Presentacin de PowerPoint
LIXIVIACIN DEL ORO CON TIOSULFATO EN MEDIO AMONIACAL
Alumno : Fernando Andrs Rodrguez Gonzlez. Prof. Gua : Dr.
Cristian VargasUNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE
INGENIERIA
PROGRAMA DE MAGISTER EN CIENCIAS DE LA INGENIERIA MENCION :
METALURGIA EXTRACTIVA1TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIN
POR QU LIXIVIAR CON TIOSULFATO DE AMONIO?
MECANISMO CINTICO
EFECTOS:* Amoniaco* Cobre* Oxgeno* Temperatura* Agentes
EstabilizantesSulfitoEDTA QUMICA ASOCIADA AL SISTEMA TIOSULFATO DE
AMONIO* Qumica del TiosulfatoDegradacin del Tiosulfato* Qumica del
Tiosulfato de Amonio* Qumica de la Lixiviacin del oro con
Tiosulfato
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
2INTRODUCCIN3La lixiviacin es un proceso qumico por el que un
elemento o compuesto en fase slida pasa al estado lquido mediante
la accin de un disolvente. Existe una gran variedad de Agentes
Lixiviantes en la lixiviacin del oro frente a la cianuracin: Agua
Regia ( HNO3/ HCl) Halgenos (Cl-, Br-..) Tiocianato ( SCN-) Tiourea
(CS(NH2)2 Tiosulfato ( S2O3)2- 4INTRODUCCINLIXIVIACIN CON
TIOSULFATO DE AMONIO 4Por qu Lixiviar el Oro con Tiosulfato en
Medio Amoniaco?5La L-TSF es la mejor alternativa no txica para
lixiviar oro, frente a Lix- CN Por qu Lixiviar el Oro con
Tiosulfato en medio Amoniaco?Porque el CIANURO posee una alta
toxicidad que lo hace muchas veces incompatible con normas
ambientales a las cuales estn siendo sometidas actualmente las
plantas mineras en todo el mundo.
Porque el CIANURO presenta bajas velocidades de disolucin con
respecto a otros agentes lixiviantes.
La lixiviacin de oro con TIOSULFATO DE AMONIO tiene un
comportamiento muy favorable para minerales que contienen cobre y
cierta cantidad de materias carbonceas.
Lo ms importante de destacar es de presentarse como una
alternativa no contaminante en comparacin con la alta toxicidad del
cianuro en el medio ambiente6En la actualidad el cianuro es el
agente lixiviante ms ampliamente usado en la extraccin de metales
preciosos tales como oro y plata, debido a su bajo costo, se
requiere una baja dosificacin, posee una qumica de reaccin simple,
es estable y de una alta eficiencia en la extraccin.
Por ejemplo La Agencia de Proteccin Ambiental (EPA) no dispone
de ninguna restriccin en la utilizacin del tiosulfato, por
clasificarse como un reactivo qumico no contaminante.
Mientras que la lixiviacin de oro con TIOSULFATO presenta
velocidades de disolucin muy rpidas.
O EN MINERALES QUE POSEEN UNA ALTA REFRACTABILIDAD AL CIANURO
por contener elementos cianicidas
La lixiviacin con tiosulfato permite una disminucin en la
interferencia con iones externos y un resultado en un bajo impacto
ambiental.
No obstante tambin se tiene que el sistema tiosulfato amonio
posee la ventaja de minimizar la codisolucin de impurezas como las
especies como los xidos de fierro, silicio, silicatos y materias
carbonceas, que corresponden comnmente a la ganga de los minerales
refractarios de oro mencionados anteriormente.
67Por qu Lixiviar el Oro con Tiosulfato en medio Amoniaco?- Esta
reaccin puede ocurrir espontneamente, pero su cintica es muy
lenta.
- Para un mejor entendimiento del mecanismo de lixiviacin, se
mostrarn los efectos de las dos especies mencionadas, por
separado.7La solucin de tiosulfato de amonio ((NH4)2S2O3)
solubiliza el oro en la forma de un aurocomplejo aninico estable
sobre un amplio rango de pH y valores de potencial (Eh).
En la cianuracin el oxgeno es el principal aceptador de
electrones, en el caso de la lixiviacin de oro con tiosulfato de
amonio la dupla cprico/cuproso es la utilizada como agente
catalizador para la oxidacin.
Reaccin general de lixiviacin de oro con Tiosulfato en medio
amoniacal catalizado por la presencia de cobre:
8Lixiviacin con Tiosulfato de AmonioAu + Cu(NH3)22+ + 5S2O32-
Au(S2O3)23- + Cu(S2O3)25- + 4NH3
8Las primeras reacciones en la lixiviacin del oro con tiosulfato
de amonio son las que se dan en el rea andica.
El oro es acomplejado simultneamente tanto por el tiosulfato
como por el amoniaco formando un aurotiosulfato Au(S2O3)23- y una
amina (complejo con amoniaco) de oro Au(NH3)2+ respectivamente.
Siendo el complejo con tiosulfato el ms estable
termodinmicamente a pH cercano a 10.
9LIXIVIACION DEL ORO CON TIOSULFATO DE AMONIO
9En el rea catdica, el agente oxidante del oro metlico aparece
en la solucin como in cprico, a la forma de cuprotetramina
Cu(NH3)42+, quien el ion cprico es reducido a ion cuproso.
A continuacin analizaremos, el mecanismo cintico de este
proceso:
10LIXIVIACION DEL ORO CON TIOSULFATO DE AMONIO
10MECANISMO CINTICO11El proceso de disolucin de oro con
tiosulfato de amonio, envuelve reacciones heterogneas en las
interfases slido-lquido:
12MECANISMO CINTICO
1. Formacin de la CUPROTETRAMINA en la solucin.2. Transporte de
tiosulfato(S2O32-), amoniaco(NH3), cuprotetramina (Cu(NH3)42+) y
oxgeno(O2) hacia la interfase slido-lquido.3.Adsorcin preferencial
del NH3 en la superficie del oro.4. Reaccin electroqumica y primer
acomplejamiento del oro por el NH3 (sitios andicos y catdicos en la
superficie del slido), formando Au(NH3)2+.5. Desorcin del complejo
soluble Au(NH3)2+ y otros productos de la reaccin tales como;
Cu(NH3)2+ y OH- desde la superficie del oro.6. Segundo
acomplejamiento, sustitucin del complejo Au(NH3)2+ por el ion
tiosulfato formando el complejo Au(S2O3)23- .Transporte de los
productos desorbidos hacia el seno de la solucin.CUPROTETRAMINA
Cu(NH3)42+
ADSORCION??
DESORCION??12EFECTOS13AmoniacoCobreOxgenoTemperaturaAgentes
Estabilizadores14EFECTO DEL AMONIACO1) En ausencia de amoniaco en
solucin CAPA DE AZUFRE ELEMENTAL NO CONDUCTORA EN LA SUPERFICIE DE
ORO2) En presencia de amoniaco hay una mnima disolucin de xidos de
fierro, slice, silicatos y carbonatos, los minerales ms comunes
encontrados en menas aurferas.
1415EFECTO DEL COBRE-Tambien se debe manejar el pH ya que la
estabilidad de la cuprotetramina esta en juego SABEMOS QUE A PH 10
se ve favorecida LA CUPROTETRAMINA MIENTRAS QUE A A PH 9 la
cuprotetramina subre una inestabilidad, los iones cpricoS son
reducidos a cuproso formndose el complejo cuprotiosulfato
(Cu(S2O3)35-)
-La degradacin oxidativa de tiosulfato a tetrationato es
promovido por el ion cprico
1516EFECTO DEL OXGENO1617EFECTO DE LA TEMPERATURATales problemas
pueden haber sido superado por la adicin de sulfito17La estabilidad
del Tiosulfato es un problema pensando en procesos a escala
industrial, pues al degradarse, aumentan los costos de operacin
debido a la reposicin del agente acomplejante.
Varios autores han planteado el uso de agentes estabilizantes
que inhibiran la descomposicin del tiosulfato en solucin, estos
son:
Adicin de SULFITOAgregar EDTA
18EFECTO DE LOS AGENTES ESTABILIZADORESSe ha propuesto que
agregar los productos de la degradacin, se incrementara la
estabilidad, pero esto no ha sido lo ms eficiente, Ya que el
Tiosulfato tiende a reaccionar con ellos para seguir la degradacin
hacia POLITIONATOS.1819EFECTO DE LA ADICIN DE SULFITOCondiciones de
lixiviacion Ph ENTRE 9-10 y potencial entre 150-250 EXISTEN bajas
cantidades de sulfuros libres.1920EFECTO DE LA ADICIN DE
SULFITOTambin se ha presentado. LA POSIBILIDAD. . Este proceso
necesita la presencia de oxgeno, el cual est en muy bajas
concentraciones, lo que desfavorece el proceso.
20Acomplejante del ion cprico en las soluciones de lixiviacin.
Al tener este efecto, disminuye el potencial del par
Cu(II)/Cu(I).
Previene la formacin de capas de metales sulfurados en la
superficie de partculas, por ejemplo altas concentraciones de EDTA
favorecen la disolucin del hierro contenido en el mineral.
Adems de afectar la distribucin de oxgeno en la solucin, lo que
tambin tiene un efecto en la descomposicin del anin en estudio. Se
sabe que el EDTA en concentraciones altas disminuye la capacidad
oxidante de la solucin. 21EFECTO DE LA ADICIN DE EDTA
1) Previniendo la accin cataltica en la degradacin del
Tiosulfato. EL EDTA ES UN quelante. Este ACOMPLEJANTE
21La lixiviacin sin EDTA, se aprecia que una baja velocidad de
extraccin, esto se puede asociar a la inestabilidad de la solucin
sin EDTA. Ya que al eliminar el EDTA, el cual estabiliza al cobre
en solucin, se tiene la precipitacin de xidos de cobre, por ende no
sera benfico para una operacin de lixiviacin a escala
industrial.
22EFECTO DE LA ADICIN DE EDTA
MINERAL: 30 gEDTA : menores a 0.025M TIOSULFATO: 0.2MCu2+ : 0.05
M pH : 10.2 ajustado con Hidrxido de amonio a temperatura
ambiente.22QUMICA ASOCIADA AL SISTEMA TIOSULFATO23Qumica del
TiosulfatoQumica del Tiosulfato de AmonioQumica de la Lixiviacin
del Oro con TiosulfatoPROPIEDADES QUMICAS:
Tendencia a ser oxidado por oxgeno y cobre (II).
Buena estabilidad hidroltica en soluciones bsicas.
Habilidad para formar complejos con metales, tales como plata,
oro, cobre (I) y (II) y fierro. La estabilidad de estos complejos
depende de las caractersticas de la solucin.
24QUMICA DEL TIOSULFATO
La estructura de este anin es similar a la del sulfato, donde un
tomo de oxgeno es reemplazado por uno de azufre.La ltima propiedad
es la ms importante respecto a la recuperacin de oro desde
minerales, pues permite acomplejar el oro (I) y estabilizarlo en
solucin.
2425QUMICA DEL TIOSULFATOSistema S-H2O a 25 C para 1M Azufre (no
se considera sulfato)
2526QUMICA DEL TIOSULFATO1- la oxidacin del tiosulfato a
tetrationato es UN PROCESO IRREVERSIBLE ( experimentalmente se
observa que el potencial de equilibrio es mayor que el calculado
termodinmicamente).
2627DEGRADACIN DEL TIOSULFATO
2 ) -Se OBSERVA QUE el Tiosulfato se muestra ms estable EN
AMBIENTE BASICO, por ende la lixiviacion se desarrollara en aquel
ambiente - Se observa que en ambiente alcalino, no se muestran
TANTAS especies intermedias. - Se observa que en soluciones
alcalinas, el tetrationato no es estable en solucin.
2728Degradacin del Tiosulfato:ResumenTiosulfato se oxida a
Tetrationato a pH 8 a 10, en la presencia de cobre y amoniaco.
(En condiciones no oxidantes algunos tiosulfato (-62,5%) se
puede regenerar lentamente)28VENTAJAS Y DESVENTAJAS29 VENTAJAS Y
DESVENTAJAS LIXIVIACION TSF - NH3/Cu, (L-TSF)Ventajas:
Muy Baja Toxicidad.
Con Tiosulfato gran potencial de tratar una gran variedad de
minerales de oro.
Presenta alta eficiencia y cintica de lixiviacin.
Proceso apto para procesar minerales carbonceos.
Desventajas:
Exige un buen control de prdida de amonio.
La L-TSF involucra una compleja qumica Au-Cu-S.
Alto consumo de lixiviante debido a degradacin del Tiosulfato
para formar politionatos. 3030FINMUCHAS GRACIAS31INFOOO
ANEXAA!!32MECANISMOS PROPUESTO LIXIVIACIN DE ORO CON TSF. Rol.
Amonio Cobre Oxgeno33