeros, La Habana. [email protected]

RESUMEN

Los precipitados de Oro del proceso Merrill-Crowe cuando tienen altos contenidos de cobre y zinc producen al
fundirse, Doré con altos porcientos de estos metales, una solución a este problema es hacerle un tratamiento
ácido o térmico oxidante de forma tal que estos se eliminen sustancialmente durante la lixiviación o la fusión.
El presente trabajo tiene como objetivo evaluar dos procesos clásicos utilizados en el beneficio de precipitados
de oro, con altos contenidos de impurezas. Estos procesos son el tratamiento ácido combinado y el tratamiento
térmico oxidante.
En la tabla siguiente se muestra un análisis químico del precipitado tratado.

%
Au Ag Cu Pb Zn SiO S CaO
2
0,353 0,466 15,11 2,19 35,55 13,48 1,8 2,5

El método utilizado en el proceso ácido combinado consistió en lixiviar el precipitado en un beaker de cristal en
cantidades que variaron entre 250 y 1000 g con una solución de ácido clorhídrico al 23.5% y una relación
liquido/sólido de 3/1 mientras se agitaba. El tiempo de tratamiento fue de 2 ó 6 horas (en las pruebas iníciales
se probó con 2 horas) a continuación se filtraba y se lavaba el sólido que después de secado y pesado se
lixiviaba con una solución de ácido sulfúrico al 15%, y relación líquido/sólido de 3/1 y tiempos de tratamiento
con agitación de 2 ó 6 horas. Se lavaba el residuo sólido, secaba y preparaba para enviarlos al laboratorio para
su análisis químico.
Un análisis del residuo obtenido a partir del precipitado tratado, se puede ver en la tabla siguiente.

%

Au Cu Pb Zn

0,936 0,18 4,25 0,043

Los consumos de ácido (sin optimizar) fueron de 805g de ácido clorhídrico y 257g de ácido sulfúrico por kg de
precipitado tratado y una pérdida en peso de 63% de la masa. .
El tratamiento térmico oxidante consiste en tratar el precipitado a temperaturas de 600 y 800°C en presencia de
un oxidante (MnO , Nitrato de sodio y aire). En nuestro caso el método utilizado fue someter dentro de un
2
recipiente cilíndrico de acero inoxidable que se introducía en un horno mufla durante un tiempo y la temperatura
programada, al precipitado.
El calcinado resultante se analizó mediante Rayos x para determinar las fases formadas. Los resultados más
prometedores se obtuvieron a la temperatura de 800°C, 5 horas de retención y adición de nitrato de sodio, que
permitió oxidar todo el Cu, Zn y parte del Pb

ABSTRACT

The precipitate of Gold of the process Merrill-Crowe when they have high copper and zinc contents they take
place when fusing them Doré with high percents of these metals, a solution to this problem is to make him a
treatment acid or thermal oxidizer in a such way that these they are eliminated substantially during the leaching
or the coalition.
The present work has as objective to evaluate two classic processes used in the dressing of precipitate of the
process, with high contents of sludge. These processes are acid treatment cocktail and thermal oxidizer
treatment.
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In the following chart a chemical analysis of the precipitate treaty is shown.

%
Au Ag Cu Pb Zn SiO S CaO
2
0,535 0,466 15,11 2,19 35,55 13,48 1,8 2,5

The used method in the acid process was to leach the precipitate one in a glass beaker, quantities that varied
between 250 and 1000 g with a solution of hydrochloric acid with concentration of 23.5% and relationship
liquid/solid of 3/1 while it became agitated. The time of treatment was of 2 or 6 hours, next it filtered and it
washed the solid that after drying and heavy it was leached with a solution of sulfuric acid at 15%, relationship of
liquid/solid of 3/1 and times of treatment with agitation of 2 or 6 hours. The solid residual will be washed, dried
off and prepared to send it to the laboratory for it chemical analysis.
An analysis of the precipitate treaty one can see in the following chart.

%

Au Cu Pb Zn

0,936 0,18 4,25 0,043

The acid consumptions (without optimizing) they were of 805g of hydrochloric acid and 257g of sulfuric acid for
kg of precipitate treaty and a loss in weight of 63%.
The thermal oxidizer treatment consists on subjecting the precipitate to temperatures of 600 and 800°C in
presence of an oxidizer (MnO2, Nitrate of sodium and air). In our case the used method was to subject inside a
cylindrical recipient of stainless steel that was introduced in an oven muffle during a time and the programmed
temperature, to the precipitate one.
The resulting residual was analyzed by means of Rays x to determine the formed phases. The best results were
reached with temperature of 800°C and 5 hours with nitrate of sodium that allowed oxidizing the whole Cu, Zn
and part of the Pb.

INTRODUCCION
El proceso Merrill Crowe es una de las tecnologías mas utilizadas para el tratamiento de menas de
oro de baja ley. En este proceso la mena extraída de la mina se muele convenientemente se
aglomera y se deposita en lotes (pilas) donde es irrigada con una solución de cianuro de sodio para
lixiviar el oro y la plata que contiene esta mena. El licor producto después de filtrado y desaireado
es tratado con polvo de cinc para precipitar estos metales que después de filtrados quedan como un
sólido conocido por precipitado de oro y plata o cemento de oro.

El precipitado obtenido, se seca y funde en hornos de distintos tipos para obtener lingotes de doré
con un alto contenido de oro y plata y minimizar las cantidades que arrastren las escorias formadas..

Cuando las menas tratadas contienen cantidades considerables de impurezas tales como Cu, Pb,
As, Sb, etc. Estas son lixiviadas por el cianuro y posteriormente precipitadas por el cinc. Estos
precipitados al ser fundidos producirán barras de Doré con un alto porcentaje de impurezas
ocasionando consumos adicionales de reactivos durante todo el proceso,
así como serias dificultades para ser comercializados y pérdidas por descuentos en su refinación.

En el presente trabajo se presentan los estudios realizados para purificar un precipitado con alto
contenido de Cu, Pb, Zn y bajo contenido de Au con vistas a mejorar la composición del doré
obtenido a partir de este precipitado.

MATERIALES Y METODOS EMPLEADOS

Los materiales utilizados fueron: Precipitado de oro y plata con alto contenido de Cu, Zn y Pb.
Un análisis del mismo se muestra en la Tabla No.I.

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Tabla I Análisis químico del precipitado utilizado.

%
Au Ag Cu Pb Zn SiO S CaO
2
0,353 0,466 15,11 2,19 35,55 13,48 1,8 2,5

Acido clorhídrico grado técnico
Acido sulfúrico concentrado grado técnico.
Nitrato de sodio grado técnico.
Bióxido de manganeso grado técnico.
Borato de sodio decahidratado grado técnico.
Agua corriente.

Metodología de la investigación

Durante la investigación se utilizaron dos métodos para el tratamiento del precipitado y eliminar las
impurezas.

‐ Método de tratamiento ácido.
‐ Método de tratamiento térmico oxidante.

Método de tratamiento ácido.

Este método consiste en lixiviar el precipitado primero con una solución de ácido clorhídrico para
eliminar el Zn y el Pb y el residuo que queda después de filtrado y lavado, se trata con una solución
de ácido sulfúrico y un oxidante (nitrato de sodio o bióxido de manganeso) para eliminar el cobre.

El precipitado así purificado se funde con los reactivos adecuados para obtener un Doré más rico en
oro y con menos impurezas. La calidad del mismo dependerá de la materia prima de partida.

Método de tratamiento térmico oxidante

En este método el precipitado es tratado a temperaturas entre 600 y 800°C en presencia de un
oxidante que puede ser aire, una sal oxidante o ambos, el objetivo del mismo es oxidar el Cu, Pb y Zn
de forma tal que cuando se funda el calcinado, estos óxidos pasen a la escoria y se obtenga un doré
libre de estas impurezas.

Desarrollo de la investigación

Dado que con un precipitado de baja calidad como el que se muestra en la Tabla No. I donde solo es
posible obtener doré con un alto contenido de impurezas (98-99%) y bajo contenido de oro (0,9-
1,5%), se hace necesario introducir mejoras que nos permitan elevar la calidad del mismo, por lo que
el objetivo de esta investigación es mejorar la calidad del precipitado mediante su tratamiento antes
de la fusión para eliminar impurezas (Pb, Cu, Zn, etc.).

Ensayos metalúrgicos.

Con vistas a mejorar la calidad del precipitado se desarrolló un programa para realizar diferentes tipos
de pruebas:
(cid:57) Tratamiento del precipitado de oro con ácido.
(cid:57) Oxidación del precipitado a altas temperaturas.
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Tratamiento del precipitado de oro con ácido.

Durante los trabajos preliminares de la investigación sobre el tratamiento ácido del cemento se
realizaron 4 pruebas y en la tabla II se muestran las condiciones de trabajo.

Condiciones de trabajo:
(cid:57) Granulometría de la muestra: 1.00 mm
(cid:57) Temp: Ambiente.
(cid:57) Relación L: S; 3:1 % S 25.
(cid:57) Tiempo de Prueba: 2 h.
(cid:57) El ácido empleado.
HCl: se empleó en la prueba 1 y 4 al 23.5% de concentración.
H SO : se empleó en la prueba 2 y 3 al 15% de concentración
2 4

Tabla II Condiciones de trabajo en las pruebas de tratamiento del cemento.

Prueba Peso de muestra Solución lixiviante Tipo de Oxidante
(g)
1 250 HCl (al 23,5% de conc.) -
2 250 H SO (al 15% de conc.) Aire (1L/min)
2 4
3 500 H SO (al 15% de conc.) Aire (1L/min) + 10g de NaNO
2 4 3
4 250 HCl (al 23,5% de conc.) -

Las pruebas 3 y 4 se realizaron de forma combinada. Primero se lixiviaron 500g de cemento (base
seca) con una solución de ácido sulfúrico al 15%. El sólido residual pesó 279,57 g del que se
tomaron 250 g para ejecutar la prueba 4 y se lixivió con una solución de ácido clorhídrico al 23.5%.

Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla III

Tabla III Tratamiento del cemento de oro con ácido clorhídrico y sulfúrico.
Cemento de oro Cabeza Residuo
Contenido
Peso Peso
Tipo Contenido
inicial Final
Prueba de
(g)
Tratamiento
Au Zn Cu Pb Au Zn Cu Pb
(g)
(g/t) (%) (%) (%) (% ) (%) (%) (%)
1 HCl 250 53,34 1.830 0,21 16,80 2,38
2 H SO + Aire 250 108,45 0.875 2,52 14,84 4,71
2 4
3 H2SO4 500 0,353 36,55 15,11 2,19 279,57 0.646 0,21 16,34 4,06
HCl con pretet.
con H SO 250 100,00 1.477 0,013 0,54 4,62
2 4
4 (prueba 3)

En la prueba 1, se puede apreciar que la disminución del Zn es casi total, no así la del Cu y el Pb, el
oro no fue lixiviado como se esperaba. La disminución en peso del cemento fue de casi un 80%.

La prueba 2 el peso del precipitado disminuyó en un 60%, no se lixivió el oro y el Cu, Pb y Zn
permanecieron por encima del valor esperado, lo que indica que el aire no fue lo efectivo que se en la
oxidación del Cu
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En la prueba 3 y 4 se muestran los resultados combinados de la lixiviación con sulfúrico y el sólido
residual lixiviado con clorhídrico, en este caso la extracción de Zn y Cu es muy elevada como se
puede apreciar en el sólido final con una reducción al 0,013 % Zn y 0,54 % de Cu, la reducción en
peso del precipitado fue de 80%, pero el plomo aún se mantiene alto. En la prueba 3 se adicionó
nitrato de sodio como oxidante y de acuerdo a los resultados fue muy efectivo.

En la figura 1 se presentan los resultados sobre la pérdida en peso del precipitado de forma gráfica y
en la Tabla IV se muestra la contracción en %. de la masa tratada.

Tabla IV Contracción del cemento de oro en los tratamientos ácidos

Pruebas Tratamiento % Contracción

1 Tratamiento con HCl 21%

2 Tratamiento con H SO 43%
2 4

3 Tratamiento con H SO 56%
2 4

4 Tratamiento con HCl 40%

3 + 4 Tratamiento con H SO y HCl 22%
2 4

Tratamiento del Cemento de Oro Barita
500 500 500
450
400
350
g) 300
o ( 250 279,77 Peso Inicial
es 250 250 250 Peso Final
P 200
150
100 111,43
108,45 99,57
50
53,34
0
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 4 Prueba 3 + 4
Tratamiento con Tratamiento con Tratamiento con Tratamiento con Tratamiento con
HCl H2SO4 H2SO4 HCl H2SO4 y HCl

Figura1 Tratamiento del cemento con diferentes ácidos.

Partiendo de las pruebas preliminares se escogió como base los resultados de las pruebas
combinadas 3 y 4 por sus buenos resultados en la extracción de zinc y cobre (ver Tabla III) para
realizar dos series de pruebas con mayor cantidad de precipitado (500 y 1000 gramos), que nos
permitieran corroborar los resultados anteriores, manteniendo los demás parámetros de operación
(agitación concentración de ácidos, etc) . Pero con la diferencia de que primero se lixiviara con ácido
clorhídrico y después con sulfúrico, para evitar que el plomo pase a sulfato antes de la lixiviación con
clorhídrico.

Se realizaron dos series de pruebas con 500 y 1000 g de precipitado. Los resultados obtenidos se
muestran en la Tabla V

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Tabla V Tratamiento del cemento de oro con ácido clorhídrico y sulfúrico.

Cemento de oro Cabeza Residuo
Prueba Tipo de Peso Contenido Peso Au Zn Cu Pb
tratamiento inicial final (g) (%) (%) (%) (%)
(g) Au Zn Cu Pb
(%) (%) (%) (%)
HCl con
5-6 pretet. con
H2SO4 500 0,353 36,55 15,11 2,19 183,00 0,929 0,42 0,50 0,15
(prueba
5 y 6)
HCl con
7-8 pretet. con
H SO 1000 369,77 0,936 0,043 0,18 4,25
2 4
(prueba
7 y 8)

Se utilizó como oxidante bióxido de manganeso en las pruebas 5 y 6 y en la 8.

Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla No. V, en las 2 series de pruebas se puede
apreciar al final de estas (Pruebas 6 y 8) casi la total eliminación del cobre y el zinc, pero solo en la
serie 5-6 se logra eliminar en forma similar el plomo al reducirlo a 0,15%. La recuperación de oro
está entre 96 y 98%. El oro que sale con los licores se puede recuperar con una columna de carbón
que se irá enriqueciendo con el oro y cuando se sature se quema para recuperar el oro fundiendo las
cenizas.

Un aspecto importante es la disminución en peso del precipitado que se va a fundir después del
tratamiento ácido (60-80% peso) lo que conlleva a un ahorro sustancial de combustible y reactivos, en
la fusión.

Con el residuo de la lixiviación ácida de este tipo de precipitado, después de una fusión adecuada es
posible obtener doré con alto contenido de oro (40-50%) y contenidos de impurezas (Cu, Pb y Zn)
muy inferiores a los obtenidos con el precipitado original.

Como aspecto negativo de este proceso se tiene los consumos de ácidos y los residuales líquidos
que estos generan y que deben de ser tratados con cal para neutralizarlos y zinc o chatarra de acero
para precipitar los metales que contiene, antes de verterlos en las coleras. En un proceso de
optimización se debe probar, el rehusó de estos residuales antes de tratarlos para aprovechar el
ácido libre que contienen.

EL precipitado aurífero se trató en forma térmica a temperaturas de 600 y 800°C en presencia de un
agente oxidante (aire, nitrato de sodio y MnO ó en forma combinada). Para observar como se
2
comportaban estos agentes se realizaron inicialmente 6 pruebas con un tiempo de residencia de 2
horas a las temperaturas de 600 y 800°C. Los parámetros utilizados y los resultados se muestran en
la Tabla No. VI y corresponden a las pruebas 1-6. De los productos obtenidos (calcinados) se
tomaron los de las pruebas 2, 4, 5 y se fundieron usando bórax y carbonato de sodio como fundentes
y nitrato de sodio como oxidante. Los doré se muestrearon y analizaron químicamente cuyos
resultados pueden observarse en la tabla No VI.

Los bajos contenidos de oro y altos porcientos de cobre en el doré muestran que la oxidación de las
impurezas no fue efectiva y la baja recuperación en las muestras 4 y 2 son producto de oclusiones en
forma de granalla del metal en la escoria debido a la pequeña cantidad de la muestra.

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Tabla VI Calcinación oxidante. Pruebas 1-6.

No. Peso de Temp. De Tiempo Tiempo Agente Peso del Doré Obtenido
de la la Calcinación de total Oxidante producto
Muestra Muestra °C exposición Min (g) % % %
(g) Min Au Cu Pb Zn
1 250 600 120 120-120-90 Aire 1 230
L/min
2 250 800 120  120-120-120 Aire 1 230 2,28 88,22 3,95 1,0
L/min
3 250  600 120  120-120-90 Nitrato 234,8
de Sodio
4 250  800 120  120-120-120 Nitrato 184 1,12 62,73 3,76 1,14
de Sodio
5 250  800 120  120-120-120 Aire y 283,4 2,01 86,22 5,43 2,66
Nitrato
de Sodio
6 250  600 120  120-120-90 Aire y 275,3
Nitrato
de Sodio

Tabla VII Calcinación oxidante Pruebas 7-11.

Peso de Tiempo
No. la Temp. De de Tiempo Agente Peso del
de la Muestra Calcinación exposición total Oxidante producto
Muestra (g) °C Min Min (g)
7 500 800 300 120-300-120 Aire 1 L/min 469,89
8 500  800  300 120-300-120 MnO 492,66
2
9 500  800  300 120-300-120 Nitrato de Sodio 487,69
10 500  800  300 120-300-120 Aire 1 L/min + 472,56
MnO
2
11 500  800  300 120-300-120 Aire 1 L/min + 491,50
Nitrato de Sodio

De los resultados anteriores puede inferirse que el tiempo de retención a la temperatura de trabajo no
era suficiente para oxidar el Cu, por lo que decidimos realizar una serie de 5 pruebas en las
condiciones que se muestran en la Tabla VIII (pruebas 7-11). Como se puede ver en esta tabla el
tiempo de retención a la temperatura de trabajo se incrementó de 2 horas a 5 horas y la temperatura
se fijó en 800°C.

Los productos calcinados de las 5 pruebas fueron sometidos al análisis de rayos X, para
determinaren forma grafica la conversión o no del cobre, Zinc y Plomo a óxidos. Un resumen de los
resultados se detalla a continuación.

En la muestra 7 la composición de fases señala que solo una parte del exceso de zinc que se añadió
para la precipitación del oro y la plata se encuentra en forma de óxido de zinc, es decir no se oxidó
completamente con la sola adición del aire. Además en la muestra aparece calcita y una mezcla de
óxidos de Cu en sus estados de oxidación I y II respectivamente. Por último en dicha muestra se
observa material amorfo y plata metálica asociada al cemento.

En la muestra 8 tratada con MnO (50g) y tiempo de tratamiento de 5 horas, el zinc metálico pasó
2
completamente a su fase oxidada (ZnO), observándose también como el cobre aparece en sus dos
estados de oxidación I y II, pero parte del mismo se encuentra en estado metálico, por ello pensamos
que el tratamiento de oxidación no fue óptimo. Con respecto al plomo sucede algo parecido es decir
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parte se encuentra como plomo metálico y la otra oxida a PbO. Existe también en la muestra una
mezcla de óxidos de manganeso.

En la muestra 9 tratada con NaNO (50g) y tiempo de tratamiento de 5 horas,, el cobre si se logra
3
oxidar casi totalmente a CuO, pero queda plomo sin oxidar, observándose impurezas del agente
oxidante sin reaccionar. Por otra parte, en la muestra similar 11 con menor cantidad de NaNO (25g)
3
y con inyección de aire al sistema de 1 L/min se logra la oxidación total del cobre pero el plomo queda
en su estado metálico.

Por último, en la muestra 10 tratada con MnO (25g) e inyección de aire al sistema de 1 L/min de aire
2
se obtiene un resultado similar al de la prueba 8, es decir el aire no logra oxidar el cobre que es el
efecto buscado.

De acuerdo a estos resultados parece ser que la mejor opción es la de tratar el precipitado con nitrato
de sodio y aire para la eliminación del cobre, el zinc y gran parte del plomo mediante la oxidación y
que pasen como óxidos a la escoria durante la fusión de este calcinado. Además el plomo que queda
puede ser sublimado o como óxido a la temperatura de fusión de este material.
Un cálculo estimado en la fusión de este calcinado en condiciones adecuadas se podría obtener un
Doré con la siguiente composición:
Au = 35 - 40%
Ag = 25 - 35%
Pb = 25 - 30%

CONCLUSIONES

1. Se cumplió el objetivo propuesto de mejorar la calidad de un precipitado pobre en metales
preciosos (alto en Pb, Cu, Zn y bajo en Au y Ag) Reduciendo sustancialmente las impurezas.

2. Mediante un tratamiento ácido combinado clorhídrico-sulfúrico se puede reducir el Cu y el Zn a
0,18 y 0,43% respectivamente del precipitado tratado.

3. La masa del precipitado tratado con la combinación de ácido clorhídrico y sulfúrico se reduce a
un 37% de su peso inicial, conservando más del 98% de los metales preciosos (Au y Ag).

4. Como resultado de un tratamiento térmico-oxidante a 800°C durante 5 horas con nitrato de
sodio (100g/kg) al precipitado tratado se logra oxidar el Cu totalmente y gran parte del plomo,
lo mismo ocurre cuando se usa nitrato de sodio y aire (50g/kg de nitrato y 1L de aire/min),
pero con menos oxidación del plomo.

5. El proceso ácido tiene un tratamiento de descontaminación más costoso que el proceso
térmico, debido a sus efluentes líquidos que son muy contaminantes.

6. El proceso térmico tiene un mayor consumo de energía que el proceso químico, por la alta
temperatura a que se desarrolla.

BIBLIOGRAFIA

Alguacil, F.J. 1995. El Refino del Oro. Rev. Metal Madrid, 31(3)
Azañero, A. y otros. 2000. Cianuración intensiva de un concentrado aurífero. Rev. Inst. Investig. Fac. Minas
Metal. CIENC.geogr. V3, N.6, Lima Dic.
Esteban, M. Domié M. , 2001. Hidrometalurgia. Adros Impresores Ltda. Santiago de Chile.
Meslenitski, I.N., Chugacv, L.V. 1972. Metalurgia de los Metales Nobles. Editorial Metalurgia, Moscú

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CONTROL ANALITICO DE FASES EN PRECIPITADOS AURIFEROS
OBTENIDOS POR PROCESOS DE CEMENTACION CON ZINC Y
CALCINACION OXIDANTE

José Antonio Alonso Pérez, Idalberto García, Julio Hernández, Abdel Casanova, Ileana
Cabrera, Asor Martínez, José Castellanos, Marcela Figueredo, Emilio Montejo, Aracely
Samá
Centro de Investigaciones para la Industria Minero-Metalúrgica (CIPIMM), Carretera Varona No. 12028, km 1½,
Boyeros, Ciudad Habana, Cuba. E-mail: [email protected]

RESUMEN

Se reporta el análisis cualitativo de fases mediante el empleo de la difractometría de polvos de Rayos-X de
cinco muestras de precipitados auríferos, con el objetivo de comparar la eficiencia de dichos tratamientos a
través de la conversión de los metales contaminantes presentes (cobre, plomo, zinc, etc.) en sus respectivas
formas oxidadas, las cuales forman parte de la composición sustancial final de las escorias del proceso
metalúrgico durante la recuperación del oro y la plata. Dichos precipitados se obtuvieron a través de
tratamientos de cementación con polvo de zinc y calcinación oxidante, a partir de los licores cianurados que
proceden de la lixiviación en lotes de una mena sulfurosa cubana.
En el difractograma que corresponde a la prueba de cementación con polvo de zinc, se reportaron las
siguientes fases por orden de contenidos: Zn(s), ZnO, Cu(s), CaCO , material amorfo, cuarzo, mezcla de óxidos
3
de cobre I y II (Cu O + CuO) en baja cuantía y solución sólida (Au-Ag). Del mismo modo, en los registros de
2
polvos que se lograron para las dos muestras con el empleo combinado de la cementación con zinc y el
tratamiento con MnO como agente oxidante bajo las siguientes condiciones experimentales de trabajo: Temp.=
2
8000C; t= 5 horas y flujo de aire =1l/min, se observó presencia de las fases cristalinas: ZnO y Zn SiO , mezclas
2 4
de óxidos de cobre I y II (Cu O + CuO); CaMgSi O ;solución sólida de Au-Ag; PbO, MnO y Zn(s), este último
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en bajos contenidos.
Paralelamente, en los difractogramas que corresponden a las dos muestras de precipitados donde se utilizó la
cementación-calcinación oxidante con el empleo del NaNO , se identificaron además de las fases ya reportadas
3
con anterioridad, el silicato complejo Na ZnSiO , observándose además abundante CuO (II). Como aspecto de
2 4
interés se señala que en el tratamiento con NaNO y empleo adicional de un flujo de aire de 1l/min al reactor, el
3
cobre metálico aparece en concentraciones cercanas al límite de detección de fases cristalinas por DRX (5%
m/m), por ello dicho tratamiento se considera el de mejor respuesta en comparación al resto de los que se
realizaron, por ello se recomienda la posterior evaluación de parámetros tecnológicos tales como la cantidad de
agente oxidante y flujo de aire al sistema para su optimización y posible implementación.
Por último, mediante el programa PC Outokumpu se calcularon los parámetros termodinámicos de interés de
las principales reacciones que tienen lugar a temperatura ambiente y 8000C.
ABSTRACT
The qualitative analysis of phases is reported by means of the use of powders diffractometry of Ray-X of five
auriferous precipitate samples, with the objective of comparing the efficiency of this treatments through the
conversion of the present polluting metals (copper, lead, zinc, etc.) in its respective rusty forms, which are part of
the end substantial composition of the scums of the metallurgist process during the recovery gold and silver.
Precipitate statements were obtained through cementation treatments with powder of zinc and calcination
oxidizer, starting from the cyanided liquors that come from the leaching in lots of a Cuban sulfurous ore.
In the diffractogram that corresponds to the cementation test with powder of zinc, the following phases were
reported by order of contents: Zn(s), ZnO, Cu(s), CaCO3, amorphous material, quartz, mixture of copper oxides I
and II (Cu2O + CuO) in low quantity and solid solution (Au-Ag). In the same way, in the registrations of powders
that were achieved for the two samples with the combined use of the cementation with zinc and the treatment
with MnO2 as oxidizer agent under the following experimental conditions of work: Temp. = 8000C; t = 5 hours
and flow of air =1l/min, presence of the crystalline phases was observed: ZnO and Zn2SiO4, mixtures of copper
oxides I and II (Cu2O + CuO) CaMgSi2O7; solid solution of Au-Ag; PbO, MnO2 and Zn(s), this last one in low
contained.
V CONVENCIÓN CUBANA DE CIENCIAS DE LA TIERRA, GEOCIENCIAS´2013
Memorias en CD-Rom, La Habana, 1 al 5 de abril de 2013. ISSN 2307-499X
X CONGRESO CUBANO DE GEOLOGÍA (GEOLOGIA´2013)
Taller Prospección, Explotación y Procesamiento de Oro GEO11-O12
Parallelly, in the diffractograms that correspond to the two samples of precipitate where the cementation-
calcination oxidizer was used with the use of the NaNO3, they were already identified besides the phases
reported previously, the silicate complex Na2ZnSiO4, being also observed abundant CuO (II). As aspect of
interest it is pointed out that in the treatment with NaNO3 and additional use of a flow of air of 1l/min to the
reactor, the metallic copper appears in near concentrations to the limit of detection of crystalline phases for DRX
(5% m/m), for it this treatment is considered as the best answer in comparison to the rest of those that were
carried out, for it is recommended it , the later evaluation of such technological parameters as the quantity of
oxidizer agent and flow of air to the system for its optimization and possible implementation.
Lastly, by means of the program PC Outokumpu the thermodynamic parameters of interest of the main reactions
were calculated that they take place at ambient temperature and 8000C.

INTRODUCCIÓN

En nuestro país se procesan menas sulfurosas oxidadas con contenidos de metales preciosos
mediante la tecnología de lixiviación en lote con el empleo de soluciones diluidas de cianuro y la
posterior recuperación del oro y la plata contenido en el licor de lixiviación por el proceso Merrill
Crowe de precipitación con polvo de zinc (García I., M. Duménigo, E. Alfonso et al, 1998).

El mineral previa trituración, se somete a un proceso de aglomeración (peletización) con el objetivo de
formar pilas que posean un adecuado e uniforme nivel de percolación, para lograr altas
recuperaciones y bajos contenidos de sólidos en suspensión (García I., M. Duménigo, E. Alfonso et.,
al. 1998).

Los precipitados con alto contenido de plomo y zinc se secan y mezclan con distintos agentes
oxidantes y fundentes para su fusión directa en un horno de reverbero calentado con diesel (García I.,
M. Duménigo, E. Alfonso et al., 1998).

Este tipo de precipitado se procesa mundialmente de diferentes formas: mediante tratamiento ácido
previo para eliminar el zinc y el plomo o a través de un proceso de calcinación oxidante y fusión
posterior, este último el de mayor aplicación en las menas sulfurosas cubanas (García I., M.
Duménigo, E. Alfonso et al., 1998).

Desde el punto de vista teórico la calcinación oxidante remueve la humedad y oxida las impurezas de
metales contaminantes tales como el zinc, plomo y cobre. Antes de la fusión y si este proceso se
realizó con eficiencia el oro y la plata permanecerán en estado metálico. En estas condiciones, el
proceso de fusión del precipitado requiere de la adición de un fundente adecuado que reaccione con
los óxidos para formar una escoria estable y fluida (García I., M. Duménigo, E. Alfonso et al., 1998).

Los precipitados que se obtienen por lo general presentan un alto contenido de zinc, plomo y cobre y
generan grandes volúmenes de estos, que al ser fundidos en forma directa dan como resultado un
número alto de fundiciones, con el consiguiente consumo de reactivos, combustible y tiempo.

Por lo anterior, el presente trabajo tiene como objetivo evaluar el proceso combinado de cementación
y de tostación oxidante a la temperatura de calcinación de 8000C en cinco muestras de precipitados
auríferos obtenidos por el proceso Merrill Crowe y con el empleo de los oxidantes MnO y NaNO ,
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considerando además como variables experimentales la cantidad de agente oxidante y la presencia o
no de flujo constante de aire adicional al reactor tubular, a fin de monitorear a través del control
analítico de fases que se obtiene por difractometría de polvos de rayos – X, cuál de las variantes
experimentales objeto de ensayo presenta el mayor índice de conversión de metales contaminantes a
sus respectivas formas oxidadas, además de determinar los parámetros termodinámicos de las
principales reacciones de oxidación-reducción y al estado sólido que se forman de los metales
contaminantes y así predecir el grado de espontaneidad y orden de estabilidad de las diferentes
productos que se forman en los precipitados auríferos objeto de evaluación.

V CONVENCIÓN CUBANA DE CIENCIAS DE LA TIERRA, GEOCIENCIAS´2013
Memorias en CD-Rom, La Habana, 1 al 5 de abril de 2013. ISSN 2307-499X