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TRATAMIENTO DE MINERALES DE ORO POR CIANURACION
2 Au + 4 CN - + O + H2 O = 2 Au (CN )2- + 2 OH –
1.- Cianuro de sodio
―Aunque la preocupación pública por el cianuro es válida y sin duda comprensible,
gran parte de la reciente atención de la prensa y la reacción pública respecto del uso
del cianuro en operaciones mineras ha surgido debido a la falta de comprensión sobre
la naturaleza del cianuro y sus efectos sobre la salud y el ambiente. A pesar de que
existe un cúmulo considerable de información técnica para quienes producen,
transportan y utilizan el cianuro, hasta el momento no se ha brindado información que
sea fácilmente comprensible para un público menos técnico. ”
International Council on Metals and the Environment — ICME
Desde 1887, las soluciones de cianuro se han utilizado en la industria minera para
extraer oro y plata. También, el cianuro se utiliza en concentraciones bajas como un
reactivo de flotación en el tratamiento de minerales de plomo, cobre y zinc
Una fuente natural de cianuro de hidrógeno (HCN) es un compuesto similar al azúcar
llamado amigdalina, que existe en muchas frutas, verduras, semillas y nueces, entre
ellos los damascos, brotes de poroto, castañas de cajú, cerezas, castañas, maíz,
judías, lentejas, nectarinas, duraznos, maníes, pecanas, pistachos, papas, soja y otras
nueces.
En el corazón de la almendra amarga hay aproximadamente 1 mg de HCN en forma
de amigdalina
Concentraciones de cianuro en plantas seleccionadas
Especies de plantas Concentración (mg/kg)
Yuca (variedades dulces)
hojas 377 - 500
raíces 138
raíces desecadas 46 - <100
puré 81
Punta de bambú Máx. 8000
Poroto blanco (judía) (Birmania) 2,100
Almendra (Amarga) 280-2,500
Sorgo (planta joven, integral) Máx. 2,500
Los compuestos de cianuro se producen en miles de especies de plantas y en otras
formas de vida. En algunas plantas, el cianuro está presente en concentraciones que
podrían juzgarse como ―peligrosas‖ si estuvieran asociadas a fuentes manufacturadas.
Plantas tales como la alfalfa, el sorgo y la yuca son conocidas fuentes de
envenenamiento por cianuro para el ganado y a los seres humanos.
Además de estas formas naturales del cianuro, los compuestos de cianuro también
están presentes en fuentes antropogénicas de la vida diaria como los escapes de los
automóviles, el humo del cigarrillo e incluso la sal de mesa y la sal usada para derretir
el hielo de los caminos.
2.- Cronología del uso del cianuro
• 1704 - Dippel y Diesbach descubrieron el ―azul de Prusia‖ (ferrocianuro de
hierro)
• 1783 - Estudios de Scheele ( Suecia ) sobre la solubilidad del oro en
soluciones de cianuro
• siglo XIX - La química oro-cianuro se estudió activamente a mediados del
siglo XIX en Inglaterra (Faraday), Alemania (Elsner) y Rusia (Elkington y
Bagration)
• Alrededor de 1840, Elkington obtuvo una patente por el uso de soluciones de
cianuro de potasio para galvanoplastia con oro y plata. Elsner lideró la
evaluación del papel del oxígeno en la disolución del oro mediante soluciones
de cianuro. La ―Ecuación de Elsner‖, que describe la extracción del oro del
mineral mediante el cianuro, se conoció en 1846
• 1887 - John S. Mc Arthur y los hermanos Robert y William Forrest patentaron
en Inglaterra el uso de KCN para la disolución de oro
• 1888 - patentaron el empleo de partículas finas de zinc como un precipitante
para oro desde soluciones de cianuro
1889 – En Nueva Zelanda se dio el primer uso comercial del cianuro en la mina
Crown
1890 - Se usó en las costas de Sudáfrica y entre 1890 y 1893 se
incrementó la producción de oro llegando a 10 toneladas ese año ( en
1982 llegó a producir 700 toneladas de oro)
La preparación de la solución de cianuro de sodio se hace a concentraciones bajas,
entre 100 a 500 partes por millón (0,01 a 0,05 % )
3.- Oxígeno
De acuerdo a la ecuación de Elsner , el oxígeno es necesario para la disolución de oro
La solución acuosa de cianuro de sodio provee el oxígeno
El oxígeno se encuentra dentro del agua debido a fenómenos de transferencia de masa
El agua disuelve CO2 y O2 y estos gases ingresan o salen por difusión natural o en otros casos por difusión forzada
La difusividad DO2-Aire a 25 º 1 atm es
0,073764 m2 / h
=
NO2 : gmol / h de oxígeno que atraviesa la interfase G-L
A : área de interfase aire – agua
DO2-Aire : difusividad oxígeno - aire
P : presión atmosférica
R : constante universal de los gases
T : temperatura ambiental
pO2 : presión parcial de oxígeno
Para un tanque cilíndrico de 3 m de diámetro , lleno con agua hasta 0,5 m de la
superficie a temperatura y presión a condiciones normales, la cantidad de gmol de
oxígeno que ingresa al tanque es de :
NO2 = 4,06 gmol / h = 0,036 g O2 / s
La concentración de oxígeno disuelto en agua es función de la presión y temperatura
dyA
NO2
)(2
22
O
OAireO
pP
dp
RT
PD
4.- Efecto de la presión y temperatura sobre el oxígeno disuelto en agua
La concentración de oxígeno disuelto en agua decrece a medida que disminuye la
presión atmosférica
La temperatura influye inversamente sobre la saturación de oxígeno en agua :
O2
temperatura
A medida que progresa la reacción de cianuración del oro, disminuye la concentración
del oxígeno disuelto en agua
Para reponer el consumo de oxígeno , la alternativa es forzar la difusión
Zona anódica
Au + 2 CN - = Au (CN)2- + e -
Zona catódica
½O2 + H2 O + 2 e - = 2 OH -
Diagrama de estabilidad – pH del sistema oro – cianuro – agua a T y P normales
Efecto del pH sobre la estabilidad del cianuro
La cal
5.- Efecto de la alcalinidad
La cal cumple las siguientes funciones en la cianuración
• Evita pérdidas de cianuro por hidrólisis a pH menores :
• NaCN + H2 O = NaOH + HCN(g)
• H2 SO4 + CaO = CaSO4 + H2O
• Previene pérdidas de cianuro por acción del CO2 del aire.
NaCN + CO2 + H2O = HCN + NaHCO3
CO2 + CaO = CaCO3
(en contra, produce incrustaciones )
• Neutraliza los componentes ácidos, como las sales ferrosas, férricas y el
sulfato de magnesio, contenidos en el agua a usar en la solución.
Ca2+ SO42- CaSO4
• Descompone los bicarbonatos del agua, antes de su uso como solución
Neutraliza los componentes ácidos resultantes de la descomposición de los
diferentes minerales, en las soluciones de cianuro
• Facilita el asentamiento de las partículas finas, de modo que pueda
separarse la solución rica del resto de sólidos durante la clarificación
• Por su bajo costo la cal se emplea generalmente para contrarrestar
los efectos dañinos de los consumidores de cianuro. La cantidad de cal
agregada por TM de mineral se llama ―alcalinidad protectora “
Un exceso ocasiona un mínimo de hidrólisis del cianuro, pero puede retrasar
la velocidad de disolución de oro, especialmente si se trata de menas
sulfurosas. También, durante la recuperación de oro, puede ocluir los poros del carbón
activado, originando ineficiencia del procedimiento
6.- Efecto del oxígeno disuelto sobre la velocidad de cianuración
Oxígeno % Disolución del Oro
mg / h cm2
0
9,6
20,9 (aire)
60,1
99,5
0,004
1,03
2,36
7,62
12,62
A medida que progresa la cianuración , el oxígeno disuelto en la
solución disminuye, por lo que se debe airear la solución por algún medio
La adición de oxidantes químicos como ferricianuro de potasio, ozono,
permanganato de potasio , peróxido de sodio y peróxido de hidrógeno, no han
sido del todo exitosas por sus elevados costos y por la tendencia a actuar
contra el cianuro para oxidarlo a cianato el cual no tiene efecto disolvente
sobre oro y plata
En presencia de cobre, plata y otros, el oro se disuelve más rápido que el resto si la
solución de NaCN es muy diluída , en tanto que la plata y cobre se disuelven más
rápido con soluciones mas concentradas
Por lo anterior se desprende que el control de la concentración de cianuro en la
solución será un factor decisivo para una óptima disolución de oro
7.- Complejos con cianuro y hierro
Complejos fuertes metal-cianuro de hierro
Cianuro Complejos débiles y moderadamente
Total fuertes metal-cianuro de Ag, Cd, Cu, Ni y
Zn
Cianuro WAD
Cianuro CN-
Libre HCN
Se denomina cianuro WAD a los cianuros que se ―disocian en acido débil‖ e
incrementan la concentración de cianuro libre en la solución.
Los metales que forman el cianuro WAD son Cadmio, Cobre, Niquel, Plata y Zinc. El
grado de su disociación depende en gran medida del pH de la solución
Los complejos de metales fuertes con el cianuro, lo conforman metales como el Oro,
Cobalto, Hierro. Los cuales son estables en la solución.
La estabilidad de estos complejos depende del pH, temperatura, intensidad de la luz,
especialmente la radiación ultravioleta
Diagrama de potencial - pH del sistema hierro – cianuro – agua a T y P normales
8.- Consumo de cianuro por hierro
La pirita en su estado normal casi no es atacada por el cianuro, sin embargo,
los productos de descomposición de la pirita parcialmente oxidadas, tales
como sulfatos ferrosos y férricos son fuertes consumidores de cianuro
La pirita y marcasita se disuelven de manera mínima en forma de ferrocianuro
La pirrotita se descompone muy fácil y es un gran consumidor de cianuro :
Fe7S8 + NaCN = NaCNS + 7 FeS
FeS + 4 O = FeSO4
FeSO4 + 2 NaCN = Fe(CN)2 + Na2SO4
Fe(CN)2 + 4NaCN = Na4Fe(CN)6
En la molienda se adiciona litargirio para evitar lo anterior :
Fe7S8 + PbO = PbS + 7 FeS + O
FeS + 4 O = FeSO4
FeSO4 + PbO = PbSO4 + FeO
2FeO + 3H2O + O = 2Fe(OH)3
A diferencia de la pirita que es poco soluble en soluciones de cianuro, la pirrotita es
muy soluble
La arsenopirita se descompone formando sulfuros alcalinos que absorven oxígeno, por
lo que se necesita airear la solución para una buena cianuración.
Diagrama potencial – pH para el sistema Fe – S – As – H2O a 25 º C
Diagrama de estabilidad de cobre – cianuro – agua a T y P normales
2CuCO3 + 7NaCN + 2NaOH = Cu2(CN)2 + 4NaCN + NaCNO + 2Na2CO3 + H2O
2Cu + 4 NaCN + 2H2O = Na2Cu2 (CN)4 + 2NaOH + H2
Diagrama de estabilidad de zinc – cianuro – agua a T y P normales
Diagrama de estabilidad-pH Ag – CN – H2O
9.- Consumo de cianuro por otros constituyentes
Los materiales carbonaceos, como esquisto grafítico, pizarras, etc. durante la
cianuración adsorven los complejos de oro en cierta medida, ocasionando pérdidas al
pasar al relave llevando su carga de oro ( preg-robbing). Debería flotarse o tratarse
previamente el mineral para eliminar los componentes carbonaceos, antes de la
cianuración
El mercurio es disuelto lentamente por las soluciones de cianuro, formando cianuro
mercúrico, el cual es un fuerte disolvente de oro en ausencia de oxígeno. Es común
encontrar complejos de cianuro mercurico en las soluciones pregnant. Sin embargo, el
cinabrio no es disuelto por el cianuro
La blenda es disuelta por el cianuro con lentitud
El hierro se disuelve en el cianuro, aunque a menor velocidad que el oro y plata
El cinc y el cobre se disuelven en el cianuro, sin requerir la presencia de oxígeno libre,
desprendiendo hidrógeno:
2 Cu + 4NaCN + 2H2O = Na2Cu2(CN)4 + 2NaOH + H2
Zn + 4NaCN + 2HO = Na2Zn(CN)4 + 2NaOH + H2
En la filtración del cemento de cinc, el oxígeno que se emplea para la limpieza debe
ser controlado, por el peligro que significa la formación de agua, que produce fuerte
calor
Durante el proceso de cianuración, el azufre contenido en los minerales reacciona con
cianuro para producir el ion tiocianato :
S2- + O 2 + H 2 O + CN - = CNS - + 2 OH –
El ion CNS – es un fuerte agente complejante y puede reaccionar con los metales para
formar complejos tiocianato
Sistema Cu-CNS-agua a 25 º C Sistema Au – CNS – H2O a 25º C
Sistema Ag – CNS – H2O a 25 º C
10.- Determinación de cianuro libre
Las pruebas para cianuro libre, cianuro total y HCN se realizan por volumetría,
titulando con solución valorada de AgNO3
AgNO3 + 2 NaCN = NaAg(CN)2 + NaNO3
169,875 48,916
% NaCN = NAgNO3 VAgNO3 2 PM NaCN / 10 VNaCN
% NaCN = Factor x VAgNO3
% CN - = % NaCN x 0,53333
