Procesos Fundamentales en Metalurgia Extractiva: Preparación, Lixiviación y Recuperación
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Etapas Principales del Procesamiento Metalúrgico
En todo proceso metalúrgico extractivo pueden distinguirse etapas fundamentales que se describen brevemente a continuación:
Preparación de la Mena
La preparación de la mena puede incluir reducción de tamaño, concentración, separación sólido-líquido y también procesos químicos como la tostación.
Los procesos de reducción de tamaño tienen por objeto liberar las especies minerales valiosas del estéril o ganga, de manera que el material responda bien a un proceso de concentración.
La tostación, en cambio, se realiza con el propósito de transformar los componentes minerales de la mena en otros que sean más solubles en las soluciones de lixiviación.
Lixiviación
La lixiviación corresponde a la disolución selectiva de los constituyentes de interés de la mena o concentrado para obtener una solución acuosa que contenga el metal valioso y un residuo insoluble con el material sin valor.
La lixiviación es fundamentalmente un proceso de transferencia de masa sólido-líquido. Puede ser llevada a cabo en condiciones ambientales o a temperaturas elevadas y/o bajo presión.
Tipos de Reacciones de Disolución
Las reacciones de disolución son de varios tipos y pueden ser clasificadas en forma general como:
- Físicas
- Químicas
- Electroquímicas
- Electrolíticas
Hidro-electrometalurgia
La hidro-electrometalurgia comprende el conjunto de procesos de lixiviación y precipitación por medio de electrólisis, donde los procesos electroquímicos son precedidos por los procesos hidrometalúrgicos.
Existen tres etapas principales en los procesos hidrometalúrgicos:
- Disolución del componente deseado presente en la fase sólida.
- Concentración y/o purificación de la solución obtenida.
- Precipitación del metal deseado o sus compuestos.
Los reactivos químicos empleados (agentes lixiviantes) deben reunir muchas propiedades para poder usarse; por ejemplo: no deben ser muy caros, deben ser fácilmente recuperables y deben ser bastante selectivos para disolver determinados compuestos.
Disolución de Metales Nobles
Entre los metales que pueden disolverse mediante técnicas específicas se encuentran los metales nobles como el oro, la plata y el platino, además del paladio, el rodio, el osmio, el rutenio, el iridio y, en menor medida, el cobre.
El catión liberado de la fase sólida se combina con un agente complejante, y la formación del complejo metálico en la fase acuosa permite la disolución del metal noble.
Ejemplo con oro (Au) y cianuro (CN-):
Au → Au+ + e-
Au+ + 2CN- → [Au(CN)2]-
Lixiviación de Minerales Oxidados
Minerales oxidados naturales de importancia comercial incluyen:
- Gibsita (Al(OH)3)
- Casiterita (SnO2)
- Pirolusita (MnO2)
- Uraninita (UO2)
- Pechblenda (U3O8)