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1 Guía Practica Para el procesamiento Integral de minerales de Oro
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Guia Teorico Practico

Aug 08, 2015

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Guía Practica

Para el procesamiento

Integral de minerales de Oro

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PRESENTACION

Con la intención de facilitar una orientación bien definida en los temas concernientes al tratamiento de minerales auríferos así como la compresión y posible solución del impacto ambiental producido , es el motivo de esta obra que además de ser una guía , pretende dar soluciones y alternativas en el campo practico de la realidad en pequeña y mediana minería .

La presente “Guía para el procesamiento integral de minerales auríferos” ha sido elaborada y estructurada con el criterio de emplearla para el desarrollo de plantas beneficio de minerales auríferos a nivel de la realidad de pequeña y mediana minería , así como de desarrollarla y llevar el proceso a un optimo , en cuanto al rendimiento operativo y el desarrollo sostenible del proceso.

El objeto de este manual “Guía Para el Procesamiento Integral de Minerales de Oro” no es dar una cobertura completa sobre el tema sino el de entregar información práctica sobre el proceso, los equipos y sistemas de operación mas usados .

En tal sentido la presente obra pretende ser un apoyo y guía para el procesamiento practico de minerales de oro y además resaltar que esta abierta y en continua investigación para dar soluciones y alternativas, asimismo agradecer por la oportunidad de plasmar todo la experiencia adquirida en los procesos metalúrgicos de beneficio de metales y ingeniería de procesos aplicado al procesamiento de minerales auríferos.

Arequipa-PERU 2009 Atentamente

Ing. Alonzo Pérez Méndez

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INDICE DEL CONTENIDO

CAPITULO I ASPECTOS GENERALES

Aspectos generales :Generalidades minerales de oro, métodos de extracción , procesos convencionales de recuperación, diagrama de flujo general de tratamiento.

CAPITULO II MUESTREO

Muestreo , objetivos , fundamento teórico , muestra , utilidad de la muestra , tipos muestra , procedimientos para tomar muestras.

CAPITULO III PREPARACION DEL MINERAL

Conminmucion (Chancado 1º , Chancado 2º , Molienda fina) , circuitos de molienda , elección del tipo de molienda , equipos de chancado , trituración y molienda , Diseños a nivel de la pequeña minería , circuitos básicos de molienda para el proyecto de recuperación . Características del molino de bolas , especificaciones , etc.

CAPITULO IV PRUEBAS METALURGICAS PREVIAS AL PROCESAMIENTODeterminación de la humedad , determinación del consumo de reactivos , cianuro , cal , prueba de botellas para lixiviación , tiempo requerido de lixiviación , diseño de modulo de pruebas metalúrgicas básicas a nivel de pequeña minería

CAPITULO V PROCESAMIENTOLixiviación y Adsorcion por sistemas de agitación , Lixiviacion en pilas , diseño

de tanques de agitación a nivel de la pequeña minería , diseño de pilas y sistema de riego , proceso de adsorción sobre carbón activado CIP , CIC , parámetros de operación , control del proceso , Etc

Desorcion y Electrobtecion del carbón activado , diseños nivel de la pequeña minería , parámetros de operación , especificaciones de los equipos, Etc.

CAPITULO VI RESIDUOS Y SU TRATAMIENTO Tratamiento de los residuos de cianuracion a niveles permisibles , disposición de los efluentes líquidos y sólidos .

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La idea de un proyecto que consiste en establecer la necesidad u oportunidad a partir de la cual es posible iniciar el diseño

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Introducción

La meta en el procesamiento de minerales es producir el valor máximo de recuperación de un material en bruto dado. El tratamiento metalúrgico de las menas de oro esta basado principalmente en las propiedades inusuales del oro nativo y sus posibles aleaciones con plata (electrum).Esto es por su alto peso específico comparado con los de la ganga asociada y por otro lado por su solubilidad en soluciones alcalinas diluidas de cianuro de sodio o potasio.

La cianuración es un proceso que se aplica al tratamiento de las menas de oro, desde hace muchos años. Es así que la separación gravitacional y la cianuración de menas trituradas o molidas constituyen los métodos más prácticos tanto tecnológicamente como económicamente hablando.

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Capitulo I

Reconocimiento de minerales auríferos

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GENERALIDADES

MINERALES DE ORO

El oro se encuentra en estado nativo comúnmente y se puede representar en venas y filones de cuarzo

El oro se encuentra también placeres y depósitos aluviales de corrientes antiguas y modernas.

El oro nativo de zonas de oxidación y de los placeres frecuentemente contiene plata en pequeñas proporciones así como otros metales.

El oro nativo puede ser Oro limpio, oro empañado, oro revestido, electrum, oro cuprífero.

Foto 1: oro nativo

El oro en otros minerales, como producto secundario, con las especies de cobre, plata, plomo, arsénico y antimonio

El oro asociado a la pirita y a la arsenopirita, se presenta como solución sólida y oro extremadamente fino, también se encuentra como inclusiones, micro venillas, encapusulado.

Foto2 : mineral polimetálico con contenido Cobre , Zinc , Plomo , (Oro encapsulado en Sulfuros)FOTOS DE DIFERENTES TIPOS DE MINERALES DE ORO

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(1) Mineral piritoso (sulfuro) contenido de oro fino encapsulado dentro de la matriz de pirita

(2) Mineral Oxido , contenido de oro fino libre , matriz de cuarzo

(3) , (4) Mineral oxido , oro fino asociado a óxidos de fierro.

Los minerales de oro mas dóciles para su tratamiento son los del tipo oxidos , en donde el oro se encuentra generalmente como oro fino , libre , y en donde la matriz o roca que los contiene son de algún tipo de cuarzo.

Extracción de minerales a nivel de la pequeña minería

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Las vetas que se explotan generalmente a nivel de la pequeña minería , son del tipo “Rosario”, en forma de lentes inconexos tanto vertical como horizontalmente, de poca potencia (0.50 m promedio) pero con longitudes de afloramiento que alcanzan desde 200 M. hasta 1,000 M

En la explotación se utiliza el minado selectivo ("circado" de veta), que consiste en perforación, voladura y extracción de la roca que se encuentra debajo de la veta (en caso de las vetas manteadas horizontales) o de la roca adyacente (en caso de vetas verticales), .el contenido mineral se extrae con sumo cuidado, con puntas, sin utilizar explosivos para evitar su dilución,

Actualmente la perforación se realiza en una proporción parietaria entre perforación a pulso o utilizando taladro eléctrico (perforación en seco) o compresora convencional.

El consumo de explosivos tanto en la perforación manual como con taladro eléctrico es de 1 cartucho de dinamita, 1 fulminante y 80 cm de guía de seguridad, que en conjunto se le denomina “armada”; por cada taladro de 50 a 60 cm... En la perforación convencional el consumo de explosivos es de 3, 4 hasta 5 cartuchos por taladro de hasta 1.5 m.

El “pallaqueo” o selección constituye una técnica complementaria al minado selectivo, y lo realizan generalmente mujeres,

Panorama actual del procesamiento a nivel de pequeña mineria y mineria artesanal .

El mineral extraído es molido y amalgamado en quimbalete (molino de piedra), concluida la molienda y amalgamación se separa la "amalgama" del resto del material (relave) y se procede a “refogar” para obtener el “Oro refogado”.

Los relaves de este proceso constituyen cabeza de cianuración en sus diferentes métodos “Heap Leaching” “Vat Leaching” y “Carbón en pulpa” (CIP). La modalidad del “Vat Leaching” en instalaciones muy precarias y nulas previsiones ambientales está siendo utiliza cada vez con mayor intensidad por los mineros artesanales,

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Diagrama de flujo para la recuperación de oro grueso y fino

Con el uso de la cianuración integral se podría la suprimir el proceso artesanal de amalgamación con mercurio, recurriendo a la concentración gravimétrica directa de los concentrados más ricos para recuperar el oro grueso. Las “segundas” (productos con contenido significativo de oro) se podrían cianurar después.

Oro grueso se refiere a particulas de oro con suficiente tamaño , (granolumetria >0.01 mm) , que pueden ser captados con mayor facilidad por algun metodo gravimetrico ( centrifugas , espirales, etc.) o por la amalgamación con mercurio. El oro grueso puede distinguirse a simple vista.

Oro fino ( Granolumetria < 0.01 mm) , no se puede distinguir a simple vista . El proceso para recuperar estas partículas de oro fino es por hidrometalurgia , es decir en medio liquido , en esta caso por lixiviación con cianuro de sodio , el cual disolverá las partículas finas de oro para luego precipitarlas.

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Capitulo II MUESTREO

No se podrá considerar muestra a un solo trozo de mineral si no a varios trozos tomados de diferentes partes del total,

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MUESTREO

Antes de entrar de lleno a los procesos de recuperación y concentración de oro es necesario hacer pruebas metalúrgicas para probar la docilidad nuestro material para elegir el proceso mas atractivo que convenga en el aspecto económico tecnológico. Por lo tanto el primer paso seria justamente reconocer la potencialidad de nuestro recurso, esto a través de un muestreo sistemático y representativo. El éxito dependerá en buena parte del muestro y del buen seguimiento de todo el proceso, esto se logra con muestro representativo.

1. OBJETIVOS

Reconocer lo diferentes parámetros que se utilizan en la preparación de muestras.

Ser capaz de tomar una muestra representativa de un mineral dado con la finalidad de conocer sus leyes.

2. FUNDAMENTO TEORICO

El muestreo es una actividad que se desarrolla en toda industria como parte del control. Por lo general el muestreo se realiza en las materias primas, durante las etapas del control del proceso y finalmente en los productos y desperdicios para determinar la cantidad y calidad de cada una de las partes que los componen.

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2.1 MUESTRA

Es una pequeña porción de materia que representa a una cantidad mayor o de todo y que permita la determinación de la calidad de cada uno de los componentes.

2.2 UTILIDAD DE LA MUESTRA

Una muestra permite conocer los componentes y calidades que se encuentra cada uno de ellos mediante los ensayos de laboratorio.

La muestra puede ser de mineral de cabeza, concentrados, relaves, etc.

Por eso las muestras deben de ser representativas del material al que pertenecen.

No se podrá considerar muestra a un solo trozo de mineral si no a varios trozos tomados de diferentes partes del total, este será representativo de toda la masa del mineral, lo que permite el desarrollo de cálculos aproximados a la realidad.

Una muestra que ha sido bien tomada es representativa y la que no sido bien tomada, no es representativa, por lo tanto dará lugar a resultados también falsos en los cálculos metalúrgicos.

2.3 TIPOS DE MUESTRA

En la planta se obtienen las siguientes muestras:

Muestra de mineral.- Es la proporción que representa a todo el mineral que recibe la planta concentradora de la mina o cancha.

Muestra de pulpa.- Esta formado por las porciones de materia. Obtenidos de la cabeza de flotación, los concentrados y relaves.

Muestra de concentrados secos.- Es la porción que representa a los concentrados secos.

Muestra de reactivos.- Esta constituido por fracciones tomadas de los reactivos de flotación.

2.4 CONDICIONES DE UNA MUESTRA

Para que la porción de materia sea considerada como una buena muestra, debe cumplir los siguientes requisitos:

Representativa.- La muestra debe contener todos los componentes del mineral muestreado en una cantidad pequeña.

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Proporcional.- Las pequeñas presentes en la muestra, deben encontrarse en pesos o volúmenes de acuerdo ala cantidad que representa.

2.5 METODOS PARA TOMA UNA MUESTRA

La toma de muestra se realiza por dos métodos.

Muestreo a mano

En el que se realiza en la cancha de mineral o en una sección de la faja transportadora en forma manual o utilizando un cortador.(método utilizado de preferencia para la exploración y procesamiento de mineral aurífero)

Muestreo automático

Se lleva a cabo utilizando un equipo especialmente diseñado para el caso con control de tiempo regulable, esté toma las muestras de las pulpas de cabeza de flotación, de los concentradores que van a los esperadores respectivos y del relave en general.

Las maquinas utilizadas para este caso son los muestreadores automáticos Denver. (método usado en planta a nivel de gran minería)

2.6 PRECAUCIONES EN LA TOMA DE MUESTRAS

Para proyectos de esta naturaleza es preciso proyectarse con los resultados que dará el laboratorio, es por eso necesario cumplir con los cuidados que se deben tener al tomar muestras que son los siguientes:

La frecuencia del muestreo debe ser estrictamente cumplida en le caso de muestreo a mano y bien programado en el caso del muestreo automático.

Buscar la técnica más eficiente en la toma de muestras según las características y en punto de muestreo.

El depósito que recibe la muestra debe encontrarse totalmente limpio antes de ubicar en el punto de muestreo.

Salvaguardar la muestra de toda la posible contaminación, usando tapas, cajones con llave, etc

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Cortadores

Placa de acero

Balanza

Charolas

Recipientes grandes

Pala

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Espátula

Hules

Brochas

Bolsas de muestreo

4. PROCEDIMIENTO

Se procede a limpiar con aire comprimido todos los materiales y equipos que se van a utilizar, con finalidad de que la muestra que se a tomar no se contamine con otros elementos químicos extraños a ella.

Se debe de asegurar que la muestra este en su totalidad a un tamaño menor a ½ pulgada, en dado caso de que exista partículas mayores que este tamaño se trituran en la quebradora de quijada, Se coloca la muestra sobre la placa de acero y con una pala se procede a homogenizarla, después de que este perfectamente homogeneizado se procede a extenderla en forma de circulo,, después de esto con la pala se procede a cortar la muestra en forma de cruz y se toman como muestra dos lados opuestos, siendo esta muestra la que representa el 50% de la muestra inicial, la que servirá para continuar la practica. La muestra que queda se almacena en una cubeta o costal debidamente identificado.

EL siguiente paso es reducir de tamaño la muestra al 100% menor

a la malla # 100, utilizando para esto un pequeño molino de bolas o un pulverizador.

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Se pone el mineral en el hule con la finalidad de homogeneizarla, después de que con el hule, se ha extendido la muestra en forma tubular, se procede a hacer cortes homogéneos con una espátula, se desecharan las dos horillas y luego se tomara una parte de muestra como buena y la siguiente no y así sucesivamente , esto se hace con la finalidad de reducir la muestra de peso, por lo que hay que repetir este paso varias veces hasta lograr tener una muestra de paso, por lo que hay que repetir este paso varias veces hasta lograr tener una muestra con un peso aproximado menor de 100 gr.

Estos 100 gr. De muestra que tienen un tamaño de partícula a menos cien mallas, se colocan en una bolsa de papel especial para muestras y se envía el laboratorio químico para su ensayo. Hay que tener en cuenta que en bolsa hay que identificar bien la muestra e incluir los elementos químicos que se desean para su análisis químico.

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CAPITULO III

CHANCADO Y MOLIENDA

(Conminucion )

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Conminucion , (Chancado y Molienda)

1. OBJETIVO:

Reducir el mineral a granulometrías en donde el oro se libere totalmente de la ganga (malla -200)

Reconocer los diferentes parámetros que se utilizan en el circuito de chancado. Identificar las principales características de los equipos utilizado en un circuito de chancado.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

La conminución es un proceso en el cual un material degrada su tamaño con el fin de separar un mineral de otro, o bien alcanzar un tamaño ideal para un proceso industrial. El proceso es todo un arte en la Ingeniería Minero-Metalúrgica, y es una parte integral de la metalurgia extractiva. El mineral proveniente de la mina presenta una granulometría variada, desde partículas de menos de 1 mm hasta fragmentos mayores que 1 m de diámetro, por lo que el objetivo de la conminucion es reducir el tamaño de los fragmentos mayores hasta obtener un tamaño uniforme y pequeño. De la mina sale un material con un tamaño relativamente grande, el cual deseamos reducir considerablemente, hasta que

el mineral de interés quede “suelto”. El primer paso entonces en la Conminución (Reducción de tamaño del mineral), es el transporte del material de bocamina hasta las tolvas. Después vienen las trituradoras, las cuales son de diferentes clases dependiendo del materia y del tamaño

(Trituradora de Quijada, Trituradora Giratoria, Trituradora de Cono, Trituradoras HSI, Trituradora de Martillo). Las trituradoras son equipos eléctricos de grandes dimensiones. En estos equipos, los elementos que trituran la roca mediante movimientos vibratorios están construidos de una aleación especial de acero de alta resistencia. Las trituradoras son alimentados por la parte superior y descargan el mineral triturado por su parte inferior a través de una abertura graduada de acuerdo al diámetro requerido. Todo el manejo del mineral en la planta se realiza mediante correas transportadoras, desde la alimentación proveniente de la mina hasta la entrega del mineral triturado a la etapa siguiente. La trituradora primaria es el de mayor tamaño. En algunas plantas de operaciones, esta trituradora se ubica en el interior de la mina (cerca de donde se extrae el mineral). El material sale de las trituradoras con un tamaño inferior al anterior, y decimos que es la primera operación de reducción de tamaño. Pero, puede suceder que de la salida de las trituradoras, algunos trozos sean aun grandes, y por lo tanto que no pueden pasar al siguiente proceso de Conminución. Asi es que después de las trituradoras, el material pasa por unas cribas, las cuales dividen el material en dos grupos. Uno de ellos con tamaño

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grande y el otro con un tamaño pequeño. Una criba es simplemente una malla, la cual deja pasar las partículas que son aproximadamente igual al tamaño de la abertura de la malla (o de tamaño inferior a este), y retiene las que son mas grandes. Asi que las partículas que pasan a través de la criba, son llevadas al siguiente proceso de Conminución, mientras que las partículas que no la pasan son llevadas de nuevo a la trituradora. Y de nuevo se repite el proceso trituración-cribado. Por lo general, siempre hay una criba después de una operación de trituración. Además, no siempre hay una sola operación de trituración. Pueden haber varios procesos de trituración a lo largo del circuito de Conminución. Llamaríamos entonces a la primera trituradora, trituradora primaria, y a la segunda, trituradora secundaria y asi sucesivamente. Todo depende del objetivo que tengamos con el material, y que taños necesitamos. La trituradora primaria es el de mayor tamaño. En algunas plantas de operaciones, esta trituradora se ubica en el interior de la mina (cerca de donde se extrae el mineral). Una vez el material haya alcanzado un tamaño apropiado, entramos en el segundo proceso de reducción de tamaño, la molienda.

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CHANCADORA DE MANDIBULASCriterios Mínimos sobre chancadora de quijadas

Es una trituradora usada para una etapa de chancado primario, con un radio de reducción promedio entre 2 a 4 . El principio de funcionamiento es el siguiente:

“Una polea de transmisión recibe el movimiento desde un motor, esta polea acciona el eje excéntrico que hace mover la muela móvil, acercando y alejando alternadamente hacia la muela fija , causando presión sobre el mineral que ingresa por la parte superior y se descarga por el ser o separación entre muelas fija y móvil en la parte inferior.”

Todas las operaciones de reducción de tamaño, tanto en chancado como en molienda se determinan por las características de alimentación del material. Todos los equipos involucrados, chancadoras o molinos tienen una relación diferente entre los tamaños de alimentación y descarga . Esto se llama razón de reducción. Ejemplos:

Chancadora de QuijadasRadio de reducción :3-4

Impactadores Radio de reducción : 10-15

Molino de tamborRadio de reducción:

Barra: 100Billas 1000SAG 5000

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El arte del Chancado

Chancado significa diferentes cosas para diferentes operaciones y las metas de producción no siempre son las mismas

Chancado de Roca Chancado de Gravilla Chancado de Mineral

Reducción Limitada Reducción Limitada Reducción Máxima

Forma cubica Forma cubica Forma no tiene interés

Sobre y bajo tamaño

importante

Sobre y bajo tamaño ,

Importante

Sobre y bajo tamaño de

menor importancia

Flexibilidad Flexibilidad Mayor harneado-

Menor colado

Chancado y harneado Menor harneado-

Mayor colado

Costos de Producción bajo

Alto uso

Chancado de Minera Metálico y Minerales

En estas operaciones, el valor se logra en el producto fino, es decir bajo 100 micrones (malla 150) .

Normalmente, la reducción de tamaño por un circuito de chancado , molienda y clasificación es de importancia en la optimización del proceso ya que influye en la eficiencia en cada etapa ahorrando tiempo y energía . Esto significa que el numero de etapas de chancado se puede reducir dependiendo del tamaño de alimentación que acepta la etapa de molienda primario.

SELECCIÓN DE CHANCANDOR APROPIADO

Al saber la cantidad de etapas de chancado ya podemos comenzar a seleccionar el chancador adecuado para cada etapa de reducción. Dependiendo de las condiciones operacionales , tamaño de alimentación , capacidad dureza ,etc. , siempre existen algunas opciones . En el caso de las chancadoras primarios ver a continuación:

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A lo largo de la historia, durante el estudio y clasificación de los minerales hubo un momento en que se hacía pertinente usar un método que permitiera discernir los diferentes grados de dureza de los minerales y rocas. El primer intento de establecer un método para tal fin, más amateur que profesional, se debió a Friedrich Mohs. Su sencillez tanto de memorización como de aplicación no lo han desbancado de su sitio, ya que puede emplearse en la vida diaria de campo de los geólogos.

La escala de Mohs es una relación de diez materiales ordenados en función de su dureza, de menor a mayor. Se utiliza como referencia de la dureza de una sustancia. Fue propuesta por el geólogo Friedrich Mohs y se basa en el principio que una sustancia dura puede rayar a una sustancia más blanda, pero no es posible lo contrario.

Mohs eligió diez minerales a los que atribuyó un determinado grado de dureza en su escala empezando con el talco, que recibió el número 1, y terminando con el diamante, al que asignó el número 10.

Cada mineral raya a los que tienen un número inferior a él, y es rayado por los que tienen un número igual o mayor al suyo.

Tabla de valores Mohs

Dureza Mineral Comentario Composición química

1 Talco Se puede rayar fácilmente con la uña Mg3Si4O10(OH)2

2 Yeso Se puede rayar con la uña con más dificultad CaSO4·2H2O

3 Calcita Se puede rayar con una moneda de cobre CaCO3

4 Fluorita Se puede rayar con un cuchillo de acero CaF2

5 Apatito Se puede rayar difícilmente con un cuchillo Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)

6 Ortoclasa Se puede rayar con una lija para acero KAlSi3O8

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7 Cuarzo Raya el vidrio SiO2

8 Topacio Rayado por herramientas de carburo de Tungsteno Al2SiO4(OH-,F-)2

9 Corindón Rayado por herramientas de carburo de Silicio Al2O3

10 Diamante Es el mineral natural más duro C

Para alimentación suave, (bajo 5 Mohs), la primera opción es normalmente el impactador horizontal (HSI) , si es que la capacidad no es muy alta.

Para alimentación más dura hay una posibilidad entre una chancadora giratoria o una de mandibula .

Regla 1 : Siempre utilizar una chancadora de quijadas si se puede , ya que es la alternativa mas económica.Regla 2 : Para bajas capacidades utilice un chancador de quijadas y un martillo hidráulico para el sobre tamañoRegla 3 : Para altas capacidades , utilice un chancador de quijadas con una apertura de alimentación grande.

Regla 4 : Para capacidades muy altas utilice un chancador giratorio.

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PARTES DE LA CHANCADORA DE QUIJADAa) EJE EXECENTRICO El cual posee rodamientos que deben tener lubricación permanente. Hace posible la oscilación de la muela móvil hacia la fija. Son de mucha importancia los forros de las muelas que van asegurados con cuñas laterales (tanto en la parte superior como en la inferior de ambas muelas) porque es la superficie de contacto con el mineral, por lo que el material de fabricación será importante para el tiempo de duración.

b) PORTA MUELASHecho de acero y el cual tiene la función de portar las muela móvil además de transmitirle el movimiento oscilante producido por el eje excéntrico.

c) MUELAS

Fabricadas de preferencia en acero duro, ( acero al manganeso) ,por su alta dureza y resistencia a la abrasión. Es en las muelas en donde las fuerzas de compresión y cizallaje parten las rocas que ingresan a la chancadora.

d) VOLANTES

Fabricados de acero fundido, cuya misión es transferir el movimiento del motor hacia el eje excéntrico , y de conferirle además gran energía potencial y de inercia , necesaria para romper las rocas por compresión y cizallaje.

Un volante es liso , y el otro es acanalado para las correas de transmisión , ambos deben tener la misma masa y peso.

e) PUENTE O TOGGLE

Es una placa de hierro que mantiene el Angulo de contacto de la muela móvil con la fija.

El cuidado de esta maquinaria consiste en evitar que ingresen materiales de hierro como : combas , picos o bolas que podrían quebrar la quijada o causar atoros que provocan paradas imprevistas .

CAPACIDADEs el producto chancado que pasa el set de descarga por unidad de tiempo .Por este motivo, es afectada por la velocidad de

Muelas fija y móvil

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alimentación, el carácter de la roca, humedad, carácter de la forma y superficie de los forros, ángulo de contacto entre las muelas, reciprocación de la muela móvil por minuto y radio de reducción del alimento.

Hersam propone un término que se exprese las facilidades de chancado de determinada mena, considerando parámetros como la gravedad especifica, consistencia y dureza, Resume estos aspectos e un factor de chancado (k) que se cita en la siguiente tabla:

FACTOR HUMEDAD K’’

Afecta no solo a la velocidad del circuito de chancado , también influye en todos los resultados de planta . Al tener un exceso de humedad , los operadores abren sets de chancadoras y aligeran cargas circulantes con un producto mas grueso a molienda.

Con toda seguridad , esto afecta los parámetros de flotación . Se indica que K’’ es 1.00 cuando el material esta seco.

FACTOR ALIMENTACION K’’’

Depende del sistema de alimentación usado. La alimentación manual será menos efectiva que con alimentador de placas K’’’. Vale 1.00 si el área de alimentación está permanentemente copada. Para alimentador de placas el valor es de 0.75 a 0.85 .

TONELAJE DE REDUCCION

Es el tonelaje efectivo que tritura la maquina. Se toma en cuenta el radio de reducción efectuado y además, para un diseño de equipo, debe considerarse la influencia de los factores de chancado, humedad y alimentación. Esta expresado así:

Tr = TxR80 / K’K’’K’’’

Donde:

Tr = tonelaje de diseño de chancadora de quijadaR80 = Radio de reducción al 80%K = factores de chancado, humedad y alimentación

ROCA FACTOR DE CHANCADO (K')

CALIZAS 1DOLOMITA

S 1ANDESITAS 0,9GRANITO 0,9GABRO 0,8

CUARCITA 0,8RIOLITA 0,8DIORITA 0,8BASALTO 0,8BASALTO 0,75DIABASA 0,65

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T = tonelaje de mineral que se requiere chancarPOTENCIA REQUERIDA

La chancadora de quijadas no tiene un contacto de presión permanente con el mineral, se estima que pierde hasta un 50% de la energía entregada por el motor. La denominación de chancadora de quijadas se relaciona con las pulgadas del área de recepción de mineral. La tabla siguiente es una lista de potencia de motores requeridos para determinadas chancadoras:

DIMENSIONES BASICAS

Las dimensiones básicas son la apertura de recepción en pulgadas. Si L es el ancho de la quijada y G la separación entre forros de quijadas, entonces el área de recepción de mineral es L x G . Una relación normal entre ambos es de 1.5 : 1.0 donde las mayor dimensión corresponde al ancho de las quijadas en pulgadas.

RELACION ENTRE AREA DE RECEPCION DE CHANCADORA Y MOTOR

Si no se cuenta con ningún tipo de catalogo, la siguiente es una buena aproximación de la potencia requerida por determinada chancadora de quijada. Según cuadro del manual de Taggart , Sec. 4 pág. 06:

Hp MOTOR L x G

10 x 21 50010 x 24 100018 x 24 150018 x 36 200024 x 36 2500

Hp = 0.21 (LXG) 0.86

La anterior relación será una buena aproximación, así una chancadora de 24 x 36 debe tener un motor Hp = 0.21 (24x36) 0.86 = 70 , que es un valor muy cercano al estimado por tablas.

CHANCADORA Hp MOTOR

10 x 21 12 a 2010 x 24 2518 x 24 30 a 4018 x 36 60 a 8024 x 36 90 a 11530 x 42 100 a 15030 x 48 115 a 18036 x 48 180 a 22548 x 60 200 a 25066 x 86 250 a 300

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Molino de Bolas

Para el proceso de lixiviación es el equipo mas esencial para la liberación de oro de la ganga , esto se consigue generalmente a granulometría fina de malla -200 , es así que una buena operación de beneficio dependerá en buena parte del grado de molienda obtenido. Es decir del tiempo de residencia del mineral dentro del molino.

Características más importantes del molino

Velocidad de RotaciónAl rotar el molino eleva su carga, existe una velocidad de rotación mas allá de la cual un elemento de la carga tendrá la suficiente fuerza para adherirse a esta. Esta velocidad que evidentemente no se debe alcanzar, es la velocidad crítica (Nc, Vc) y depende del diámetro del molino. Para poder estimar esta velocidad es necesario realizar un balance de fuerzas del cual se obtiene la relación de velocidad de rotación crítica.

3.42

DN c

(1); D: diámetro [m]

En un molino de bolas, la velocidad óptima se ubica entre 65% a 80% de la velocidad crítica (1) en metros por segundo, en molienda seca se sitúa hacia el limite menor.

Velocidades típicas de los molinos van de 35 a 55 revoluciones por minuto rpm, no habiendo un optimo sino un rango de funcionamiento.

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Revestimiento del MolinoCorresponde a placas o láminas fijas, apernadas. Su forma sirve de apoyo y arrastre de la masa en movimiento además de impedir el deterioro de la estructura del molino. Los materiales deben por lo tanto ser resistentes al desgaste (abrasión) y al impacto, generalmente se construyen de fundiciones blancas de alto cromo y molibdeno, aceros hatfield, alto contenido de carbono. Últimamente se están fabricando de una mezcla de polímeros (caucho) y aceros, con el objetivo de disminuir los tiempos de reemplazo de molienda en la molienda SAG.

La Carga

El molino de bolas funciona entre 35% a 45% de nivel de llenado. Su medio de molienda está constituido por bolas de acero forjado, y generalmente opera en circuito cerrado con un clasificador.

Su principal característica es que permite pulverizar material mas fino que otro tipos de molino. Esto es debido a que las bolas presentan mas superficie de contacto con el mineral lo que permite alcanzar con mayo facilidad partículas mas finas.

Para molienda primaria se emplean bolas de 50mm a 100mm y para molienda secundaria bolas de 20mm a 50mm.

A veces el molino de bolas posee una rejilla en el extremo de salida. Esta permite mantener un nivel mas bajo de pulpa. Los orificios se bloquean periódicamente, y por otra parte la carga circulante es mucho mas elevada que un molino que opera por rebalse. Es por tanto mas usado este ultimo tipo de molino.

Circuito de MoliendaEl objetivo principal de la molienda es la producción de partículas que tengan una característica granulométrica dada, expresada como un % de partículas más pequeñas o mas grandes que un cierto tamaño. La fragmentación de partículas es aleatoria, pues depende de la probabilidad de impacto entre los cuerpos moledores. Así, una partícula puede ser molida muchas veces mientras que otras no se molerán nunca. El producto obtenido contiene entonces una amplia distribución de tamaños de partícula, por lo tanto es necesario acoplar los molinos con unidades de clasificación por tamaño para obtener un producto de mejor calibre. Estas unidades tienen un importante efecto en la calidad del producto molido. El rechazo de las partículas gruesas es retornado al circuito de molienda para una nueva variable clave en el control de la molienda.

Normalmente, se utiliza un molino de barras seguido de uno o dos de bolas en paralelo. La figura 1 muestra un circuito clásico de molienda usando un molino de barras y dos molinos de bolas en paralelo, con alimentación indirecta.

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Los circuitos de molienda SAG hoy en día han variado bastante, hoy podemos ver también circuitos con chancado de Pebbles e inclusive con prechancado a la alimentación del molino SAG. Por lo tanto el molino SAG lo único que reemplazaría de los circuitos convencionales seria la etapa de chancado terciario.

,

La teoría moderna de conminución considera los nuevos conjuntos de parámetros: La función de selección describe la cinética o velocidad de fractura de cada partícula, mientras que la función de rompimiento describe la forma como se distribuyen los fragmentos que resultan de la fractura de cada partícula. Esta

formulación permite plantear modelos poblacionales generalizados que incorporan la función de clasificación.

En resumen un molino de Bolas es parte de la instrumentación de un circuito de molienda típico en minería. El molino de bolas es básicamente una estructura cilíndrica rellena de bolas esféricas de acero (con una composición determinada de dureza) que posee dos extremos que interactúan con el proceso de molienda. Uno de estos extremos es la admisión de mineral, agua y bolas

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y la otra es la descarga cuya función es la expulsión de pulpa, es decir principalmente mineral particulado y agua.

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MANTENIMIENTO DEL EQUIPO

En el mantenimiento preventivo del equipo se debe tomar en cuenta:

Engrasar periódicamente la chancadora, revisando antes de su uso la presencia de grasa. Revisar las correas, que giren libremente en caso de desecamiento, cambiarlas. Evitar colocar material grande por encima de las dimensiones operacionales de la chancadora, así

como material totalmente duro. Calibrar la abertura del set de descarga, ajustando una vez producido su ajuste.SEGURIDAD Basica

Se debe tener en cuenta lo siguiente:

Se debe inspeccionar el equipo que este operativo, mecánica y eléctricamente y este lo suficientemente limpio.

Debe estar colocadas sus guardas de seguridad de fajas de, los motores, etc. Para manipular, se debe dar la responsabilidad a un operario para que haga las veces de

chancadorista el mismo que debe saber manipular el equipo y este completamente convencido de las normas de seguridad existentes.

El chancadorista y sus ayudantes deben tener todos los implementos de seguridad, tales como casco, protectores de ojos, de oídos, guantes, respirador.

No se debe manipular el equipo cuando este en movimiento. Se debe dejar desactivada eléctrica y mecánicamente con todas las guardas hasta su próximo uso.

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Una chancadora de Quijadas Un molino de martillos Un molino de Bolas Mineral Guantes, Casco , Lentes. Una escobilla. Bolsas o recipientes para recoger el mineral.

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4. PARTE EXPERIMENTAL

Antes de poner en marcha la chancadora se debe ver la disponibilidad eléctrica: que el equipo esté bien conectado, con los cables eléctricos y los contactores protegidos adecuadamente.

Se debe inspeccionar que están operativos las poleas, tanto del motor como de los reductores, esto se debe evidenciar, haciendo girar manualmente y observando su disponibilidad.

Se debe revisar las correas y fajas que no estén resecas y estén operativas. Se debe observar que las grasas estén con lo suficiente de grasa y así evitar problemas de los

rodamientos. Finalmente el equipo debe estar completamente limpio y sin ningún objeto extraño en las

inmediaciones. Una vez inspeccionado y está hábil para la operación se debe proseguir de la forma siguiente: Dar la voz de arranque y todas las personas apartarse del equipo, la distancia prudencial. Arrancar el equipo sin ninguna muestra al interior de la misma. Una vez ya arrancada alimentar en forma pausada la muestra a triturar y con todas las seguridades

del caso. Una vez ya triturada la muestra y cuando no existe material alguno en el interior de la misma se da

la voz de parar. Se saca la muestra triturada, si no se va a usar más el equipo, se limpia y se deja con todas las

guardas respectivas, hasta su próximo uso y haciéndolo en la forma ya indicada.

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Capitulo IV

PRUEBAS METALURGICAS

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DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

I. OBJETIVO:

Determinar el contenido de humedad que contiene una muestra de mineral.

II. MARCO TEÓRICO

TEMPERATURA DE SECADO (TS). Es una temperatura 5°C superior a la temperatura de ebullición del agua, en el lugar de la prueba.

CONTENIDO DE HUMEDAD.- Es la cantidad de agua que se elimina por evaporación . se expresa generalmente en porcentajes , es asi con una muestra con una humedad del 5 % , equivaldría a deducir que una tonelada de mineral analizado 50 kg son agua , quedando asi 950 kg de mineral seco que deberán ser considerados al momento del proceso de beneficio o la liquidación o comercialización del mineral

III. EQUIPO Y MATERIAL

Secador Balanza Crisol o Placa acero (contenedor de la muestra) Espátula 1 Kg. De Mineral

IV. PROCEDIMIENTO

o Se procede a pesar el mineral.o Se verifica de que la temperatura de la estufa no sobrepase la temperatura de secado en

este caso a los 100ºC ( a falta de estufa se puede usar una cocinilla eléctrica)o Se coloca el mineral en el crisol.o Se deja la muestra en el interior de la estufa, el tiempo suficiente para que toda la

humedad que contenga se evapore, por lo general se puede dejar de un día a otro.o Se saca la muestra de la estufa y se verifica con una espátula de que ésta no contenga

humedad.o Se vuelve a pesar, pero esta vez se pesa la muestra, es decir, el crisol que contiene el

mineral. o Y por último se halla el contenido de Humedad del mineral.

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V. CÁLCULOS

Para hallar peso seco:

Ws=Wts−Wc ………(1)

Donde:

Ws = Peso Seco

Wts = Peso de mineral (después del secado) + Crisol

Wc = Peso del crisol

Wh = Peso Inicial = Peso Húmedo

Ejemplo practico

Datos:

Wh = 20 g

Wts = 60.633 g

Wc = 40.947 g

Reemplazando datos en fórmula (1)

Ws = 60.633 – 40.947

Ws = 19.662 g

Para hallar el Contenido de Humedad:

%H=Wh−WsWh

×100……….(2)

Donde:

%H = Porcentaje de Humedad

Wh = Peso Húmedo

Ws = Peso Seco

Datos:

Wh = 20.000g

Ws = 19.662 g

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Reemplazando datos en Ecuación (2)

%H=20 .000−19 .66220 .000

×100

%H = 1.69

VI. Resultados

La muestra contiene un 1.69% de humedad

Determinación de cianuro por volumetría

1.- Objetivos:

Determinar cianuro libre (CN-) en medio acuoso alcalino, por el método de titulación con nitrato de plata.

2.-Metodo:

El siguiente procedimiento ha sido encontrado satisfactorio para llevar a cabo las pruebas de cianuracion y seguimiento del proceso a nivel de planta.

Se prepara una solución estándar de AgNO3 (nitrato de plata) disolviendo 4.33 gr de AgNO3 en agua destilada y completando a un litro. La reacción es:

AgNO3 + 2 Na CN Ag Na(CN)2 + Na NO3

Quiere decir que:

169.9 g de AgNO3 saturan 98 g de NaCN, ó 4.33 g de AgNO3 saturan 2.5 g. de NaCN y cada cc. de la solución se plata (0.00433g. AgNO3) satura 0.0025 g. de NaCN. Por lo tanto si tomamos 10 cc de solución de cianuro para la titracion, basta multiplicar por 2.5 la lectura de la bureta para hallar la fuerza de la solución.

Para evaluar la evolución de la reacción anterior se usa un indicador, comúnmente Ioduro de potasio al 5% ( 2 gotas por muestra de 10ml) , el cual cambiara de color al alcanzar el punto de equilibrio.

El fin de la reacción se caracteriza por la presencia de una opacidad azulada que enturbia el brillo original de la solución (trabajar contra un fondo oscuro).

3.- Kit de Análisis:

1 Bureta 25ml

1 vaso de precipitado 20 ml

1 Probeta 100 ml

1 Gotero

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Solución de Nitrato de Plata (4.33g / l)

Solución del Indicador Ioduro de potasio al 5%

1 soporte universal

4.- Procedimiento

Enrazar la bureta (llenar) con solución de nitrato de plata.

Tomar la muestra a analizar y filtrarla, con papel filtro de, filtrar si es necesario 2 veces a mas hasta que no haya turbiedad en la muestra. Luego medir 10 ml de la muestra y añadir 2 gotas del indicador, colocar la muestra debajo de la bureta, y girar suavemente la perilla hasta conseguir un flujo suave (goteo aprox 15gotas/min), ir agitando continuamente el vaso y observar el cambio de color hasta que la nube amarillenta sea permanente,( al acercase al color permanente , ir reduciendo hasta cortar el goteo de nitrato de plata) , y anotar el gasto de nitrato de plata en ml.

Repetir lo anterior 3 veces para cada muestra, para sacar un promedio.

El resultado obtenido se multiplica por 2.5 para saber el porcentaje de cianuro libre.

Por ejemplo:

Gasto 1 = 2.0 ml

Gasto 2 = 1.9 ml

Gasto 3 = 2.1 ml

Gasto Promedio = 2.0 ml

Cianuro libre (gr/l) = 2.0 x 2.5 = 5gr/l

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Pruebas estándar de Lixiviación en botellas y Consumo de Cianuro

1.- Objetivos:

Con el objeto de evaluar la aptitud a la lixiviación de minerales, se ha definido una prueba estándar de lixiviación, que consiste en la ejecución de cinco ensayos de lixiviación por agitación, a diferentes tiempos de lixiviación, a objeto de determinar la recuperación de oro y el consumo de cianuro esperados en las pilas de lixiviación.

2.- Marco Teórico:

Las pruebas metalúrgicas inician con lo que se denomina “Pruebas de cianuracion por agitación en botellas” que determinan el porcentaje de disolución de oro y plata y el consumo de cianuro.

El oxigeno es muy importante para la reacción de disolución de los metales preciosos con el cianuro , la agitación de las botellas en una mesa de rodillos permite la aireación de la pulpa de mineral y sus resultados son comparables con los obtenidos con tanques agitadores a nivel industrial .

Las pruebas de cianuracion en botellas son efectuadas para obtener información preliminar sobre el consumo total de reactivos que intervienen en el proceso de lixiviación tales como el NaCN , CaO ; así mismo se puede predecir el porcentaje de recuperación en Au y Ag que podamos obtener .

En el proceso de cianuracion se usa cal o bien soda caustica, que sirve para neutralizar la acidez del mineral y consecuentemente evitar la formación de gas cianhídrico. El constituyente importante del reactivo es su propia alcalinidad , toda cal debe ser analizada por cal util , el porcentaje mínimo que se exige es de 65% . A pH menores de 10 las reacciones son las siguientes:

NaCN + H2O NaOH + HCN(gas)

NaCN + CO2 HCN + NaHCO3

Debe tener en cuenta que un exceso de alcalinidad puede retrasar la velocidad de disolución del oro , especialmente es el mineral es un sulfuro.

El Oro se disuelve con el NaCN de la siguiente manera :

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4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O 4Au (CN)2Na + 4NaOH

3.- Equipo y Material que se Utiliza :

Botellas ( Frascos de vidrio capacidad de 2 l ) Balanza Embudo Mesa de rodillos para agitación Filtro de vacio ( Utilizar matraz Kitazato y filtro Buchner) Potenciometro o papel indicador de pH

Mineral: Muestra de mineral oxidado con valores de oro molido a 100% -200 mallas

Solución de cianuro de sodio : solución al 0.1% de NaCN alcalinizadas con hidróxido de sodio a pH 11

Cal hidratada: para ajustar el pH ( Si se requiere)

Solución de nitrato de Plata: Con concentración de 8.666gr/l

4.- Procedimiento :

1. Se utilizan 4 frascos , a cada uno se le agrega 200 gr de mineral y 600 ml de solución de cianuro , los frascos se numeran 1,2, 3, 4

2. Se colocan en la mesa de rodillos para la agitación, el tiempo sera :

Frasco 1 : 2 horas

Frasco 2 : 8 horas

Frasco 3 : 16 horas

Frasco 4 : 24h

3. A las 2 horas de agitación se toma el frasco 1 y se toman 50ml de solución y se determina :

a) el valor de pH

b) La concertación de cianuro libre

4. Si las determinaciones anteriores arrojan resultados de pH bajo y/o baja concentración de cianuro agregar directamente a los otros frascos cal y cianuro para ajustar el pH a 11 y la concertación de NaCN a 0.1 %

5. Continuar la agitación con los frascos 2, 3 y 4 , repetir el procedimiento indicando en el punto 3 ; enseguida filtrar toda la pulpa ( guardar el filtrado) ; los sólidos se lavan con un litro de agua y se dejan en la estufa para mandarlos a analizar por oro.

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Tiempo Vs Cianuro (libre)

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48

Tiempo (horas)

5.- Resultados

1. Se determino el % de disolución de oro en base al análisis de oro en el mineral y el análisis de oro en el residuo solido para tiempos de agitación de 8 h , 16h , 24 h2. Se determino el consumo de cianuro en gramos pro tonelada de mineral para tiempos de agitación de 8 , 16, 24 horas. Tabla de Resultados :

3. Se determino el consumo de cianuro en gramos por tonelada de mineral para tiempos de agitación de 2 , 8 , 24, 36 horas.Muestra inicial :100 gramos de mineral

200 ml de solucion de Cianuro al 0.5 % de fuerza Inicial (5 gr de cianuro x litro )

Consumo de NaCN = ( CN adicionado – CN remanente ) = 5gr- 1.63gr = 3.37gr

A las 36 horas del proceso este alcanza una lixiviación de aprox 95%

NºTiempo (horas)

Fuerza de Cianuro

1 0 5

2 2 2.9

3 8 2.1

4 24 1.74

5 36 1.65

6 48 1.63

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Conclusiones

Para mantener la fuerza de CN arriba de 0.1 % en todo el proceso se adicionara 1 kg de cianuro / ton de mineral es decir 3.37 + 1 = 4.37kg CN /ton de mineral

Para el mineral en estudio se determino el consumo de cianuro (4.37 kg / tonelada) para efectos de una lixiviacion por agitación.

Consumo de Soda caustica (5.5 kg/ton) si fuese Cal (9 kg de cal/ton) ; ya sea para lixivaicion por agitación o en pilas

Para efectos de una lixiviacion en pilas se propone el siguiente ciclo expuesto:

Inicio (al momento de aglomerar) adicionar 4 kg por tonelada de mineral :

Después de 2 dias 0.45 kg de CN

Después de 4 dias 0.25 kg de CN

Despues de 10 dias 0.25 kg de CN

Después de 15 dias 0.25 kg de CN

Ojo mantener el pH de operación en el rango de 10 – 12

Hacer periódicamente un control de cianuro , para verificar el buen funcionamiento del proceso , los niveles donde la lixivacion ocurre de forma mas eficiente están comprendidas en el rango de 0.05% a 0.1%.

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Capitulo V

LIXIVIACION A NIVEL PILOTO

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Lixiviación en pilas con cianuro, sistema de riego por goteo para minerales de oro.

Una vez sabiendo los resultados de las pruebas metalúrgicas realizadas al material a procesar (consumo de cal , consumo de cianuro y tiempo de lixiviación optimo), se puede diseñar el proceso para la lixiviación en pilas.

El objetivo de la lixiviación en pilas es disolver el oro nativo fino que se encuentra en la ganga o asociado a otros minerales, para tal efecto se aplica una solución lixiviante de cianuro y cal (entre 0.5 a 5 kg de CN y 1 a 5 kg de Cal aprox. por tonelada seca a tratar).

Diagrama de lixiviación en pila

Al proyectar trabajar con pilas de lixiviación los minerales óxidos de oro a nivel de la pequeña minería (5 a 200ton/ campaña) , se considera la formación de 2 o más pilas dinámicas cuyas dimensiones dependen

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de las reservas de mineral a tratar , siendo la altura que alcanzan de hasta 2 metros como máximo (para permitir la buena aireación natural de la pila)

Cuando el oro es lixiviado con soluciones de cianuro se forma un complejo de cianuro y oro por el efecto del oxidante, como los complejos de oxígeno y cianuro. Estos complejos son muy estables y la cantidad de cianuro necesaria es mínima y no excede los requerimientos estequiométricos. En la práctica, sin embargo, la cantidad de cianuro utilizada en la lixiviación depende de la presencia de otros consumidores de cianuro y de la necesidad de lograr niveles de lixiviación adecuados.

Las concentraciones de cianuro más comunes oscilan entre los 300 y los 500 mg/l (de 0.03 a 0.05% como NaCN) y dependen del tipo de mineral.

TK 1CN y CAL

PILA

Pad

Sistema de riegopor goteo

TK 2Solucion Cargada

CIC

Solucion Barren recirculada 90 %

Solucion desechada(previa neutralizacion)

SISTEMA DE CIANURACION CONVENCIONAL A NIVEL DE LA PEQUEÑA MINERIA AURIFERA

En la lixiviación en pilas, el mineral es apilado en una plataforma forrada con una membrana impermeable. Para agregar el cianuro se rocía la pila con la solución de cianuro o se usa un sistema de riego por goteo. La solución de cianuro lixivia el oro del mineral, que es recolectado por la membrana impermeable y bombeado o transportado hacia las columnas de adsorción de carbón activado, donde luego retornara al

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tanque de abastecimiento para el riego. Este sistema es el más extendido a nivel de la pequeña minería debido al bajo costo de inversión para la implementación requerida.

Para poder reciclar el agua ( solución barren o pobre) , después de culminado el proceso de lixiviación -adsorción , es necesario descartar un 10 % en volumen de la solución pobre y reponerla con agua fresca , para de esta forma evitar la acumulación progresiva de otros metales y la posterior saturación del proceso.

AGLOMERACION DEL MINERAL

Para lograr una buena lixiviación en pilas hay que recordar que la reacción de disolución de oro consume oxigeno , por lo que es de vital importancia en la optimización del proceso la presencia de oxigeno en todo el proceso de lixiviación , para lo cual es preferible en muchos caso optar por la aglomeración del mineral con el objetivo de evitar el apelmazamiento del material y dificultar la difusión de oxigeno en la pila , pues un glomero o pelets es una esfera mas o menos homogenea de entre 2 mm a 20mm de diámetro formado por el mineral molido , un ligante ( cemento portland) , y un acondicionador de pH ( cal) , una vez formado el pelets , este es de consistencia porosa y permite una fácil percolación de la solución lixiviante ,por lo que aglomerar el mineral garantiza un aumento significativo en la recuperación de oro.

METODO DE AGLOMERACION A NIVEL DE PEQUEÑA MINERIA

EQUIPO NECESARIO

Una mezcladora de cemento

1 tanque de abastecimiento de capacidad no menor a 1000 lts

Reactivos necerios para la aglomeración

Cal

Cianuro

Cemento

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Procedimiento :

Ingresar a la mezcladora o aglomeradora el material molido con el cemento , posteriormente adicionar en forma de lluvia fina la solución de cal y cianuro , la cantidad de agua para lograr una buena aglomeración es de entre un 20 a 25 % en peso del peso total del mineral a procesar, la cantidad de cemento varia según el material ; para materiales arcillosos unos 5 kg/ ton , para materiales cuarcíferos (poco arcillosos) hasta 18 kg / ton ,el objetivo es llegar formar bolas de entre 2 mm a 20 mm con cierta consistencia .

Luego de formado los glomeros , llevarlos al pad para la formación de las pilas y su posterior riego para la recuperación de oro.

Es muy importante adicionar al inicio de la aglomeración un 80 % del cianuro calculado en las pruebas de cianuracion , para lograr una lixiviación desde adentro del glomero

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FOTO : Mineral aglomerado con cemento , cal y cianuro

LIXIVIACION POR AGITACION

l

Especificaciones del tanque para lixiviación a nivel de minería artesanal y pequeña :Volumen : 1500 litrosCarga útil : 500 kg mineral Potencia de motor : 1.5 HpVelocidad del impeler : 60 rpmConsumo energético: 70 watts-horaMaterial de construcción : acero negro 1/8 pulgadaDescarga : 4 pulgCosto : 1800 dolares

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Mineral Agua y Cal

Agua CalCianuroCarbon activado

Bomba

Relavera

Carbon Cargado de Oro

Solucion liquidade retorno a Planta

Molino de Bolas

Sistema convencional de lixiviación (Equipamiento Básico)

Equipo mínimo necesario

Molino de bolas

Tanque de lixiviación

1 bomba de 1 hp

Tamiz nº 40 ( Para atrapar el carbón )

Cianuro y cal

Carbón activado

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Cianuro de Sodio , Cal

Agua

Carbon

RelavesVenta

Lixiviación por agitación y proceso de adsorción en carbón

activadoCIL

Mena P80 ¾”

Mena

CHANCADO Y MOLIENDA

Carbon Cargado

CARBON

Digrama de Flujo del proceso de lixiviacion empleado en la empresa DA-CRAIN SRL

VISTAS 3d DE una PLANTA DE BENEFICIO DE MINERALES DE ORO

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CICAplicable a soluciones claras salientes de lixiviación por precolación en bateas o pilas, normalmente en varias etapas y en contracorriente.

CIPAplicable A pulpas salientes de cianuración por agitación, se trata sin separación sólido/líquido, en tanques separados en varias etapas y en contracorriente.

CIL

Consiste en absorber el oro en carbón durante y no después de, la lixiviación, llevándose a cabo la misma en los mismos estanques lixiviadores, pero moviendo el carbón en contracorriente con la

pulpa de mineral.

Adsorción de Oro en Carbón Activado

1.- Objetivo : Captar el oro lixiviado por agitación con carbón activado , proceso CIP(carbon in pulp).

2.- Marco Teorico :

El Carbón activado es uno de los agentes mas usados para la recuperacion , aislamiento y purificación de muchas sustancias .

La tecnología del uso del carbón activado comprende 3 técnicas de aplicación y son el carbón en pulpa (CIP), el carbón en columna (CIC) y el carbón en lixiviación (CIL).

La técnica de adsorción varía dependiendo del tipo de cianuración:

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Consideraciones en el uso del Carbón activado:

En el empleo de carbón activado se deberá tener las siguientes consideraciones:

- Se recomienda un pH de 10.0, debajo de estos niveles, el cianuro se hidroliza, ocasionando pérdidas y problemas de contaminación ambiental pero si el pH es demasiado, la carga de oro en el carbón se ve gravemente afectada.

- La partículas finas de carbón aportan una cinética más rápida, pero probablemente ellas causan una alta caída de presión en las columnas.

- La capacidad de carga de oro en el carbón activado decrece a medida que la temperatura es aumentada, por lo que se trabaja a temperatura ambiente.

- En las columnas la altura de la capa de carbón con reposo no sería más de tres veces el diámetro de la columna.

- Capacidad de Carga del carbon : 25 kg Au / ton C.- Velocidad de adsorción de oro : 60% en una hora- Resistencia a la atrición : perdida < 2% en una hora

3.- Parte Experimental:

3.1 Material y equipo necesario

* Carbón activado (diámetro de partícula de 2 a 5mm)

* Cal o Hidróxido de Sodio

* Cinta de Papel Tornasol o peachimetro.

* Balanza

* Probeta o Vaso graduado

* Tanque con salida de 1.5 pulg. Con de agitación

* Tamiz o Malla 1mm2 de tamaño de hueco.

La siguiente parte experimental esta diseñada para un tanque de lixiviación de un volumen de 200 litros de capacidad.

Entonces:

- Volumen usado realmente = 80% de la Capacidad maxima = 200* 0.8 = 160 litros de pulpa(Solido + Solucion lixiviante)

- Cantidad de Carbon necesario 100 gramos - Tiempo de adsorcion 6 horas -

Procedimiento:

Una vez realizada la Lixiviación por agitación la pulpa es bombeada al tanque de adsorción , el cual esta provisto de un agitador que girara a no mas de 250 rpm con el objeto de mejor la adsorción y así mismo reducir las perdidas por atrición (fraccionamiento del carbón),para lo cual se recomienda usar agitadores de tipo paleta, ya que el carbón se encontrara disperso en la pulpa .

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(Realizar el proceso de adsorción a temperaturas inferiores es favorable para la cinética o velocidad de adsorción .) , pero se puede operar sin problemas a temperatura ambiente.

Luego de un tiempo de residencia en el tanque de aproximadamente 6 horas se procede a retirar el carbón . Esto fue logrado fácilmente por medio de tamizado del carbón sobre tamiz de malla cuadrada . Todo el material de 1mm fue removido por el tamizado.

“Después del tamizado y un posterior lavado del carbón , este esta listo para su venta , obviamente se debe analizar la cantidad de oro adsorbido por kilogramo de carbón , esto se determinara en laboratorio por ensayo de copelación .”

Una vez ya cargado el carbón con oro se procede al proceso de desorcion electro obtención.

4.-Conclusiones:

El proceso CIP es aconsejable para la pequeña minería , ya que este proceso es un tanto flexible a la producción de la mina , así como a cualquier eventualidad o contratiempo que se presente durante el proceso .

El tiempo de residencia del carbón para lograr un buen porcentaje de recuperación es de 6 – 24 horas, esto dependiendo de factores tales como: temperatura a mayor temperatura el proceso se volverá mas lento, cantidad de carbón a mayor cantidad se espera mayor rapidez de adsorción del oro presente en la pulpa .

El diseño y capacidad son obviamente función de la cantidad a tratar así como el sistema de lixiviación escogida, en este caso lixiviación por agitación, se prefiere un tk de flujo continuo con recirculación del licor.

Una vez obtenido el carbón cargado se puede optar por comercializarlo tal como esta , para de esta forma obtener un retorno rápido del capital

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DESORCION DEL ORO DEL CARBON ACTIVADO

1.- Objetivo: Recuperar el oro desde el carbón.

2.- Marco Teórico.

Fue el desarrollo de un proceso eficiente para la elusión (stripping) de oro y plata a partir de carbón activado que hizo a la adsorción con carbón una alternativa viable económicamente a la precipitación con polvo de zinc MERRIL-CROWE. El descubrimiento de J.B Zadra de un método de desorcion a inicios de 1950 hizo posible la aplicación a escala comercial del proceso CIP , Antes de este desarrollo , el carbón a sido usado con éxito para adsorber oro , pero el único método para recuperar el oro a partir de este , fue por fundición del carbón .

Los fines y objetivos de la etapa de desorcion (elusión) son :

1.Recuperar la mayor cantidad de valores metálicos cargados a partir de la solución desorbida en un volumen tan pequeño como sea posible.

2. Dejar la menor cantidad de oro y plata posible en el carbón después de la desorcion.

3. Dejar el carbón listo para retornar al sistema de adsorción.

4. Operar con seguridad y en forma económica en un desarrollo industrial.

Durante los últimos 10 años , hemos visto la aparición de cuatro técnicas de elusión:

1º Proceso atmosférico Zadra

2º Proceso de re extracción con alcohol

3º Proceso de re extracción a alta presión.

4º Proceso anglo americano.

El proceso que mejor se acomoda a nuestra necesidad es el proceso atmosférico ZADRA , por lo cual en la presente guía se describirá dicho proceso

El proceso Atmosferico Zadra .

Este proceso fue desarrollado por Zadra en la U.S Bureau of Mines , comprende la re extracción de oro , a partir del carbón cargado usando una solución conteniendo 0.1% de NaCN y NaOH a una temperatura de 85 ºC – 95ºC . El proceso es llevado a cabo a presión atmosférica y el tiempo total requerido para resorber el carbón hasta un nivel lo suficientemente bajo de oro puede estar en el rango de 24 – 60 horas , dependiendo de la solución y modo de operación . Este proceso es simple y los costos de capital y operación son relativamente bajos , los cuales lo hacen altamente apropiado para operaciones a pequeña escala . Sin embargo el ciclo de tiempo largo requerido para la elución efectiva puede ser un factor limitante para plantas a mayor escala.

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3.- Parte Experimental:

Material y equipo necesario

Carbón cargado Solución al 0.1% de NaCN y 1% de NaOH Fuente Calor o intercambiador de calor Tanque de desorcion. Dimensiones

Según lo descrito previamente el carbón es desorbido a presión atmosférica usando una solución conteniendo 0.1% NaCN y 1 % NaOH a temperaturas de hasta 95ºC . Esta temperatura esta por supuesto , limitada por el punto de ebullición de la solución . El proceso requiere un tiempo total de 24-60 horas y en algunos casos , han sido usados 90 a 100 horas .

4.- Conclusiones

El proceso Zadra para desorcion es el más practicable a nivel de la pequeña minería ya que el equipo no es muy sofisticado ni requiere un control tan estricto.

El inconveniente de este proceso es que es algo lento y seria un factor limitante (cuello de botella) si se piensa en ampliar la capacidad de producción.

Considerando la practica anterior en donde la capacidad del tanque de lixiviación por agitación es de 200 litros, es decir aproximadamente al día se procesaría 50 kg de mineral (50Kg/D) , para lo cual se necesitaría en promedio 100 a 200 gramos de carbón activado , es entonces que para el diseño y capacidad del tanque de desorcion , se calcula un volumen apropiado para esa cantidad , entre 20 cm de diamtro x 60 de alto , puede estar diseñado de acero no galvanizado o en el mejor de los caos acero inoxidable.

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CEMENTACION DE ORO

1. Objetivo :

Precipitar el oro proveniente el proceso de lixiviación

2. Metodo:

El método se aplicara de preferencia a la solución cargada proveniente del proceso de lixiviación en pilas , para practicar una cemetacion con zinc exitosa a nivel de pequeña minería se debe considerar algunas características de la solución a precipitar ; Esta solución proveniente de la lixiviación deberá encontrarse clarificada es decir sin sólidos en suspensión , además de ser posible se deberá desairar para reducir el consumo de zinc , esta desaireación se puede lograr con una bomba al vacio y/o aumentado la temperatura de la solución (para reducir la cantidad de oxigeno disuelto)

Parte experimental

Caso practico :

Base : 1 m3 de solución con 10 ppm de oro es decir 10 gr/ m3

Para precipitar los 10 gramos de oro usando polvo de zinc y a condiciones normales ( sin desarieacion) se deberá usar 20 veces mas de zinc con respecto a la cantidad de oro presente en la solución , es decir se requerirá 200 gramos de zinc en polvo , además de un catalizador (acetato de plomo) en una relación de 1 : 100 con respecto al zinc , es decir 2 gramos de acetato de plomo.

La operación anterior se llevara a cabo en un tanque de acero inox en su ausencia de podrá utilizar acero negro , no usar acero galvanizado ni accesorios o válvulas de bronce o cobre.

El proceso anterior dura aproximadamente entre unas 4 horas a 12 horas dependiendo de factores climáticos y geográficos , a mayor altura más rápido y proporcionalmente en función a la temperatura .

Luego de transcurrido el tiempo ; decantar la solución barren y recoger la esponja deposita ( esponja de oro , plata , zinc , plomo otros)

Lavar 2 veces con agua corriente y decantar

Atacar con acido clorhídrico al 20 % de concentración, ayudar con temperatura a unos 80 ºC , detener el proceso hasta cuando ya no haya reacción (desprendimiento de burbujas ) .

Nota : realizar la anterior operación en un ambiente abierto y buena circulación de aire.

Después del ataque químico, dejar enfriar y luego decantar , juntar el sólido que queda al fondo e enviarlo a fundición para recuperar el dore.

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Practica 7: ELECTROOBTENCION DE ORO

1.- Objetivo :

Electro-depositar oro a partir del licor de oro cargado proveniente de el proceso de desorcion.

2.- Marco Teórico :

Consiste básicamente en la reducción electroquímica del complejo cianuro de oro en oro metálico, en la superficie del catado con la generación de oxigeno , esto sucede al aplicar una corriente continua en una celda donde existe un electrolito .

3.- Parte experimental :

El proceso de precipitación de oro via electroquímica a nivel de pequeña minería se puede realizar de diversas formas básicamente en lo que respecta al diseño de las celdas existen en 2 variantes en el diseño de celdas las cuales han demostrado aplicabilidad y buenos resultados para un proyecto en este nivel .

Cedas rectangulares: Consiste en una serie de anados y cátodos en dispuestos paralelamente uno tras otro la distancia entre los electrodos es de 5 a 8 cm , el numero de anados es siempre mayor en uno al número de catados , con el objetivo de cubrir ambos lados del cátodo .Este diseño de celdas funciona bien en procesos en pequeña escala y de preferencia en sistemas Semicontinuos o Semi Batch

Figura : Celda rectangular

Celdas Circulares : a diferencia de la celdas rectangulares el catado y anodo están dispuestos de manera concéntrica , el catado consiste en lana de acero con lo que la superficie de reducción aumenta considerablemente , y es posible obtener un mejor aprovechamiento de la energía entregada a la celda .

Este diseño de celdas funciona bien en procesos de recuperación de oro continuos , es decir : Elusión y Electrobtencion se realizan en una sola etapa , con el objetivo de reducir tiempo , ahorrar energía y optimizar la producción.

Se monta la celda de electrolisis (espacio entre ánodo y cátodo 7 cm) . se llena la celda con electrolito , que puede ser frio , así mismo se puede recircular la solución con la ayuda de una bomba , a desorcion.

Se hecha a andar la celda de electrolisis. Se indica hora de partida .

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Como se necesita mucho tiempo para obtener un deposito suficientemente grueso sobre el cátodo , se requiere un tiempo de electrodepositacion de por lo menos 72 horas antes de cosechar los cátodos

Datos tecnicos :

* Voltaje amplicado entre 1 a 3 volts

* Amperaje 10 amp por dm2

* Tiempo de electrolisis 6 horas

* Temperatura ( el depósito mejora es eficiente a una temperatura de 40-45ºC) pero trabaja bien a temperatura ambiente.

* La celda debe estar provista de recirculación (esto favorece la calidad de depósito ,así como eficiencia de la corriente empleada )

* Los catados deben estar hechos de acero inoxidable o lana de acero (para aumentar la superficie catódica)

* Los ánodos deben estar hechos también de acero inox de alta calidad, o de aleación de plomo bismuto al 5%.

Una vez trascurrido el ciclo de electrolisis, se procede a la cosecha o despegue del catado.

Precauciones:

No generar corto circuitos con la fuente de poder y conectarla con la polaridad correcta.

(Verificar que hay burbujas de oxigeno en el ánodo)

4.- Conclusiones :

Es posible practicar y beneficiarse con el contenido metálico en su totalidad , a nivel de la pequeña minería , lo que queda ahora por hacer es mejorar el sistema , apuntado a hacerlos más eficientes , prácticos, seguros y automáticos.

En lo posible asegurar una buena recirculación de reactivos utilizados , a manera de reducir la emisiones al medio ambiente.

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Tratamiento de residuos de cianuracion

La realización de prácticas de cianuración de minerales con oro y plata a nivel de la pequeña minería genera residuos peligrosos que son eliminados inadecuadamente al ambiente, En el Perú el cianuro es empleado mayormente en el proceso de cianuración. Se estima que el uso del cianuro aumentara en proporción al incremento de la producción de las plantas de tratamiento de mineral, consecuente el uso del agua de proceso y agua residual cianuradas aumentaría.

Los compuestos cianurados son sub-productos de la minería y operación de recuperación que tienen el potencial de influir negativamente en los suelos y aguas superficiales y subterráneas, ya que el cianuro es un compuesto toxico inhibidor del metabolismo, por lo tanto los efluentes que tienen cianuro no pueden ser liberados al ambiente sin antes pasar por un tratamiento que reduzca sus contenidos a niveles permisibles.

El problema de contaminación con cianuro radica fundamentalmente en la mala disposición de los residuos generados, es decir los efluentes deben de disponerse de tal forma que no sean un peligro potencial en caso de derrame o descargas sobre todo los efluentes líquidos que tiene mayor facilidad de esparcimiento.

En este apartado se considera el tratamiento de los efluentes líquidos para que cumplan las normas técnicas en cuanto al límite permisible de cianuro en el PERUel cual es (1 mg/litro) , Ver anexos

PLAN PILOTO

Una vez cosechado el carbón del último tanque , la pulpa se conduce por gravedad hasta el depósito de relaves ( el cual consiste generalmente en una poza impermeabilizada con geomenbrana HDPE 2mm), en donde por sedimentación se recupera gran parte del agua de proceso. El balance de agua muestra que gracias a que la impermeabilización del depósito de relaves se evita pérdidas por infiltración, es así que se puede recuperar y recircular 75 % del agua del proceso mientras que alrededor de un 25 % se perderá por evaporación. En consecuencia el caudal de agua fresca requerido para operar la Planta se reduce a las pérdidas por evaporación. La recirculación de agua permite recuperar también una

parte importante del cianuro y alcalinidad remanentes. Para el retorno del agua a la planta se instalará una electrobomba, la misma que estará instalada sobre una pequeña plataforma flotante en el Depósito de Relaves. De aquí el agua decantada es bombeada a un tanque que estará en una cota mayor a la cota de la planta para que por gravedad se alimente

a la Planta.

Se ha considerado que la purga de 10% del agua recirculada será suficiente para controlar la acumulación de las impurezas mencionadas; esta proporción puede ser modificada durante la operación si fuera necesario. La detoxificación se realizará en forma periódica y el agua detoxificada será evacuada sin retorno a la Planta, de preferencia su uso será en regar las áreas verdes como los jardines y las carreteras para asentar el polvo. Esto se realizará para controlar el exceso de volumen de agua de retorno cargada de elementos disueltos a la planta.

Poza impermeabilizada con Geomenbrana

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Figura : disposición de 2 relaveras dinámicas rectangulares

El proceso se inicia con el traslado del efluente líquido desde el depósito de relaves entrando a la primera etapa del proceso que se describe a continuación.

Almacenamiento del Efluente liquido

El efluente liquido es almacenado en un tanque que abastecerá la unidad de tratamiento durante un ciclo de operación. Es decir un dia de trabajo ( 8 horas). Este tanque se encontrara situado en la parte más alta de la línea de operación para aprovechar la fuerza de gravedad y reducir el número de bombas necesarias para trasladar el fluido.

Una vez almacenado se procede a evaluar las características fisicoquímicas mas importantes para el tratamiento del efluente, (concentración de cianuro , pH , sólidos en suspensión ) , según los resultados se procede al acondicionamiento del efluente

PRESA o DEPOSITO DE RELAVES

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MODULO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS LIQUIDOS

VISTA GENERADA DE UBICACIÓN DE UNIDADES

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Para el caso de residuos sólidos, estos deberán ser dispuestos en camas de no más de 35 cm , para que la acción del sol(Radiación UV) y las baterías puedan degradar el cianuro es necesario un tiempo de no menor 35 días .

MODELO DE PLANTA PARA LA DEPURACION DE AGUA CONTAMINADA CON CIANURO EN UN REACTOR CPC

En esta planta, se llena completamente mediante gravedad un pequeño depósito para recirculación y el conjunto del circuito hidráulico y los colectores solares con el agua a tratar proveniente de un depósito de almacenamiento (que en este caso concreto contiene cianuros). Cuando el sistema está lleno, se recircula el agua continuamente a través del reactor solar, que supone el 75% del volumen total del circuito de tratamiento, hasta que se alcanza la destrucción deseada. El catalizador (TiO2) y los aditivos químicos necesarios se preparan por separado en pequeños depósitos y se introducen de forma progresiva en el circuito de tratamiento mediante una pequeña bomba, para garantizar una homogenización completa del catalizador. Una vez que se obtiene la destrucción deseada, el agua se transfiere al tanque de separación del catalizador, y el circuito de tratamiento se llena otra vez con otra carga de agua contaminada, comenzando nuevamente el proceso de tratamiento.

FOTO V-1 Planta experimental industrial de Fotocatálisis Solar (Arganda del Rey, Madrid), con un campo solar de 100 m2 de colectores CPC.

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Fuente : DISEÑO DE REACTORES PARA FOTOCATÁLISIS: EVALUACIÓN COMPARATIVA DE LAS DISTINTAS OPCIONES Julián Blanco Gálvez, Sixto Malato Rodríguez, José Peral, Benigno Sánchez y Ana Isabel Cardona

Diseño a nivel piloto de un modulo para la detoxificacion de agua contaminadacon cianuro por el método de oxidación avanzada con Radiacion UV-SOLAR

Esta planta ha sido diseñada con sistemas de control automáticos y requerimientos mínimos de operación y mantenimiento. Como ejemplo, la evolución del proceso de tratamiento y degradación de contaminantes es seguido indirectamente a través de la medida de la luz solar UV disponible. Para ello, la instalación incorpora un radiómetro solar de radiación UV dentro de los mecanismos electrónicos de control, con la función de la, integración de UV solar desde el principio del proceso de tratamiento. Este medidor está conectado a un autómata programable y, una vez que se ha alcanzado el nivel de energía necesario para completar el tratamiento (que previamente se habrá determinado mediante ensayos preliminares para el diseño concreto de cada planta, de acuerdo con las características del agua residual específica a tratar), el autómata detiene la bomba principal del sistema, transfiere el agua al tanque de separación de catalizador y avisa al operador que el tratamiento ha sido completado. El autómata también recibe otras señales de datos (velocidad de caudal, nivel de los tanques, temperatura, etc) para controlar las distintas secuencias de los procesos normales de operación mediante su actuación sobre las bombas y válvulas del sistema, por lo que se reduce al máximo la intervención humana. Las órdenes se introducen a través de un teclado y una impresora indica las alarmas y principales eventos del sistema. Esta tecnología ha sido desarrollada por un consorcio industrial europeo coordinado por el CIEMAT (España), dentro de un proyecto de investigación financiado por la Comisión Europea.

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Metodo de Peroxido de Hidrogeno (recomendado a nivel de pequeña minería )

La solución barren o descargada que no retorne al sistema de lixiviación debe de ser tratada antes de ser vertida, para esto se considera que las aguas procedentes de estos procesos tienen entre 250 ppm a 400ppm de cianuro libre .

Procedimiento:

La solución liquida a tratar es almacenada en un tanque o deposito, luego agregar por cada m3 de agua tratar 5 kilogramos de agua oxigenada , agitar durante 4 horas . Luego se procede a evaluar la concentración de cianuro que debe ser por debajo de 1ppm según los LMP (limites máximos permisibles) Perú.

Para su evacuación , de preferencia el agua será para uso de riego de jardines o para asentar el polvo de las carreteras .