Los métodos hidrometalúrgicos han recibido atención para el tratamiento de muchos minerales en estos últimos años. Considerando, el proceso pirometalúrgico directo ha sido considerado como el proceso estándar para minerales de mercurio (el cinabrio), los métodos hidrometalúrgicos son una alternativa. La química de este proceso no es nueva, pero con el ímpetu para los métodos de lixiviación, es sólo por lógica que este método debiese recibir mayor atención. El proceso es como la cianuración para la recuperación de oro y plata de muchas formas. El sulfuro de mercurio (el cinabrio) es disuelto en una solución de sulfuro de sodio con hidróxido de sodio luego se hace el lavado de los sólidos usando decantación en contracorriente. El mercurio es precipitado con aluminio metálico a partir de la solución.

Una importante contribución al desarrollo de la lixiviación de minerales de mercurio se encuentra en el reporte de J. Butler titulado ‘Studies in the Hydrometallurgy of Mercury Sulfide Ores”.

lixiviación de sulfuro de mercurio diagrama

Lixiviación de Mercurio

El diagrama de flujo de este estudio representa de modo simplificado el proceso de tratamiento y se muestra solo para ilustrar las características generales del tratamiento. Es importante efectuar pruebas antes de pensar en la instalación de una planta.

Diagrama de Flujo para Lixiviar Mercurio

CHANCADO-MOLIENDA

La primera parte del diagrama de flujo consta de una etapa de chancado la cual es típica de plantas pequeñas. El chancado es usualmente realizado en un período de ocho horas para proveer suficiente mineral a la tolva de finos y poder efectuar un buen control de la planta.

Una molienda a menos 65 mallas utilizando un Molino de Bolas operando en circuito cerrado con un Clasificador en Espiral o Ciclón libera el cinabrio (el sulfuro de mercurio) de la ganga asociada y lo expone para la acción de la solución lixiviante conteniendo hidróxido de sodio y sulfuro sódico. La disolución del sulfuro de mercurio se efectúa en el circuito de molienda, pero en un tiempo de retención de aproximadamente cuatro horas a 33% en agitadores garantizará una extracción óptima. Los agitadores tipo turbina son ampliamente usados en plantas de lixiviación debido a su habilidad para mantener sólidos en la suspensión con bajo consumo de energía.

La reacción química del proceso de lixiviación es la siguiente,

HgS + Na2S = HgS . Na2S (solución)

El hidróxido de sodio es necesario en la reacción para impedir hidrólisis del sulfuro sódico. El sulfuro soluble, HgS.Na2S, es relativamente inestable, cualquier baja repentina en la concentración de sulfuro sódico libre en la solución de lixiviación causará la precipitación de sulfuro negro de mercurio. Las precauciones son por consiguiente necesarias para impedir la dilución de la solución con agua o por otras reacciones que pueden aminorar la concentración de sulfuro de sodio en la lixiviación.

El mercurio no es soluble debajo de estas condiciones, y si está presente puede recuperarse en un Jig en el circuito de molienda-clasificación.

lixiviación de sulfuro de mercurio precipitated

Efecto de la velocidad de agitación y la adición de mercurio en la precipitación de mercurio. Concentración inicial de mercurio 2.764 gramos por litro

DECANTACION EN CONTRACORRIENTE

La solución rica es separada de los sólidos usando tres Espesadores arreglados en decantación en contracorriente y por un sistema de filtración en un filtro del tambor. Pequeños flujos de solución pobre y aproximadamente ¼ de tonelada de agua por tonelada de mineral sirve para lavar el queque del filtro. La solución pobre es añadida al espesador No. 3 y al rebose dele espesador No. 2. El rebose del espesador No. 2 constituye la solución de dilución del circuito de molienda. La solución rica es removida del espesador No. 1.

La adición de un floculante es necesaria para aumentar la tasa de sedimentación y producir un líquido claro del espesador.

Precipitación – La reacción para la precipitación del mercurio de solución es como sigue: 3 (HgS.Na2S) +8Na0H +2Al 3Hg +6Na2S +2NaAlO2 +4H2O

El mercurio metálico líquido, el mercurio amalgamado con aluminio, y el sulfuro negro de mercurio se forman durante la precipitación. Las eficiencias altas son obtenidas en la precipitación y el sulfuro sódico regenerado se recicla. El hidróxido de sodio y el aluminio son consumidos durante la precipitación.

Los esquemas diversos para la precipitación con aluminio metálico son posibles, sin embargo, sistemas continuos parecido al procedimiento empleado para la precipitación de oro y plata de cianuro (excepto usando polvo de aluminio en lugar de polvo de cinc) permite un método simple y eficiente. Desde que el mercurio precipitado es líquido y atravesará el filtro-prensa con la solución pobre, debe ser colectado en una trampa de mercurio delante del tanque de solución pobre. El aluminio en polvo excedente en forma amalgamada y un poco de sulfuro de mercurio se concentrarán en el filtro-prensa y podrán ser tratados en una retorta periódicamente o se retornan al circuito de precipitación.

CONSUMO DE REACTIVOS QUIMICOS

Como en todo proceso de lixiviación, el consumo de reactivos químicos depende de las características del mineral. Seguidamente se presenta un ejemplo del consumo de reactivos para este proceso.

lixiviación de sulfuro de mercurio mineral