Soluciones para la industria química de la extracción de oro

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Solución química para la recuperación de oro

La extracción de oro es una de las técnicas químicas más complejas de la industria minera, que requiere seleccionar los materiales adecuados y controlar la tecnología en cada fase de la recuperación. Cada paso del proceso, desde la producción del mineral hasta la extracción del cianuro, pasando por la extracción del carbón, el eluido, la electroobtención y el refinado final, depende del alto rendimiento de los materiales químicos para maximizar el rendimiento del oro, minimizar los costes operativos y cumplir con las normas medioambientales más estrictas. Los socios químicos adecuados no solo ofrecen materiales individuales, sino soluciones consistentes y compatibles con la aplicación a lo largo de todo el flujo de tratamiento del oro.

Diagrama de flujo del proceso de extracción de oro y materiales químicos

Fase 1: Trituración y molienda

Antes de iniciar cualquier tratamiento químico, es necesario triturar y moler el mineral hasta convertirlo en polvo para liberar los gránulos de oro del sustrato y reducir el tamaño de los granos, con el fin de garantizar que el mineral tenga un contacto suficiente con el agente de lixiviación. Esta fase es puramente mecánica, pero los procesos químicos posteriores son muy eficaces para alcanzar el tamaño de molienda adecuado —normalmente entre 75 y 150 micrómetros en los circuitos de lixiviación tradicionales—. La sobremolienda aumenta el coste de la energía y genera un exceso de finos, lo que dificulta la separación de las fases líquidas en las etapas posteriores, mientras que la submolienda mantiene el oro atrapado en la roca intacta, reduciendo el rendimiento total. Por lo tanto, el diseño y control correctos del circuito de molienda son esenciales para optimizar el uso del producto químico y la extracción del oro en las fases siguientes.

Fase 2: Lixiviación con cianuro

Lixiviación convencional (pre-CIP)

En el proceso habitual de cianuración, la pulpa de mineral molido se trata con una solución alcalina (pH 10,5-11,5) en una serie de tanques de agitación para disolver el oro en un complejo soluble de oro y cianuro (Au(CN)₂n). Se introduce oxígeno o aire para mantener la reacción de disolución oxidativa. La duración de la lixiviación suele ser de entre 24 y 48 horas, dependiendo de la mineralogía del mineral, la ley del oro y la tasa de consumo de cianuro. Un control eficaz del pH es crucial: un nivel alcalino insuficiente da lugar a la producción de gas HCN (cianuro de hidrógeno) tóxico, mientras que el exceso de cal eleva el coste del agente y puede provocar que la superficie del metal se vuelva inactiva. La concentración de cianuro, el oxígeno disuelto (OD) y la temperatura son los principales factores para optimizar la dinámica de disolución del oro y la eficiencia global de la lixiviación.

Materiales químicos necesarios:

Pretratamiento por oxidación a presión (POX)

En el caso de los minerales de oro refractarios, en los que el oro se encuentra encerrado en minerales sulfurosos como la pirita o la arsenopirita, la cianuración convencional alcanza una tasa de recuperación inaceptablemente baja. El pretratamiento (POX) se aplica antes de la lixiviación para oxidar la matriz de sulfuro a temperatura y presión elevadas (180–225 °C, 20–35 bar), liberando el oro encapsulado y haciéndolo accesible a la posterior lixiviación con cianuro. Es necesario disolver completamente la pasta de oxidación ácida para poder proceder con el cianuro. Aunque el POX requiere una gran inversión de capital, produce cantidades de oro sustancialmente mayores que otros yacimientos refractarios económicamente viables, y se está utilizando cada vez con más frecuencia a medida que se agotan los yacimientos sueltos de mayor calidad en todo el mundo.

Materiales químicos necesarios:

Pretratamiento por biooxidación (BIOX)

La biooxidación es un método alternativo para el pretratamiento de minerales de oro refractarios que contienen azufre mediante el uso de bacterias acidófilas naturales (principalmente Acidithiobacillus ferrooxidante y Azidithiobacillus tiooxidante) para la oxidación de minerales sulfurados a temperatura media (35-45 °C). El proceso BIOX presenta unos costes de inversión y de energía inferiores a los del proceso POX, lo que lo convierte en una opción atractiva para las minas de minerales refractarios de tamaño medio. Los lodos biooxidados se depuran, se neutralizan y se transfieren al proceso de cianuración convencional. Es necesario un control cuidadoso del pH y la temperatura, así como de los suplementos nutricionales, para garantizar que las bacterias estén activas y que la velocidad de oxidación sea constante a lo largo del ciclo de oxidación biológica.

Materiales químicos necesarios:

Etapa 3: Adsorción de carbono

CCIP (carbono en la pulpa)

En el circuito CIP, una vez finalizada la extracción con cianuro, el carbón activo se introduce en una serie de recipientes de agitación. El carbón fluye en direcciones opuestas hacia el lodo de lixiviación y absorbe gradualmente los complejos de oro y cianuro de la solución a medida que aumenta el tiempo de contacto en la cascada de depósitos. El carbón cargado se filtra del lodo en cada etapa, de modo que el carbón más pesado se desplaza hacia la elución y el carbón nuevo o regenerado queda en la cola. El CIP es un estándar industrial para el tratamiento de minerales de molienda libre, sin pregel. Se ha reconocido que es fácil de operar, escalable y que ofrece un rendimiento constante en una amplia variedad de minerales y leyes de oro.

Materiales químicos necesarios:

Pretratamiento por oxidación a presión (POX)

El proceso CIL consiste en una combinación de extracción y absorción de carbono en un único recipiente, en el que el carbón activo está presente durante todo el proceso de producción con cianuro. Este sistema está especialmente diseñado para minerales pregelificantes, en los que los minerales naturales que contienen carbono presentes en el mineral compiten con el carbón del proceso por la absorción del oro disuelto. Mediante la introducción de carbón activo al mismo tiempo que el cianuro, el carbón de proceso es capaz de competir con los minerales pregelatinizantes y capturar el oro antes de que se pierda irremediablemente. El CIL suele requerir una mayor cantidad de carbón en comparación con el CIP, lo que somete al carbón a condiciones mecánicas más agresivas, por lo que la resistencia al desgaste es especialmente importante a la hora de seleccionar el carbón para aplicaciones CIL.

Materiales químicos necesarios:

CIC (carbono en columna)

El CIC es el método preferido para la absorción de oro en un proceso de lixiviación en pilas, en el que el oro extraído del mineral se bombea a una columna de PAC sólida y compactada. La clarificación de la solución permite un flujo significativamente mayor con un desgaste mínimo del carbón, lo que hace que el CIC sea muy eficaz en grandes cantidades y en yacimientos de baja ley. Los pilares se ejecutan en secuencia —principal, intermedio y de pulido— para garantizar que el oro se capture por completo antes de que la solución residual se devuelva al montón. El CIC requiere un buen rendimiento de flujo del carbón, que sea resistente a la bioincrustación causada por la exposición prolongada a la materia orgánica.

Materiales químicos necesarios:

Etapa 4: Elución (separación)

Desde el circuito de adsorción, el carbón activo se transporta a la torre de elución, donde el compuesto de cianuro de oro se separa de la superficie del carbón y se devuelve a la solución de concentración mediante una solución de cianuro cáustico calentada. Dos de las técnicas de elución más populares son la AARL (ARL), con bandas sucesivas de limpieza con agua y cianuración cáustica a unos 110 grados Celsius, y la ZADRA (en la que la solución de cianuro cáustico fluye continuamente a través de la columna a 90-95 °C). Ambos procesos generan un eluido rico en oro que se dirige a la electroobtención para la recuperación del oro. Es fundamental que la elución sea completa: el carbón despojado de forma incompleta que vuelve al circuito de adsorción lleva consigo un contenido residual de oro que reduce la capacidad efectiva del circuito y suprime directamente la recuperación.

Materiales químicos necesarios:

Etapa 5: Obtención electrolítica

El eluido rico en oro generado durante la elución se trata en celdas de electroobtención, donde una corriente eléctrica continua permite que el oro —junto con la plata y otros metales depositados simultáneamente— se precipite de la solución sobre cátodos de lana de acero. El electrolito agotado (eluato estéril) se devuelve al circuito de elución para su reutilización. Los sedimentos del electrodo positivo con el depósito de oro se recogen periódicamente, se limpian y se envían a la planta de fundición. La eficiencia de la electroobtención depende de la concentración de oro en el eluido, la conductividad de la solución y la temperatura de trabajo. Mantener un entorno de celda limpio y libre de incrustaciones, así como controlar la composición química del electrolito, es crucial para obtener una alta eficiencia de corriente y maximizar la pureza del lodo de oro electrodepositado.

Materiales químicos necesarios:

Etapa 6: Fundición y refinado

Los lodos catódicos auríferos procedentes de la electroobtención se secan, se mezclan con fundentes y se funden en un horno de inducción o de gas a una temperatura de entre 1.100 y 1.200 °C aproximadamente para producir lingotes de doré —una aleación bruta de oro y plata— que se envían a una refinería. La selección del fundente es fundamental: la mezcla de fundentes debe eliminar eficazmente las impurezas de metales comunes, como el hierro, el cobre y el plomo, manteniendo al mismo tiempo una escoria líquida y fácilmente separable. La pureza del doré en esta etapa suele oscilar entre el 60 % y el 95 % de oro, dependiendo de la mineralogía del mineral y de la eficiencia del proceso previo. El refinado final hasta alcanzar un oro de 99,991 % (4N) se lleva a cabo en una refinería específica de metales preciosos mediante cloración (método Miller) o electrólisis (método Wohlwill).

Materiales químicos necesarios:

Etapa 7: Tratamiento de residuos y destrucción del cianuro

El circuito CIP/CIL contiene residuos de cianuro, compuestos de cianuro y microcantidades de metales pesados que deben tratarse antes de su vertido o almacenamiento, de conformidad con la normativa medioambiental. El Código Internacional de Gestión del Cianuro (ICMC) establece criterios generalmente aceptados para el vertido de cianuro. El método INCO SO₂/Aire es el más utilizado para la destrucción del cianuro, ya que oxida el ácido libre y débil (WAD) a una forma menos tóxica de cianuro, y finalmente a nitrógeno y carbonato. También se puede aplicar carbón activo durante la fase de pulido para eliminar los contaminantes orgánicos restantes y los micrometales de las aguas residuales del tratamiento antes de la descarga final.

Materiales químicos necesarios: