Mecanismo de Adsorción. La mayoría de tipos de carbón vegetal adsorberán oro en mayor o menor grado. El carbón vegetal más efectivo es producido específicamente para la adsorción es hecho de cascara de coco o melocotón calcinante descascara o el melocotón calcinados alrededor de 700°C a 800 °C en presencia de vapor.
Durante los últimos años, un número de investigaciones en las que se puso la mira entender el mecanismo de adsorción con carbón fue efectuado. Aunque hay mucha confusión y poco acuerdo entre los investigadores diversos, todos coinciden en lo siguiente:
La adsorción de cianuro de oro en una partícula porosa de carbón vegetal involucra los fenómenos simultáneos de difusión en el poro y la adsorción en las áreas o sitios activos del carbón teniendo una afinidad para oro y plata
Las investigaciones en la adsorción consideran usualmente un modelo de difusión en el poro cuyas isotermas de adsorción con las isoterma de Freundlich. El estudio de cinética de adsorción de carbón indica que la energía de activación para la difusión demuestra que la etapa limitante en la tasa de adsorción es la difusión.
Especificación del carbón. El carbón comercialmente disponible que es usado en la extracción de oro de licores de cianuración usualmente viene en dos tamaños (- 6 +16 mesh o -12 +30 mesh). Estos productos están disponibles en el mercado, Lo Siguiente es una lista típica de especificación para carbón activado:
Área Superficial, m²/g 1050-1150
Densidad aparente, g/cm³ 0.48
Densidad de la partícula, g/cm³ 0.85
Vacíos, % 40
Operación con el carbón. El proceso de adsorción de carbón para la recuperación de oro y plata consiste de tres etapas:
Cargado. El oro y la plata son adsorbidos de la solución de cianuración sobre las part1cles de carbón.
Elución y reactivación. El Oro y la plata son extraídos del carbón en una solución concentrada y el carbón es regenerado y devuelto al circuito
Recuperación. El Oro y la plata son recuperados de la solución concentrada por electrodeposición o la precipitación en polvo de zinc. La solución pobre resultante es devuelta a la elución y la reactivación, y los metales preciosos recobrados son fundidos formando una barra de Dore.
La siguiente figura ilustra un diagrama de flujo típico para la recuperación de oro y plata usando adsorción con carbón. Se observa las etapas de carga, la elución, y la recuperación del proceso.
Unidades de laboratorio o industriales pueden usar varios métodos de adsorción de carbón para realizar los tres pasos indicados. Los párrafos que siguen tratan primordialmente con la carga y las técnicas diversas disponibles para efectuar la adsorción en las partículas de carbón.
Tres métodos de cargado son comúnmente usados y son los siguientes: carbón en columna (CIC); carbón en pulpa (CIP); y carbón en Lixiviación (CIL).
En el proceso CIC la solución entra en contacto con el carbón cargado en una columna. La solución se hace pasar por el carbón en una dirección ascendente, dilatando la columna de carbón verticalmente. Como resultado de esta expansión vertical, el término » cama de carbón expandida» es también usado para describir el proceso.
En el proceso CIP la pulpa está en agitación en tanque de agitación y hay un movimiento en contracorriente (El carbón fluye en una dirección, mientras que la pulpa fluye en otro).
El proceso CIL es de hecho una variante del circuito de lixiviación ya que se realiza la adsorción y disolución simultáneamente.
Cuando usar Adsorción con Carbón
Los sistemas de recuperación con carbón activado han ganado una aceptación in la minería de oro dentro de los últimos años. Como se sabe, una de las ventajas principales de este proceso es que la solución no tiene que ser tratado antes de la recuperación. En el proceso CIC (cuál es usado en lixiviación en pilas) la solución rica es pasada por una cama de carbón sin pretratamiento.
Los minerales lamosos y los carbonaceos presentan pocos problemas a la adsorción con carbón a diferencia del sistema de Merrill-Crowe que es sensible a estos. El proceso CIP o CIL eliminan la necesidad para separación del solido-liquido. Los sistemas de carbón parecen funcionar en una máxima eficiencia, sin distinción de la ley de metales preciosos en solución. Así, las recuperaciones pueden ser mejores con sistemas de carbón si ninguno de los factores que complica es complejo. Sin embargo, el carbón fácilmente puede ser ensuciado por sales disueltas, en particular carbonatos de magnesio o calcio. El carbón también puede ser ensuciado por compuestos orgánicos como aceites y los reactivos de flotación.
Los sistemas de carbón tienden a requerir de mayor trabajo, a menudo requieren de un lavado ácido frecuente o reactivación. La elución y la regeneración son las partes más caras del proceso. La elución a presión parece ser el método más popular actualmente en uso, aunque el trabajo es continuar en desarrollo de varios métodos orgánicos de elución. Después de la elución del carbón, un proceso como la cementación con zinc o electrodeposición debe estar disponible para tratar la solución. Cada uno de estos procesos suplementarios presentan sus propias complicaciones operacionales.
Con ambos procesos, Merrill-Crowe y los sistemas de carbón, es prudente investigar la existencia y el efecto de mercurio en la solución rica. Progresivamente, la operación tiene que ocuparse de dificultades operacionales asociadas con la existencia de mercurio. El Mercurio tiende a ser perjudicial para la operación, causando un incremento en el consumo de zinc, por un lado, y decreciendo la carga de oro en el carbón. El Mercurio pasiva el zinc en el proceso Merrill-Crowe Crowe, y ocupa espacio activo valioso en la superficie del carbón.
Diseno Y Construccion Adsorción con Carbón Activado
Operaciones comerciales pequeñas. De manera similar a las unidades de precipitación con zinc, existen una gran variedad de sistemas de adsorción con carbón. Aunque solo algunas unidades están disponibles, las columnas con carbón se diseñan para flujos específicos de solución rica.
Las unidades más pequeñas son diseñadas usualmente con cuatro o cinco columnas en serie. La solución rica fluye a través de una cama de carbón activado. La solución es entonces transferida de la parte superior de la primera columna hacia la cama de carbón en el fondo de segunda columna. El carbón es movido en dirección opuesta al flujo de la solución rica. En la siguiente figura, el carbón fluye de la última columna (#3) para la segunda, y luego la primera columna. El carbón reciente es colocado en la tercera columna y el carbón cargado es removido de la primera columna.
Operaciones Comerciales Grandes. Las plantas grandes incorporan mayores columnas para manejar los mayores volúmenes de tratamiento. La mayoría de plantas funcionan con una expansión de la cama de carbón llegando al 60-70%. Por consiguiente, 1/3 de la columna está cargado con carbón, de este modo, después de la expansión el carbón se expande libremente en el tanque. Una tercera parte de la altura de la columna queda como espacio libre.
Generalmente, el flujo de solución requerida para mantener la fluidización de una cama de carbón compuesta por partículas de carbón menores a 6 mesh y mayores a 16 mesh es de 25 gpm/ft2, mientras que para partículas de carbón menores a 12 mesh y mayores a 30 mesh es necesario un flujo de 15 gpm/ft2. Bajo estas condiciones la cama de carbón se expande 60%.
El diámetro de la columna depende del flujo de solución rica. Operaciones pequeñas pueden almacenar su carbón cargado y tratarlo posteriormente. Operaciones grandes tienen sistemas de elución, regeneración y recuperación en la misma operación minera.