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LIXIVIACION DE ORO EN PILAS
Ing. Ricardo Cruz Condori
FIMM-UNICA
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Etimologa: Del latn aurum.
Color: Amarillo.
Raya: Amarilla brillante.
Brillo: Metlico.
Dureza: 2.5
Densidad: 19.3 g/cm3
Hbito: Diseminado en lminas, escamoso o masivo.
EL ORO
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EL ORO
El oro nativo tiene una densidad de 19,3 g/cm3. Sin embargo en la
naturaleza tiene una densidad de 15 g/cm3.Otras propiedades fsicas:
Baja dureza, gran maleabilidad, alta resistencia a la oxidacin y al
ataque de cidos.Soluble, solo en agua regia
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EL ORO
El oro nativo se presenta aleado con plata, principal impureza
cobre, fierro. Adems con teluro, selenio, bismuto, mercurio y
platino, puede ser:
Oro limpio
Oro empaado
Oro revestido
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EL ORO
ArsenopiritaCuarzoPiritaLimonitasChalcopiritaCarbn
El oro se encuentra tambin asociado a
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EL ORO
TAMAO DE GRANO
El proceso metalrgico aplicable est en funcin del tamao de
partcula del oro.
Es conveniente diferenciar entre oro visible e invisible , el
lmite entre ambos tamaos pueden ser fijados en una micra.
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YACIMIENTOS AURFEROS
Vetas y filones Placeres DiseminadosOro como sub-producto
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ORO EN VETAS
Se encuentra atrapado en la ganga.Para liberarlo debe triturarse
i/o molerse
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Se le conoce como oro FILONIANO
vetas y filones de cuarzo aurfero
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ORO DISEMINADO
El oro se encuentra libre, fino y esparcido o diseminado en grandes
extensiones de terreno formando bolsones.El cuerpo mineral est
cubierto por una capa de poco espesor de material no
mineralizado
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DEPSITOS DISEMINADOS:
VETILLAS ENTRELAZADAS
VETILLAS DISEMINADAS
son oro en granos muy finos, diseminados en calizas, dolomitas,
llamados tambin STOCKWORK
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PLACERES
arenas y gravas que contienen muy pequeas cantidades de oro
nativo y otros minerales pesados. (depsitos aluviales)
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ORO COMO SUB-PRODUCTO
Oro asociado a sulfuros (ejemplo chalcopiritas) que fue concentrado
juntamente con el metal base (cobre), tratado por mtodos
pirometalrgicos y separado en los procesos de electrorefinacin
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MINERALOGA
Las caractersticas de los depsitos minerales y su asociacin con
otros minerales determina los mtodos de minado y los requerimientos
en los procesos de extraccin .
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UN ESTUDIO MINERALOGICO DETALLADO DEL MINERAL ACOMPAADO DE
PRUEBAS METALURGICAS DE GARANTIA, SON HERRAMIENTAS BASICAS PARA
OBTENER UNA BUENA RECUPERACION
UNA CIANURACION TENDR MAS POSIBILIDADES DE XITO CUANDO SE TRATE
ORO LIBRE QUE CUANDO SE TRATE ORO ASOCIADO O ENCAPSULADO
MINERALOGIA DE LOS MINERALES AURFEROS
Oro asociado a Minerales Carbonaceos
OCURRENCIA DEL ORO
Oro libre
Oro en ganga Silcea
Oro asociado a Sulfuros Metlicos
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MINERALOGA DEL ORO
Electrum : Cuando el contenido de plata es 20 % o ms.Minerales
oxidados : Producto de la oxidacin y alteraciones
hidrotrmicas.Minerales sulfurados : Asociaciones comunes con
piritas, arsenopiritasMinerales carbonceos: Los componentes de
carbn adsorben el oro disuelto durante la lixiviacin (preg
robbing)Teluros.- Qumica de tratamiento compleja. Formas comunes
Sylvanita, Calaverita, Petzita.
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CONDICIONES PARA EL TRATAMIENTO DE MENA DE ORO
Los estudios mineralgicos del oro con fines de tratamiento
metalrgico deben responder a:
Cual es el tipo de ocurrencia?
Que tamao de partcula presenta?
Cuales son los minerales acompaantes?
Las respuestas obtenidas determinan el proceso mas adecuado a
las caractersticas de las menas
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SELECCIN DEL MTODO DE CONCENTRACIN
Ocurrencia vs mtodo
a ) Oro en veta (necesita liberacin)
* Flotacin
* Cianuracin
* Gravimetra
b ) Oro en placer (liberado por naturaleza)
* Gravimetra + otros
c) Oro diseminado (libre y limpio)
* Cianuracin
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PROPIEDAD VS PROCESO
Mojabilidad por el mercurio : AmalgamacinAlto peso especifico :
GravimetraFlotabilidad natural : FlotacinDisolucin en medio
cianuro: CianuracinPara una cianuracin exitosa, el de Oro debe ser:
fino, libre y limpio
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Es una tecnologa hidrometalurgica para la extraccin del oro de
sus minerales usada a escala comercial en todo el mundo.
En este proceso, se disolve el oro y la plata, usando una
solucin alcalina dbil de cianuro de sodio.
El oro contenido en el licor resultante de la lixiviacin puede
recuperarse por cualquiera de los siguientes procesos:
Precipitacin con polvo de zinc,
Adsorcin en carbn activado.
PROCESO DE CIANURACION
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CIANURACION DE ORO REACCION QUIMICA
Existen varias propuestas de reacciones qumicas de la
cianuracin.
Ecuacin de Elsner
4Au + 8NaCN + O2 + H2O = 8NaAu(CN)2 + 4NaOH
Ecuacin de Janin
2 Au + 4NaCN + 2H2O = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH + H2
Ecuacin de Bodlaender
2Au + 4NaCN + 2H2O + O2 = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH +H2O2
2Au + 4NaCN + H2O2 = 2NaAu(CN)2 + 2 NaOH
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CIANURACION DE ORO - CONDICIONES
La presencia de materiales cianicidas afectan la velocidad de
extraccin del oro.
La pirrotita, marcasita, los minerales de cobre, zinc, arsnico y
antimonio consumen cianuro
Fe7S8 + NaCN = NaCNS + 7 FeS
FeS + 2O2 = FeSO4
FeSO4 + 6NaCN = Na4Fe(CN)6 + NaSO4
El cobre en su estado monovalente forma complejos solubles en
soluciones de cianuro
Cu+ + 2CN- = Cu(CN)-2 + CN- = Cu(CN)3-2 + CN- = Cu(CN)4-3
El in sulfuro inhibe fuertemente la disolucin de oro
2S-2 + 2CN- + O2 + 2H2O = 2CNS- + 4OH-
Los minerales portadores de arsnico (arsenopirita, rejalgar,
oropimente) asociados a menas de oro reaccionan con soluciones
cianuradas consumiendo tanto cianuro como oxgeno.
La pirita es el mas estable de los sulfuros de hierro.
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CIANURACION DE ORO - CONDICIONES
La formacin de ferrocianuros puede evitarse con adiciones de
litargirio:
Fe7O8 + PbO = PbS + 7 FeS + O2
La presencia de minerales de arsnico y antimonio puede ser
reducida con la adicin de iones de plomo, los cuales precipitan los
iones sulfuro y aceleran la oxidacin de los iones tioarsenatos y
tioantimonito.
La presencia de cianicidas tambin puede ser reducida con un
lavado con hidrxido de sodio de las pulpas y agitacin intensa
previo a la cianuracin
Los materiales carbonaceos, cuya accin reductora precipita
prematuramente el oro disuelto con bajas extracciones. Se produce
un secuestro del oro que se conoce como el efecto preg-robbing.
La materia orgnica presente en aguas
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TCNICAS DE CIANURACIN
PILAS
HEAP - LEACHING
VATS
VAT - LEACHING
AGITACIN
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FACTORES
TAMAO DE PARTICULA
CONCENTRACIN DE CIANURO
CONCENTRACIN DE OXGENO
TEMPERATURA
LA ALCALINIDAD - PH
PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN LA DISOLUCIN DEL ORO
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El oro grueso no podr ser disuelto completamente en el tiempo
disponible para llevar a cabo el proceso de cianuracin.
La practica usual es captar el oro grueso por mtodos
gravimetricos y cianurar los relaves
Una partcula de oro de 45 micras no tarda mas de 12 horas para
disolverse, y una de 150 micras no tarda mas de 48 horas.
La plata del mismo espesor que el oro tarda el doble de tiempo
para disolverse
TAMAO DE PARTCULA
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CONCENTRACIN DE CIANURO
BARSKY, SWALSON Y HEDDLEY sostienen, que la concentracin de
cianuro para una rpida disolucin es de 0.05% de NaCN.
En las plantas de cianuracin, se usan soluciones con menos de
0.05% de NaCN.
Una concentracin promedio aceptable es de 0.02 a 0.3% de NaCN,
dependiendo del resultado de las pruebas metalrgicas.
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CONCENTRACIN DE CIANURO
BARSKY, SWALSON Y HEDDLEY sostienen, que la concentracin de
cianuro para una rpida disolucin es de 0.05% de NaCN.
CANTIDAD DE ORO DISUELTO EN UNA HORA
NaCN EN SOLUCIN %
Au disuelto por hora
mg/cm2
0.500
0.250
0.100
0.050
0.025
0.010
2.943
3.007
2.986
3.251
2.513
0.338
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Una buena aireacin da resultados exitosos de disolucin de oro,
el oxigeno acta como oxidante efectivo bajo condiciones normales de
cianuracin.
El perxido de Sodio, dixido de Manganeso, Cloro y otros, son
agentes oxidantes que ayudan la disolucin del oro
Por su alto costo y sus complicaciones en el manejo, han dejado
de ser usados.
CONCENTRACIN DE OXGENO
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EFECTO DEL OXIGENO SOBRE LA VELOCIDAD DE DISOLUCIN DEL ORO
%
Oxgeno
Disolucin del Oro
mg/cm2 / hora
0.0
9.0
20.9
60.1
99.5
0.04
1.03
2.36
7.62
12.62
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El incremento de la temperatura aumenta la actividad de la
solucin, por consiguiente se eleva la velocidad de disolucin del
oro.
A mayor temperatura disminuye la cantidad de oxgeno en la
solucin, porque la solubilidad de los gases decrece con el aumento
de la temperatura.
En la prctica el uso de soluciones calientes para la cianuracion
del oro, resulta desventajosa por su alto costo, por lo que
usualmente, se lixivia a temperatura ambiente.
TEMPERATURA
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ALCALINIDAD - PH
Una adecuada cianuracin se produce en rangos de pH de 10 11,
para ello se usa la cal que:
Evita prdidas de cianuro por hidrlisis:
(NaCN + H2O = HCN + NaOH),
Previene y evita prdida de cianuro por accin de dixido de
carbono proveniente del aire:
2NaCN + CO2 + H2O= 2 HCN + Na2CO3.
Neutraliza los cidos resultantes de la descomposicin de
minerales de la mina en la cianuracin.
Neutraliza los componentes cidos como sales ferrosas, frricas,
sulfato de magnesio contenidos en el agua antes de adicionar al
circuito de cianuracin.
Facilita el asentamiento de las partculas finas de modo que
pueda separarse la solucin rica clara de la mena cianurada.
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RECUPERACIN
DE ORO Y PLATA
DE SOLUCIONES
CIANURADAS
ABSORCIN
CON CARBN
ACTIVADO.
INTERCAMBIO
INICO
ELECTRO
DEPOSICIN
CEMENTACIN
CON POLVO
DE ZINC
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Se basa en la sustitucin del oro por el Zinc en las soluciones
de cianuradas, formando un precipitado de oro llamado cemento que
luego ser tratado por mtodos pirometalrgicos para obtener el
dor.
CEMENTACIN CON POLVO DE ZINC
PROCESO DE MERRIL CROWE
La reaccin qumica de esta transformacin es:
Oxidacin de Zinc en polvo
Reduccin de oro
Zn + Au(CN)2- + H2O + 2CN- Au +Zn (CN)2-4 + OH- + H2
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Este proceso se ejecuta en cuatro etapas:
Soluciones pregnant con menos de 5 ppm de slidos.
Contenido de oxigeno hasta 1 ppm.
La eficiencia de cementacin del oro depende de
pH en el rango de 9 a 11.
Adecuada cantidad de sales de plomo.
Concentracin de cianuro libre adecuada.
ADICIN DE ZINC
EN POLVO Y SALES
DE PLOMO
RECUPERACIN
DEL PRECIPITADO
ORO
CLASIFICACIN
DE LA SOLUCIN
PREGNANT
DESOXIGE
NACIN
MERRIL-
CROWE
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ADSORCIN CON CARBN ACTIVADO:
El carbn activado tiene:
rea superficial 500-1500 m2/grAlta porosidad. Buena capacidad
adsorvente, son de estructura granular, El carbn activado de cscara
de coco tiene buena resistencia a la abrasin, debido a su dureza, y
tienen una mayor capacidad de adsorcin que otros carbones
activados.
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CIC
Aplicable a soluciones claras salientes de lixiviacin por
precolacin en bateas o pilas, normalmente en varias etapas y en
contracorriente.
CIP
Aplicable A pulpas salientes de cianuracin por agitacin, se
trata sin separacin slido/lquido, en tanques separados en varias
etapas y en contracorriente.
CIL
Consiste en absorber el oro en carbn durante y no despus de, la
lixiviacin, llevndose a cabo la misma en los mismos estanques
lixiviadores, pero moviendo el carbn en contracorriente con la
pulpa de mineral.
TCNICAS DE ADSORCIN
carbn en pulpa
carbn en columna
carbn en lixiviacin
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Usar pH 10.0, para evitar la hidrlisis del cianuro, que originan
prdidas y problemas de contaminacin ambiental
El exceso de pH, afecta la carga de oro en el carbn .
Las partculas finas de carbn aportan una cintica rpida, pero
probablemente ellas causan una alta cada de presin en las
columnas.
La capacidad de carga de oro en el carbn activado decrece a
medida que la temperatura aumenta, se debe trabajar a temperatura
ambiental.
La relacin de la altura de la capa de carbn con reposo no debe
superar ms de tres veces el dimetro de la columna.
La capa de carbn se expande alrededor de un 50%.
Para carbn activado de tamao entre malla 6 a malla +16 el flujo
de solucin de 25 gal/min/pie2 y para (2 +30, 15) gal/min/pie2.
INDICACIONES PARA USO DE CARBN ACTIVADO
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DESTRUCCIN DE CIANURO
Perxido de Hidrgeno:
Es un agente oxidante fuerte, que oxida al cianuro para
convertir en cianato, no txico:
H2O2 + CN = CNO + H2O
Los iones de cobre actan como catalizador, por lo que se debe
aadir si es que, no est presente en la solucin.
Con el perxido de hidrgeno, los compuestos dbiles de cianuro son
divididos en sus componentes y los ferrocianuros son precipitados
por el cobre como un precipitado insoluble y estable.
El exceso del ion cobre precipita como un hidrxido
insoluble.
Las inversiones requeridas para la utilizacin de este mtodo son
moderadas. pero, cuando se aplica a efluentes que tienen slidos en
suspensin, el consumo de perxido es elevado.
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ASPECTOS BSICOS PARA DISEAR UNA PLANTA DE LIXIVIACIN EN
PILAS
Es un tipo de lixiviacin por aspersin o goteo usada desde hace
muchos aos en la lixiviacin de xidos de cobre.En esta zona existen
pequeos yacimientos aurferos de baja ley, donde se pueden utilizar
esta tcnica con bastante xito.Este proceso tiene su ventaja en el
requerimiento de una inversin moderada y costos de operacin
relativamente bajos comparado a la cianuracin por agitacin.
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CHANCADO
El mineral procedente de la mina es chancado con el uso de
chancadoras de quijadas o manualmente hasta conseguir un tamao
adecuado, de aproximadamente . Como tambin es posible procesar
relaves de amalgamacin, en este caso el chancado es innecesario
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PREPARACION DEL MINERAL
El mineral se debe chancar al 100%, al tamao deseado que puede
ser:
100 % - 1"
100 % - 3/4
100 % - 1/2"
100 % - 3/8"
Con dos etapas de trituracin se puede lograr hasta 100% -1/2 Para
lograr 100% -3/8 se requiere tres etapas de chancado.La cal, se
debe aadir en conformidad con la prueba metalrgica para neutralizar
la accin de los cidos, habitualmente se dosifica en seco durante el
chancado.Los minerales con alto contenido de arcilla son difciles
de tratar debido a los problemas de porosidad y permeabilidad del
lecho. Para superar los problemas de porosidad y permeabilidad se
aglomera el mineral con cal y cemento, Para facilitar una buena
percolacin de la solucin lixiviante se debe aglomerar con 5 kg de
cal o cemento por TM de mineral y 8 a 10% de humedad
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MOLIENDA
El mineral chancado es introducido en molinos de bolas, una vez
cargado es cerrado y se realiza la molienda en seco durante una
hora y media aproximadamente. Concluida la molienda el molino es
descargado y el mineral pulverizado (polveado) es dispuesto en la
zona de aglomeracin.
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AGLOMERACIN
El mineral se mezcla con cemento y cal
El consumo de cemento es de 12 kilogramos por TM
La cal se agrega a razon de un kilogramo por TM
Se mescla y se procede a humedecer la mezcla con la solucin de
cianuro concentrada que suele ser de alrededor del 80% de todo el
cianuro a usarse en el tratamiento.
El otro 20% se suele terminar de agregar durante los siguientes
das de la operacin.
La aglomeracin se hacer manualmente o usando un aglomerador
cilndrico por cuyo interior se adiciona la solucin concentrada de
cianuro.
El material aglomerado es depositado en la poza de lixiviacin,
siempre teniendo cierto cuidado de no daar los pellets de material
a ser procesado.
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CURADO
En esta etapa se dejar el material en reposo para que ocurra la
reaccin de disolucin del oro, y que se dan en un ambiente con
presencia de oxigeno (aerbico), pero tambin para que el cemento y
la cal acten con las arcillas y los pellets tomen consistencia.
El tiempo de reposo es de 24 horas desde que se concluyo el
llenado de la poza,
En esta etapa se disolve alrededor del 90% de todo el oro que se
ha de disolver durante toda la operacin. Solo un 10% se disolver en
el resto del tiempo de la operacin.
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CONSTRUCCIN DE LA PILA
Es la parte fundamental del proceso al cual debe darse la mayor
atencin, sus principales factores son:
PISO
PISO DE ARCILLA COMPACTADA, impermeable, protegida con una capa
de arena o grava para prevenir la destruccin, durante la operacin
de carguo del mineral o en la descarga con buldozer o cargador
frontal.
Debe tener una pendiente, 1.5 % para permitir el escurrido de la
solucin, alrededor de ste se deja una berma de recoleccin cuya
profundidad no sobrepasa los 30 cm.
PISO DE ASFALTO, Con las mismas exigencias que el anterior, su
implementacin depende del costo y duracin, el espesor de la capa
depender de la altura del mineral.
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CONSTRUCCIN DE LA PILA
PISO
PISO DE PLSTICO, Una vez compactada el rea elegida, se coloca
tiras de plstico de un espesor mnimo de 0.8 mm, fibra de
polietileno (Hypalon) protegida con una capa de arena.
PISO DE HORMIGN, Al igual que los anteriores necesitan una buena
base compactada dependiendo de la altura del mineral y del tipo de
hormign su espesor no debe ser mayor a 10 cm.
ALTURA DE PILA
Es factor importante y depende de la permeabilidad del lecho del
contenido de oxgeno requerido y de la concentracin de solucin
lixiviante, normalmente la altura de la pila vara de 5 a 15
metros.
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RECIRCULACIN DE LAS SOLUCIONES
La solucin lixiviante se esparce sobre la pila mediante goteo con
tuberas plsticas perforadas o por aspersin de baja velocidad de
percolacin.El flujo de alimentacin vara en rangos desde 0.1 a 1.0
l/m2/min. (0.001 a 0.01 gpm/ft 2).
La recirculacin de las soluciones se puede hacer directamente con
bomba al sistema de distribucin de la solucin pero para mayor
flexibilidad en la operacin es conveniente bombear a un tanque
elevado, ubicado a una altura que permita lograr una presin de
trabajo de 20 60 PSI en rociadores.En relacin a las tuberas deben
evitarse las caeras de fierro galvanizado y lo ms recomendable es
usar caeras plsticas de polietileno.
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DOSIFICACION DE REACTIVOS
CIANURO, Se prepara una solucin de cianuro con agua neutro pH 7
con una concentracin de 10% en peso, para mantener una solucin
lixiviante con una fuerza permanente que vari entre 0.05 - 0.10 %
de NaCN.
CAL, Se agrega directamente al mineral en el circuito de
chancado, para mantener un pH de 10 a 11, su consumo varia de
acuerdo al tipo de mineral entre 0.5 a 5 kg/TM.
La cal debe tener entre 60 y 70% CaO libre para ahorrar en el
costo de transporte
ZINC, El polvo de zinc se agrega entre 0.6 a 1.5 partes por
parte de oro y plata, para obtener este consumo debe utilizarse un
zinc de alta calidad
CARBN ACTIVADO, Se usa para captar oro y plata de las soluciones
ricas
Se recomienda usar cuando el mineral tiene mayor cantidad de oro
que la plata.
El tamao del carbn varia entre -6+16 m; -8 + 18 m; y -10 +20
m,
Para aumentar la capacidad de absorcin de carbn activado de debe
precipitar la plata con Na2S cuando la relacin plata/oro en la
solucin es muy alta.
Los carbones mas usados son la corteza de coco debido a su
dureza y mayor poder adsorbente.
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SEPARACION SOLID LIQUIDO DE SOLUCIN RICA
El objetivo es lograr una solucin rica cristalina con contenido de
slidos en suspensin menor a 2 ppm.Un filtrado aceptable y de bajo
costo se obtiene con filtro de arena. Que es lecho de 0.20 m de
espesor requiere 0.25 m2 de rea de filtro por m3 solucin rica.La
solucin rica vara de 0.5 a 15 gr de Au/m3 de solucin. El consumo de
agua en la disolucin varia entre 0.05 a 0.08 m3/ton).Con el agua
consumido para el lavado y prdidas por evaporacin, el consumo de
agua total promedia es de 1.5 m3/ton, sin considerar el agua de
recirculacin de solucin estril proveniente de la precipitacin.
Dependiendo de la altura de la pila hay una demora de 3 a 5 das
antes que aparezca la solucin rica en la base.
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PRECITACIN
El sistema de precipitacin a usar el "Proceso de Precipitacin
Merril-Crowe". Son sistemas de precipitacin completas que se vende
en mercado y existen varios de estos equipos en nuestro pas.Este
equipo entrega dos productos un precipitado de oro y plata con
impurezas de Zn, Pb, Hg, y Cu y una solucin estril que se recicla
al proceso.El precipitado producido se lleva a fundicin con
fundentes adecuados que guardan relacin con la ley de oro y plata
contenida.El producto que contiene oro y plata ms otras impurezas
recibe el nombre de metal dor.
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REQUIRIMIENTOS DE INVERSIN PARA UNA OPERACIONES DE 30 TM
1. Activos
NOMBRECANTIDADUS$Moto Bomba1 Unid250.00Poza de cianuracin1
Unid600.00Poza de solucin1 Unid250.00Columnas2 Unid150.00Carbn
Activado100 Kg400.00Otros350.00Total2000.00
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REQUIRIMIENTOS DE INVERSIN PARA UNA OPERACIONES DE 30 TM.
2. Materiales y Reactivos (Para una campaa)
NOMBRECANTIDADUS$Cianuro45 Kg.90.00Cal60 Kg.20.00Cemento400
kg80.00Otros100.00Total290.00
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REQUIRIMIENTOS DE INVERSIN PARA UNA OPERACIONES DE 30 TM.
3. Servicios
NOMBRECANTIDADUS$US$Desorcin100Kg1.00100.00Anlisis3
Unid20.0060.00Movilidad70.00Mano de obra2
Pers250.00Otros100.00Total580.00
