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Cianuración del oro es una técnica metalúrgica para la extracción de oro de mineral de baja ley, convirtiendo el oro a un complejo de coordinación soluble en agua. Es el proceso más comúnmente utilizado para la extracción de oro. Producción de reactivos para el procesamiento de minerales para recuperar el oro, cobre, zinc y plata representa aproximadamente el 13% de consumo de cianuro a nivel mundial, con el 87% restante de cianuro utilizado en otros procesos industriales, tales como plásticos, adhesivos, y pesticidas. Debido a la naturaleza altamente tóxica del cianuro, el proceso es controversial y su uso está prohibido en varios países y territorios.

Historia

En 1783 Carl Wilhelm Scheele descubrió que el oro se disuelve en soluciones acuosas de cianuro. Había descubierto a principios de sales de cianuro. A través del trabajo de Bagration, Elsner, y Faraday, se determinó que cada átomo de oro requiere dos cianuro, es decir, la estequiometría del compuesto soluble. El cianuro no se aplicó a la extracción de minerales de oro hasta 1887, cuando el proceso de MacArthur-Forrest fue desarrollado en Glasgow, Escocia por John Stewart MacArthur, financiado por los hermanos Dr. Robert y el Dr William Forrest. En 1896 Bodlnder confirmado que el oxígeno era necesario, algo que fue puesta en duda por MacArthur, y han descubierto que el peróxido de hidrógeno se formó como un intermedio.

La reacción química

La reacción química de la disolución de oro, el "Elsner Ecuación", sigue:

 4 Au 8 NaCN O2 2 H2O? 4 Na 4 NaOH

En este proceso redox, oxígeno elimina, a través de una reacción en dos etapas, un electrón de cada átomo de oro para formar el Au2-ion complejo.

Aplicación

El mineral se tritura con maquinaria de molienda. Dependiendo de la mena, es a veces se concentró aún más por flotación de espuma o mediante concentración centrífuga. Se añade agua para producir una suspensión o pasta. La suspensión de mineral alcalina se puede combinar con una solución de cianuro de sodio o cianuro de potasio, sin embargo, muchas de las operaciones utilizan cianuro de calcio, que es más rentable.

Para evitar la creación de cianuro de hidrógeno tóxico durante el procesamiento, se añade cal o sosa para la solución de extracción para asegurarse de que la acidez durante la cianuración se mantiene en pH 10,5 - fuertemente alcalina. Nitrato de plomo puede mejorar la velocidad de lixiviación de oro y la cantidad recuperada, especialmente en el procesamiento de minerales parcialmente oxidados.

Efecto de oxígeno disuelto

El oxígeno es uno de los reactivos que se consumen durante la cianuración, y una deficiencia en oxígeno disuelto disminuye tasa de lixiviación. Aire o gas oxígeno puro pueden ser purgados a través de la pulpa para maximizar la concentración de oxígeno disuelto. Íntimo contactores oxígeno-pulpa se utilizan para aumentar la presión parcial del oxígeno en contacto con la solución, lo que aumenta la concentración de oxígeno disuelto mucho más alto que el nivel de saturación a presión atmosférica. El oxígeno también se puede agregar por dosificación la pulpa con una solución de peróxido de hidrógeno.

Pre-aireación y el lavado de mineral

En algunos minerales, en particular los que están parcialmente sulfidized, la aireación de la mena en agua a pH alto puede hacer que elementos tales como el hierro y el azufre menos reactiva al cianuro, y por lo tanto el proceso de cianuración del oro más eficiente. Específicamente, la oxidación del hierro al óxido de hierro y la posterior precipitación en forma de hidróxido de hierro reduce al mínimo la pérdida de cianuro de la formación de complejos de cianuro ferrosos. La oxidación de compuestos de azufre a los iones de sulfato evita el consumo de cianuro para subproducto tiocianato.

La recuperación de oro a partir de soluciones de cianuro

Con el fin de disminuir la eficiencia económica, los procesos comunes para la recuperación del oro solubilizada de la solución son:

  • Carbono en la pulpa
  • Electrowinning
  • Proceso Merrill-Crowe

Procesos de remediación de cianuro

Las diversas especies de cianuro que permanecen en las colas corrientes de plantas de oro son potencialmente tóxicos, y en algunas operaciones de los flujos de residuos se procesan a través de un proceso de desintoxicación antes de la deposición colas. Esto reduce las concentraciones de estos compuestos de cianuro, pero no los elimina completamente de la corriente. Los dos procesos principales utilizados son el proceso INCO licencia o el proceso de ácido Caros. Ambos procesos utilizan oxidantes para oxidar el cianuro a cianato, que no es tan tóxico como el ión cianuro, y que luego pueden reaccionar para formar carbonatos y amoníaco. El proceso de Inco típicamente puede reducir las concentraciones de cianuro por debajo de 50 mg/L, mientras que el proceso de ácido Caros puede reducir los niveles de cianuro a entre 10 y 50 mg/L, con las concentraciones más bajas alcanzables en corrientes de solución en lugar de suspensiones. El peróxido de hidrógeno y la cloración alcalina también pueden ser utilizados, aunque estos son típicamente menos común.

Uno de los oxidantes alternativos para la degradación del cianuro que ha atraído interés industrial es el ácido Caros - Ácido peroxomonosulphuric. Ácido Caros convierte cianuro para cianato. Cianato a continuación hidroliza en el agua de iones de amonio y carbonato. El proceso de ácido de Caro es capaz de alcanzar niveles de descarga de WAD por debajo de 50 mg/L, que es generalmente adecuado para la descarga de residuos. En general, la mejor aplicación de este proceso es con lechadas de colas que contiene niveles bajos a moderados iniciales de cianuro y cuando se trataron los niveles de cianuro de menos de aproximadamente 10 a 50 mg/L se requiere.

Más de 90 minas en todo el mundo ahora utilizan un circuito de desintoxicación SO2/air Inco para convertir el cianuro a cianato menos tóxico antes de residuos se descarga en una laguna de relaves. Típicamente, este proceso sopla aire comprimido a través de los residuos, mientras que la adición de metabisulfito de sodio que libera SO2, cal para mantener el pH a alrededor de 8,5, y sulfato de cobre como catalizador si no hay suficiente cobre en el extracto de mineral. Este procedimiento puede reducir las concentraciones de "disociable en ácido débil", cianuro por debajo de los 10 ppm dispuesto por la Directiva de Residuos de Minería de la UE. Este nivel se compara con el 66 a 81 ppm de cianuro libre y de 500 a 1000 ppm de cianuro total en el estanque en Baia Mare. Restante de cianuro libre degrada en el estanque, mientras que los iones cianato hidrolizan en amonio. Estudios recientes demuestran que el cianuro residual atrapado en los relaves de las minas de oro provoca una emisión persistente de metales tóxicos en los sistemas de agua superficial y subterránea.

Efectos sobre el medio ambiente

A pesar de que se utiliza en el 90% de la producción de oro, cianuración del oro es controvertido debido a la naturaleza tóxica de cianuro. Aunque las soluciones acuosas de cianuro se degradan rápidamente en la luz del sol, los productos menos tóxicos, tales como cianatos y tiocianatos, pueden persistir durante algunos años. Los desastres famosos han matado a algunas personas - los seres humanos pueden ser advertidos de no beber ni se acerque a la contaminación del agua -, pero los derrames de cianuro pueden tener un efecto devastador en los ríos, a veces matando todo a varios kilómetros aguas abajo. Sin embargo, el cianuro se lavan antes de los sistemas fluviales y, siempre y cuando los organismos pueden migrar de zonas no contaminadas aguas arriba, las áreas afectadas antes pueden ser repobladas. En algunos? río abajo Baia Mare, el plancton regresó a 60% de lo normal dentro de los 16 días del derrame. Famosos derrames de cianuro incluyen:

Dichos vertidos han llevado a fuertes protestas en las nuevas minas que implican el uso de cianuro, como Rosia Montana en Rumania, Lago Cowal en Australia, Pascua Lama en Chile y Bukit Koman en Malasia.

Legislación

Los estados de Montana, Wisconsin, la República Checa, Hungría, EE.UU. y otros países han prohibido la minería con cianuro. Sin embargo, la Comisión Europea rechazó una propuesta de tal prohibición, y señaló que las regulaciones existentes proporcionan una protección del medio ambiente y la salud adecuada.

En la UE, el uso industrial de sustancias químicas peligrosas es controlada por la llamada Directiva Seveso II, que prohíbe toda descarga de un tamaño que podría causar un deterioro de la calidad del agua subterránea en el momento o en el futuro. La Directiva sobre aguas subterráneas fue reemplazado en gran medida en 2000 por la Directiva Marco del Agua.

En respuesta a la Baia Mare derrame de cianuro de 2000, el Parlamento Europeo y el Consejo adoptaron la Directiva 2006/21/CE sobre la gestión de los residuos de industrias extractivas. El artículo 13 establece que "la concentración de cianuro disociable en ácido débil en las balsas se reduzca al nivel más bajo posible utilizando las mejores técnicas disponibles», y como máximo todas las minas comenzó después del 1 de mayo 2008 se puede descargar desechos que contengan más de 10 ppm de cianuro WAD, minas construidas o permitida antes de esa fecha se les permite no más de 50 ppm inicialmente, bajando a 25 ppm en 2013 y 10 ppm en 2018.

En virtud del artículo 14, las empresas también deben establecer garantías financieras para asegurar la limpieza después de que la mina haya terminado. Esto, en particular, puede afectar a las empresas más pequeñas que quieren construir minas de oro en la UE, ya que son menos propensos a tener la fortaleza financiera para dar este tipo de garantías.

La industria ha creado un "Código del Cianuro" voluntaria que tiene como objetivo reducir el impacto ambiental con auditorías externas de manejo del cianuro de una empresa.