Modelo de planta piloto para recuperación del Oro de la pequeña minería y minimizar los impactos ambientales

Abstract

Debido a los problemas ambientales causados por prácticas como amalgamación con mercurio, características de la pequeña minería aurífera, artesanal o informal situados en Secocha, Misky y Yanaquihua, que afectan a la Cuenca del rio Ocoña Arequipa, el compromiso de los profesionales involucrados en el sector es y será la búsqueda incesante de tecnologías alternativas más limpias para la recuperación del oro; como la concentración gravimétrica centrifuga, medios densos, magnética o flotación, obviamente menos contaminante; por este motivo se propone un modelo de planta piloto de 25 TMD de capacidad instalada para recuperación del oro para la pequeña minería y así minimizar los impactos ambientales. Se caracterizó el mineral vía microscopia electrónica determinándose tres tipos de oro libre presentes: (a) nanométrico, denominado ultra fino (b) micrométrico con tamaños menores de 5 µm, fino y (c) micrométrico con tamaños de partículas entre 20 y 50 µm, “gruesos”; y un oro del tipo electrum, por lo mismo, los procesos metalúrgicos programados se orientaron hacia la concentración gravimétrica vía Falcón y Jig. Para este efecto, el procedimiento experimental consistió en muestrear y preparar 35 Kg de mineral aurífero (ley de cabeza 77,87 g Au/TM) para estudios de microscopia electrónica, determinación de características físicas, análisis químico y pruebas metalúrgicas (concentración gravimétrica Falcón, Jig, cianuración y flotación), así como también se realizaron pruebas de moliendabilidad para calcular el índice de trabajo o work index. Las pruebas de concentración gravimétrica fueron realizadas vía Falcón y Jig, ambas con 5 Kg de mineral fresco a una granulometría de 80% -100m como alimentación, formando una pulpa de 25% de sólidos. Para el primer caso, los análisis químicos usando el método de ensayo a fuego para oro por gravimetría, observaron una ley en el concentrado de 830,7 g Au/TM que represento una recuperación de 57,97% y el método de absorción atómica para el análisis de la plata, evidencio una ley de concentrado de 469 g Ag/TM y 21,76% de recuperación. En el caso del Jig, la ley de concentrado evidencio 190,4 g Au/TM de oro con recuperación de 50,87% y una ley de 102 g Ag /TM con una recuperación de 19,54%. Ya en tanto, la cianuración en botellas tuvo lugar usando 1 Kg de mineral fresco a 80% -200m, durante 48 horas, obteniendo la solución rica (alcalina) y residuos sólidos o ripios, que posteriormente fue analizado, resultando 35,48 g Au/TM y 26,96 g Ag/TM haciendo una recuperación de 91,14% para el oro y 54,46% para la plata. Análogamente, se uso 1 Kg del relave gravimétrico Falcón a 80% -200m, durante 48 horas obteniendo una solución rica (alcalina) y residuos sólidos o ripios que fueron también analizados, resultando 15,4 g Au/TM y 30,9 g Ag/TM, alcanzando recuperaciones de 87,4% y 62,73 % respectivamente. El cianuro libre resultante de ambos relaves de cianuración ascendieron a 10-4 mg/L, valor que es muy bajo comparado con la normativa ambiental vigente (1 mg/L), haciendo medioambientalmente viable el diagrama de flujo alternativo A (flowsheet No 1). Se finalizó con pruebas de flotación rougher, usando también mineral fresco y relave de concentrador Falcón, a 80% -200m, durante 15 minutos con 50% de sólidos en molino de bolas. Para el primer caso mineral fresco, las leyes obtenidas en el concentrado fueron 534,8 g Au/TM y 723,9 g Ag/TM, que representaron el 96,88% de recuperación para el oro y 89,74% para la plata. En el caso de la flotación usando el relave del concentrador Falcón, las leyes obtenidas en el concentrado fueron 221,00 g Au/TM y 545,40 g Ag/TM, que representaron recuperación de 94,16% y 84,33% respetivamente. Esta secuencia de procedimientos son descritos en el diagrama de flujo alternativo B (Flowsheet No 2). Con respecto al estudio económico-financiero, se requiere una inversión de US $ 215 000, para la puesta en marcha de la planta piloto modelo de 25 TMD, (en adquisición de equipos, construcción civil y elaboración de DIA), teniendo ingresos reales anuales de US $ 1 819 482, costos de tratamiento de US $ 1 600 000 y depreciación de US $ 30 000 anual, siendo los indicadores económicos: VANE US $ 293 594,96, TIRE 70,38% y Beneficio/costo de 2,37 y PAY BACK de 2 años. El resultado fue aplicar la concentración gravimétrica Falcón en combinación con cianuración método más limpio. Se concluye, que la planificación de la minimización de los impactos ambientales previamente identificados de los factores potencialmente afectados (físico, biológico y socioeconómico-cultural) pueden ser considerados moderadamente significativos. El relave de flotación y los ripios de cianuración producidos por las rutas flow sheet No 1 y 2 respectivamente, no ofrece un riesgo de contaminar suelos ni cuerpos de agua debido a que serán disponibilizados en un lugar previamente impermeabilizado con geomembranas protectoras. Si fuere el caso de que se pasara del tiempo de operación de 5 años entonces estos residuos deberían después de un tratamiento previo de desintoxicación ser sometidos a degradación natural del cianuro u oxidando el cianuro libre y cianuro disociado en ácidos débiles-DAD, por oxidación química vía peróxido de hidrógeno. Otra alternativa será acondicionar estos residuos para elaborar material de construcción civil (por ejemplo, ladrillos y mezclas asfálticas), siempre y cuando sea sometido a estudios de estabilización química de cobre, debido a sus altos contenidos (0.035% Cu en ripios de cianuración de relave de concentración gravimétrica Falcón). Finalmente este proyecto es viable desde las ópticas técnica, económica, medioambiental y social.

Due to the environmental problems caused by practices such as mercury amalgamation, characteristics of small gold mining, artisanal or informal localized in Secocha, Misky and Yanaquihua, affecting Ocoña River Basin Arequipa, the commitment of professionals involved in the sector is and will be a constant search for alternative technologies or cleaner for gold recovery; as the centrifugal gravity concentration, dense media, magnetic or flotation, obviously cleaner and for this reason, it is proposed a model pilot plant of 25 TMD installed capacity for gold recovery for small-scale mining and to minimize environmental impacts. The mineral was characterized via electron microscopy that determined there are three types of gold present in the ore-free study: (a) nanometric, called ultrafine (2) micrometric with sizes smaller than 5 microns, fine and (c) micrometric with particle size between 20 and 50 microns, "coarse aggregate" and a type gold called electrum, therefore scheduled metallurgical processes were oriented towards gravity concentration via Falcón or Jig. For this purpose, the experimental procedure consisted on sampling and preparing 35 kg of gold ore (head grade 77,87 g Au/TM) for microscopy electron studies, determination of physical characteristics, chemical analysis and metallurgical testing (gravity concentration Falcon, Jig, cyanidation and flotation), as well as moliendability tests were performed to calculate the work index. Gravity concentration tests were performed via Falcón and Jig, both with 5 kg of fresh ore to a granulometry of 80%-100m as feeding, forming a pulp of 25% solids. In the first case, chemical analysis using assay fire method for gold by gravity, a grade observed in the concentrate of 830,7 g Au/TM that represented a recovery of 57,97% and the atomic absorption method for the analysis of silver, provides evidence of a concentrated grade of 469 g Ag/TM and 21,76% of recovery. Meanwhile, the cyanidation in bottles took place using 1 kg of fresh mineral-at 80%-200m for 48 hours, getting the rich solution (alkaline) and solid waste or cuttings, which was subsequently analyzed, resulting in 35,48 g Au/TM and 26,96 g Ag/TM, making a recovery of 91,14% for gold and 54,46% for silver. Analogously, using 1 Kg of the Falcón gravimetric tailings at 80% -200m, during 48 hours obtaining a rich solution (alkaline) and solid waste or cuttings which were also analyzed, resulting in 15,4 g Au/TM and 30,9 g Ag/TM, reaching recoveries of 87,4% and 62,73% respectively. The resulting free cyanide of both tailings cyanidation amounted to 10-4 mg/L, a value that is very low compared with current environmental regulations (1 mg/L), making it environmentally viable the alternative Flowsheet A (flowsheet Nº 1). It was finalized with flotation tests “rougher”, also using fresh ore and tailings from concentrator Falcon, at 80%-200m, for 15 minutes with 50% solids in ball mill. For the first case fresh ore, the ore-grades obtained in the concentrated were 534.8 g Au/TM and 723,9 g Ag/TM, which accounted for 96,88% recovery for gold and 89,74% for silver. In the case of flotation using tailings from concentrator Falcón, ore-grades were obtained in the concentrated were 221,00 g Au/TM and 545,40 g Ag/TM, representing recovery of 94,16% and 84,33% respectively. This sequence of procedures is described in the alternative flowsheet B (flowsheet Nº 2). With regard to economical and financial study, it is required an investment of US $ 215 000, for the implementation of the pilot plant of 25 TMD model (in equipment procurement, construction and development of DIA), with real annual incomes of US $ 1 819 482, treatment costs of US $ 1 600 000 and depreciation of US $ 30 000 annually, with economical indicators: VANE US $ 293 594,96, TIRE 70,38% and profit / cost of 2,37 and PAY BACK of 2 years. The result was to apply the gravity concentration Falcón in combination with cyanidation, a cleaner method. It is concluded that the planning for the minimization of environmental impacts, previously identified from the factors potentially affected (physical, biological and socioeconomical-cultural), can be considered moderately significant. The flotation tailings and cyanidation cuttings, that were produced by paths sheet flow Nº 1 and Nº 2 respectively, doesn’t offer risk of contaminating either soil or bodies of water due to they will be available in a previously waterproofed with protectives geomembranes. if it were the case that it would exceed of time of operation of 5 years then these residues after pretreatment detoxification undergoing natural degradation of cyanide or oxidizing free cyanide, and dissociated cyanide in weak acids-DAD, by chemical oxidation via hydrogen peroxide. Another alternative would be to determine these residues to produce civil construction materials (such as, bricks and subgrade line), as long as it is subjected to chemical stabilization studies of copper, due to its high copper content (0,335% Cu in cyanidation cuttings from gravity concentration tailings Falcón). Finally this project is viable from the optical technically, economically, environmentally and socially. Keywords: Microscopic characterization; Recovery of gold; Clean technology; Minimization of environmental impacts.