Barros Anodicos

TRATAMIENTO DE BARROS ANÓDICOS: LA PLANTA DE METALES NOBLES La Planta de Metales Nobles (PMN), como proceso productivo, está relacionada estrechamente con la operación de una Refinería Electrolìtica, a través del procesamiento del Barro Anódico Crudo generado en las celdas de electrorefinaciòn de cobre. Adicionalmente, se puede efectuar la refinación de metales preciosos de proveedores externos en diferentes etapas del proceso general. Del procesamiento de los Barros Anódicos, se obtienen los siguientes productos y subproductos:  Oro electrolítico 99,99%  Plata electrolítica 99,99%  Selenio grado técnico

 Teluro Electrolítico  Concentrado de Paladio y Platino  Otros

Origen de los Barros Anódicos: La reacción global de electrólisis de cobre, comprende la disolución del metal (ánodo de cobre) y su electro-depositación en el cátodo. Las impurezas contenidas en el ánodo pueden pasar como iones a la solución o precipitarse en el fondo de las celdas en forma de pulpa espesa, conocida como Barro Anódico Crudo. Los metales nobles (Au, Ag, Pt, Pd), que tienen un potencial electroquímico mucho más alto que el cobre, prácticamente no se disuelven en el electrolito, y caen desde los ánodos al fondo de las celdas, constituyendo el barro anódico. Por el contrario, aquellos elementos que tienen un otencial electroquímico similar o inferior al cobre, por lo general se distribuyen preferencialmente al electrolito. Descripción General de una Planta de Metales Nobles Los barros anódicos están formados por metales más nobles que el cobre, como oro, plata y platino, junto a sales y compuestos poco solubles de otros elementos contenidos en el ánodo. Los elementos y formas químicas constituyentes principales de los barros anódicos, son:      

COBRE: Cu, Cu2O, Cu2Se, Cu2Te PLATA: Ag, Ag2Se, Ag2Te ORO: Au, Au2Te ARSENICO: SbAsO4, nPbOxAs2O5 ANTIMONIO: Sb2O5, SbAsO4, nPbOxSb2O5 PLOMO: PbSO4

LA COMPOSICION QUIMICA DE LOS BARROS ANODICOS ES : PRODUCTO BARRO ANODICO

rango min max

COBRE % 10 50

Ag % 3 25

Au % 0,2 2,0

Se % 2 15

Te % 0,5 8,0

As % 0,5 5,0

Sb % 0,5 5,0

Pb % 5 20

Ni % 0,1 2

Fe % 0,1 2

S % 2 5

SiO2 CaSO4 % % 1 0,5 10 2

Para recuperar los metales preciosos se realiza un proceso en etapas sucesivas: • Descobrización del barro anódico • Deselenización del barro. Producción de calcina para fusión a Metal Doré. • Producción de metal doré: Ag=86-92%, Au=8-10% • Electrolisis de plata: proceso Moebious. Plata electrolítica de 99,99% • Electrolisis de oro: proceso Wohlwill. Oro electrolítico de 99,99%

Recursos Minerales, Minería y Mercado

1 de 5

Recuperación de Metales Preciosos

El diagrama de bloques representativo de las diferentes etapas que conforman el tratamiento de barros anódicos para recuperación de metales preciosos, se indica en la figura Nº1.

Figura Nº1. Diagrama de Procesos de una Planta de Metales Preciosos. Como se estableció en la figura Nº1, La Planta de Metales Nobles está conformada por diversos procesos para el tratamiento del barro anódico crudo, orientados a obtener los metales preciosos. Sedimentación y Descobrización: El barro crudo, es ingresado al proceso de descobrización junto con electrolito. El barro sedimenta en varios estanques mientras que el electrolito sobrenadante se filtra y se retorna a la Refinería Electrolítica. El barro recolectado se envía a un estanque lixiviador, donde es tratado con ácido sulfúrico y vapor para solubilizar el cobre contenido en él. A través de este proceso, el cobre pasa a la solución obteniéndose un barro anódico descobrizado. Además, una parte importante del telurio presente en el barro original también se lixivia (aproximadamente el 50%). La solución se trata con cobre metálico, produciéndose la cementación de un barro de cobre - telurio. El barro cobre - telurio, es enviado a la planta de telurio para recuperar electrolíticamente dicho metal. La solución remanente, principalmente sulfato de cobre y ácido sulfúrico, es retornada a los estanques de recepción de pulpa en la Planta de Metales Nobles.

Recursos Minerales, Minería y Mercado

2 de 5

Recuperación de Metales Preciosos

Barro Anódico Crudo + Electrolito Decantación

Horno Selenio Deselenización Lixiviación de Barro Anódico

Escoria Oxidación

Horno Trof Sólido Electrolito a Refinería

Escoria Fusión a Tratamiento

Lixiviado

Sólido BAC

E NM

a Planta Tratam. Elect.

Seleni o

Barro Cu-Te

Despunte Cu

Granalla de Plata 99,99 % Ag.

E NM

Moldeadora

Selenio Fusión de Cristales de Plata

Electrólisis de Plata

Teluro

Metal Dore

Pta. Teluro Teluro Barro Aurífero Crudo Fusión Cátodos de Oro

Barra de Oro 99,99 % Au

Electrólisis de Oro

Anodo de Oro

Fusión de Barro Aurífero

Lix. Barro Aurífero

Concentrado

/ Platino Figura Nº2. EsquemaPaladio general de procesos Planta de Metales Preciosos

Planta de Teluro: El barro cobre - telurio formado, es oxidado y lixiviado con hidróxido de sodio. La solución formada es purificada mediante precipitación de impurezas y el telurio es removido de la solución como dióxido de telurio, por precipitación con ácido sulfúrico. El dióxido de teluro, es luego disuelto en el electrolito a ser utilizado en la electroobtención del teluro. El barro destelurizado, no disuelto por el hidróxido de sodio y rico en cobre, es enviado al proceso de descobrización, junto con el barro anódico crudo pequeños contenidos de oro y/o plata son recuperados, por el proceso normal realizado al barro anódico descobrizado. El electrolito rico en telurio es electrolizado, produciéndose la depositación de telurio metálico en los cátodos de acero inoxidable. Planta de Selenio: El barro anódico descobrizado, es vaciado junto con ácido sulfúrico y kiesselgur en bandejas que se introducen en hornos eléctricos de tostación. Al calentar la mezcla a temperaturas de 600 ºC, el selenio reacciona con el ácido, generando óxido de selenio gaseoso y anhídrido sulfuroso. Los gases son lavados y enfriados con agua. Durante esta operación, los gases de selenio y azufre, junto con el agua presente, reaccionan formando selenio elemental y ácido sulfúrico. El selenio sólido formado es retirado de la solución mediante filtración. El sólido que permanece en las bandejas, libre de selenio, después de la tostación es retirado de ellas, molido, combinado con carbón y almacenado en una tolva para su posterior tratamiento. Dicho sólido se denomina Calcina, siendo un producto que contiene la plata en estado de sulfatos. Fusión de Calcina: Producción de Metal Doré.

Recursos Minerales, Minería y Mercado

3 de 5

Recuperación de Metales Preciosos

La calcina proveniente de los hornos de deselenización, es mezclada con fundentes (ceniza de soda y borax), y cargada en el horno de fusión. La carga es fundida a 1.150 ºC, produciéndose la reducción de los sulfatos de plata y generando el Metal Doré, el cual contiene, además de la plata, compuestos de Oro, Platino, Paladio, más algunos restos de Selenio y Cobre. El metal doré, debido a sus propiedades físico - químicas, y a su mayor peso específico, se separa por gravedad de los óxidos presentes. Todos los óxidos contenidos en la calcina, forman una primera escoria, denominada escoria de fusión, la cual con el aporte de los fundentes, es finalmente retirada del horno, enfriada, chancada y enviada a la fundición de concentrados. El metal doré, posteriormente es refinado en el mismo horno, en una atmósfera oxidante, para eliminar el selenio, el teluro y el cobre aún presentes. Estos óxidos, forman una nueva escoria rica en metales nobles (escoria de oxidación), la cual es retirada del horno, enfriada, molida y mezclada con la calcina de la nueva carga del horno. El metal doré refinado, es moldeado en forma de ánodos.

DIAGRAMA DE PROCESO PRODUCCION METAL DORE. PROCESO OUTOKUMPU CALCINA Y CARBON

FILTRO DE MANGAS

Horno Trof

E sc oria F usión a Tratami ento

PO LVO

A PTA SELENIO

METAL DO RE

ESCORIA DE OXIDACION

ESCORIA DE FUSION

A TRATAM IENTO

Figura Nº3. Diagrama de Proceso Producción de Metal Doré. Electrólisis de Plata: Los ánodos de metal doré, son introducidos en bolsas de polipropileno en las celdas electrolíticas, y a través de la aplicación de corriente eléctrica directa, la plata se disuelve de los ánodos y se electrodeposita sobre los cátodos de acero inoxidable en forma de cristales. Los cristales de plata, son removidos de los cátodos y se acumulan en el fondo de las celdas para su posterior retiro. Los cristales de plata producidos, son luego fundidos y granallados para la obtención de granallas de plata. Este proceso se conoce como proceso Moebious. DIAGRAMA DE PROCESO ELECTROREFINACION DE PLATA.

PROCESO MOEBIOUS. Lixiviación y Precipitación de Paladio: El barro aurífero crudo, generado desde los ánodos, se acumula en las bolsas de polipropileno y es Fusión de Cristales luego tratado con ácido sulfúrico a 130ºC (lixiviación), para eliminar de él la plata no disuelta. En esta Electrólisis de Plata Granalla de Plata Plata operación también 99,99 se disuelve paladio. La solución de plata deobtenida en la lixiviación, es tratada con % Ag. hierro metálico, lo que produce la cementación o precipitación de concentrado de paladio, y luego es Metal enviada a la etapa de deselenización de los barros anódicos, para recuperar los Dorecontenidos de plata. El barro aurífero lixiviado, libre de plata, es fundido y moldeado como ánodos de oro. Barro Aurífero Crudo

Recursos Minerales, Minería y Mercado

Anodo: Ag + HNO 3 = AgNO3 + e - + H+ Cátodo: AgNO3 + e- + H + = Ag + HNO 3 4 de 5

Recuperación de Metales Preciosos

Figura Nº4. Diagrama de Proceso Moebious de Electrólisis de Plata Electrólisis de Oro: Los ánodos de oro son instalados en celdas de electrorefinación. Mediante la aplicación de corriente eléctrica directa, los ánodos se disuelven en el electrolito y el oro en solución se deposita sobre cátodos de titanio, produciendo oro de alta pureza. El oro es retirado de los cátodos, lavado, secado y fundido en crisoles con un peso exacto, para moldear barras d 12,5 kilogramos.

DIAGRAMA DE PROCESO ELECTROREFINACION DE ORO. PROCESO WOHLWILL. Barro Aurífero Crudo Fusión Cátodos de Oro

Barra de Oro 99,99 % Au

Electrólisis de Oro

Anodo de Oro

Fusión de Barro Aurífero

Lix. Barro Aurífero

Concentrado Paladio / Platino

Anodo: Au + HCl + 3Cl - = HAuCl 4 + 3eCátodo: HAuCl 4 + 3H + +3e- = Au + 4HCl

Figura Nº5. Diagrama de Proceso Wohlwill de Electrólisis de Oro Precipitación de Platino - Paladio: Debido al constante uso del electrolito áurico, con nuevos ánodos de oro, en esta solución la concentración de platino y paladio aumenta lentamente con el tiempo. Para evitar la contaminación del oro final, es necesario descartar electrolito. El electrolito descartado es tratado mediante la adición de zinc metálico, lo que produce la precipitación de platino y paladio presentes en la solución. El precipitado, es comercializado como concentrado de platino paladio.

Recursos Minerales, Minería y Mercado

5 de 5

Recuperación de Metales Preciosos