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LatinAmerican Journal of Metallurgy and Materials, Vol. 9, Nos.
1-2, 1989
Electroobtencin de oro a partir de soluciones del Complejo
Bis(Tiourea) - Oro (1)R. Schmidt, R. Fuentealba, R. Seplveda
Departamento de Qumica, Facultad de Ciencia, Universidad de
Santiago de Chile, Santiago-2, Casilla 5659, Chile.
Resumen Se presenta un conjunto de datos que acotan las
condiciones ptimas de funcionamiento de un procesa de
electroobtencin de oro a partir de soluciones que contienen el
complejo bis-tiourea-oro (I). Las variables estudiadas en el
proceso electroltico, adems de la densidad de corriente y el tipo
de electrodos, son el pR, la temperatura y la concentracin inicial
del complejo bis(tiourea)-oro (1). Se obtiene un rendimiento
catdico de 60%en larecuperacin de oro en un tiempo de electrlisis
de 40 minutos cuando las condiciones de las variables estudiadas se
encuentran en los niveles siguientes: densidad de corriente 8-10
A/m2 temperatura del bao < 30'C, pR de la solucin < 2 Y
concentraciones iniciales del complejo de 300 ppm en oro. Summary A
number ofphysical-chemical variables, which represent the best work
conditions for gold electrowinningfrom solutions containing a
bisthioure-goid (Il-complex are shown. These variables, besides
current density and the type of electro de are: p'H, temperature
and initial concentration of gold-thiourea complex. A cathodic
yield over 60%is obtained for gold electrowinning during 40 min of
electrolysis when the following conditions are fullfilled: current
density 8-10 A/m2, initial concentration of the gold complex 300
ppm, ternperature and pR lower or equal thanB'C and 2
respectively.
Introduccin A partir de los aos 60 se ha venido estudiando a las
soluciones cidas de tiourea como lixiviantes de metales preciosos
(1, 2, 3). Como culminacin de estos estudios se lixivian
actualmente, mediante tiourea, menas aurferas en pases como
Francia, Australia y con gran probabilidad en la URSS por el nmero
de trabajosde investigacin que han publicado (4, 5, 6, 7). Trabajos
realizados con tiourea a nivel de laboratorio han indicado que el
proceso de extraccin de oro con este reactivo presenta ventajas
tcnicas sobre el mtodo convencional de cianuracin (8). Entre stas
se pueden destacar la atoxicidad de la tiourea (9,10), una mayor
velocidad de lixiviado y el requerimiento de hierro (III) como
oxidante, que en la prctica es proporcionado por el mismo mineral
tratado. La obtencin del oro desde la solucin de lixiviado puede
lograrse fundamentalmente a travs de dos medios, cementacin y
electroltico. La cementacin puede realizarse con cinc o aluminio o
aluminio en polvo (11), que en el caso del cinc la reaccin puede
esquematizarse mediante la siguiente ecuacin. 2[Au(TU)2]+ + 1Zn -+
[Zn(TU)2]2++ 2Au + 2 TU TU = tiourea La realizacin del proceso
electroltico requiere que el oro se encuentre a una
concentracin
mayor que en los lquidos de lixiviado. Esta se puede alcanzar
mediante el empleo de carbn activo (12; 13)o de resinas de
intercambio inico (14),ya sea conduciendo las soluciones diluidas
de oro a travs de columnas que contengan carbn o resina, o bien
utilizando estos elementos directamente en el proceso de lixiviacin
en operaciones conocidas con el nombre de Carbn de Pulpa (C1P) o de
Resina en Pulpa (R1P) respectivamente (15). En ambos casos, con
cualquiera de los procedimientos mencionados, se consigue la
adsorcin del complejo tiourea-oro (1).Posteriormente la desorcin
desde el carbn activo se logra con soluciones calientes de tiourea
o metanol (16), y desde la resina con soluciones de tiourea (14).
De este modo se obtienen soluciones concentradas del complejo
tiourea-oro apropiadas para proceder a una recuperacin eletroltica
del oro. Los estudios acerca de la electrlisis del oro en
soluciones de tiourea y de sus propiedades electroqumicas (17), as
como tambin las investigaciones acerca de la cintica de la
separacin electroltica del oro desde soluciones tioureicos (18), y
sobre el proceso de extraccin de oro y plata a bajas densidades de
corriente desde un eluato tioureico (19) dan un apoyo bibliogrfico
al presente trabajo. Procedimiento experimental La celda de medicin
corresponde a un recipiente de 150 ml de capacidad Que posee una
doble
Revista
Latinoamericana
de Metaurgia
y Materialee,
Voto 9,
NOB.
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pared para efecto de termostizacin. El ctodo es una - ina de
grafito con una superficie geomtrica de 5cnl situada entre dos
nodos de grafito recubiercon oro, con una superficie total de 10
cm2 El grafito recubierto de oro proviene de un co anterior y se ha
mostrado como un nodo iner- muy satisfactorio en el proceso
galvnico. La agicin del electrolito se logra por medio de un
disposi ivo magntico-mecnico. La fuente de poder es rectificador de
selenio con variacin continua e voltaje. El circuito elctrico
contempla un voltmetro y miliampermetro. El rendimiento catdico de
ob- cin de oro se obtiene al analizar la cantidad de remanente en
el electrolito mediante absorcin 'mica. Se extraen muestras cada 10
minutos para alizar su contenido de oro en el complejo. El tiemde
la electrlisis es 40 minutos. El rendimiento se calcula teniendo la
referenea terica expresada por la ley de Faraday.tados y
discusin
Rl!ndimiento
catclico,
'0Concentrac:ial irkial Au:300ppm Terrpo :40mn Temperatura :3OOC
pH 'O O :1 O :2
60
40
O
oO
20
10
20
30 Densidad de cOfriente,A/m2
Fig. 1.
Efecto de la densidad de corriente sobre el rendimiento co de
oro a distintos valores de pH.
catdi-
aturaleza de los nodos. En el presente trabajo se realizaron
medidas de la influencia que posee el tipo de nodo sobre el
rendimiento de electroobtencin de oro. Para tal efecto se
utilizaron nodos de plomo-antimonio, de grafito y de grafito
recubierto con oro. El mejor rendimiento se obtuvo con este ltimo,
obre el cual se observa la menor sobretensin andica de reduccin del
oxgeno gaseoso diuelto asociada al proceso electroltico. Este nodo
de grafito recubierto con oro se logra a partir de un proceso
catdico de reduccin del oro desde la solucin tiureica, bajo las
condiciones mencionadas ms adelante. El electrodo se comporta en
forma inerte, sin redisolver 'las partculas de oro depositadas obre
l, al actuar en el sentido andico. Densidad de corriente. En la
figura 1 se observa la dependencia de la densidad de corriente con
el rendimiento del proceso. Las medidas se realizan a tres valores
distintos de pR. Se observa que a partir de densidades de corriente
superiores a 10 A/m2 hay una disminucin del rendimiento en la
electroobtencin de oro metlico, atribuible a la aparicin de
reacciones catdicas secundarias. Para valores menores que 10 A/m2
existe aumento continuo del rendimiento catdico, sin embargo dichos
valores no han sido graficados debido a que corresponden a
densidades de corrientes catdicas bajas y de escaso valor
industrial. A partir de densidades de corrientes
superiores a 20A/m2 es posible observar la simple vista, la
aparicin de burbuj as de gas adheridas a la superficie del ctodo,
correspondiente a la semirreacincatdica de evolucin, de gas
hidrgeno, y que compite con la reaccin deseada de reduccin de oro
(1) desde el complejo tioureico. Tambin es posible observar que al
aumentar el pH de la solucin aumenta el rendimiento de la
electroobtencin, al mantener la fuerza iniea de la solucin. Esto se
puede atribuir al hecho deque al aumentar el pH est aumentando la
sobretensin de evolucin de hidrgeno que dificulta la aparicin de
esta reaccin secundaria catdica. e) Efecto de la temperatura. La
figura 2 muestra el efecto de la densidad de corriente sobre el
rendimiento catdico a tres valores distintos de temperatura. En
todos los casos el aumento de temperatura favorece laRenrniento
catdico, '1, Concentracidn Tiempo phTemperatura
50
ini,ial Au;300ppm :~omin '1 :35'C O :30'C O :25'C
25
~)~,~--------~--------~--~)O 10 20Densidad de corriente A/m2
30
Fig.2
r.recto ae la densidad de corriente sobre el rendimiento co de
oro en funcin de la temperatura,
catdi-
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disminucin de algn tipo de sobretensin, como ser la dispersin,
por lo tanto, aumenta el rendimiento catdico. Se observ, sin
embargo, que la aplicacin de temperaturas superiores a 35C lleva a
la descomposicin del complejotourea-oro.
d) Efecto de la concentracin. En la figura 3 se observa el
efecto de la concentracin de entrada del complejo tiourea-oro,
expresado como partes por milln de oro (1) en la solucin, sobre el
rendimiento catdico de la electroobtencin.Rendimiento catdico,
/.
mecnica de la solucin; cuando se utilizan nodos inertes de
grafito recubiertos de oro, ctodos de grafito, temperatura no
superior a 35C, densidad de corriente entre 8 y 10 A/m2, pH de la
solucin no superior a 2, concentracin de entrada del oro en el
complejo de aproximadamente 300 ppm para un tiempo de electrlisis
de 40 minutos. Tanto temperaturas superiores a 35Ccomo valores de
pH sobre 2 inducen a la descomposicin qumica del licor lixiviado.
Agradecimientos Los autores agradecen sinceramente a la Direccin de
Investigaciones Cientficas y Tecnolgicas de la USACH por el apoyo
financiero otorgado a esta investigacin.BIBLIOGRAFIA 1. T.
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Densidad de corriente:l0A/m2 Temperatura :30C Tiempo :40min
pH
:0 :1 o :2 O
40
20
~
lr-----------TI--------------'I----~)200 300Concentracin inicial
Au, ppm
oFig.3
Rendimiento catdico de oro en funcin de la concentracin eial del
complejo aurfero a distintos valores de pH.
ini-
Se observa un aumento no lineal del rendimiento a medida que
aumenta la concentracin de la especie metlica en la solucin sin
alcanzar ningn valor lmite. El valor de 300 ppm de oro (1)en el
complejo representa aproximadamente la concentracin ms real en
soluciones provenientes de la lixiviacin de minerales aurferos con
tiourea. Se repiten las mediciones a tres valores distintos de pH,
obtenindose idnticos comportamientos para el rango de pH de O a 1.
Al aumentar el pH hasta 2 aumenta el rendimiento catdico. Sin
embargo este valor de pH 2 es el lmite, ya que a valores superiores
se alcanza la descomposicin qumica del complejo.Conclusiones
Al acotar las condiciones operacionales de la electroobtencin de
oro a partir de soluciones que contienen el complejo
bis-tiourea-oro (1), se obtiene un rendimiento de 60%cuando existe
una agitacin
Revista Latinoamericana 4.
de Metalurgia y Materiales, Vol. 9, Nos. 1-2, 1989 17. 18.
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