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Recuperación de Oro mediante el uso de alcohol en el
proceso de elución “Zadra Presurizado”
Resumen:
La mina San Andres ubicada en el Occidente de Honduras es una
mina de Oro a cielo abierto que utiliza Lixiviación en patios para la
extracción del mineral y posee un planta de recuperación por
medio carbones en columna “CIC”, celdas de electro-obtención y
refinería para exportar el producto como Dore.
En el presente año la compañía a dado un salto en la producción
de Oro con respecto al mineral apilado contra el producido; desde
un 68% en los últimos 5 años a un 94% en la actualidad, esto en
parte a la mejora sustancial en el proceso de desorción del oro
desde un 82% a un 97% en los últimos 10 meses debido a la
utilización de alcohol etílico para despojar el oro que se encuentra
en el carbón activado por medio del proceso “Zadra Presurizado”
El presente trabajo intenta mostrar la búsqueda de mejoras en el
proceso de recuperación de oro de Mina San Andres en uno de
sus principales cuellos de botella y presentar la viabilidad del uso
de alcohol de manera segura económica y eficaz.
Introducción:
El proceso de extracción y refinamiento de Oro de Mina San Andres consta
de acarreo de mineral desde la mina en Camiones Volquetes a las
trituradoras primarias; para luego ser depositado en una pila intermedia
antes de pasar por una trituradora secundaria donde se obtiene la
granulometría necesaria, luego se aplica Cal y Cemento para poder
aglomerar y de allí es enviado en bandas transportadoras hasta los patios
de Lixiviación donde es irrigado con una solución de cianuro de sodio.
La solución con el producto lixiviado es captada en pozas de concentración,
esta solución enriquecida es bombeada a la planta de Adsorción, Desorción
y Refinería (ADR).
La Adsorción del oro es realizada por carbón activado en columnas (CIC) y
es despojado del mismo por medio del proceso “Zadra Presurizado” las
solución final es enviada a celdas de electro-deposición para que luego de
ser separadas de estas pueda ser fundido el producto final; como barras de
Oro y Plata (Dore).
El siguiente diagrama de flujo muestra en más detalle el proceso de
extracción de obtención de Oro de San Andres.
Procesos de Elución de Oro en Carbones
Zadra Atmosférico:
•Desarrollado por Zadra en la U.S.B.M. A comienzos de 1950
•El proceso desorbe oro del carbón cargado con una solución
•1 % NaOH y 0,1 % NaCN
•Flujo 1,0 – 2.0 B.V./hora a 85-95 °C
•Tiempo 24 - 48 horas
Procedimiento Heinen:
•Proceso desarrollado por H.J. Heinen y colaboradores en la U.S.B.M.
•Adición de 20% v/v de etanol a la misma solución al 1% NaOH y 0,1 % NaCN
de Zadra.
•Presión atmosférica y alta eficiencia en un tiempo de 5-6 horas
Zadra Presurizado:
•Desarrollado por Ross y colaboradores en la U.S.B.M. a comienzos de 1970
Proceso que emplea alta presión y temperatura a fin de reducir los tiempos
de desorción a 8-12 horas
•Temperaturas de trabajo 145-155 °C
•Presión 448-551 Kpa (65-80 psi)
•Flujo 1,0 – 2.0 B.V./hora
•1-2 % NaOH y 0,1-0,25 % NaCN
Este proceso es que se utilizaba en la planta de recuperación de mina San
Andrés hasta Noviembre del 2013.
En el año 2013 la planta de recuperación de mina San Andres tenía un
porcentaje de eficiencia en el proceso de elución del 82% hasta Agosto de
ese mismo año. Por lo que se decidió empezar a hacer pruebas de
laboratorio con alcohol etílico basada en previas experiencias de su uso por
otras minas en Brasil del grupo Aura Minerals a la cual pertenece nuestra
mina. La investigación fue más allá del mero uso del alcohol como una
receta; tratando de entender la reacciones y su cinética a favor de las
aplicaciones lo que permitió hacer aun más eficiente el uso del alcohol. Se
iniciaron luego las pruebas en la planta sobre el soporte de las pruebas a
escala ya realizadas de la siguiente manera:
Se agrego alcohol Etílico al circuito de elución utilizando una cantidad de
alcohol del 2% con respecto al volumen de electrolito preparado.
Los parámetros utilizados fueron los siguientes:
1) Presión de elución en Tanque de Elución: 70 psi.
2) Temperatura de elución: 110 a 125° C.
3) Temperatura de entrada a las celdas de electro-obtención <95° C
4) Volumen del Carbón a eluir: 5.5 ton.
6) Tiempo de Elución: 16 horas.
Con estos parámetros se tuvieron resultados positivos ya que se esperaba
una media de recuperación del 92% obteniéndose un 95% además que se
redujo el tiempo de “Stripping” o elución en dos horas comparadas con las 16
horas que se venían realizando en el mes, las recuperaciones fueron las
siguientes:
80.53%
94.82%
70.00%
75.00%
80.00%
85.00%
90.00%
95.00%
100.00%
Strip sin Alcohol Strip con Alcohol
% de Recuperacion
Tipo de Stripping
Recuperacion "Strips" Noviembre 2013
Strip sinAlcohol
Strip conAlcohol
Durante el mes se hicieron algunos cambios un poco más drásticos como reducir
el tiempo de elución a 12 horas y utilizar el alcohol a un 1%, estas pruebas en un
principio no dieron los resultados esperados reduciendo la recuperación
obtenida todavía más baja que la media de aquellos “Strippings” normales sin
alcohol por lo que se ajustaron las temperaturas y los flujos de lavado
nuevamente hasta lograr la meta deseada
Aun y cuando la recuperación se vio afectada en promedio por los últimos
cambios esta fue mayor que el promedio que los últimos dos meses quedando en
84% de un promedio de 74.5% entre Septiembre y Octubre.
74% 75%
84%
68%
70%
72%
74%
76%
78%
80%
82%
84%
86%
Septiembre Octubre Noviembre
% de Recuperacion De Oro
Año 2013
Recuperacion Real "Stripping"
Septiembre
Octubre
Noviembre
Haciendo un estudio más exhaustivo de la cinética de adsorción del oro
En los carbones se encontró que en el modelo de “E. Cho” donde se sugiere
ante otros modelos que la adsorción de oro en el carbón es mayor parte debido
a la hidrolizacion de las moléculas mas grandes como los complejos
ciano-auriferos y además se sabe que las moléculas de agua se unen en la
superficie del carbón formando puentes de hidrogeno haciendo su poder
de anclaje en el carbón aun mayor.
Siendo este el caso, el alcohol simplemente actúa como catalizador para romper
los enlaces de hidrogeno temporalmente; que se encuentran sujetos a la superficie
del carbón
Esto nos permitió formular la hipótesis de que se podía reducir más el porcentaje
de alcohol y que la velocidad de desorción estaría siempre centrada en la
temperatura y el flujo de del proceso.
Alcohol formando puentes de hidrogeno
Mas fuertes lo que hace que el agua
se libere de su unión con el carbón;
Al liberarse más moléculas de agua
Se genera una reacción en cadena
Que liberan mas moléculas dejando
libre a los complejos de Oro.
Carbon
Molécula agua
Molécula alcohol
Continuando con las pruebas de desorción durante el 2014 utilizando el
alcohol se llego a ciertos parámetros con los que se han obtenido resultados
de recuperación del 97% con tiempos de elución entre 9-10 horas por “Batch”
independientemente de la concentración de los carbones que también es un
factor determinante ya que a mayor concentración del oro en carbón mejor es
la recuperación pero utilizando el alcohol como catalizador este factor ya no
crucial para poder obtener altos porcentajes de elución.
El Cianuro de sodio ha podido ser eliminado del electrolito de despojo sin
que esto afecte el proceso manteniendo los mismo porcentajes de
recuperación.
•Temperaturas de trabajo 120 °C
•Presión 414-482 Kpa (60-70 psi)
•Flujo 1,0 – 2.0 B.V./hora
•1-2 % NaOH y 0.0 % NaCN
• 0.57-0.80% de Alcohol Etílico
Parámetros actuales del proceso de
Elución en Mina san Andres que
Generan recuperaciones sostenidas
Del 97%
Aplicación de Alcoholen Bomba de recirculación
La aplicación del alcohol
Se hace en la entrada de
la bomba de recirculación
Lo que permite que haya
menos perdidas por
evaporación que si se
Hiciera mezclándola en el
Tanque de solución pobre
que es donde se prepara el
Electrolito de elución.
Costos:
El cambio de alcohol etílico por cianuro de sodio está generando un ahorro
del 5.5% en el costo mensual en la compra del producto, esto por si solo justifica
el uso del alcohol, este factor no afecta el precio de obtención de oro ya que el
mayor fuente de gastos está centrada en acarreo de material y generación
Eléctrica, pero si la producción de oro que se ha visto aumentada en un 16% en
comparación con meses anteriores lo que impacta directamente en el costo por
onza ya que este aumento tiene el mismo costo que las producciones sin alcohol.
Los costos de instalación del sistema de aplicación de alcohol fueron pagados
en el primer mes de producción. A los cuales se les ha ido haciendo mejoras
continuas sin que impacte en los costos de producción más lo que se tiene
planeado implementar en los meses posteriores solo representa el 0,17% del 16%
extra de producción de un mes.
Tanques de almacenamiento de Alcohol
•Las instalación de almacenamiento de alcohol constan de dos tanques con
capacidad de 37,000 litros en una base para contención de derrames; estos
tanques están conectado entre si y a su vez alimentan por gravedad un tanque
de aplicación ubicado en planta ADR a unos cien metros de distancia.
•Los tanques de almacenamiento están provistos de un sistema de irrigación
contra incendios con una bomba con capacidad de entregar 950 l/min. Y un
tanque reservorio de 11,300 litros.
•El sistema irrigación contra fuegos puede ser activado de manera remota
desde varios puntos de la planta.
•También cuenta con extintores para tratar cualquier conato de incendio en el
momento de carga de los tanques.
•Se cuenta con una bomba neumática para poder descargar tanques cisternas
sin peligro de chispas o exposición a otros combustibles.
•Se han instalado válvulas de seguridad para poder hacer reparaciones a lo
largo de la tubería que conecta hacia la planta y se planea poner un sistema de
pararrayos
Instalaciones de almacenamiento de alcohol
Bomba contra incendios Bomba de descarga de
Tanques cisterna
Tanque de aplicación de alcohol
•El tanque de aplicación de alcohol es alimentado por una tubería metálica,
tiene una capacidad de un metro cubico y está hecho de un polímero rígido .
•Este tanque está recubierto por un cofre metálico para protegerlo de
golpes, exposición a chispas por trabajos en caliente o electricidad.
•Posee una bomba dosificadora que alimenta el alcohol necesario al sistema
de elución.
Tubería de alcohol corre paralela con el resto de tuberías de soluciones
de la planta ADR
Tanque de aplicación de Alcohol
Bomba
dosificadora
Consideraciones de seguridad
•Para mejorar las condiciones de seguridad actuales en el almacenamiento
y aplicación del sistema de alcohol etílico, se tomaron las siguientes
recomendaciones en base a las Normas internacionales UNE para
almacenamiento y aplicación de líquidos combustibles inflamables.
•Control de fugas
Tuberías,Válvulas, Reboses, Descarga de camión a tanques,
sistemas automatizados de control y detección.
•Sobre presión
Tuberías y Válvulas, sistemas automatizados de control y detección
•Calentamiento
Aumento de temperatura ambiental.
•Incendio
Fuego, Contacto con electricidad, Sistemas contra incendios,
Compatibilidad, Descargas eléctricas naturales, Trabajos en caliente.
•Sismos
Movimientos sísmicos
Consideraciones de seguridad
•Todos los puntos antes mencionados han sido evaluados con equipos
multidisciplinarios de los departamentos involucrados como el área de
procesos , almacén, seguridad ocupacional, medio ambiente etc. para
poder cubrir todos los aspectos de seguridad y generar las acciones
correctivas y preventivas.
•Estos objetivos se están llevando a cabo con la implementación de
equipo, procedimientos de operación, seguridad y entrenamientos al
personal involucrado, además de la supervisión y mejora continua del
sistema.
•Se sabe que el manejo y operación de alcohol es viable más aun a las
concentraciones de operación de la planta por los que los sistemas y
normas existen para poder hacer el trabajo más seguro cada día.
Conclusiones
•El uso del alcohol etílico en el proceso de elución ha probado ser un
método efectivo en la recuperación de oro de manera sostenida.
•Los costos de implementación y operación han sido pagados de
inmediato mostrando ahorros sobre los sistemas actuales.
•Los sistemas de seguridad que se pueden implementar son los mismos
que se usan para líquidos de mayor flamabilidad y peligrosidad.
•Los beneficios del uso del alcohol pueden costear sistemas sofisticados
de monitoreo, control y seguridad del sistema.
•Para poder adaptar el uso de alcohol en cualquier mina se debe respaldar
por pruebas de laboratorio previas y con una coordinada administración de
cambio.
