Estudio de la cinética de disolución y oxidación de oro en la lixiviación de minerales auríferos con soluciones de tiosulfato

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).ABSTRACT: Nowadays, the extraction of gold from ores with complex phases as sulfide ores or low amount gold has sparked interest in researchers in extractive metallurgy. Traditional hydrometallurgical processing techniques as extraction of gold by cyanidation treatment, have growing worries about something disadvantages the continued use of cyanide such as low efficiency, hypertoxic reagent, and sometimes, increase in usage in the processes. In this context, the gold dissolution with thiosulfate solution has received much attention over the last four decades as an alternative non- cyanide lixiviant for gold recovery. Additionally, being a green chemistry alternative compared to the environmental toxicity of cyanide and mercury in traditional mining. Some studies of thiosulfate leaching have reported values up to 90% gold dissolution from refractory ores considered. Researches about this subject have focused on the control of the chemical reactions of the electrolyte and the parameters optimization to reach the high dissolution of gold in the leaching solution of thiosulfate, ammonia, copper and EDTA. On the other side, the complexity of ammoniacal thiosulfate leaching reaction system on gold extraction from sulfide ores faces several challenges. The mineral association (e.g. through the galvanic connection) and the transformations that undergoes the sulfide ores that affect the efficiency of dissolution are some of them. This interaction between sulfide ores and the electrolyte used for the leaching of certain metal of interest has become in a focus of research in the gold extraction industry. Galvanic interactions between sulfide minerals can accelerate or retard their dissolution in the leach solution. The likelihood of galvanic interaction depends on the physical properties of the minerals, which can be identified through mineralogical (textural mineralogical information), or electrochemical studies. The aim of this research is to study a process for dissolution and oxidation gold ore with an non cyanide alternative leaching solution. In this investigation studies of the thiosulfate-based solutions for treating refractory ores where the gold particles would be occluded and associated with sulfides phases. Searching to establish optimal conditions for the dissolution of gold such as electrolyte composition, concentration, and pH. In this same way, the study of the reactivity of different sulfide phases through their electrochemical behavior and galvanic interactions has been implemented with the use of electroactive carbon paste electrodes (CPE), containing sulfides ores with a thiosulfate leaching system. Several common associated minerals in a complex sulfide ore (CSO), besides of high purity sulfide minerals [pyrite (FeS2), galena (PbS), chalcopyrite (CuFeS2), arsenopyrite (FeAsS)], were used. Reactivity of each individual sulfide mineral and the CSO in an ammoniacal thiosulfate solution was determined by rotating disk voltammetry and chronoamperometry using carbon paste electrodes. Potentiodynamic polarization results showed that pyrite acts as cathode in the thiosulfate leach solution promoting the reduction of oxygen. Thus, oxidation of pyrite was delayed due to galvanic protection offered by other sulfide minerals as arsenopyrite and chalcopyrite. The results obtained show that the method is able to identify the minerals whose dissolution rates increase more than others due to galvanic coupling, and additionally; provides information on the solid intermediates formed

Evaluación de metodologías para la aplicación de sistemas de protección contra la corrosión en el interior de tanques de lastre en embarcaciones marinas

In this paper, different methodologies of surface preparation for applyinga paint system used in ballast tanks of marine vessels are studied andtheir influences in the performance of the paint system are evaluated.Typical rusts found on boat surfaces were characterized, field tests wereconducted with different surface preparations in hard-to-reach areas,controlling the contamination degree by soluble salts and comparingdifferent methods (Bresle method, Sleeve test, Saltsmart test and ionchromatography) and different roughness profiles (sand blasting, powergrinding and sandpaper, scraping and picketing) in order to determinethe more efficient combination of methods for the surface preparation inhard-to-reach areas. Different properties of a paint system were evaluateduring laboratory and field exposure tests. The final exposure time was 7months. It was found that the methods of surface preparation by picketingand power grinding + sandpaper have the higher salt contents (> 10 μg/cm2), exceeding the maximum permitted limit of 5.0 μg/cm2Este artículo presenta los resultados de la evaluación del desempeño ymetodologías de preparación superficial para la aplicación de un sistemade pinturas utilizado en tanques de lastre de embarcaciones marinas.Se caracterizaron las herrumbres típicas encontradas en superficies deembarcaciones, se realizaron pruebas de campo haciendo diferentespreparaciones de superficies en áreas de difícil acceso que permitierancontrolar el grado de contaminación por sales solubles, comparandodiferentes métodos (Método Bresle, Sleeve test, Saltsmart, cromatografíaiónica) y varios perfiles de anclaje (sand blasting, grata y lija, escariadory piqueteo) con el fin de determinar la combinación de los métodos máseficientes en la práctica para la preparación de zonas de difícil acceso. Seevaluaron las propiedades de un sistema de pinturas en laboratorio y encampo durante 7 meses de exposición. Se encontró que los métodos depreparación de superficie por piqueteo y grata + lija son los que presentanel mayor contenido de sales (> de 10 μg/cm2), superando el límitemáximo permitido de 5.0 μg/cm2. A partir del método de preparacióncon escariador están por debajo de los 10 μg/cm2

Evaluation of methodologies for the application of protection systems against corrosion inside ballast tanks in marine vessels

RESUMEN: Este artículo presenta los resultados de la evaluación del desempeño y metodologías de preparación superficial para la aplicación de un sistema de pinturas utilizado en tanques de lastre de embarcaciones marinas. Se caracterizaron las herrumbres típicas encontradas en superficies de embarcaciones, se realizaron pruebas de campo haciendo diferentes preparaciones de superficies en áreas de difícil acceso que permitieran controlar el grado de contaminación por sales solubles, comparando diferentes métodos (Método Bresle, Sleeve test, Saltsmart, cromatografía iónica) y varios perfiles de anclaje (sand blasting, grata y lija, escariador y piqueteo) con el fin de determinar la combinación de los métodos más eficientes en la práctica para la preparación de zonas de difícil acceso. Se evaluaron las propiedades de un sistema de pinturas en laboratorio y en campo durante 7 meses de exposición. Se encontró que los métodos de preparación de superficie por piqueteo y grata + lija son los que presentan el mayor contenido de sales (> de 10 μg/cm2), superando el límite máximo permitido de 5.0 μg/cm2. A partir del método de preparación con escariador están por debajo de los 10 μg/cm2.ABSTRACT: In this paper, different methodologies of surface preparation for applying a paint system used in ballast tanks of marine vessels are studied and their influences in the performance of the paint system are evaluated. Typical rusts found on boat surfaces were characterized, field tests were conducted with different surface preparations in hard-to-reach areas, controlling the contamination degree by soluble salts and comparing different methods (Bresle method, Sleeve test, Saltsmart test and ion chromatography) and different roughness profiles (sand blasting, power grinding and sandpaper, scraping and picketing) in order to determine the more efficient combination of methods for the surface preparation in hard-to-reach areas. Different properties of a paint system were evaluate during laboratory and field exposure tests. The final exposure time was 7 months. It was found that the methods of surface preparation by picketing and power grinding + sandpaper have the higher salt contents (> 10 μg/ cm2), exceeding the maximum permitted limit of 5.0 μg/cm2

Evaluación de metodologías para la aplicación de sistemas de protección contra la corrosión en el interior de tanques de lastre en embarcaciones marinas

In this paper, different methodologies of surface preparation for applyinga paint system used in ballast tanks of marine vessels are studied andtheir influences in the performance of the paint system are evaluated.Typical rusts found on boat surfaces were characterized, field tests wereconducted with different surface preparations in hard-to-reach areas,controlling the contamination degree by soluble salts and comparingdifferent methods (Bresle method, Sleeve test, Saltsmart test and ionchromatography) and different roughness profiles (sand blasting, powergrinding and sandpaper, scraping and picketing) in order to determinethe more efficient combination of methods for the surface preparation inhard-to-reach areas. Different properties of a paint system were evaluateduring laboratory and field exposure tests. The final exposure time was 7months. It was found that the methods of surface preparation by picketingand power grinding + sandpaper have the higher salt contents (> 10 μg/cm2), exceeding the maximum permitted limit of 5.0 μg/cm2Este artículo presenta los resultados de la evaluación del desempeño ymetodologías de preparación superficial para la aplicación de un sistemade pinturas utilizado en tanques de lastre de embarcaciones marinas.Se caracterizaron las herrumbres típicas encontradas en superficies deembarcaciones, se realizaron pruebas de campo haciendo diferentespreparaciones de superficies en áreas de difícil acceso que permitierancontrolar el grado de contaminación por sales solubles, comparandodiferentes métodos (Método Bresle, Sleeve test, Saltsmart, cromatografíaiónica) y varios perfiles de anclaje (sand blasting, grata y lija, escariadory piqueteo) con el fin de determinar la combinación de los métodos máseficientes en la práctica para la preparación de zonas de difícil acceso. Seevaluaron las propiedades de un sistema de pinturas en laboratorio y encampo durante 7 meses de exposición. Se encontró que los métodos depreparación de superficie por piqueteo y grata + lija son los que presentanel mayor contenido de sales (> de 10 μg/cm2), superando el límitemáximo permitido de 5.0 μg/cm2. A partir del método de preparacióncon escariador están por debajo de los 10 μg/cm2