Lixiviación en metalurgia y en la recuperación de metales

//Lixiviación en metalurgia y en la recuperación de metales

El té y la recuperación de metales: una comparación fuera de lo común

¿En qué se parecen, una taza de té matutina y una planta de recuperación de metales? En muy pocas cosas, ¡eso es lo que usted esperaría! Sin embargo, aquí es donde se equivoca. La sencilla acción de preparar té es, de hecho, muy similar al proceso de lixiviación en la recuperación de metales.

Aunque mi comparación puede a causar escepticismo, le aseguro que puedo explicar lo que quiero decir. La lixiviación, por definición, es el proceso de extraer una sustancia de un material sólido, después de haber estado en contacto con un líquido. La sustancia que se extrae del sólido lo hace al llegar a la solución, una en la que es soluble.

Este proceso puede equipararse a los remolinos oscuros que usted ve que comienzan a llenar su taza mientras vierte agua caliente sobre la bolsa de té. A medida que el agua se vierte sobre el té, el color y el sabor surgen de las hojas de té y se entran en la solución.

Existen varios métodos para la extracción o recuperación de metales, la pirometalurgia y la hidrometalurgia son las más comunes. La pirometalurgia implica fundir y refinar el concentrado de metal. Aquí en emew, preferimos la hidrometalurgia, porque extraemos metales de solución  acuosa. Nuestra tecnología usa un proceso electrolítico llamado electrodeposición para recuperar varios metales de la solución. Para nosotros en el proceso hidrometalúrgico, es extremadamente importante la etapa de lixiviación.

Hay varios métodos de lixiviación para obtener los metales que se buscan en la solución, lo que puede ser un método de extracción más cuidadoso del medio ambiente, en comparación con la pirometalurgia. Dependiendo del metal deseado y su matriz original, se pueden usar diferentes solventes en el proceso de lixiviación, estos solventes se conocen como lixiviantes. Para aquellos que no están familiarizados con el término, lixiviar significa disolver. El lixiviante es lo que lixivia a los metales de la matriz original, los lixiviantes pueden ser ácidos o básicos. Los lixiviantes varían en términos de pH, potencial redox o agentes quelantes, que pueden ayudar a aumentar la velocidad, o la selectividad de la disolución del metal deseado. En un mundo ideal, solo el metal que se busca se encontrará en solución cuando entre en contacto con el lixiviante, y luego puede ser electrodepositado después de esta etapa. Sin embargo, a menudo no es el caso, por ejemplo, el ácido sulfúrico lixiviará la mayoría de los metales base de la matriz sólida, e incluso algunos de los metales preciosos. La elección de un lixiviante es importante para lixiviar la cantidad máxima del producto deseado, pero también es importante evaluar qué otros metales irán a dar dentro de la solución.

En el proceso de electrodeposición, los metales se depositan en un cátodo, en función del potencial de reducción relativa de cada metal en solución. El metal con el potencial de reducción más positivo se separará de forma preferente. Luego de que ese metal se agote de la solución, el siguiente potencial de reducción más positivo se depositará. La serie electroquímica dicta qué metales quedarán depositados fuera de la solución y en qué orden y, si se requiere un tratamiento previo, después de la lixiviación, para aislar el metal de particular de interés antes de la electrodeposición. La densidad de corriente eléctrica puede ajustarse dentro de la celda emew para aumentar o disminuir la velocidad del depósito.

La electrodeposición

La lixiviación es el área de interés particular en la que me he centrado, ya que es un paso muy importante que debe completarse antes de la electrodeposición. Existen diferentes tipos de lixiviación, y el método elegido depende de la matriz del material inicial y del resultado deseado.

Lixiviación Vat

1) Lixiviación en Vat: también conocida como lixiviación de “tanque agitado”, el lixiviante entra en contacto con el material metálico en cubas o tanques grandes, que se pueden agitar, mejorando la cinética de la reacción. El sólido que contiene metal, como concentrado, mineral, residuo o escoria, a menudo sufre una reducción de tamaño mediante trituración y molienda antes de la lixiviación.

Un ejemplo de un proceso de lixiviación que usa lixiviación en cubas es la cianuración del oro, el proceso de extracción de oro de minerales de baja ley. En este proceso, se usa una solución diluida de cianuro de sodio (NaCN) para lixiviar el Au en la solución. La concentración generalmente es de 0.01 a 0.05% de cianuro, o 100 a 500 ppm. También se debe tener en cuenta que la alcalinidad de esta solución debe ser lo suficientemente alta como para que no se produzca cianuro de hidrógeno, que es un gas muy tóxico. Esto es más importante cuando los minerales de sulfuro están en el mineral, ya que se oxidarán, consumirán oxígeno y generarán ácido. El pH puede mantenerse por encima de 10, al agregar una base como la cal (CaO) a la solución, a una concentración mínima de 0.04%, cuando el NaCN está al 0.01%. Otros aditivos incluyen la solución de nitrato de plomo (en una proporción de 2: 3 a la solución de NaCN) para minimizar el consumo de cianuro en la reacción. A partir de las diferentes variantes de lixiviación del oro con cianuro y el material de partida, se usan diferentes concentraciones y proporciones de solventes y aditivos.

Lixiviación en pila

2) Lixiviación en pila: el mineral se tritura, se aglomera y se carga en una pila, en una estructura de contención recubierta con una capa impermeable. Entonces se riega el lixiviante en la parte superior de la pila, se difunde a través de la pila, y finalmente se recoge y bombea para su procesamiento posterior.

Por lo general, este método se usa en minerales de baja ley que no pueden procesarse de otras formas de manera rentable. La lixiviación en pila se usa con éxito para extraer oro, plata, cobre, níquel y uranio. La mayor lixiviación en pilas para el oro se encuentra en la mina Yanacocha en Perú, solo superada por Veladero en Argentina. La lixiviación en pila se usa en conjunto con la electrodeposición, para la extracción de cobre; aproximadamente el 16% de la producción total de cobre del mundo se extrae de esta manera. La mina Radomiro Tomic en Chile es un excelente ejemplo del éxito de la lixiviación de cobre en pilas, seguida de la extracción por solventes y de la electrodeposición.

Lixiviación in situ

3) Lixiviación in situ: Se hacen barrenos en el yacimiento, con el fin de abrir vías para que la solución penetre. El lixiviante se bombea al yacimiento, haciendo contacto con el mineral, y la solución resultante se recoge y se procesa.

Lixiviación en autoclave

4) Lixiviación en autoclave: se usan temperaturas y presiones más elevadas para mejorar la velocidad de la reacción. Este método de lixiviación agresivo se usa por lo general para minerales y concentrados que no son susceptibles de la lixiviación atmosférica, como es el caso de los sulfuros.

Cada variedad de la lixiviación juega un papel importante en la minería y en la recuperación de metales, y se usan en una variedad de aplicaciones en todo el mundo. Aunque en este momento  usted ve el modo en que el proceso de lixiviación no es muy diferente de lo que sucede dentro de su taza de té, espero que también pueda ver por qué la lixiviación es un paso tan importante en el proceso hidrometalúrgico y, además, el papel importante que desempeña en la electrodeposición.

Referencias

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