Beneficio de oro, plata y cobre
El oro es un elemento químico de número atómico 79, que esta ubicado en el grupo 11 de la tabla periódica. Es un metal precioso blando de color amarillo. Su símbolo es Au (del latín aurum, ‘brillante amanecer’). Es un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable y dúctil.
El oro no reacciona con la mayoría de los productos químicos, pero es sensible y soluble al cianuro, al mercurio y al agua regia, cloro y a la lavandina. Este metal se encuentra normalmente en estado puro, en forma de pepitas y depósitos aluviales. Es un elemento que se crea gracias a las condiciones extremas en el núcleo colapsante de las supernovas.
El oro es sumamente inactivo. Es inalterable por el aire, el calor, la humedad y la mayoría de los agentes químicos, aunque se disuelve en mezclas que contienen cloruros, bromuros o yoduro. También se disuelve en otras mezclas oxidantes, en cianuros alcalinos y en agua regia, una mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico.
En joyería se utilizan diferentes aleaciones de oro alto para obtener diferentes colores, a saber:
Oro amarillo = 1000 g de oro amarillo contienen 750 g de oro, 125 g de plata y 125 g de cobre.
Oro rojo = 1000 g de oro rojo contienen 750 g de oro y 250 g de cobre.
Oro rosa = 1000 g de oro rosa contienen 750 g de oro, 50 g de plata y 200 g de cobre.
Oro blanco = 1000 g de oro blanco contienen 750 g de oro y 160 g de paladio y 90 g de plata.
Oro gris = 1000 g de oro gris contienen 750 g de oro, alrededor de 150 g de níquel y 100 g de cobre.
Oro verde = 1000 g de oro verde contienen 750 g de oro y 250 g de plata.
Oro azul = 1000g de oro azul contienen 750 g de oro y 250 g de hierro.
lixiviación El proceso de lixiviación consiste en exponer el mineral que contiene los valores metálicos (Au y Ag) a una solución capaz de disolver dichos metales en forma selectiva.
El mineral chancado, es colectado sobre una zona impermeable formando una pila de una altura determinada, sobre la que se esparce solución diluida de cianuro, la cual percola a través del mineral disolviendo los metales preciosos.
La cianuración es el proceso electroquímico de disolución del oro, plata y algunos otros componentes que se pueden encontrar en un mineral aurífero, mediante el uso de una solución alcalina de cianuro, que forma aniones complejos de oro, estables en condiciones acuosas. La reacción global corresponde a una reacción heterogénea que incluye 3 fases diferentes: Fase sólida (oro metálico), líquido (agua, sales disueltas de cianuro), gas (oxígeno) La cianuración está controlada por la difusión del cianuro y oxígeno hacia la superficie del oro. El mecanismo de disolución de oro en la solución de cianuro es el siguiente:
-
Absorción de oxígeno en la solución
-
Transporte de cianuro disuelto y oxígeno a la interface sólido líquido
-
Transporte de los reactantes al interior del sólido por poros o canales
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Adsorción del cianuro y oxígeno en la superficie del sólido
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Reacción electroquímica en la superficie
- Desorción del complejo soluble oro-cianuro y otros productos de la reacción Transporte de los productos desde los sitios de reacción hacia la superficie del sólido por poros o canales - Transporte de los productos desde la interfase fluido-sólido hacia la solución
En las plantas que utilizan el proceso de cianuración, las concentraciones normales de cianuro utilizadas están entre 0,3 y 2 g/L (0,03% a 0,2% de cianuro libre). Estos valores se pueden incrementar, en algunos casos hasta valores prohibitivos económicamente, si en las menas se encuentran presentes minerales consumidores de cianuro, como algunos minerales de cobre, hierro, zinc, entre otros. Una alta concentración de oxígeno en la solución, incrementa el ratio de disolución de oro con incremento en la concentración de cianuro.
Una alta concentración de cianuro, incrementará el ratio de reacción con el incremento de la concentración de oxígeno.
El ratio de disolución de oro dependerá del área de la superficie total expuesta en la solución.
Se incrementará el ratio de disolución de oro con la velocidad de remoción.
Efecto del pH sobre la disolución de oro En el proceso de cianuración se usa cal para incrementar el pH; que sirve para neutralizar la acidez del mineral y consecuentemente proteger al cianuro de la descomposición, evitando la formación de gas cianhídrico.
La cal se usa para: Evitar pérdidas de cianuro por hidrólisis. Prevenir pérdidas de cianuro por la acción del anhídrido carbónico del aire. Neutralizar los componentes ácidos tales como sales ferrosas, férricas y el sulfato de magnesio. Descomponer los bicarbonatos del agua antes de su uso en la cianuración. Neutralizar los constituyentes de la mena. Neutralizar los componentes ácidos resultantes de la descomposición de los diferentes minerales de la mena en las soluciones de cianuro. Facilitar el asentamiento de las partículas finas de modo que puedan separarse, la solución rica clara de la mena cianurada.
Métodos de lixiviación La hidrometalurgia del oro presenta varios métodos de lixiviación, entre los que tenemos: a) Lixiviación por agitación b) Lixiviación in-situ
c) Lixiviación en botaderos d) Lixiviación en pilas La selección del método de lixiviación depende de: Características físicas y químicas de la mena. Caracterización mineralógica. Ley de mena. Solubilidad del metal útil en la fase acuosa. Cinética de disolución. Magnitud de tratamiento. Facilidad de operación. Reservas de mineral. Capacidad de procesamiento. Costo de operación y capital.
Rentabilidad.
Electrum AuAg 63% oro y 32% plata y el resto es cuarzo
Rhodita
Aleacion de oro y rodio
AuRh contiene de 34 a 43% de rodio, y no es aceptado como mineral
Plata INTRODUCCION La plata es uno de los minerales de mayor importancia en la actualidad, debido a su explotación, así como sus múltiples aplicaciones, tanto en la industria química o metalúrgica como en la vida diaria.
Es considerado un metal noble por su invulnerabilidad a la oxidación. Entre los que también encontramos al oro (Au), y al platino (Pt). Estos forman el grupo de los metales preciosos.
Es un elemento químico de número atómico 47 situado en el grupo 1b de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Ag (procede del latín: argentum). Es un metal de transición blanco, brillante, blando, dúctil, maleable y es el mejor conductor metálico del calor y la electricidad.
Propiedades Es un metal de color blanco característico, susceptible al pulimento
La plata es el más blando y blanco de todos los metales Tiene una de las más altas conductividades eléctricas de todos los metales, incluso superior a la del cobre.
Minerales de Plata: La plata normalmente se presenta en depósitos minerales asociados con otros como: plomo, cobre, zinc, antimonio y oro. Los minerales de Plata más importantes son los siguientes:
o
Plata nativa:
Ag
o
Andorita:
AgPbSb3S6
o
Argentita:
Ag2S
o
Polibasita:
(Ag2Cu)16Sb2S11
o
Prousita:
Ag3AsS3
o
Estefanita: Ag3SbS4
o
Pirargirita:
o
Querargirita:
o
Miargirita: AgSbS2
Ag3SbS3 AgCl
Andorita
Polibasita
Argentita
Estefanita
Beneficio por amalgamación Hay varios procesos metalúrgicos para extraer la plata de las menas de otros
metales. En el proceso de amalgamación, se añade mercurio líquido a la mena triturada y se forma una amalgama de plata. Después de extraer la amalgama de la mena, se elimina el mercurio por destilación y queda la
plata metálica. En los métodos de lixiviación, se disuelve la plata en una disolución de una sal (normalmente cianuro de sodio) y después se precipita la plata poniendo la disolución en o con zinc o aluminio.
Cobre El cobre, cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
Propiedades físicas del cobre -
Conductividad eléctrica
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Ligeramente magnético
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Conductividad térmica
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Ópticas
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Elasticidad
-
Maleabilidad
-
Ductilidad
Propiedades químicas -
Forma ácidos como el acido sulfúrico
-
Cambia de color con la oxidación
-
Forma sales como el sulfato cúprico
Minerales de cobre -Calcopirita – CuFeS2 - Calcosita – Cu2S -
Covelita – CuS
-
Bornita - Cu5FeS4
-
Turquesa - CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O
Aleaciones - latón- Cu Zn -
Bronce – Cu Sn
-
Alpacas – Cu Ni Zn
Calcopirita
Covelita
Turquesa
calcosita
bornita
Refinación electrolítica El cobre blíster se refina electroquímicamente a un producto de una pureza de 99,99%, que sirve en la industria eléctrica. Por afino a fuego no se puede obtener esta pureza. Cuando el fin del afino al fuego es obtener ánodos de cobre para el proceso electrolítico, tal como sucede cuando el cobre contiene la suficiente cantidad de plata, oro y metales raros que compensen el gasto de su recuperación, el afino se suspende en un momento bastante avanzado. Todo lo que se exige de los ánodos es que sean lisos, uniformes y sobre todo consistentes.
Los ánodos de cobre, relativamente impuros, se sumergen, entre cátodos de cobre puro, en un electrolito compuesto de sulfato de cobre y ácido sulfúrico. Al pasar la corriente continua, el cobre de los ánodos se disuelve y se deposita
sobre los cátodos. Al mismo tiempo que el cobre, se disuelven las impurezas del ánodo que están por encima del cobre en la serie electroquímica, pero estas no se depositan sobre el cátodo. Otras impurezas, tales como el plomo,
selenio, teluro, plata, oro y los metales raros, no se disuelven, por ser más nobles que el cobre, y forman barros.
La aplicación de un potencial eléctrico entre un ánodo de cobre y un cátodo de cobre, ambos sumergidos en una celda que contenga una solución de sulfato de cobre acidificada, origina que tengan lugar las reacciones y procesos siguientes: a) El cobre del ánodo se disuelve electroquímicamente dentro de la solución, con lo que se producen cationes de cobre mas electrones. b) Los electrones producidos por la reacción anterior son conducidos hacia el cátodo a través del circuito y suministro de energía externo c) Los cationes Cu2+ en la solución emigran por difusión y convección hacia el electrodo negativo (cátodo) d) Los electrones y los iones Cu2+ se combinan en la superficie del cátodo para producir cobre metálico que se deposita sobre el mismo.