7.4.1 Minerales auríferos
La recuperación del oro a partir de minerales auríferos depende en gran medida de la naturaleza del yacimiento, la mineralogía del mineral y la distribución del oro en el mismo. Los métodos utilizados para la recuperación del oro consisten en las siguientes operaciones unitarias:
(1) El método de preconcentración por gravedad, que se utiliza principalmente para la recuperación de oro de yacimientos aluviales que contienen oro nativo de grano grueso. La gravedad se suele emplear en combinación con la flotación y/o la cianuración.
(2) Los métodos hidrometalúrgicos se emplean normalmente para la recuperación de oro a partir de yacimientos oxidados (lixiviación en pilas), minerales sulfurosos de baja ley (cianuración, CIP, CIL) y minerales de oro refractarios (autoclave, descomposición biológica seguida de cianuración).
(3) Para los minerales de oro altamente refractarios (sulfuros carbonosos, minerales de oro arsenicales) y los minerales que contienen impurezas que provocan un elevado consumo de cianuro, las cuales deben eliminarse antes de la cianuración, se utiliza una combinación de procesos pirometalúrgicos (tostado) e hidrometalúrgicos.
(4) El método de flotación es una técnica ampliamente utilizada para la recuperación de oro a partir de minerales de cobre que contienen oro, minerales de metales comunes, minerales de cobre-níquel, minerales del grupo del platino y muchos otros minerales en los que no son aplicables otros procesos. La flotación también se utiliza para la eliminación de impurezas interferentes antes del tratamiento hidrometalúrgico (es decir, la preflotación con carbón), con el fin de mejorar la calidad de los minerales con bajo contenido en sulfuro y refractarios para su posterior tratamiento. La flotación se considera el método más rentable para la concentración de oro.
La técnica de flotación se utiliza no solo para mejorar el rendimiento del mineral de oro de baja ley de cara a su posterior tratamiento, sino también para el enriquecimiento y la separación de minerales de oro difíciles de tratar (refractarios). La flotación es también el mejor método para la recuperación de oro a partir de minerales de metales comunes y minerales de PGM que contienen oro. Excluyendo la preconcentración por gravedad, la flotación sigue siendo el método de beneficio más rentable.
El oro es, en sí mismo, un metal raro, y las leyes medias de los yacimientos de baja ley oscilan entre 3 g/t y 6 g/t. El oro se encuentra predominantemente en forma nativa en vetas de silicato, yacimientos aluviales y de placer, o encapsulado en sulfuros. Otras formas comunes de oro son las aleaciones con cobre, teluro, antimonio, selenio, metales del grupo del platino y plata. En los minerales de sulfuro masivo, el oro puede presentarse en varias de las formas mencionadas, lo que afecta a la recuperación por flotación.
Durante la flotación de minerales de sulfuro masivo auríferos, por lo general se da prioridad a la producción de concentrados de metales básicos, y la recuperación del oro pasa a ser una consideración secundaria. En algunos casos, cuando los minerales de metales básicos contienen cantidades significativas de oro, este se separa por flotación a partir de los residuos de metales básicos. La flotación de minerales auríferos se clasifica según el tipo de mineral (es decir, mineral de oro, mineral de oro y cobre, minerales de oro y antimonio, etc.), ya que los métodos de flotación utilizados para la recuperación del oro de los diferentes minerales son muy diferentes.
La geología del yacimiento y la mineralogía del mineral desempeñan un papel decisivo en la elección del mejor método de tratamiento para un mineral de oro concreto. La geología de los yacimientos de oro varía considerablemente no solo de un yacimiento a otro, sino también dentro de un mismo yacimiento. La tabla 7.1 muestra los principales tipos genéticos de minerales de oro y su composición mineral.
Más del 50% de la producción mundial total de oro procede de yacimientos sedimentarios clásticos. En muchos tipos geológicos de minerales se pueden encontrar varios subtipos, entre los que se incluyen los minerales primarios, los minerales secundarios y los minerales de óxido. Algunos de los minerales secundarios pertenecen a un grupo de minerales altamente refractarios. El número de minerales antiguos y sus asociaciones es relativamente reducido y se puede dividir en los tres grupos siguientes: (1) oro nativo y sus aleaciones; (2) telururos; (3) oro asociado a metales del grupo del platino. La tabla 7.2 enumera los principales minerales de oro y sus asociaciones.
Tabla 7.1 Tipos genéticos habituales de yacimientos auríferos
| Tipo de mineral | Descripción |
| Magmático | El oro se encuentra en forma de aleación con cobre, níquel y metales del grupo del platino. Por lo general, contiene una baja proporción de oro. |
| Minerales en rocas sedimentarias clásticas | Los yacimientos aluviales, en general conglomerados, contienen cuarzo, sericita, clorita, turmalina y, en ocasiones, rutilo y grafito. El oro puede presentarse en forma de granos gruesos.Algunos yacimientos contienen hasta un 31 % de pirita. El tamaño del oro contenido en la pirita oscila entre 0,01 μm y 0,07 μm. |
| Hidrotermal | Este tipo incluye una variedad de minerales, entre los que se encuentran: (1) minerales de oro y pirita, (2) minerales de oro y cobre, (3) minerales de oro y polimetálicos, y (4) minerales de óxido de oro, que suelen encontrarse en la zona superior de las zonas de sulfuros.El contenido de pirita del mineral varía entre el 31 % y el 90 %. Otros minerales residuales comunes son el cuarzo, los aluminosilicatos, la dolomita, etc. |
| Minerales metasomáticos o de skarn | A veces se trata de minerales de oro muy complejos y refractarios. Normalmente, estos minerales están compuestos por cuarzo, sericita, cloritas, calcita y magnetita. En ocasiones, el mineral contiene wolframita y scheelita. |
Tabla 7.2 Mayor oro mminerales
| Grupo | Mineral | Fórmula química | Contenido de impurezas |
| Oro nativo y sus aleaciones | Oro nativo, electrum, cuproaurido, amalgama, bismutaurido | AuAu/AgAu/CuHg/AuAu/Bi | 0-15%Ag15%-50%Ag 5%-10%Cu 10%-34%Au 2%-4%Bi |
| telururos | Calaverita, silvanita, petzita | AuTe₃AgAuTe₄ Ag₃AuTe₂ | Inestable |
Continuación de la tabla 7.2
| Grupo | Mineral | Fórmula química | Contenido de impurezas |
| Oro asociado al platino | Krennerita | AuTe₂ (Pt, P¹) | Hasta 10%Pt |
| Oro platino | AuPt | 30%-40%Rh | |
| Rodita | AuRh | 5%-11%Rh | |
| metales del grupo | oro de Rodas | AuRh | 5%Os+5%-7%Ir |
| Aurosmirida | Au, Ir, Os |
7.4.2 Propiedades de flotación de los minerales auríferos
El oro nativo y sus aleaciones, que carecen de contaminantes superficiales, se separan fácilmente por flotación con colectores de xantato. Sin embargo, con mucha frecuencia, las superficies del oro están contaminadas o cubiertas de diversas impurezas. Las impurezas presentes en las superficies del oro pueden ser argentita, óxidos de hierro, galena, arsenopirita u óxidos de cobre. El espesor de la capa puede ser del orden de 1-5 μm. Debido a esto, las propiedades de flotación del oro nativo y sus aleaciones varían ampliamente. El oro recubierto de óxidos de hierro u óxidos de cobre es muy difícil de flotar y requiere un tratamiento especial para eliminar los contaminantes.
Por otra parte, los telururos flotan fácilmente en presencia de pequeñas cantidades de colector, y se cree que son hidrofóbicos por naturaleza. Los telururos procedentes de Minnesota (EE. UU.) se flotaron utilizando colectores de ditirofosfato, con una recuperación de oro superior al 91 %.
El comportamiento de flotación del oro asociado a los metales del grupo del platino es, al parecer, el mismo que el de los minerales del grupo del platino (PGM) o de otros minerales asociados a los PGM (es decir, níquel, pirrotita, cobre y pirita). Por lo tanto, el esquema de reactivos desarrollado para los PGM también permite recuperar el oro. Normalmente, para la flotación de los PGM y el oro asociado, se utiliza una combinación de xantato y ditirofosfato, junto con depresores de ganga como la goma guar, la dextrina o la celulosa modificada. En las operaciones de PGM de Sudáfrica, la recuperación de oro en el concentrado de PGM oscila entre el 75% y el 80%.
Quizás el problema más difícil en la flotación del oro nativo y sus aleaciones sea la tendencia del oro a formar láminas, vetas y escamas, y a adoptar múltiples formas durante la trituración. Las partículas con bordes afilados tienden a desprenderse de las burbujas de aire, lo que provoca pérdidas de oro. Este factor de la forma también influye en la recuperación del oro mediante métodos de gravedad.
En la flotación de minerales de metales comunes que contienen oro, varios modificadores que se utilizan habitualmente para la flotación selectiva de cobre-plomo, plomo-zinc y cobre-plomo-zinc tienen un efecto negativo sobre la flotabilidad del oro. Entre dichos modificadores se incluyen el ZnSO₄·7H₂O, el SO₂, el Na₂S₂O₅ y el cianuro cuando se añaden en cantidades excesivas.
La adsorción del colector sobre el oro y su flotabilidad mejoran considerablemente con la presencia de oxígeno. La figura 7.5 muestra la relación entre la adsorción del colector, la concentración de oxígeno en la pulpa y el tiempo de acondicionamiento. El tipo de modificador y el pH son también parámetros importantes en la flotación del oro.
Fig. 7.5 Relación entre la adsorción de xantato sobre el oro y el acondicionamiento
tiempo de exposición a diversas concentraciones de xantato
1 — concentración 1; 2 — concentración 2; 3 — concentración 3
7.4.3 Flotación de diferentes tipos de minerales de oro
7.4.3.1 Minerales de oro con bajo contenido en sulfuro
El tratamiento de este tipo de mineral suele implicar una combinación de concentración por gravedad, cianuración y flotación. En el caso de un mineral con oro grueso, el oro se recupera a menudo mediante gravedad y flotación, seguido de la cianuración del concentrado de flotación remolido. En algunos casos, también se lleva a cabo la flotación sobre los residuos de cianuración. La combinación de reactivos utilizada en la flotación depende de la naturaleza de la ganga presente en el mineral. Los colectores habituales son xantatos, ditirofosfatos y mercaptanos. En la sección de depuración del circuito de flotación, se utilizan dos tipos de colectores como colectores secundarios. En el caso de un mineral parcialmente oxidado, los colectores auxiliares, como los aceites de hidrocarburos con sulfidante, suelen dar mejores resultados. El regulador de pH preferido es la carbonato de sodio, que actúa como dispersante y también como reactivo complejante para algunos cationes de metales pesados que tienen un efecto negativo en la flotación del oro. El uso de cal suele provocar la depresión del oro nativo y de los sulfuros auríferos. El pH óptimo de flotación oscila entre 8,5 y 10,0. El tipo de espumante también desempeña un papel importante en la flotación del oro nativo y de los sulfuros auríferos. Los ésteres de glicol y los alcoholes cíclicos (aceite de pino) pueden mejorar significativamente la recuperación del oro. Entre los reactivos modificadores (depresores), el silicato de sodio, el almidón, las dextrinas y las poliacrilamidas de bajo peso molecular se seleccionan a menudo como depresores de la ganga. El ácido fluorosilícico y sus sales también pueden tener un efecto positivo en la flotabilidad del oro. La presencia de hierro soluble en una pulpa es muy perjudicial para la flotación del oro. El uso de pequeñas cantidades de agentes complejantes del hierro, como los polifosfatos y los ácidos orgánicos, puede eliminar el efecto nocivo del hierro.
7.4.3.2 Minerales de mercurio y antimonio que contienen oro
En general, estos minerales pertenecen a un grupo de minerales difíciles de tratar, en los que la cianuración suele dar lugar a una extracción deficiente. El mercurio es parcialmente soluble en cianuro, lo que aumenta el consumo y reduce la extracción. Se ha desarrollado un método de flotación eficaz utilizando el diagrama de proceso que se muestra en la Fig. 7.6, en el que se obtuvieron los mejores resultados metalúrgicos mediante un enfoque de molienda y flotación en tres etapas.
Fig. 7.6 Esquema de flotación desarrollado para el tratamiento de mineral de oro que contiene mercurio y antimonio
(Srdjan M. Bulatovic, 2010)
En la tabla 7.3 se muestran los resultados metalúrgicos obtenidos con diferentes configuraciones de molienda.
La flotación se llevó a cabo a un pH alcalino, controlado mediante cal. Se demostró que el colector de xantato con un agente espumante de alcohol cíclico (aceite de pino, ácido cresílico) era el más eficaz. El uso de pequeñas cantidades de un colector de tipo ditiofosfato, junto con el xantato, resultó beneficioso.
Tabla 7.3 Recuperación de oro obtenida mediante diferente flowsheetc.
| Producto | Recuperación en concentrado/% | Análisis de residuos / % (g · t⁻¹) | ||||||||
| Au | Ag | Sb | Como | S | Au | Ag | Sb | Como | S | |
| Molienda y flotación en una sola etapa | 88.1 | 89.2 | 72.9 | 68.4 | 70.1 | 1.7 | 5.0 | 0.04 | 0.035 | 0.38 |
| Proceso de molienda y flotación de dos etapas | 92.2 | 91.8 | 93.4 | 78.7 | 81.2 | 1.0 | 4.1 | 0.015 | 0.022 | 0.27 |
| Proceso de molienda y flotación en tres etapas | 95.3 | 95.2 | 95.7 | 81.2 | 85.7 | 0.7 | 2.2 | 0.005 | 0.015 | 0.19 |
7.4.3.3 Minerales de oro carbonosos que contienen arcilla
Estos minerales pertenecen a un grupo de minerales de oro refractarios, en los que se pueden emplear técnicas de flotación para: (1) eliminar las impurezas interferentes antes del proceso de tratamiento hidrometalúrgico del mineral para la recuperación del oro; (2) preconcentrar el mineral para su posterior tratamiento pirometalúrgico o hidrometalúrgico. Existen varios métodos de flotación utilizados para el enriquecimiento de este tipo de mineral. A continuación se describen algunos de los métodos más importantes.
(1) Preflotación de ganga carbonosa y carbón. En esta técnica, solo se recuperan la ganga carbonosa y el carbono mediante flotación, como paso previo al tratamiento hidrometalúrgico posterior de los residuos de flotación para la recuperación del oro. La ganga carbonosa y el carbono son flotables de forma natural utilizando únicamente un espumante, o una combinación de un espumante y un hidrocarburo ligero (fuelóleo, queroseno, etc.). Cuando el mineral contiene arcilla, se utilizan reguladores para la dispersión de la arcilla. Algunos de los reactivos reguladores más eficaces son los silicatos de sodio y el almidón oxidado.
(2) Método de flotación en dos etapas. En esta técnica, la ganga carbonosa se somete a una flotación previa mediante el método descrito anteriormente, a lo que sigue la flotación de los sulfuros auríferos utilizando combinaciones de activadores y colectores. En estudios exhaustivos realizados con minerales carbonosos auríferos, se comprobó que el sulfato de cobre tratado con aminas primarias mejoraba considerablemente la recuperación del oro. Las sales de amonio y el sulfuro de sodio (Na₂S·9H₂O) también tienen un efecto positivo en la flotación de sulfuros auríferos, a un pH comprendido entre 7,5 y 9,0. Los resultados metalúrgicos obtenidos con y sin sulfato de cobre modificado se muestran en la Tabla 7.4.
Tabla 7.4. Efecto del CuSO₄ modificado con aminas en la flotación de sulfuros auríferos a partir de mineral refractario carbonoso
| Reactivo utilizado | Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · t⁻¹) | Distribución/% | ||
| Au | S | Au | S | |||
| CuSO₄ + xantato | Concentrado de sulfuro de oro | 30.11 | 9.63 | 4.50 | 69.1 | 79.7 |
| Residuo de sulfuro de oro | 69.89 | 1.86 | 0.49 | 30.9 | 20.3 | |
| Cabeza | 100.00 | 4.20 | 1.70 | 100.0 | 100.0 | |
| CuSO₄ modificado con aminas + xantato | Concentrado de sulfuro de oro | 26.30 | 13.2 | 5.80 | 84.7 | 90.8 |
| Residuo de sulfuro de oro | 73.70 | 0.85 | 0.21 | 15.3 | 9.2 | |
| Cabeza | 100.00 | 4.10 | 1.68 | 100.0 | 100.0 | |
(3) Método de flotación en atmósfera de nitrógeno. Esta técnica utiliza una atmósfera de nitrógeno durante la molienda y la flotación para retrasar la oxidación de los sulfuros reactivos, y se ha aplicado con éxito a minerales carbonosos de Nevada (EE. UU.). La eficacia del método depende de: (1) la cantidad de ganga carbonosa presente en el mineral; (2) la cantidad y el tipo de arcilla. Los minerales con alto contenido en carbono o con alto contenido en arcilla (o ambos) no son aptos para la flotación en atmósfera de nitrógeno.
7.4.3.4 Minerales de cobre que contienen oro
La flotabilidad del oro presente en los minerales de cobre y oro depende de la naturaleza y la presencia del oro en dichos minerales, así como de su asociación con los sulfuros de hierro. El oro en el mineral de cobre porfídico puede presentarse en forma de oro nativo, electrum, cuproaurida y sales sulfúricas asociadas a la plata. Durante la flotación de los minerales de cobre y oro porfídicos, se suele hacer hincapié en la producción de un concentrado de cobre y oro comercializable, y la optimización de la recuperación del oro suele verse limitada por la comerciabilidad de dicho concentrado. Los minerales que influyen en la recuperación del oro en estos minerales son los sulfuros de hierro (es decir, pirita, marcasita, etc.), en los que el oro suele estar asociado en forma de inclusiones minúsculas.
Por lo tanto, el contenido de sulfuro de hierro del mineral determina la recuperación de oro en el concentrado final. La figura 7.7 muestra la relación entre el contenido de pirita del mineral y la recuperación de oro en el concentrado de cobre para dos tipos diferentes de mineral. La mayor parte de las pérdidas de oro se producen en la pirita.
Los esquemas de reactivos utilizados en las operaciones comerciales de tratamiento de minerales de cobre y oro porfídicos varían considerablemente. Algunas operaciones, en las que el rechazo de la pirita supone un problema, utilizan un colector de ditiofosfato a un pH alcalino comprendido entre 9,0 y 11,8 (por ejemplo, OK Tedi/Papúa Nueva Guinea, Grasberg/Indonesia). Cuando el contenido de pirita en el mineral es bajo, se utilizan xantatos y ditirofosfatos en un medio de cal o carbonato sódico.
En los últimos años, en el desarrollo de procesos comerciales para la recuperación de oro a partir de minerales de cobre-oro porfídicos, se ha hecho hincapié en la flotación a granel de todos los sulfuros, seguida de la remolienda del concentrado a granel y la flotación secuencial de cobre y oro a partir de la pirita. Dicho diagrama de flujo (Fig. 7.8) también puede incorporar un acondicionamiento de alta intensidad en la etapa de limpiador-captador. En la Tabla 7.5 se muestra una comparación de los resultados metalúrgicos obtenidos con el diagrama de flujo de flotación secuencial estándar y el diagrama de flujo de flotación a granel. Se logró una mejora considerable en la recuperación de oro utilizando el diagrama de flujo de flotación a granel.
Tabla 7.5. Comparación de los resultados metalúrgicos obtenidos mediante métodos convencionales y esquemas de flotación a granel de minerales procedentes de Perú
| Diagrama de flujo utilizado | Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · t⁻¹) | Distribución/% | ||
| Au | S | Au | S | |||
| Convencional (cu/au secuencial) | Concentrado de Cu/AuResiduos de Cu/AuCabeza | 2,28 97,72100,00 | 27.60.0310.66 | 32,97 0,23 0,98 | 95.44.6100.0 | 76.723.3100.0 |
| A granel | Concentrado de Cu/AuResiduos de Cu/AuCabeza | 2,32 97,68100,00 | 27.10.0320.66 | 36,94 0,14 0,96 | 95.24.8100.0 | 85.814.2100.0 |
Durante el tratamiento de minerales de cobre y oro que contienen arcilla, el uso de pequeñas cantidades de Na₂S (a pH natural) mejora considerablemente tanto la metalurgia del cobre como la del oro.
En presencia de cationes solubles (por ejemplo, Fe, Cu), la adición de pequeñas cantidades de ácido orgánico (por ejemplo, oxálico, tartárico) mejora la recuperación del oro en el concentrado de cobre.
Algunos minerales de cobre porfídico contienen minerales de ganga flotables de forma natural, como cloritas y aluminosilicatos, así como cuarzo preactivado. El silicato de sodio, la carboximetilcelulosa y las dextrinas son depresores habituales que se utilizan para controlar la flotación de la ganga. La recuperación de oro a partir de minerales de cobre-oro de sulfuro masivo suele ser mucho menor que la de los minerales de cobre-oro porfídicos, ya que muy a menudo una gran parte del oro está asociada a la pirita. Normalmente, la recuperación de oro de estos minerales no supera el 60%. Durante el tratamiento de minerales de cobre-oro que contienen pirrotita y marcasita, el uso de Na₂H₂PO₄ a valores de pH alcalinos inhibe la pirrotita y la marcasita, y también mejora la metalurgia del cobre y el oro.
7.4.3.5 Minerales de cobre y oro oxidados
Los minerales de óxido de cobre y oro suelen ir acompañados de lodos de hidróxido de hierro y diversos minerales arcillosos. El tratamiento de estos minerales resulta difícil, y se complica aún más en presencia de minerales arcillosos.
Recientemente, se ha utilizado con éxito una nueva clase de colectores, basados en xantatos modificados con ésteres, para el tratamiento de minerales de cobre óxido que contienen oro, mediante un método de sulfuración. En la tabla 7.6 se comparan los resultados metalúrgicos obtenidos con el mineral de Igarape Bahía utilizando xantato y un nuevo colector.
El modificador utilizado en la flotación de estos minerales consistía en una mezcla de silicato de sodio y Calgon. También se logró una buena selectividad utilizando almidón hervido.
Tabla 7.6. Efecto del colector PM230 en la recuperación de cobre y oro del mineral de cobre y oro de óxido de Igarape Bahía
| Reactivo utilizado | Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · h⁻¹) | Distribución/% | ||
| Au | S | Au | S | |||
| Na₂S = 2500 g/t PAX① = 200 g/t | Concentrado de cobre Cl | 9.36 | 33.3 | 14.15 | 67.0 | 50.0 |
| Cola de cobre | 90.64 | 1.61 | 1.46 | 33.0 | 50.0 | |
| Feed | 100.00 | 4.65 | 2.65 | 100.0 | 100.0 | |
| Na₂S = 2500 g/t PAX①PM230 (1:1) = 200 g/t | Concentrado de cobre Cl | 10.20 | 39.5 | 21.79 | 88.0 | 85.5 |
| Cola de cobre | 89.80 | 0.61 | 0.42 | 12.0 | 14.5 | |
| Feed | 100.00 | 0.61 | 0.42 | 12.0 | 14.5 | |
① PAX = xantato de amilo y potasio.
7.4.3.6 Minerales de oro y antimonio
Los minerales de oro y antimonio suelen contener estibnita (1,51-4,01 % de Sb), pirita, arsenopirita, oro (1,5-3,0 g/t) y plata (40-150 g/t). Varias plantas en Estados Unidos y Rusia llevan tiempo en funcionamiento. Existen dos procesos comerciales disponibles para el tratamiento de estos minerales:
(1) Flotación selectiva de sulfuros auríferos seguida de la flotación de estibnita mediante variación del pH. La estibnita flota bien en condiciones de pH neutro y ligeramente ácido, mientras que en un medio alcalino (es decir, pH > 8) se reduce. Aprovechando este fenómeno, los sulfuros auríferos se flotan con xantato y un espumante alcohólico en medio alcalino (es decir, pH > 9,3), seguido de la flotación de la estibnita a un pH de aproximadamente 6,0, tras la activación con nitrato de plomo. En la Tabla 7.7 se muestran los resultados metalúrgicos típicos obtenidos con este método.
Tabla 7.7. Resultados metalúrgicos del producto obtenidos mediante un método de flotación secuencial
| Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · t⁻¹) | Distribución/% | ||||
| Au | Ag | Sb | Au | Ag | Sb | ||
| Concentrado de oro | 2.34 | 42.3 | 269.3 | 20.0 | 53 | 13 | 15 |
| Concentrado de estibnita | 4.04 | 6.2 | 559.8 | 51.0 | 13 | 51 | 64 |
| Residuo | 93.62 | 0.65 | 18.7 | 0.7 | 34 | 36 | 21 |
| Feed | 100.00 | 1.86 | 46.4 | 3.2 | 100.0 | 100.0 | 10.0 |
(2) Flotación a granel seguida de una flotación secuencial de los sulfuros auríferos y de la separación de la estibnita. Este método se aplicó en la planta de concentración de Bradly (EE. UU.) y consistía en los siguientes pasos:
Los resultados metalúrgicos de la planta obtenidos mediante este método se muestran en la tabla 7.8.
Tabla 7.8: Resultados metalúrgicos de la planta obtenidos mediante un método de flotación a granel
| Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · t⁻¹) | Distribución/% | ||||
| Au | Ag | Sb | Au | Ag | Sb | ||
| Concentrado de oro | 1.80 | 91.1 | 248.8 | 1.5 | 61.0 | 31.3 | 2.0 |
| Concentrado de antimonio | 1.80 | 13.0 | 684.2 | 51.3 | 9.0 | 58.6 | 75.0 |
| Medios | 0.50 | 46.6 | 248.8 | 20.0 | 8.6 | 6.0 | 8.0 |
| Concentrado a granel | 4.10 | 51.7 | 440.0 | 29.0 | 78.6 | 85.9 | 85.0 |
| Residuo | 95.90 | 0.6 | 3.1 | 0.2 | 21.4 | 14.1 | 15.0 |
| Feed | 100.00 | 2.7 | 21.0 | 1.3 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
Estudios recientes realizados con mineral procedente de Kazajistán han demostrado que la flotación secuencial con un colector de tionocarbamato ofrece mejores resultados metalúrgicos que los obtenidos con xantato.
7.4.3.7 Minerales de oro arsenicales
Existen dos grandes grupos de minerales de oro arsenical con valor económico. Se trata, por un lado, de los sulfuros masivos de metales básicos que contienen oro arsenical (por ejemplo, el yacimiento de plomo y zinc de Olimpia, en Grecia) y, por otro, de los minerales de oro arsenical sin presencia de metales básicos. Los minerales masivos de oro arsenical con metales básicos son poco comunes, y solo hay unos pocos yacimientos en el mundo. Un mineral de oro arsenical típico contiene arsenopirita como principal mineral de arsénico. Sin embargo, algunos minerales de oro arsenical, como los de Nevada en EE. UU. (yacimiento de Getchel), contienen realgar y oropimente como principales minerales que contienen arsénico. La pirita, si está presente en un mineral de oro arsenical, puede contener algo de oro en forma de inclusiones minúsculas.
La flotación de minerales de oro arsenicales asociados a metales comunes se lleva a cabo mediante una técnica de flotación secuencial, en la que la flotación de los metales comunes va seguida de la flotación de la pirita y la arsenopirita que contienen oro. La pirita y la arsenopirita se someten a flotación a un pH ligeramente ácido con un colector de xantato.
Los minerales de oro arsenicales que no contienen cantidades significativas de metales básicos se tratan mediante un método de flotación en masa, en el que primero se recuperan todos los sulfuros en un concentrado global. En caso de que el oro se encuentre en pirita o en arsenopirita, se lleva a cabo la separación de la pirita y la arsenopirita. Existen dos métodos comerciales disponibles. El primer método utiliza la depresión de la arsenopirita y la flotación de la pirita, y consta de los siguientes pasos:
(1) Calentar el concentrado a granel hasta 75 ℃ con un pH de 4,5 (regulado con H₂SO₄) en presencia de pequeñas cantidades de fosfato disódico. Mantener la temperatura durante unos 10 minutos.
(2) Flotación de pirita utilizando xantato de etilo o xantato de potasio y butilo como colector. En esta separación también se suele emplear un espumante de glicol.
Este método es muy sensible a la temperatura. La figura 7.9 muestra el efecto de la temperatura en la separación de pirita y arsenopirita. En este caso concreto, la mayor parte del oro se encontraba asociado a la pirita.
También se puede lograr una separación satisfactoria de la pirita y la arsenopirita utilizando peroxodisulfuro de potasio como depresor de la arsenopirita. El segundo método consiste en la depresión de la pirita y la flotación de la arsenopirita. En este método, el concentrado a granel se trata con altas dosis de cal (es decir, pH > 12), seguido de una etapa de acondicionamiento con CuSO₄ para activar la arsenopirita. A continuación, la arsenopirita se flota utilizando un colector de tionocarbamato.
Fig. 7.9 Efecto de la temperatura en la separación de pirita y arsenopirita a partir de un concentrado de pirita/arsenopirita a granel
La separación de la arsenopirita y la pirita es importante para reducir los costes de procesamiento posteriores. Normalmente, para recuperar el oro se recurre al tostado o a la oxidación a presión, seguidos de la cianuración.
7.4.3.8 Minerales de sulfuro de metales comunes
Muy a menudo, los minerales de plomo-zinc, cobre-zinc, cobre-plomo-zinc y cobre-níquel contienen cantidades significativas de oro (es decir, entre 1 y 9 g/t). El oro presente en estos tipos de minerales suele encontrarse en forma de oro elemental. Una gran parte del oro de estos minerales está finamente diseminado en pirita, lo que se considera no recuperable. Debido a la importancia de producir concentrados de cobre, plomo y zinc de calidad comercial, se presta poca o ninguna atención a la mejora de la recuperación de oro, aunque en muchos casos existe la posibilidad de optimizarla. Normalmente, la recuperación de oro de los minerales de metales básicos oscilaba entre el 30 % y el 75 %.
En el caso de los minerales de cobre-zinc y de cobre-plomo-zinc, el oro se acumula en el concentrado de cobre. Durante el tratamiento de los minerales de plomo-zinc, el oro tiende a pasar al concentrado de plomo. La información relativa a la recuperación de oro a partir de minerales de metales básicos es escasa. Los estudios más recientes realizados sobre diversos minerales de metales básicos han revelado algunas características importantes del comportamiento de flotación del oro procedente de estos minerales. Se ha demostrado que la recuperación de oro en el concentrado de metal básico puede mejorarse sustancialmente con la selección adecuada de los esquemas de reactivos.
7.4.3.9 Minerales de plomo y zinc que contienen oro
Algunos de estos minerales contienen cantidades significativas de oro, que oscilan entre 0,9 g/t y 6,0 g/t. La recuperación de oro de estos minerales osciló entre el 351 % y el 751 %. Los estudios de laboratorio han demostrado que el uso de dosis elevadas de sulfato de zinc, que es un depresor de zinc comúnmente utilizado en la flotación de plomo, reduce significativamente la flotabilidad del oro. El efecto de la adición de ZnSO₄·7H₂O sobre la recuperación de oro en el concentrado de plomo se ilustra en la Fig. 7.10.
Para mejorar la recuperación del oro en el concentrado de plomo, se puede utilizar un depresor alternativo al ZnSO₄·7H₂O. Se pueden emplear combinaciones de depresores como Na₂S + NaCN o Na₂SO₃ + NaCN.
Fig. 7.10 Efecto de las adiciones de ZnSO₄ en la recuperación de oro a partir de minerales de plomo y zinc
La recuperación de oro a partir de minerales de cobre-zinc suele ser mayor que la obtenida a partir de minerales de plomo-zinc o de cobre-plomo-zinc. Esto se atribuye a dos factores principales: al seleccionar un esquema de reactivos para el tratamiento de los minerales de Cu-Zn, hay más opciones que para los otros tipos de minerales, lo que puede llevar a la selección de un esquema de reactivos más favorable para la flotación del oro. Además, se puede utilizar un sistema depresor sin cianuro para el tratamiento de estos minerales, lo que a su vez da lugar a una mejor recuperación de oro. Esta opción no está disponible durante el tratamiento de minerales de plomo-zinc. La Tabla 7.9 muestra el efecto de diferentes combinaciones de depresores en la recuperación de oro a partir de un mineral de cobre-zinc. El uso de un sistema depresor sin cianuro dio lugar a una mejora sustancial en la recuperación de oro en el concentrado de cobre.
Tabla 7.9 Efecto de diferentes combinaciones de depresores sobre la recuperación de oro en el concentrado de cobre procedente del mineral de la zona inferior de Kutcho Creek
| Sistema depresor | Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · t⁻¹) | Distribución/% | ||||
| Au | Ag | Sb | Au | Ag | Sb | |||
| ZnSO₄, NaCN, CaOPH 8,5 % Cu, 10,5 % Zn | Concentrado de cobre | 3.10 | 20.4 | 26.2 | 330 | 45.1 | 85.6 | 2.8 |
| Concentrado de zinc | 5.34 | 1.20 | 0.61 | 55.4 | 4.6 | 3.4 | 82.2 | |
| Residuos | 91.56 | 0.77 | 0.11 | 0.58 | 50.3 | 11.0 | 15.0 | |
| Feed | 100.00 | 1.4 | 0.95 | 3.60 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
7.4 Minerales de oro
Continuación de la tabla 7.9
| Sistema depresor | Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · t⁻¹) | Distribución/% | ||||
| Au | Ag | Sb | Au | Ag | Sb | |||
| Na₂SO₃, NaHS, CaOPH 8,5 % Cu, 10,5 % Zn | Concentrado de cobre | 3.05 | 32.5 | 28.1 | 2.80 | 68.3 | 87.4 | 2.3 |
| Concentrado de zinc | 5.65 | 1.20 | 0.55 | 54.8 | 4.7 | 3.2 | 84.6 | |
| Residuos | 91.30 | 0.43 | 0.10 | 0.52 | 27.0 | 9.4 | 13.1 | |
| Feed | 100.00 | 1.45 | 0.98 | 3.66 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
Minerales de cobre, plomo y zinc que contienen oro
Debido a la naturaleza compleja de estos minerales y a la necesidad de emplear un esquema de reactivos relativamente complejo para su tratamiento, la recuperación de oro suele ser inferior a la que se consigue con los minerales de plomo-zinc o de cobre-zinc. Uno de los principales problemas asociados a la flotación del oro de estos minerales está relacionado con la mineralogía del oro. Una gran parte del oro suele estar contenido en pirita, en partículas de tamaño submicrónico. Si hay oro elemental grueso y electrum presentes, las superficies del oro suelen estar recubiertas de hierro o plomo, lo que puede provocar una reducción sustancial de la flotabilidad.
El tipo de colector y la configuración del diagrama de flujo desempeñan un papel importante en la recuperación del oro de estos minerales. Con un diagrama de flujo que utiliza una flotación masiva de Cu-Pb seguida de una separación de Cu-Pb, la recuperación de oro es mayor que la que se consigue con un diagrama de flujo de flotación secuencial de Cu-Pb. En ensayos de laboratorio, un colector de tipo Aerophine, en combinación con xantato, tuvo un efecto positivo en la recuperación de oro en comparación con los colectores de ditirofosfato o tionocarbamato. La Tabla 7.10 compara los resultados metalúrgicos obtenidos con un colector Aerophine con los obtenidos con un colector de ditirofosfato.
Tabla 7.10. Efecto del tipo de colector en la metalurgia del Cu-Pb-Zn-Au procedente de un yacimiento con alto contenido en plomo, Crandon (EE. UU.)
| Coleccionista | Producto | Peso/% | Ensayos/% (g · t⁻¹) | Distribución/% | ||||||
| Au | Cu | Pb | Zn | Au | Cu | Pb | Zn | |||
| 30 g/t de xantato, 20 g/t de ditirofosfato, 3477 | Concentrado de cobre | 2.47 | 22.4 | 25.5 | 1.20 | 4.50 | 41.6 | 78.6 | 2.3 | 1.3 |
| Concentrado de plomo | 1.80 | 2.50 | 0.80 | 51.5 | 8.30 | 3.4 | 1.8 | 71.3 | 1.7 | |
| Concentrado de zinc | 13.94 | 1.10 | 0.60 | 0.80 | 58.2 | 11.5 | 10.4 | 8.6 | 92.2 | |
| Residuo | 81.79 | 0.71 | 0.089 | 0.28 | 0.52 | 43.5 | 9.1 | 17.8 | 4.8 | |
| Feed | 100.00 | 1.33 | 0.80 | 1.30 | 8.80 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
| 30 g/t de xantato, 20 g/t de aerofina 3418A | Concentrado de cobre | 2.52 | 31.3 | 26.1 | 1.10 | 5.00 | 60.6 | 80.1 | 2.1 | 1.4 |
| Concentrado de plomo | 1.92 | 2.80 | 0.90 | 51.1 | 9.20 | 4.1 | 2.1 | 72.5 | 2.0 | |
| Concentrado de zinc | 13.91 | 0.90 | 0.50 | 0.72 | 58.5 | 9.6 | 8.5 | 7.4 | 92.5 | |
| Residuo | 81.65 | 0.41 | 0.093 | 0.30 | 0.44 | 25.7 | 9.3 | 18.0 | 4.1 | |
| Feed | 100.00 | 1.30 | 0.82 | 1.35 | 8.80 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
Capítulo 7: Prácticas de enriquecimiento de minerales metálicos no ferrosos
Debido a la complejidad de los minerales de Cu-Pb-Zn que contienen oro, los esquemas de reactivos utilizados también son complejos. Es necesario emplear modificadores de reactivos como el ZnSO₄, el NaCN y la cal, todos los cuales tienen un efecto negativo en la flotación del oro.
7.4.4 Conclusiones
La flotación de minerales auríferos, ya sea para la producción de concentrados a granel destinados a procesos posteriores de recuperación del oro (por ejemplo, pirometalurgia o hidrometalurgia) o para la recuperación del oro de los concentrados de metales comunes, es un método muy importante para concentrar el oro y reducir los costes posteriores.
La flotación del oro elemental, el electrum y los teluritos suele ser muy eficaz, salvo cuando estos minerales se separan de sulfuros masivos de metales comunes.
La flotación de sulfuros auríferos a partir de minerales que contienen sulfuros de metales comunes plantea numerosos retos y debe considerarse como la flotación del mineral concreto que contiene oro (es decir, pirita, arsenopirita, cobre, etc.), ya que el oro suele estar asociado a estos minerales en partículas de tamaño micrométrico.
La elección de una técnica de flotación para la preconcentración del oro depende en gran medida de la mineralogía del mineral, la composición de la ganga y el tamaño de las partículas de oro. No existe un método universal para la flotación de los minerales auríferos, y el proceso se adapta a las características del mineral. Se requiere un esquema de reactivos y un diagrama de flujo específicos para cada mineral. En la mayoría de las plantas en funcionamiento existen oportunidades para mejorar la metalurgia del oro. La mayoría de estas mejoras provienen de la selección de esquemas de reactivos más eficaces, incluyendo colectores y modificadores.
Quizás los minerales más difíciles de tratar sean los sulfuros carbonosos que contienen arcilla.
Se han logrado avances significativos en las opciones de tratamiento de estos minerales. Entre los nuevos métodos disponibles se encuentran los nuevos activadores de sulfuros (por ejemplo, CuSO₄ tratado con aminas y sales de amonio) y la flotación con gas nitrógeno.
