Estudio de la cinética de disolución y oxidación de oro en la lixiviación de minerales auríferos con soluciones de tiosulfato (2020)
RESUMEN: Tradicionalmente en la industria minera, el cianuro ha sido utilizado como agente complejante para extraer el oro y plata debido a la formación de complejos estables, un proceso simple y de bajo costo. Sin embargo, dada la alta toxicidad del cianuro ha promovido una tendencia global hacia la limitación de su uso en la minería. Aunque la mayoría de minerales auríferos se pueden procesar con cianuro, el crecimiento de minerales complejos considerados refractarios; ha requerido procesos alternativos para la lixiviación del oro. En este sentido, en los últimos años se han llevado a cabo investigaciones para el uso de lixiviantes como la tiourea, halógenos, tiocianato, amoníaco, tiosulfato, polisulfuros, sulfito, dietilamina, nitrilos. Entre todos ellos, el tiosulfato se ha establecido como una de las alternativas más relevantes debido a su baja toxicidad y excelente desempeño. Para el desarrollo de esta tesis, se propuso el uso de una solución a base de tiosulfato amoniacal (ATS) para estudiar la cinética de disolución y oxidación de oro en la lixiviación de minerales refractarios. Se evaluó el comportamiento electroquímico de soluciones de tiosulfato de amonio y tiosulfato de sodio, por medio de ensayos de microelectrólisis. Mediante ensayos de lixiviación con lámina de oro se estudiaron diferentes concentraciones de la solución de tiosulfato amoniacal (ATS), evaluando los mejores resultados respecto a la disolución de oro y menor degradación de tiosulfato. Encontrando un mejor comportamiento con una solución de tiosulfato amoniacal con iones de cobre (II), amoniaco y EDTA a pH entre 10.0 y 10.3. Se implementó un método para la evaluación del efecto de las interacciones galvánicas de las fases en minerales sulfurosos con el sistema de lixiviación ATS; basado en una combinación de técnicas electroquímicas, utilizando electrodos de pasta de carbono (CPE) con minerales de sulfuro, electrodos de disco giratorio con mineral (RDE-Mx) y Espectroscopia Raman in situ. Se utilizó un concentrado mineral de sulfuros, así como minerales de sulfuros de alta pureza (pirita, arsenopirita, calcopirita, esfalerita y galena). Se analizó el proceso de oxidación de la pirita dispersa en un electrodo de pasta de carbono (CPE-Py) en solución de tiosulfato amoniacal. El estudio se hizo mediante respuestas de curvas de polarización, Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) y Espectroscopía Raman in situ. Se logró determinar el proceso de oxidación y pasivación de pirita a potenciales entre 0.1 V a 0.4 V vs SHE. Se logró identificar productos de oxidación de pirita como: hidróxido de hierro (II) y polisulfuros; óxido de hierro como magnetita, lepidocrocita (γ-FeOOOH), y especies de sulfuros como tiosulfato, tritionatos, tetrationatos y sulfatos. Se realizó un análisis de descomposición selectiva de las fases del CMS mediante una prueba de lixiviación diagnóstico; logrando caracterizar el mineral con altamente refractario. Se estableció la cinética de disolución de oro, plata y otros metales de un mineral complejo mediante ensayos de lixiviación con soluciones de tiosulfato y cianuro para evaluar la eficiencia de disolución mediante análisis de muestras de solución por ICP- y los residuos de mineral fueron caracterizados por DRX, FRX, análisis petrográfico y SEM –EDS. Finalmente, se estudió el efecto de aditivos como carbonato, fosfato, sulfito y sulfuro para prevenir una excesiva degradación del tiosulfato y mejorar la cinética de disolución de oro. Se realizaron ensayos de lixiviación con soluciones de tiosulfato amoniacal con los aditivos, haciendo seguimiento a la degradación del tiosulfato mediante análisis de la concentración de tiosulfato, sulfito y sulfatos por titulación yodométrica y cromatografía liquida (HPLC).