REFINACION DEL ORO
2.- PROPIEDADES DEL CARBON
4. TERMODINAMICA Y CINETICA DEL PROCESO DE ADSORCION
5.- PROCESOS OPERATIVOS DE ADSORCION:CIC-CIP-CIL
6.- APLICACIONES DEL ISOTERMA FREUNDLICH EN CIRCUITO CIC
7.- CARBON FINO EN LAS ETAPAS DE ADSORCION Y DESORCION
8.- MARCO TEORICO DE LA DESORCION Y ELECTRODEPOSICION ORO
9.- PROCESOS DE DESORCION ZADRA PRESURIZADO Y A.R.R.L
10.- REGENERACION QUIMICA Y TERMICA DEL CARBON
CONTENIDO
Es el proceso en donde el compuesto aurocianuro, en forma de ion
queda en las estructuras y microestructuras (aberturas) de
carbon absorbidos . La adsorción es el proceso mediante el cual las
moléculas de los fluidos se adhieren a la
superficie por fuerzas químicas o fís icas (o una combinación
de ambas). En la adsorción física, las fuerzas van der waals de
bajo nivel dejan las impurezas en la
superficie del carbón. En la adsorcion química utilizando
carbones impregnados, las fuerzas son relativamente fuertes y
ocurren en los lugares impreg nados de la s uperficie.
La adsorción fís ica predomina cuando se utilizan carbones
activados en la purificación de agua, y la eficienc ia del carbón
dependerá de su superficie disponible. La adsorción de elementos
disueltos es compleja, porque en muchos casos la impureza
sólidas y elementos disueltos tienen afinidad por la
superficie carbonos a.
TEORÍA DE LA ADSORCION EN EL CARBON ACTIVADO
S U P
E R F
I C
I E D
E L C
A R B
O N A
C T
I V A
D O
Ion cianuro
de oro
Ion Sodio
Ion Cianuro
Molécula de
carbón activado.
2.El Na+ y Ca2+ son solo adsorbidos cuando el Au(CN)2
- esta presente. Así probablemente son adsorbidos en la capa
difusa
3.Cuando esta presente el Au(CN)2 - adicional
puede ser adsorbido en la capa difusa
-
Proceso por el cual las moléculas de la fase Líquida o gaseosa se
adhieren a la superficie del carbón activado, tanto las superficies
geométricas externas superficie interna de los capilares, las
grietas y los intersticios. La adherencia es gobernada por una
atracción electro-química.
• Mecanismo 1: como aurocianuro Au(CN)2 -, mediante fuerzas
de Van der Walls.
originan dipolos en el ión complejo. • Mecanismo 2: ión
Au(CN)2
- es reducido sobre C.A. como oro metálico dentro de la estructura
del poro.
- .
Tiempo T= t
Sítios de adsorcion
Moléculas de Aurocianuro
El carbón cuando se contacta con una solución que contiene iones
metálicos cianurados, adsorberá estos iones hasta alcanzar un
cierto equilibrio entre la concentración de la especie adsorbida en
el carbón y la que permanece en solución.
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION
PRESENCIA DE IONES EN LA SOLUCION
La capacidad de carga se incrementa con el incremento de cationes
en solución
Ca+2 > Mg+2 > H+ > Li+ > Na+ > K+
El complejo aurocianuro de calcio es el que más fuerte se adhiere
al carbón y el de potacio es el más débil
La capacidad de carga decrece con el incremento en la concentración
de aniones en la solución en el siguiente orden:
CN- > S-2 > SCN- > SO3 -2 > OH- > Cl- > NO3
-
El CN- compite fuertemente para adsorberse en sitios activos del
carbón.
Hg(CN)2 se adsorbe fuertemente, tal como lo hacen los
complejos
aniónicos Au(CN)2 - Ag(CN)2
ACCION DE LOS IONES COBRE
La adsorción se incrementa a medida que el valor del pH y la
concentración del cianuro libre son más bajos. Ej. La carga se
incrementa como el grado de coordinación y la carga en el complejo
aniónico decrece en el siguiente orden:
Cu(CN)2 - > Cu(CN)3
2- > Cu(CN) 4 3-
La capacidad del carbón activado de adsorber varios complejos de
oro sigue la siguiente secuencia:
AuCl4- >Au(CN)2 ->Au(SCN)2
3
CARBÓN ACTIVADO
• El carbón activado es un carbón con una gran área superficial (
> 1000 m2/g ) debido a una estructura íntimamente porosa al cual
se le han eliminado las sustancias volátiles y destruidos algunos
enlaces moleculares.
• Se fabrica calentando materiales orgánicos (carbón de madera,
pepa de melocotón, cascara de coco, etc.) hasta temperaturas de 700
–
1000 °C en una atmosfera controlada, de vapor de agua, dióxido de
carbono y/o oxigeno, eliminando los enlaces débiles.
• Se utiliza ampliamente en la industria para remover color, olor,
sabor de una infinidad de productos, y en la minería para
recuperación de oro.
activado
Nota. La estructura del carbón activado es similar al de grafito,
con la diferencia que se presentan mayor cantidad de espacios
vacíos.
ESTRUCTURA DEL CARBÓN ACTIVADO
POROSIDAD EN LA ESTRUCTURA DEL CARBON ACTIVADO
Área especifica total, m
-
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TIEMP0 (Hr)
% A
u E N
E L C
A R B
O N
CARBON 3ER. USO GRC-20
En la siguiente figura se observa el efecto del tamaño de partícula
del carbón activado con respecto a la cinética de adsorción de oro
para un carbón que tiene la misma área superficial, es aparente que
para el caso de partículas pequeñas el rate de adsorción es
bastante alto en comparación con las partículas
grandes.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TIEMP0 (Hr)
% A
u E N
E L C
A R B
O N
CARBON 3ER. USO GRC-20
18,05%
Sítios de adsorcion
Moléculas de Aurocianuro
El carbón cuando se contacta con una solución que contiene iones
metálicos cianurados, adsorberá estos iones hasta alcanzar un
cierto equilibrio entre la concentración de la especie adsorbida en
el carbón y la que permanece en solución.
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION
• q Es la concentración del oro en el carbón y se expresa
g Au / TM, mg Au / g CA
• C Es la concentración del oro en solución y se expresa
g Au/m3, mg Au / L
Tiempo T= t
EQUILIBRIO CINETICO EN LA ETAPA DE ADSORCION AU -CARBON
ISOTERMAS DE ADSORCION DE LANGMUIR
q = g Au / TMC q máx. = Cantidad máxima de oro cargado sobre el
carbón C = g Au / m3 KL = Constante de Langmuir.
Para encontrar q máx. se grafica 1 / C versus 1 / q
C K qqq L
loglog
X = Cantidad de sustancia adsorbida ( mg, g.) M = Peso del carbón
que se requiere para adsorber X unidades ( g, kg, TM ) C =
Concentración de Au ( g Au / m3 = mg Au / L, ppm ) Kf , n =
Constantes del sistema de adsorción
CINÉTICA DE ADSORCIÓN : ECUACION NICOL-FLEMING
• La velocidad de adsorción de oro sobre el carbón disminuye
exponencialmente con el tiempo
Δ (Au)C = k (Au)stn
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE LANGMUIR EN COLUMNAS DE
ADSORCION
62
1 /
q
( m
g
A u
1/qe
Para = 0.100 ppm q e = 96.60 gr Au
Para = 0.015 ppm q e = 14.49 gr Au
Capacidad de carga en el equilibrio
Real Estimado
1 2.93 3.04 0.34 0.33 2.83
2 1.93 2.00 0.52 0.50 1.86
3 1.26 1.32 0.79 0.76 1.22
4 1.18 1.10 0.85 0.91 1.14
5 1.01 0.94 0.99 1.06 0.98
6 0.73 0.64 1.37 1.57 0.71
7 0.59 0.56 1.69 1.80 0.57
8 0.41 0.41 2.44 2.45 0.40
9 0.29 0.26 3.45 3.82 0.28
10 0.25 0.22 4.00 4.50 0.24
X(gr Au) Peso TM CA X/M C (Au mg/L) X/M
gr Au Cargado Carbon ( M ) gr Au /TM CA Au Sol. mg/L gr Au /TM
CA
1 6076 2 3038 2.93 0.467 3.483 3013
2 3997 2 1998 1.93 0.286 3.301 1939
3 2643 2 1322 1.26 0.100 3.121 1236
4 2193 2 1097 1.18 0.072 3.040 1153
5 1885 2 942 1.01 0.004 2.974 979
6 1274 2 637 0.73 -0.137 2.804 694
7 1113 2 556 0.59 -0.229 2.745 555
8 817 2 408 0.41 -0.387 2.611 378
9 524 2 262 0.29 -0.538 2.418 262
10 444 2 222 0.25 -0.602 2.346 224
Log ( C )Dias Log (X/M)
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN COLUMNAS DE
ADSORCION
q = X/M = 968C 1.056
Capacidad de carga en el equilibrio
64
onde:
M: Masa de carbon (gr) V: volumne de la solucion
X= (Co-C).V K: Cte. expresada como la capacidad de carga cuando C=1
(gr Au/Kg C*)
Co: concentracion inicial de la solucion sintet ica (mg/lt) 1/n:
constante t ipico para cada carbon
C: concent racion residual de oro (mg/lt)
Masa
X Y X2 X*Y
M C log C Log (X/M) log C*log C log C*Log(X/M)
0.05411 4.800 0.6812 1.1699 0.464 0.797
0.13300 4.000 0.6021 1.0803 0.362 0.650
0.30000 2.960 0.4713 0.9445 0.222 0.445
0.40000 2.704 0.4320 0.8597 0.187 0.371
0.50000 2.320 0.3655 0.8169 0.134 0.299
2.5520876 4.8712 1.3689 2.562
b= 0.3882327 K= 2.445
DATOS DE LA PRUEBA
Concentracion Inicial Ag
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Series1
M: Masa de carbon (gr) V: volumne de la solucion
X= (Co-C).V K: Cte. expresada como la capacidad de carga cuando C=1
(gr Au/Kg C*)
Co: concentracion inicial de la solucion sintetica (mg/lt) 1/n:
constante t ipico para cada carbon
C: concentracion residual de oro (mg/lt)
Masa
X Y X2 X*Y
M C log C Log (X/M) log C*log C log C*Log(X/M)
0.10043 3.744 0.5733 1.2667 0.329 0.726
0.20026 2.912 0.4642 1.1278 0.215 0.524
0.27000 2.432 0.3860 1.0694 0.149 0.413
0.40081 1.840 0.2648 0.9722 0.070 0.257
0.50065 1.640 0.2148 0.8982 0.046 0.193
1.9031525 5.3344 0.8094 2.113
b= 0.6974216 K= 4.982
CAPACIDAD DE ADSORCION REACTIVACION QUIMICA
ECUACION FREUNDLICH ECUACION FREUNDLICH LINEALIZADA
DATOS DE LA PRUEBA
Volumen s olucion Rica 1 Litros Concentracion Inicial Au
5.600
y = 0.9706x + 0.6974
R² = 0.9882
Series1
Soluciones ricas pequeños volúmenes de solución, contienen gran
cantidad de plata
Grandes volúmenes de soluciones de baja ley conteniendo
principalmente oro.
Aplicado en CIP, CIC, CIL
Altas cargas de metales preciosos.
Nueva tecnología
Similar al de resinas. Problemas de perdida de solvente
orgánico.
Aplicado en SIP
PROCESOS DE RECUPERACION DE ORO-SOLUCIONES PREGNANT
69
de burbujeo que mantienen el carbón
en suspencion
burbujeo que mantienen el
Sistema de Adsorción en Columnas (CIC) Cía. Minera Santa Rosa
Ley Pregnant : 0.6 ppm Au
Capacidad de Flujo: 160 m3/h
Ley carbón : 2.0 Kg Au /TM
Eficiencia : 98 %
1,200 M3/HR.
VALVULA M ARIPOSA DE6"
CIRCUITO DE ADSORCION CIC PLANTA ADR - 465 M3/Hr.
MINERA COMARSA
TOTAL 19 33000 2050
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr
Meses
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
Ley Au Eficiencia Volumen
Unid
Ley Oro SRL mg Au/L
Dirección del Flujo SRL
Flujo Estimado Volumétrico BV/h
2 h
Numéro de Circuitos No.
Tipo de Desorción
Frecuencia de Desorción días
Tiempo del Ciclo de la Desorción hr
No. de celdas de Electrodeposición No.
Configuración de Celdas
800 x 850
Flujo ascendente
Flujo ascendente
a r b ó n e na r á m e t r os
175
0,65
50
60
2,0
1
Ley soluciòn rica (g/m3) 1.1 1.4 0.3 0.82
Recuperaciòn (%) 97.7 96.2 92.3 96.3
Au producido (onz/dia) 4,300 1,900 450 6,650
Costo ($/onz) 3.34 6.18 4.43 4.23
PLANTAS DE CARBON (CIC) EN MINERA YANACOCHA
Fundi
cion
Solucion de
Carbon pregnant
Soda Caustica
PARAMETROS OPERATIVOS
DIBUJADO :Ing.RICHARD CORSINO GUERRERO
REVISADO :Ing.HERLYALCAZAR DEL CARPIO
CARBON/ TANQUE
CIANURO DESODIO
HIDROXIDO DESODIO
BOMBAS
ELUSION
B3
CALENTADORES
ELECTRICOS
ENFRIADOR
REACTORESDE
(%)
Cabeza 822,055 0.554 7.435 455.32 6,112.04 14,638.90 196,506.6
100.0 100.0
Solución Rica (m3) 2,539 116.038 432.013 294.61 1,096.86 9,472.02
35,264.8 64.7 17.9
Doré 288.17 1,067.46 9,264.73 34,319.7 97.8 97.3
Residuo General 822,054 0.203 6.137 167.16 5,044.58 5,374.18
162,186.9 36.7 82.5
Recuperación Total : 63.3 17.5
78.00
80.00
82.00
84.00
86.00
88.00
90.00
92.00
94.00
96.00
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
EFICIENCIA DE ADSORCIÓN DEL Au
%Eff Sol. Rica Au Sol. Barren Au
Mes Solución Rica (ppm) Solución Pobre (ppm) % Eficiencia
Au Ag Au Ag Au Ag
2011 0.47 3.98 0.08 2.75 82.0% 30.9%
2012
PLANTA LA ZANJA- EFICIENCIA ADSORCION ORO
108
0 12.59 38.38 - -
PH 10.2
Nro.
Alim. 7.72 21.17
ADSORCION CON CARBON ACTIVADO
0
76.22
Tiempo (Horas)
Au Ag
Tiempo (Hrs)
C c ió n . S o lu c ió n (g /m 3 )
Au Ag
Horas
C c ió n . S o lu c ió n (g /m 3 )
Au
Ag
Cu
Fe
C-1
VOLUMEN DE ADSORCION 254.03 m3_ 27.24
V LVULA MARIPOSADE 8''
MAN METRO DE 0-60PSI
CIRCUITO N ° 3
SOLUCIÓN BARREN
160m3 /h
DSM 20MESH
SOLUCIÓN PREGNANT
MAN METRO DE 0-60PSI
MAN METRO DE 0-60PSI
V LVULA MARIPOSADE 6''
122
Circuito Nº 1 Peso Solucion Rica Ley Sol. Ley Sol. Carga Au Ley
Sol. Carga Au
Columna Carbon (Kg) ( m /dia ) Inicial ( ppm ) Final ( ppm ) gr /
TMC C X /M
C - 1 2,000 4,117 0.614 0.412 416 0.412 416 -0.385 2.619
C - 2 2,000 4,117 0.614 0.208 418 0.208 418 -0.682 2.621
C - 3 2,000 4,117 0.614 0.093 357 0.093 357 -1.032 2.553
C - 4 2,000 4,117 0.614 0.05 290 0.05 290 -1.301 2.463
C - 5 2,000 4,117 0.614 0.021 244 0.021 244 -1.678 2.388
Log ( C ) Log ( X /M )
y = 0.193x + 2 .725
L o g
( X
/ M
)
X /
M
C ( g / m3 )
ISOTERMA DE FREUNDLICH
Freundlich Columna N ro 1 Columna N ro 2 Columna N ro 3 Columna N
ro 4 Columna N ro 5 Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) 0.412 0.208 0.093 0.05 0.021 0.015
q = X / M ( estimado ) 447 392 336 298 252 236
NUMERO DE COLUMNAS - 4117 m3/dia
CIRCUITO DE COLUMNAS NRO 1
qe = X / M = 545 C 0.186
Freundlich Columna N ro 1 Columna N ro 2 Columna N ro 3 Columna N
ro 4 Columna N ro 5 Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) 0.407 0.227 0.108 0.037 0.021 0.015
q = X / M ( estimado ) 461 413 360 295 265 249
NUMERO DE COLUMNAS - 4243 m3/dia
Circuito Nº 1 Peso Solucion Rica Ley Sol. Ley Sol. Carga Au Ley
Sol. Carga Au
Columna Carbon (Kg) ( m /dia ) Inicial ( ppm ) Final ( ppm ) gr /
TMC C X /M
C - 6 2,000 4,243 0.620 0.407 452 0.407 452 -0.390 2.655
C - 7 2,000 4,243 0.620 0.227 417 0.227 417 -0.644 2.620
C - 8 2,000 4,243 0.620 0.108 362 0.108 362 -0.967 2.559
C - 9 2,000 4,243 0.620 0.037 309 0.037 309 -1.432 2.490
C - 10 2,000 4,243 0.620 0.021 254 0.021 254 -1.678 2.405
Log ( C ) Log ( X /M )
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN EL CIRCUITO Nro 2
y = 0.186x + 2 .736
L o g
( X
/ M
)
X /
M
124
Circuito Nº 1 Peso Solucion Rica Ley Sol. Ley Sol. Carga Au Ley
Sol. Carga Au
Columna Carbon (Kg) ( m /dia ) Inicial ( ppm ) Final ( ppm ) gr /
TMC C X /M
C - 11 2,000 4,320 0.600 0.225 810 0.225 810 -0.648 2.908
C - 12 2,000 4,320 0.600 0.087 554 0.087 554 -1.060 2.744
C - 13 2,000 4,320 0.600 0.045 400 0.045 400 -1.347 2.602
C - 14 2,000 4,320 0.600 0.036 305 0.036 305 -1.444 2.484
C - 15 2,000 4,320 0.600 0.020 251 0.02 251 -1.699 2.399
APLICACIÓN DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH EN EL CIRCUITO CIRCUITO Nro
3
Log ( C ) Log ( X /M )
qe = X / M = 1770 C 0.501
y = 0.501x + 3.248
R² = 0.979
L o g
X /
M
C ( g / m3 )
ISOTERMA DE FREUNDLICH
Freundlich Columna N ro 1 Columna N ro 2 Columna N ro 3 Columna N
ro 4 Columna N ro 5 Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) 0.225 0.087 0.045 0.036 0.020 0.015
q = X / M ( estimado ) 838 521 374 335 249 216
NUMERO DE COLUMNAS - 4320 m3/dia
CIRCUITO COLUMNAS NRO 3
Freundlich Columna N ro 1 Columna N ro 2 Columna N ro 3 Columna N
ro 4 Columna N ro 5 Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) 0.412 0.208 0.093 0.05 0.021 0.02
q = X / M ( estimado ) 447 392 336 298 252 236
NUMERO DE COLUMNAS - 4117 m3/dia
Freundlich Columna N ro 1 Columna N ro 2 Columna N ro 3 Columna N
ro 4 Columna N ro 5 Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) 0.407 0.227 0.108 0.037 0.021 0.015
q = X / M ( estimado ) 461 413 360 295 265 249
NUMERO DE COLUMNAS - 4243 m3/dia
CIRCUITO N° 1 = 236 gr/dia CIRCUITO N ° 2 = 249 gr/dia CIRCUITO N °
3 = 216 gr/dia TOTAL = 701 gr/dia
Incremento de Au Mensual = 21,030 gr = 676.13 onzas
Freundlich Columna N ro 1 Columna N ro 2 Columna N ro 3 Columna N
ro 4 Columna N ro 5 Columna N ro 6
Sol. Pobre ( C ) 0.225 0.087 0.045 0.036 0.020 0.015
q = X / M ( estimado ) 838 521 374 335 249 216
NUMERO DE COLUMNAS - 4320 m3/dia
126
EFICIENCIA DE ADSORCION EN CARBONES DESORBIDO, RQ, RT vs CARBON
NUEVO
CA Desorvido CA RQ CA RT CA NUEVO
% Rec. Au % Rec. Au % Rec. Au % Rec. Au
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.25 9.48 25.85 31.62 45.37
0.50 12.69 39.98 48.05 66.18
1.00 19.82 52.29 58.71 76.67
2.00 27.61 57.91 67.49 84.88
4.00 47.39 63.72 73.25 89.98
6.00 63.38 67.76 82.59 93.14
Tiempo
% d
e A d s
o r c
i o n d
e O r o
Tiempo ( min )
EFICIENCIA DE ADSORCION DEL ORO
Las isotermas de adsorción nos permiten predecir la cantidad de oro
en el carbón, es decir, que para una determinada concentración de
oro en equilibrio, habrá una capacidad de carga que corresponda a
una cantidad de carbón. Con la aplicación de IF en el circuito CIC
es posible predecir
un estimado de la cantidad de oro que se va cargar en las columnas
y la cantidad estimada de oro que se puede cargar si se aumenta una
columnas mas. Para incrementar la eficiencia de adsorción los
carbones
deben ser reactivados químicamente y térmicamente. En el proceso de
reactivación química del carbón se eliminan
los carbonatos y precipitados de calcio en la superficie interior
del carbon. En el proceso de reactivación térmica a temperaturas de
650
° C se eliminan los compuestos organicos que adsorbió el carbon y
se restituyen los sitios activos, alcanzando propiedades similares
al carbon nuevo.
CONCLUSIONES DE LA APLICACIÓN DE LOS ISOTERMAS DE ADSORCION
DISEÑO DEL SISTEMA DE LECHO FLUIDIZADO CARBÓN ACTIVADO
Para el diseño del lecho o capa fluidizada de carbón activado, se
debe
considerar las siguientes variables:
-Velocidad de entrada de la solución a la columna de carbon
-Producción promedio de metales preciosos por día.
-Cantidad máxima de oro que es adsorbida sobre el carbón.
-El tamaño de las partículas de carbón empleado para el
proceso.
En operaciones a nivel industrial, con carbón nuevo se tiene una
adsorcion
de 10 a 20 Kg. de oro por tonelada métrica de carbon activado.Esto
dependera
de las propiedades de adsorcion de carbon ,flujo de
adsorcion,contenido de
de oro de la solucion rica, etc.
La solución rica proveniente de la lixiviación se bombea hacia
arriba a
través de una cama de carbón activado a una velocidad suficiente
para
mantener el lecho del carbón suspendido en la corriente de solucion
rica
y sin que salga fuera del sistema.
[Au]eq mg/L
Las perdidas mas importantes se presentan:
1.- Carbón – Carbón
Atrición en la solución (adsorción , elusión, lavados
ácidos).
2.- Carbón-acero Atrición en el sistema seco ( durante la
reactivación térmica,
transferencias de los depósitos de carbón).
3.- Carbón-acero-solución
4.- Choque térmico. Quebraduras durante la reactivación térmica y
templado (quenching)
5.- Choque químico.
Las perdidas de carbón por atrición varia de planta a planta,
dependiendo de las condiciones del proceso aplicado (ratios de
tratamiento, velocidad de transferencia de carbón, tipo del sistema
de adsorción , etc ..), los tipos de equipos usados
(especialmente las bombas de transferencia de carbón) y el tipo de
carbón.
Se han hecho considerables esfuerzos para encontrar y establecer
donde ocurre las mas grandes perdidas, pero cuantificar estas
perdidas es difícil porque la perdida de carbón se lleva a cabo en
cada unidad del proceso y se distribuye aproximadamente como
sigue:
• Mezclado del circuito de Adsorción …………..……..........45 % •
Inter-etapas de transferencia de carbón …….......….........4
% • Elusión (incluido la transferencia para la
regeneración) ……... 6 % • Regeneración (Incluido quenching y
separación final ) ……....45 %
DISTRIBUCION DE PERDIDAS DE CARBON FINO EN PROCESO
SISTEMA DE CAPTURA DE FINOS CARBON)
• Cada tren cuenta con una zaranda (malla 100 ) ubicada después de
la última columna, teniendo como objetivo retener el carbón
fino/grueso que contiene la solución barren, esta solución pobre en
contenido de oro es enviada nuevamente al PAD de lixiviación.
• En la línea de envío de solución barren al PAD se tiene una
batería de filtros (tipo tornado de 6” malla 60 ) a fin de
recuperar todo el carbón fino/grueso que pueda pasar por las
zarandas (mala operación, soltura de mallas, rotura de mallas,
etc ) y garantizar que este carbón no llegue al PAD.
• Zarandas previos a los procesos de desorción, lavado acido y R.
termica.
% Pérdida de masa
Pérdida total 1.11 250.00 11.111 100.00
FUENTES DE GENERACIÓN DE CARBÓN FINO
• C. activado nuevo con rango de tamaño de partícula: - 3,35 mm +
1,70 mm. Desde su ingreso al proceso se fractura o atriciona.
Pruebas realizadas en la planta de procesos Y. N. indican que 4 -6
% en peso del carbón activado nuevo es menor al tamaño de malla
deseado, por lo que se realiza un lavado previo a su ingreso en un
tanque de atrición o rozamiento.
• El C. A. transferido del circuito de adsorción al de desorción es
clasificado en una malla de corte de 0.85 mm. El carbón continuará
reduciéndo en tamaño conforme es tratado en los circuitos de
desorción y regeneración, cada transferencia ocasiona la abrasión
del carbón. Finalmente, todo carbón fino es separado.
• La cantidad de carbón fino que genera cada operación unitaria
individual es muy difícil de medir debido a que el cambio en tamaño
es mínimo. Sin embargo, se ha podido identificar 2 fuentes
importantes de generación de carbón fino:
• Atrición por bombas y tuberías (desorción a adsorción). •
Atrición durante la regeneración térmica.
• Actualmente la planta de columnas de carbón de Yanacocha Norte
genera entre 5 a 7 toneladas de carbón fino mensualmente.
ADSORCION
C. Calc. 100
Granulometria -40 # (%) 2 65
• Se realizarón cambios en algunas líneas de transferencia.
• Modificación en línea de ingreso ( para carbón fino ) en el
reactor de desorción.
• Se instalo equipos de filtración.
• Se acondiciona malla superior a la tolva de alimentación (tanque
de carbón nuevo), para evitar el ingreso de materiales
extraños.
• Se realizaron nuevos procedimientos para, operación, descarga,
muestreo y trasladó de carbón fino.
FILTRO MANGA
PRUEBAS DE DESORCION DE CARBON FINO
En base a investigaciones metalurgicas Se trabajo con adiciones de
130 Kg y
260 Kg de NaCN por lote respectivamente, en resumen se presenta
los
resultados de nueve lotes.
Au Ag Hg Cu
% Recuperación 96,8 % 97,6% 78,5% 89,0%
Au Ag Hg Cu
% Recuperación 84,9% 86,2% 54,3% 85,6%
130 Kg NaCN
Los problemas operativos durante la etapa de desorción
fueron:
Carbon fino recuperado-Filtro manga Recirc.
DESORCION DE CARBON FINOS-RESULTADOS OBTENIDOS
De la operación normal de la desorción de carbón fino fresco
(recién recolectado de los equipos de clasificación existentes en
la planta CIC ), Se obtuvieron :
C. Normal C. Fino
Recuperación Au (%) 98 96.3
Recuperación Ag (%) 97 97.8
Cianuro de Sodio (Kg/batch) 50 96-120
Temperatura (°C) 120-135 130
Presión (PSI) 45 45
CONCLUSIONES - OPERACIÓN CARBON FINO • La eficiencia de desorción
para este método es superior al 95%.
• De los resultados obtenidos en la investigación para recuperar
oro del carbón activado fino , se ha estandarizado como parte de la
operación normal.
• El incremento de cianuro de sodio permite incrementar la
eficiencia de desorción de oro del carbón fino.
• Este aumento en la fuerza de cianuro de la solución de desorción
del carbón fino (mas de 300 ppm de CN- en la solución rica) no
interfiere en la operación normal de las plantas que suceden a la
Planta de carbón activado, tales como la planta Merrill Crowe y
Planta de Tratamiento de aguas de excesos, debido a la cantidad de
solución rica que se envía (cerca de 50 m3, a un ratio de 5 m3/hr
por lote de carbón desorbido) en comparación al flujo que trata la
planta de Merrill Crowe (mas de 2500m3/hr a una concentración de 30
ppm CN-).
ELECTRODEPOSICION DEL ORO
DESORCION O ELUCION DEL ORO
El sistema de desorción es un fenómeno de transferencia de masa
inverso a la adsorción. Es decir la sustancia que ha sido adsorbida
en el carbón es extraída por medio de una solución, que atraviesa
el lecho de carbón cargado en un reactor especialmente construido
para el proceso.
C nNanNa n
VARIABLES DE LA DESORCION DEL ORO
La extracción del oro y plata adsorbidos del carbón activado
cargado es análoga a la lixiviación tanto del oro como la plata a
partir de sus minerales. En el circuito de desorción
(stripp ), las condiciones son mas agresivas, la
concentraciones de las soluciones son mayores y las temperaturas
son mas elevadas con la finalidad de acelerar el proceso de
desorción.
1.- Temperatura y presión
2.- Concentración de Cianuro
7.- Concentración de Oro en el eluyente
8.- Procedimientos de desorción
POTENCIAL REQUERIDO Y CAIDA DE POTENCIAL EN UNA CELDA EW -Au
POTENCIALES EN LA ELECTRODEPOSICION DEL ORO
VARIACION DE LA LEY DE ORO EN LA CELDA
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
TIEMPO (Hrs)
L E Y
D E O
R O
( p p m
)
Ley de ingreso Au
Ley de salida Au
CONCENTRAC ION DE ORO
HIDRODINAMICA DEL ELECTROLITO
El grado de mezcla, el flujo y como llegen al ANODO y
CATODOS.
Forma del electrodo
MINERA COMARSA
PLANTA ADR-COMARSA
PROCESO DE ELECTRODEPOSICION - COMARSA
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
TIEMPO (Hrs)
L E Y D E O R O (p p m )
Ley de ingreso Au
Ley de salida Au
TIEMPO (Horas)
Au Ag
CINETICA DE DISOLUCION
Tiempo (Horas)
Au Ag
Tiempo (Horas)
C o n c e n tr a c ió n
(g r /m 3 )
0
76.22
Tiempo (Horas)
Au Ag
SISTEMAS DE DESORCION O ELUCION DEL ORO
Comercialmente se usan diversos métodos para recuperar el oro y la
plata del carbón activado cargado durante los procesos de
Adsorción. Los principales son:
OBJETIVOS • Recuperar la mayor cantidad de valores metálicos
cargados a partir de la
solución desorbida en un volumen tan pequeño como sea posible. •
Producir una solución impregnada con el tenor mas alto de los
metales preciosos. • Dejar la menor cantidad de oro y plata posible
en el carbón después de la
desorción. • Dejar el carbón listo para retornar al sistema de
adsorción. • Operar con seguridad y en forma económica en el
desarrollo industrial
1.- El Proceso atmosférico ZADRA.
2.- El Proceso de Extracción con Alcohol.
3.- El Proceso Zadra Presurizado.
4.- El Proceso Anglo Americano (AARL).
PROCESOS DE DESORCION DEL ORO – CARBON PREGNANT
- Temperatura : 85 - 95ºC
- Presión : 1 atm.
- Temperatura : 70 - 80ºC
- Temperatura : 120 - 130ºC
- Pre-acondicionamiento
Tiempo : 30 min.
Velocidad : 3 lechos de volumen /hr
Temperatura : 130 ºC
METODO REMOJO PREVIO SOLUCION TEMP. ( C) PRESION (kPa) TIEMPO (Hr)
RECIRC. DESDE EW
ZADRA No 1 % NaOH 95 - 100 100 30 - 48
Z/PRESION No 0.1 - 0.2 % NaCN 135 500 8 - 12 COMPLETA CON
1 % NaOH RECICLAJE CONTINUO
Z/ALCOHOL No 0.1 - 0.2 % NaCN 80 100 6 - 10 DEL ELUIDO
10-20% Alc.Etílico/H20
AARL 5 % NaCN Agua Desionizada 95 - 100 100 8 - 12 NO PERMITE
AA/PRESION 2 % NaOH Agua Desionizada 110 200 6 - 8
RECIRCULACION
80 % Acetonitrilo 40 % CH3CN en H2O 25 100 10 - 13 COMPLETA
CON
SOLVENTE (CH3CN) 1 % NaCN 70 100 10 RECICLAJE CONTINUO
en 20 % H20 0.2 % NaOH 70 100 4 - 5 DEL ELUIDO
CONDICIONES DE OPERACIÓN EN LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION DE ORO
DESDE CARBONES ACTIVADOS
SISTEMAS DE DESORCION- CONDICIONES OPERATIVAS
C. Procedimiento Zadra con alcohol
El método con solución alcalina de alcohol fue investigado por el
U.S. Bureau of Mines a fin de mejorar las tasas de desorción de oro
y plata. Emplea como base el mismo circuito de desorción y
electro-obtención simultánea y la misma solución 1 % NaOH + 0,1%
NaCN, a la cual se le agrega un 20% en volumen de metanol o de
etanol (preferentemente este último), alcanzándose una alta
eficiencia al cabo de sólo 6 horas en una operación a 80°C y a
presión atmosférica. El efecto de la adición del etanol se observa
en la siguiente figura.
PROCESO DE DESORCION: ZADRA CON ALCOHOL
Sistema de Desorción con Alcohol Mina La Virgen – Cia. Minera
San Simón
Ley Carbón : 3.8 Kg Au/TM
Alcohol : 20 %
NaOH : 1%
Sistema de Desorción con Alcohol Mina La Virgen – Cia. Minera
San Simón
Ley Carbón : 3.8 Kg Au/TM
Alcohol : 20 %
NaOH : 1%
MINERA COMARSA
NUMERO DE CIRCUITO
NUMERO DE COLUMNAS
EVALUACION DEL PROCESO DE DESORCION Y ELECTRODEPOSICION
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
TIEMPO (Hrs)
L E Y D E O R O (p p m )
Ley de ingreso Au
Ley de salida Au
(80
B. Procedimiento Zadra presurizado
La versión presurizada del procedimiento Zadra surgió como una
necesidad para reducir los tiempos requeridos en el sistema a
presión atmosférica, a raíz de la alta dependencia encontrada de la
desorción con la temperatura.
El circuito es el mismo que el anterior, excepto que la operación
se lleva a cabo en una columna presurizada a 135 - 140°C y a una
presión de 350 a 550 kPa (50-80 psi) con lo cual se logra una
eficiente elución del oro al cabo de 8-12 horas. Esto se puede
observar en la siguiente figura.
PROCESO ZADRA PRESURIZADO: PROCEDIMIENTO
• 03 Intercambiadores de Calor
B) Parámetros Operativos
• Concentración de NaCN < 0.05%
• Temperatura de 130ºC
• Flujo de 20 m3/hr
• Flujo de 10 m3/hr cada uno
• Temperatura 70 ºC
CARBON CARGADO AGITADOR DE SOLUCION
CAUSTICA
AIRE
SOLUCION BARREN
C A P
A C
I D A
D 6 T
1 3 0
2 0
70ºC
Sistema de Desorción a Presión para 6 TM de carbón Cía. Minera
Santa Rosa
Ley Carbón : 2.0 Kg Au/TM
Tiempo proceso : 12 horas
C-1) Celdas Electrolíticas :
C-2) Reactor :
- Tiempo : 10 – 12 hrs.
Lado caliente Lado Frío
PROCESO ZADRA PRESURIZADO
Lado caliente Lado Frío
- Intercambiador terciario : Caudal : 20 m3/h
Lado caliente Lado Frío
Entra : Solución pregnant (94ºC) Solución barren (18ºC)
Sale : Solución barren ( 57ºC) Solución pregnant (63ºC)
C-4) Filtro de Prensa de Placas y Marcos a Volumen constante
Flujo : 5 m3/h
Presión de inyección de lodos : 40 - 80 psi
PROCESO ZADRA PRESURIZADO
COSTO DE DESORCION CON ALCOHOL
(Desorción con alcohol con 2 reactores de 2 TM de carbón c/u)
DESCRIPCION US$/TM CARBÓN %
Insumos y Energia 300 100.00
Para desorber 180 TM de carbón al mes se necesita US$ 54,000
DESCRIPCION US$/TM CARBÓN %
Insumos y Energia 191.8 100.00
Para desorber 180 TM de carbón al mes se necesita US$ 34,524
COSTO DE DESORCION A PRESION
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Tiempo (hr)
SP-1
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Tiempo (hr)
SP-1
0
50
100
150
200
250
300
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Tiempo (hr)
L e y d e o ro (p p m )
SP-1
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Tiempo (hr)
L e y d
e o r o
( p p m
)
SP-1
0
20
40
60
80
100
Tiempo (Horas)
Au Ag
Ventajas de la Desorción a Presión
• Reducción en el tiempo de desorción de 24 Hr. A 15 Hr.
• Mejorar la eficiencia de desorción de 92% a 96%.
• Reducir el inventario de oro en el carbón desorbido
• Incrementar la carga de oro en la adsorción sin afectar su
eficiencia
• Reducir los costos operativos significativamente en el proceso de
desorción.
• Tener tiempo suficiente para realizar el mantenimiento del
equipo
1. Relativa simplicidad 1. Cinética muy lenta
2. Bajo costo de capital 2. Alto inventario de oro en el
circuito
3. Bajo consumo de reactivos 3. Descarte periódico de solución para
control de impurezas
4. Alto consumo de energía por duración
ZADRA (presurizado)
1. Cinética más rápida 1. Mayor costo de capital
2. Menor inventario de oro en el circuito 2. Mayor costo de
operación por presión
3. Bajo consumo de reactivos 3. Uso de temperatura y presión
elevados
4. Descarte periódico de solución para control de impurezas
ZADRA CON ALCOHOL
1. Cinética más rápida 1. Riesgo de incendio obliga a mayores
precauciones
2. Menor temperatura de trabajo y pesión atmosférica 2. Mayor costo
de operación por alcohol
3. Menor inventario de oro en el c ircuito 3. Sistema de
recuperación del alcohol evaporado
4. Descarte periódico de solución para control de impurezas
ANGLO AMERICAN (AARL)
1. Cinética más rápida / Extrema en caso de presurizaci 1. Mayor
costo de capital / Especial en versión presurizada
2. Bajo inventario de oro en el circuito 2. Requiere agua
desmineralizada de alta calidad
3. Alta eficiencia y alta concentración de oro en eluido 3. Uso de
temperatura y presión relativamente elevados
4. Circuito abierto sin descarte solución por impurezas 4. Circuito
es mas complejo
5. Aprovecha el eluyente de reciclo en la lixiviación
6. Puede operar a presión atmosférica
SOLVENTE (acetonitrilo)
1. Cinética rápida, similar a la de Anglo American 1. Uso de
solvente orgánico con riesgo de incendio
2. Bajo inventario de oro en el circuito 2. Contaminación del
carbón con solvente orgánico
3. Alta concentración de oro en el eluido 3. Obliga a reactivación
térmica y con vapor cada ciclo
4. Aprovecha el eluyente de reciclo 4. Mayor costo de operación por
un reactivo mas caro
5. Baja temperatura y presión 5. Probado solo a escala pequeña,
riesgo al escalar
VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE LOS PROCEDIMIENTOS DE DESORCION
TEMPERATURA (°C).
• Lavado acido
Recuperacion de reextraccion ( )98-99
Filtro de lavado ácido
Tanque Transferencia de agua
Fluido termal
Filtro de lavado ácido
Tanque Transferencia de agua
Fluido termal
agua
Filtro de lavado ácido
Tanque Transferencia de agua
Fluido termal
1. Tiempo corto de reextracción y alto grado de solución de
elución,
permite mas de una reextracción por dia.
2. Lavado ácido en el reactor de reextracción, evita una etapa
de
transporte adicional de carbon y la subsecuente atricción del
carbón.
3. Temperatura y presión moderada, minimiza los costos de
operación
4. M uy uena reextracción.
5. La solución de reextración sera adicionada al c ircuito
existente de
precipitacion de zinc.
sofisticada para operar automaticamente.
2. Tanque sofisticado si se efectua un lavado ácido a alta
temperatura
en el mismo reactor.
3. Requiere buena calidad de agua para una elucion efic iente,
es
sencible a la presencia de calcio y magnesio.
4. La solución de reextracción no puede ser recic lada.
PROCESO ANGLOMERICANO A.A.R.L)
Contaminantes Reactivación
Fe2O3 Lavado ácido en caliente
CuCN Lavado ácido y desorción
Orgánicos Reactivación térmica
Esta parte de la operación corresponde a las etapas de tratamiento
del carbón activado, con el objetivo de devolverle sus propiedades
físicas originales con el fin de poder usarlo nuevamente en el
proceso.
Con el Lavado ácido, se remueve los carbonatos adheridos a la
superficie del carbón producto de la dureza del agua y de la cal
que se usa en el proceso, obstruyendo los poros
intergranulares.
Para atenuar este efecto se utiliza solución diluida de ácido
clorhídrico o ácido nítrico al 5%, ingresando la solución en
contracorriente al lecho de carbón activado. Posterior a este
lavado, se enjuaga con abundante agua fresca para neutralizar los
remanentes del ácido.
REGENERACION QUIMICA DEL CARBON PREGNANT
RECIRCULACION
QUIMICA Y NEUTRALIZACION
REACTIVACION QUIMICA. A POZA
MINERA COMARSA
REGENERACION TERMICA DEL CARBON PREGNANT Consiste en pasar el
carbón activado por un horno a una temperatura de 800 ºC, para
devolverle sus propiedades fisicas y poder reutilizarlo en el
proceso. A esta temperatura, cualquier indicio de carbonato
restante se transforma en gas CO2.
Actualmente, en algunas minas del país, están utilizando el Horno
eléctrico, marca Minfurn de procedencia Sudafricana, de tipo
Vertical, logrando pasar hasta 125 Kg/h. de carbón.
Tanque apagado de Carbón
Scrubber (limpiado r)
Eliminador de gases
Calentador de aire
Stack
Seal pot (lugar sellado)
Calidades de CarbónActivado
t (horas)
El carbón eluido de los reactores de desorcion, es enviado reactor
por reactor a la zaranda de clasificación(la bomba de transvase o
envió tiene una capacidad de envió de 27,3 m3/h),donde el carbón
retenido ingresa al horno de reactivación química (600°C) para su
regeneración térmica(eliminación de orgánicos) y el carbón
pasante(fino) cae al tanque de carbón fino. La capacidad del horno
rotatorio es de 3 TM/día, tomándose 02 días para regenerar las 06
TM de carbón eluido, el carbón fino es bombeado y filtrado en el
filtro prensa del circuito, esta etapa concluye con el
secado-cosecha y ensacado del carbón fino para tratamiento
metalúrgico posterior.El carbón
CIRCUITO DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON-PUCAMARCA
2 0
Carbón fino
MINERA COMARSA
CIRCUITO DE REGENERACION TERMICA DEL CARBON-COMARSA
0 0 0 0 0
20 37.06 13.22 34.41 15.77
40 62.32 24.26 56.44 26.48
60 75.58 29.14 70.21 35.04
80 84.87 36.96 78.27 43.47
100 89.99 45.67 84.71 49.87
% REACT. 100 (*) 50.75 94.13 55.42
(*) Se considera el carbon virgen GRC - 20 como el 100% de
adsorcion
para efectos de comparacion con los carbones reactivados
GRC - 20 = Carbon virgen, Marca Calgon GRC - 20
RT - SR = Carbon sin reactivar (agotado)
RT - H = Carbon reactivado emfriado en agua: V = 375, A = 50
RT - MA = Carbon reactivado emfriado a medio ambiente: V = 375, A =
50
RT - AR = Carbon antes de reactivar.
RT - R = Carbon despues de reactivar: V = 371, A = 52
PRUEBAS DE ADSORCION :CARBON NUEVOvs CARBON REGENERADO
REACTIVACION TERMICA RT-1
TIEMPO (min)
%
A u E N L A A D S O R C IO N
GRC-20 (100%)
RT-1AR (50,75%)
RT-1R (94.13%)
REACTIVACION TERMICA RT-2
TIEMPO (min)
%
A u E N L A A D S O R C IO N
GRC-20 (100%)
RT-2AR (55,42%)
RT-2R (94,89%)
El consumo de energía eléctrica del horno de reactivación es de
1.13 Kw- Hr/Kg de carbón activado. El costo de regeneración térmica
es de 0.2 US$/Kg. De carbón reactivado, comparado con el uso del
carbón nuevo que cuesta alrededor de 3.5 US$/kg de carbón. El
enfriamiento del carbón activado térmicamente se realiza por
inmersión en agua, para ello se realizaron pruebas los resultados
se muestran en el cuadro y graficos siguientes, para efectos de
comparación se asume un carbón GRC-20 virgen 100 % de eficiencia de
reactivación.
MINUT. GRC- 20 RT- SR RT-1MA RT-1H RT- 4MA RT- 4H
0 0 0 0 0 0 0
20 37.06 15.55 30.28 40.88 30.07 35.78
40 62.32 24.71 46.93 59.69 56.52 64.13
60 75.58 32.66 57.49 73.14 69.37 73.19
80 84.87 40.50 65.93 82.24 79.24 81.57
100 89.99 51.33 73.06 88.87 85.41 87.58
% REACT. 100 (*) 57.04 81.19 98.76 94.91 97.32
PRUEBAS DE LA VELOCIDAD DE ADSORCION DESPUES DE LA REGENERACION
TERMICA DEL CARBON Y SU ENFRIAMIENTO
REACTUIVACION TERMICA RT -1
V = 375 A = 50
TIEMPO (min)
%
A u E N L A A D S O R C IO N
GRC-20 (100%)
RT-SR (57.04%)
RT-1MA (81.19%)
RT-1H (98.76%)
REACTUIVACION TERMICA RT -2
V = 375 A = 50
TIEMPO (min)
%
A u E N L A A D S O R C IO N
GRC-20 (100%)
RT-SR (57.04%)
RT-1MA (94.91%)
RT-1H (97.32%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TIEMP0 (Hr)
% A
u E N
E L C
A R B
O N
CARBON 3ER. USO GRC-20