Tècniques i mètodes per al processament de l'or a partir del mineral
El processament de l'or a partir del mineral és una sèrie de processos tècnics per separar i purificar l'or de materials rocosos que contenen minerals valuosos. Com que l'or generalment no es troba en una forma "pura" fàcilment accessible a la natura, es requereixen mètodes precisos, des de la preparació del mineral, la separació física, la lixiviació i el refinament final. Aquest article tracta les tècniques i mètodes comuns per al processament de l'or a partir del mineral, juntament amb els seus principis de funcionament, avantatges i desavantatges, i aspectes importants de seguretat i medi ambient.
1. Característiques del mineral d'or i la importància de les proves inicials
Abans d'escollir un mètode de processament, un pas crucial és comprendre les característiques del mineral. El mineral d'or pot ser:
– Minerals d'òxid (generalment més fàcils de processar).
– Minerals sulfurats (sovint “refractaris” perquè l'or està atrapat en minerals sulfurats com la pirita/arsenopirita).
– Mineral carbonos o pre-robbing (el carboni natural absorbeix el complex d'or, cosa que redueix la recuperació).
– Placer/al·luvial (grans d'or lliures a la sorra/grava de riu).
En la pràctica industrial, es duen a terme proves metal·lúrgiques com ara l'anàlisi del contingut d'or (assaig de foc), proves mineralògiques (microscòpia/XRD) i proves de lixiviació a escala de laboratori per estimar la recuperació i determinar la ruta de procés més eficaç.
2. Preparació del mineral: trituració i mòlta
La fase inicial del processament és reduir la mida del mineral per tal que els minerals d'or s'alliberin de les roques d'impuresa.
1) Trituració
El mineral de la mina generalment és de gran mida i després es tritura amb una trituradora de mandíbules o una trituradora de con fins a una mida de centímetres.
2) Mòlta/moltatge
Després d'això, el mineral es mòlt amb un molí de boles o un molí SAG fins a una mida més fina (per exemple, el 80% passa entre 75 i 150 micres), depenent dels requisits d'alliberament.
L'objectiu no és només refinar el material, sinó aconseguir la mida òptima. Un material massa gruixut dificulta l'eliminació de l'or, mentre que un material massa fi augmenta el consum de reactius i complica la separació sòlid-líquid.
3. Concentració gravitacional: aprofitament de les diferències en la gravetat específica
Si el mineral conté or lliure relativament gruixut, el mètode de gravetat és molt eficaç perquè l'or té una gravetat específica elevada.
Equipament comú:
– Caixa de comporta (comuna a petita escala/plaser).
– Concentrador espiral.
– Taula vibrant.
– Concentrador Knelson o concentrador Falcon (concentrador centrífug).
Els avantatges del mètode per gravetat són la seva relativa simplicitat, els baixos costos operatius i la seva manca de dependència química. Els desavantatges inclouen la seva ineficàcia per a l'or molt fi o l'or lligat a minerals sulfurats.
4. Flotació: concentració de minerals aurífers
Per als minerals de sulfur, l'or sovint s'associa amb la pirita, la calcopirita o l'arsenopirita. En aquests casos, la flotació es pot utilitzar per produir concentrats de sulfur d'alta qualitat, reduint el volum de material que requereix un processament posterior.
Principi de flotació:
– Les partícules minerals es fan hidròfobes amb col·lectors (per exemple, xantat).
– Es bufa aire de manera que els minerals hidròfobs s'adhereixen a les bombolles i suren com a escuma (concentrat).
– Altres minerals romanen a la polpa en forma de residus.
Els productes de flotació (concentrats) solen processar-se posteriorment mitjançant processos de lixiviació o oxidació (especialment en el cas dels minerals refractaris).
5. Lixiviació: dissolució química de l'or
La lixiviació és el cor de molts molins d'or moderns. L'or alliberat es dissol en un complex soluble i després es recupera.
a) Cianuració
El mètode industrial més utilitzat és la lixiviació amb cianur, ja que és eficaç i selectiu per a molts minerals. L'or forma complexos solubles en solucions de cianur en condicions de pH alcalin i presència d'oxigen.
Dues configuracions comunes:
– CIL (Carbon-in-Leach): el carbó activat es col·loca directament al tanc de lixiviació per absorbir l'or dissolt.
– CIP (Carbon-in-Pulp): primer es fa la lixiviació i, a la següent etapa, la carbonització.
Avantatges: alta recuperació en minerals adequats i provada a gran escala.
Repte: requereix un control estricte dels paràmetres del procés i una gestió segura dels residus.
b) Lixiviació en amunt
Per a minerals de baixa qualitat i permeables, s'utilitza la lixiviació en amuntegaments:
– El mineral es tritura, de vegades s'aglomera i després s'apila sobre una plataforma segellada.
– La solució de lixiviat s'aboca (es rega) des de dalt.
– La solució pregnant es recull a continuació i es processa per recuperar l'or.
Aquest mètode té uns costos de capital més baixos que les plantes CIL/CIP, però normalment és més lent i la recuperació pot ser menor.
c) Alternatives sense cianur (segons la viabilitat)
Algunes alternatives que s'han investigat/implementat són limitades:
– Lixiviació per tiosulfat (potencial de robatori de minerals pre-excavats).
– Lixiviació per halurs (clorur/bromur sota certes condicions).
No obstant això, en general la seva aplicació requereix un control de processos més complex i no és tan comuna com la cianuració per a moltes mines.
6. Processament de minerals refractaris: oxidació abans de la lixiviació
Els minerals refractaris són minerals en què l'or està "bloquejat" en minerals sulfurats o bloquejat per una matriu específica, cosa que fa que el cianur sigui ineficaç sense pretractament. Els mètodes de pretractament inclouen:
1) Torrat
Els sulfurs s'oxiden a altes temperatures, cosa que fa que l'or quedi més exposat. Cal controlar les emissions (per exemple, SO₂/As).
2) Oxidació a pressió (POX)
Oxidació en un autoclau pressuritzat amb oxigen. La recuperació pot ser alta, però els costos de capital són elevats.
3) Biooxidació (BIOX)
Ús de bacteris per oxidar sulfurs en condicions controlades. És més "fred" que la torrada, però requereix temps de processament i gestió del bioreactor.
Després de la preoxidació, el mineral/concentrat es lixivia (normalment amb cianur) per dissoldre l'or.
7. Recuperació d'or a partir de la solució: carbó activat, resina i precipitació
Un cop l'or s'hagi dissolt, el següent pas és treure'l de la solució.
– Adsorció amb carbó activat (CIP/CIL): el carbó adsorbeix el complex d'or. A continuació, el carbó s'elueix (s'elimina) amb una solució especial per alliberar l'or.
– Resina en polpa (RIP): la resina d'intercanvi iònic substitueix el carboni en determinades condicions, de vegades més resistent a l'incrustació.
– Precipitació amb zinc (Merrill-Crowe): la solució rica es clarifica i es desoxigena, i després es precipita l'or amb pols de zinc. Aquest mètode és adequat per a solucions relativament netes.
El resultat final sol ser un fang/concentrat que després es fon en doré (un aliatge d'or i plata) abans de ser refinat encara més.
8. Foneria i refinació
El producte recuperat (per exemple, precipitat d'elució o Merrill-Crowe) s'asseca i després es fon amb flux per produir una barra de doré. El doré es purifica després en una refineria mitjançant:
– Processos d'electròlisi (per exemple, Wohlwill per a or d'alta puresa).
– Procés de Miller (utilitzant clor per separar certes impureses).
El refinament produeix or d'alta qualitat (per exemple, 99,99%) segons els estàndards comercials.
9. Gestió de residus, aigua de procés i aspectes ambientals
El processament de l'or sempre produeix residus (sòlids restants) i aigua de procés, que s'han de gestionar de manera segura. Les pràctiques habituals inclouen:
– Espesseïment i emmagatzematge de residus en TSF (instal·lació d'emmagatzematge de residus) amb disseny geotècnic.
– Reciclar l'aigua de procés per reduir el consum d'aigua.
– Desintoxicació de residus de reactius (per exemple, reducció de residus de cianur mitjançant certs processos d'oxidació si cal).
– Monitorització de la qualitat de l'aigua, l'estabilitat de les preses de residus i els plans de tancament de les mines.
Els aspectes de salut i seguretat laboral (K3) també són importants: l'ús de reactius, el control de la pols, la prevenció de l'exposició a materials perillosos i els procediments d'emergència han de formar part del sistema operatiu.
10. Kesimpulan
Les tècniques i els mètodes per processar l'or a partir del mineral depenen en gran mesura del tipus de mineral, la mida d'alliberament i les característiques mineralògiques. Les rutes de procés habituals inclouen la trituració i la mòlta, la concentració per gravetat i/o la flotació, la lixiviació (sovint cianuració en CIL/CIP o lixiviació en munts), la recuperació d'or de la solució i després la fosa i el refinament. Per als minerals refractaris, es requereixen passos de preoxidació com la torrefacció, la POX o la biooxidació per extreure l'or de manera efectiva. Per sobre de tot, l'èxit del processament modern de l'or també està determinat per la implementació de controls estrictes del procés, una gestió responsable dels residus i de l'aigua, i un compromís amb la seguretat laboral i la protecció del medi ambient.
Si ho desitgeu, puc adaptar aquest article a un context a escala industrial (amb diagrames de flux i paràmetres generals) o a una escala petita/mitjana (centrant-me més en la concentració de gravetat i les pràctiques operatives bàsiques) per adaptar-lo a les vostres necessitats.
