Procesamiento de

Minerales Auríferos

PROCESO MERRIL CROWE

Ing. Edwin j. Alvarado Castro

PLS

Pre clarificador

Filtro Clarificador

ZincAcetato plomo

Bomba

Filtro prensa

T. Barren

Precipitado

Sol. Hacía Pad

T. Pre capa

T. Body Feed

Sol. Del Pad

Bomba

MERRIL CROWE

Torre Vacio

El clarificador Hooper

• Sedimentador circular que retiraaproximadamente 90 % desólidos, produciendo un rebosecon menos de 50 ppm de sólidosen suspensión.

• Uso de floculante : polímero departículas con minúscula cargaeléctrica

Mecanismo de la floculación

Mecanismo de la floculación

• Cuanto mayor sea la valencia del ión mayor es su eficienciacomo agente coagulante (aglomerante)

• Ej. Sales de Al, Fe y Ca. La cal es un buen coagulante.Separan, Superfloc,

• La floculación incluye la formación de aglomerados muchomas abiertos que los que resultan de la coagulación yacentúan a las moléculas formar puentes entre laspartículas suspendidas y separadas.

• Adición en soluciones muy diluídas (0.1 %) sobre lacanaleta de alimentación

Uno de los parámetros más importantes del proceso MerrilCrowe es la clarificación de las soluciones pregnant quecontienen los valores disueltos de oro y plata proveniente delproceso de lixiviación con cianuro para obtener óptimasrecuperaciones metalúrgicas del proceso Merril Crowe losniveles de turbidez de la solución pregnant deben sermenores a 1NTU, con la finalidad de maximizar el área decontacto entre el Zn/(Au+Ag) durante la precipitación.

Esto es factible con el control de variables que involucran elciclo de filtración de la solución pregnant con el uso depreclarficadores, clarificadores, ayuda filtrante diatomitapara la pre capa y Body Feed.

CLARIFICACION

Filtros clarificadores: Filtros de hoja

• Consiste de una serie deelementos filtrantes planos,denominados hojas dispuestasen el interior de una carcasapresurizada.

• La solución es introducida a bajapresión al clarificador y pasa através de las placas dejando laspartículas en los lados de lasplacas.

Pre-revestido / precoat

• Revestimiento superficial de las telas del filtroscon material de tierra diatomea (materialarcilloso).

• Función: Ayudante de la filtración formando unapre capa sobre la tela y garantizando unasuperficie permeable

Sol. Proveniente Poza PLS

Clarificación de la solución

Pregnant

Torre de Vacio (Crowe)Sol. Clarificada

1 Las impurezas de la solución

tapan los poros de la tela

filtrante, formando una capa

compacta e impermeable sobre

la superficie de esta tela,

impidiendo que el flujo de la

solución sea filtrado.

La formación de la pre-

capa sobre la tela

filtrante garantiza una

superficie permeable,

dejando pasar la

solución clara,

reteniendo los sólidos

que vienen con ésta.

La dosificación de

Diatomita durante

la operación del

filtro impide la

formación de una

capa permeable

sobre la pre-capa

manteniendo la

porosidad del Cake.

2 3

FILTRACION DE SOLUCIONES

• Evitar que la superficie filtrante ( tela, papel , etc. )sea obstruida por impurezas, prolongando de estemodo la duración del ciclo de filtrado.

• Facilitar la limpieza de la superficie filtrante al final delciclo.

• Producir el efecto clarificante al comienzo del ciclo.

Pre capa

• Los filtros trabajan en ciclos, ya que una vez lograda la saturación de latela por la torta de sólidos

• retenidos, se deben lavar usando solución estéril, proveniente deprecipitación, mediante un sistema de toberas interiores, y la rotaciónconstante de las hojas o placas.

• Para un filtrado eficiente se alimenta un reactivo como medio de filtraciónde soluciones, denominado Diatomita , el cual se agrega en dos etapas:

• a) Una etapa, para formar una pre capa de aproximadamente 1.6 mmantes de iniciar el ciclo de filtrado, cuyo objetivo es obtener solucionesclaras desde el principio y facilitar la posterior descarga de torta. La precapa se genera alimentando al filtro una lechada de diatomita a través deuna bomba centrífuga.

• b) En la otra etapa, se adiciona el reactivo junto con la solución a clarificar(Body Feed), de tal forma de mantener la porosidad de la torta durante elciclo de clarificación, prolongando el tiempo de duración, antes de que sesature la tela filtrante.

• Las soluciones clarificadas son alimentadas hacia la torre de vacio, para

• la posterior etapa de precipitación con zinc.

Ayuda filtrante

• Restos fósiles de Algas Unicelulares llamadas Diatomea.

• Esqueletos silíceos fueron formando grandes depósitossobre el fondo de los mares y lagos.

• Utilizado en procesos donde es necesario separar sólidosde líquidos por filtración.

• Recomendado para soluciones menores que 5 % departícula sólidas.

• Recomendado para casos cuando las impurezas sonfácilmente compresibles.

15

Una estructura compleja

16

Propiedades Típicas de la Diatomita

Propiedades Químicas:

Tipo #11 Tipo #14 Tipo #15

SiO2 96,39 95,39 94,45

Fe2O3 0,32 0,31 0,19

Al2O3 0,80 1,20 0,86

CaO 0,33 0,49 0,26

K2O 0,17 0,33 0,15

TiO2 0,03 0,04 0,02

MgO 0,08 0,19 0,11

MnO 0,03 0,05 0,04

Na2O 0,28 0,28 0,28

SO3 0,13 0,06 0,10

P2O5 0,01 0,13 0,13

PPC 0,13 0,25 4,25

Analysis by X-ray fluorescence

Caracteristicas de la Diatomita

DESOXIGENACION Torres de vacio

•Es de suma importancia la eliminación del oxigeno ( aire ) para poder precipitar los valores de una solución clarificada.

•La presencia de oxígeno en la solución aumenta el consumo de Zinc.

•El valor óptimo de oxigeno disuelto en la solución es de < 1.0 ppm.

•La solución al caer verticalmente dentro de la torre divide la solución en cascadas de delgadas películas (aumentando su área superficial), promoviendo por esta vía una de aireación más

eficiente.

Características de la Torre de vacio

• Empaque y regadores.

• Construcción de acero ligero

Empaques (Dispersores):

En el interior de la torre se encuentran los empaques o dispersores de la solución rica, que tienen una forma cilíndrica de diámetro y alto aprox. de 2 x 2 pulgadas.

Precipitación del Oro con polvo de Zinc

El oxígeno disuelto en la solución debe ser extraído, la solución rica debe

ser completamente clarificada.

El principio Fisicoquímico de la precipitación, es la reacción de oxido

reducción, formando una celda galvánica.

El mecanismo contempla una reducción del ión complejo de cianuro de

oro

Básicamente es un proceso electroquímico donde el zinc se disuelve (reacciónanódica) y los electrones cedidos sirven para reducir el complejo aurocianurado a orometálico (reacción catódica).

(Reacción Anodica).

Zn° + 4CN- -------- Zn(CN)4-2 + 2e-

(Reacción Catodica).

Au(CN)2- + e- ------------ Au° + 2CN-

reacción total:

2 Au (CN)2- + Zno ------------- 2 Auo + Zn(CN)4

2-

ZONA

ANODICA

ZONA

CATODICA

Zn° ------ Zn2+ + 2e-

REACCIONES DE OXIDACION

(Hau una disolucion metalica de Zn)

e-e-

REACCIONES DE REDUCCION

(Descomposicion, migracion difusion y

deposicion metalica)

Au(CN)2- + e- ------Au° +2CN-

2CN-

ORO

DEPOSITADO

CN

2CNAu 2CNAu 2CNAu

2CNAu

2CNAu

2CNAu

2CNAu

2CNAu

2CNAu

2CNAu

2CNAu

2CNAu

CN

CN

CN

CN CNCN

CN

CN

CN

CN

CN

CN

CN

2

4CNZn

Las variables que tienen una influencia importante sobre la eficiencia del

proceso de precipitación con Zn, son los siguientes:

•Oxígeno disuelto

•Concentración mínima de cianuro

•Sólidos en suspensión

•Rango de pH de operación

•Iones metálicos interferentes

•Concentración mínima de cianuro: Para que la reacción de precipitación

proceda hasta el final, la solución rica debe contener una mínima concentración

de cianuro; debajo de esta concentración la velocidad de precipitación es menor.

Encima de esta concentración de cianuro la velocidad de precipitación no es

afectada, pero una concentración alta de cianuro conduce a un exceso de

consumo de Zinc.

•Oxígeno disuelto: Aún pequeñas cantidades de oxígeno disuelto, deteriora

considerablemente la precipitación, debido a la pasivación de la superficie del Zn

(oxida la superficie del Zn disminuyendo el área de contacto y evitando así que

todo el Zn reaccione para la precipitación), Además la presencia de oxígeno

puede redisolver el oro finamente precipitado, cuya velocidad sería muy rápida.

•Sólidos en suspensión: los sólidos en suspensión pueden reducir drásticamente

la eficiencia del proceso; debido a que causan pasivación del zinc.

•Pasivación del zinc: Durante la pasivación el metal forma un compuesto (o

producto) que se queda en la superficie metálica formando una barrera o

resistencia a la continuación de la corrosión. La pasivación de la superficie anódica

activa del zinc, provoca una menor velocidad de reacción y en el caso extremo

cesa totalmente la precipitación. La pasivación se presenta debido al aislamiento

de la superficie del zinc como consecuencia del recubrimiento de:

•Capa densa y compacta de metales precipitados.

•Capa de Zn (OH)2.

•Recubrimiento con ZnS

•Recubrimientos con lamas, geles y durezas.

•pH de la solución rica: Una variación en el valor de pH de la solución

rica en el rango de pH de 9 a 11.5 no tiene efectos notables en la

velocidad de precipitación, pero un pH mayor puede causar la formación

de Zn(OH)2 , este producto tiende a originarse en la superficie de las

partículas de Zn y puede retardar e incluso paralizar la precipitación con

zinc.

•Iones metálicos interferentes: Algunos iones metálicos tienen efectos

negativos en la precipitación con Zn. Los iones más perjudiciales son los

de antimonio y arsénico; cuyas concentraciones < 1 ppm, pueden reducir

la velocidad de precipitación en un 20 %. La presencia de cobre en las

soluciones, por lo general, provoca altos consumos de cianuro y también

decrece la eficiencia de precipitación debido a la pasivación del Zn.

•Influencia de sales de plomo en la precipitación: La presencia de

pequeñas cantidades de plomo en la solución tiene un efecto positivo

sobre la precipitación, Sin embargo si las concentraciones de plomo son

muy altas (> 20 ppm) el consumo de Zn aumenta. En cantidades

mínimas el plomo se precipita como una película metálica delgada sobre

el zinc, creando así, un par galvánico activo, que hace más rápida y

completa la precipitación del oro, con un consumo más bajo de zinc.

Cono de Zinc

La dosificación de zinc se puede aumentar o disminuir de acuerdo a la ley de oro y plata en solución, el zinc en solución ingresa a la linea de precipitación porque es succionado por las bombas verticales.

Cargando el polvo de Zn y Controlando la dosificación

Filtro Prensa

Funcionamiento del Filtro PrensaLa operación del Filtro prensa :La solución a filtrar (en este caso solución cianurada, desaereada y con polvo de Zn) es bombeada a las CAMARAS (A) rodeadas por LONAS filtrantes (B). Al bombear la presión se incrementa y fuerza a la solución a atravesar las lonas, provocando que los sólidos se acumulen y formen una PASTA seca (en este caso es el cemento de oro) (C). El PISTON (D) hidráulico empuja la PLACA de acero (E) contra las PLACAS de polietileno (F) haciendo la prensa. El CABEZAL (G) y el SOPORTE terminal (H) son sostenidos por rieles de las BARRAS de soporte (I), diseñados especialmente.El filtrado pasa a través de las lonas y es dirigido hacia los canales de las placas y PUERTOS de drenado (J)del cabezal para descarga. El queque es fácilmente removido haciendo retroceder el pistón neumático, relajando la presión y separando cada una de las placas, para permitir que la pasta compactada caiga desde la cámara.

Fig. N° 13

Fig. N° 14

Fig. N° 15

Fig. N° 16

CONTROL DE DOSIFICACION DE ZINC EN EL

PROCESO MERRIL CROWE

Ratio de Zn = (Peso de Zn * 60) / (Flujo * (Ley Rica Au + Ley Rica Ag)

Donde:

Peso de Zn: expresado en g/min.

Flujo: expresado en m3/h.

Ley de Au y Ag: expresado en g/m3

CONTROL DE PROCESO

El proceso Merril Crowe dentro de su ventaja incluye la facilidad

de operar y controlar tanto el proceso como la producción, el

control se realiza con el apoyo del laboratorio químico, entre los

instrumentos más utilizados son:

•Flujo metros

•Turbidimetros

•pH metros

•Manómetros (presión, vacio)

•Oximetros

•Analizadores por AA.

Parámetros operativos

Flujo de solución

El flujo de solución rica proveniente de la poza PLS y que ingresa a la planta de

procesamiento se debe mantener constante en todo el proceso de recuperación

por Merril Crowe, tanto así que el flujo de solución barren que sale de la planta

debe ser igual al flujo de solución rica que ingresa a esta planta, este flujo se

mide con el flujo metro que se encuentra al ingreso del clarificador.

Caudal = Flujo = 300m3/h

Muestreo de Soluciones

Se toma muestras de la solución rica para determinar la concentración de Au y

Ag para el balance metalúrgico efectuándose esta medición en el laboratorio

químico, también se analiza la concentración de cianuro libre, el pH y la

concentración de CaO presente en la solución los tres últimos parámetros se

determina en el laboratorio metalúrgico los mismos parámetros se analizan en

la solución barren.

Sólidos en Suspensión

Se miden con el Turbidimetro a la entrada de la planta de procesos, salida del pre

clarificador Hopper, la entrada y salida de los clarificadores.

Los sólidos a la salida del clarificador deben ser < 1 NTU o menor a 4ppm.

Oxigeno

Los niveles de oxigeno disuelto en la solución se miden con el oximetro en ppm, en la

entrada y salida de la torre de desareadora (Crowe). El nivel de oxigeno que ingresa a

dicha torre debe ser reducida al salir de esta torre, en cantidades inapreciables de

oxigeno.

Oxigeno disuelto en la solución a la entrada de la torre = 5 – 6 ppm

Oxigeno disuelto en la solución a la salida de la torre < 1 ppm

Adición de Zin en Polvo

El Zn se adiciona en forma de polvo, en una pequeña tolva de descarga y de allí a un

alimentador de zinc el cual descarga en el cono emulsificador.

.

Adición de Nitrato de Plomo

El nitrato de plomo se presenta en forma de granos, los cuales son vaciados

en una tolva y de allí dirigidos a un tanque agitador, se disuelve el nitrato de

plomo y se adiciona al cono emulsificador en forma líquida.

Adición de anticrustante

El anticrustante se presenta en forma de solución acuosa el cual es adicionado

al tanque de solución barren por medio de una bomba dosificadora.

Tierra diatomácea

Se utiliza como pre-filtro en los filtros clarificadores y los filtros prensa en forma

de lechada preparadas en los tanques de pre capa y tanque de body feed