ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

Refractariedad de Concentrados aurferos

Refractory of Gold Concentrate

RESUMEN
En la extraccin y purificacin de los metales preciosos se utilizan diversas tcnicas:
gravimtricas, piroqumicas, hidroqumicas, electroqumicas, entre otras no
convencionales; principalmente para minerales sulfurados o complejos sulfurados que
contienen oro encubierto o microscpico.
La influencia de la presencia de pirita, pirrotita, arsenopirita, estibinita, galena y
minerales de cobre y teluro; que retardan e inhiben la transformacin del oro metlico
a solucin, logran atenuarse o reducirse mediante otros tratamientos necesarios,
complementarios al proceso de cianuracin, los que pueden ser ciclos de tostacin,
lixiviaciones acuosas con soluciones cidas o bsicas bajo condiciones controladas de
presin y temperatura, electro oxidacin bajo potencial elctrico, secuencias de
ultrasonido y mediante la lixiviacin bacteriana.
Se describen algunos procesos y las reacciones qumicas importantes a tomarse en
cuenta en estudios ms detallados que servirn de fundamento en proyectos de
investigacin aplicada.
Palabras clave: Mineral de oro refractario, concentrados refractarios, oro
microscpico, tratamiento de concentrados, pirometalurgia, hidrometalurgia.



ABSTRACT
In the extraction and purification of precious metals diverse techniques gravimetric,
pyrochemical, hidrochemical, electrochemical are used main to ore sulfides or complex
sulfides that contain concealed gold or microscopic gold. The influence of the pyrite
presence, copper minerals, that they slow down, they inhibit and /or the
transformation metallic gold in solution, they manage to attenuate themselves or to be
reduced by means of other necessary treatments that they complement to the
cyaniding process, those that can be cycles of roasting, watery leachings with basic
acid solutions or under controlled conditions of pressure and temperature, electro
oxidation under electrical potential, sequences of ultrasound and by means of the
bacterial leaching.
Keywords: gold, concentrated refractory, microscopic gold, treatment of
concentrated, pirometallurgy, hidrometallurgy.
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL



I. INTRODUCCIN
Una cantidad significativa de oro puede estar ntimamente asociada con sulfuros y/o
arseniuros, por lo cual recibe el nombre de mineral refractario. La mayora de las
veces, la cianuracin de estos minerales requiere largos periodos de lixiviacin y,
desafortunadamente, bajas recuperaciones de oro.

Los concentrados refractarios de oro tambin son sometidos a tratamientos
piroqumicos de tostacin, calcinacin y fusin para lograr la oxidacin y reduccin de
sus componentes, acarreando problemas de baja recuperacin, prolongados periodos
de tratamiento, contaminacin al medio ambiente, alto consumo de reactivos, alto
costo operativo; entre otros.

El conocimiento del uso de otras tecnologas para el tratamiento de los llamados
concentrados refractarios nos ayudar a reducir y/o a minimizar dichos problemas.

Dentro de las tecnologas que se pueden usar como pretratamientos a la cianuracin y
fundicin, encontramos la tostacin, la lixiviacin cida bsica, disolucin en autoclave,
electro oxidacin, ultrasonido y la biolixiviacin. Dichas tecnologas de una u otra
manera facilitan la conversin de los compuestos presentes que acompaa al oro en
las especies refractarias, de manera que faciliten la liberacin de las partculas
metlicas de oro; para luego, entrar en contacto ntimo con la solucin cianurada y/o
ser colectado en un lecho de fusin.

Razn por la cual, este trabajo de investigacin tiene como objetivo facilitar el
conocimiento de las tecnologas para el tratamiento adecuado de los concentrados y
materiales con altos contenidos de oro (Dor). Asimismo, busca la mitigacin de la
contaminacin ambiental.
II. DESCRIPCIN DE TECNOLOGAS
2.1. Generalidades
El oro se encuentra frecuentemente entrelazado o cubierto de pirita o de minerales
sulfurosos, y la prctica usual, para extraer el oro de este tipo de mena refractaria,
consiste en moler la mena, tanto como sea necesario o tostarla a temperaturas que
sobrepasan los 500 C, con la finalidad de oxidar a los sulfuros. Infortunadamente las
operaciones de tostacin, usualmente convierten en insoluble a una porcin del oro. La
oxidacin acuosa bajo presin ofrece un mtodo alternativo al de tostacin para
descomponer los sulfuros y deja un residuo a partir del cual el oro puede removerse
ms fcilmente mediante un tratamiento posterior con solucin de cianuro.
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

A temperaturas y presiones elevadas, algunos minerales sulfurosos se disuelven en el
agua ante la presencia de oxigeno, y otros requieren de medios acuosos cidos o
bsicos. Sin embargo, para todos ellos, es esencial la presencia de un reactivo
catalizador oxidante si se desea tener una operacin exitosa. La oxidacin acuosa de
minerales sulfurados se puede auxiliar con la presencia de hidrxido de amonio,
acetato de amonio o permanganato de potasio. Se debe resaltar que la digestin cida
a presin es el proceso de oxidacin acuosa con ciertas ventajas econmicas.
2.2. Descomposicin piroqumica de sulfuros
En un anlisis mineralgico de un concentrado, se observa que los sulfuros se
constituyen principalmente por calcopirita (CuFeS2), pirita (FeS2), calcosina (Cu2S) y
digenita (Cu9S5). Por lo tanto, centramos el inters en el comportamiento de estas
especies minerales.

Es relevante sealar que, tanto la pirita como la covelina y la digenita se descomponen
trmicamente con gran facilidad (sobre 500 C) en pirrotita (FeS) y calcosina,
respectivamente(7,8). El azufre gaseoso (S2(g)), se puede recuperar del ambiente
inerte por condensacin, en estado slido.

I. Descomposicin trmica de calcopirita y posterior adicin de hierro.


El cobre y calcosina pueden ser separados de la pirrotita por diferencia de densidad.

II. Descomposicin trmica de calcopirita y reaccin posterior de la calcosina en
ambiente controlado.


III. Slo descomposiciones trmicas y separacin de escorias por densidad.
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL


Los compuestos arseniados se encuentran en cantidades despreciables; sin embargo,
su efecto en la contaminacin ambiental no lo es. Su toxicidad depende del
componente activo (As3+ >> As5+ >> rgano arsnico), es bioacumulable en el ser
humano, produciendo, entre otros, cncer a la piel. Los compuestos relevantes
corresponden a enargita, cobre gris y arsenopiritas.
En fundicin, el 50% de ellos se va en gases, y el resto en escorias. Los productos
comercializables son trixido de arsnico y arsnico elemental.
2.3. Tostacin de menas de oro
La tostacin es un proceso industrial para la conversin de sulfuros en sulfatos
solubles, en solucin cida acuosa, permitiendo as la cianuracin normal, despus del
lavado previo de residuos. No obstante la tostacin en pequea y mediana escala
genera dixido de azufre (SO2), no recuperable, el cual contamina el ambiente,
existen normas de proteccin ambiental que restringen la realizacin.
La tostacin se efecta cuando el oro est asociado ntimamente con minerales
pirticos que dificultan la extraccin de oro al nivel deseado; se hace esencial una
tostacin de la mena antes de la cianuracin, para liberar el oro. Por ello muchos
investigadores han escrito extensos artculos donde se describe, en forma
comprensiva, la prctica de oxidacin y reduccin de los compuestos minerales.
2.3.1. Tostacin de menas conteniendo pirita y pirrotita
Segn estudios realizados por Norwood, 1939(11), en la conversin de sulfuros (Pirita)
de hierro a xidos tienen a lugar las siguientes reacciones qumicas:

ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

La influencia de la temperatura y las presiones parciales de las diversas zonas del
horno y de los gases son determinantes para alcanzar los mejores resultados. Es
frecuente el uso de materiales pirticos como una fuente de calor y como un agente
reductor.

Los resultados de las pruebas de tostacin efectuados por Norwood, llevadas a cabo a
diferentes temperaturas, concluyen que los residuos con alto contenido de oro sern
cianurazos.

Tambin estableci que temperaturas iniciales de 450 a 550 C favorecen la oxidacin
directa del FeS2 a Fe3O4; mientras que temperaturas iniciales sobre 650 C favorecen
la eliminacin completa de cualquier sulfato ferroso formado. Sin embargo, la
determinacin de las condiciones de temperaturas ptimas se complica por el hecho de
que las menas, generalmente, contienen cierto nmero de minerales distintos a los
sulfuros de hierro y que pueden catalizar reacciones o, de otro modo, afectar el
comportamiento del producto.

Estudios llevados a cabo por Gill y por Schwab y Philinis, los indujeron a concluir que la
velocidad de oxidacin de la pirita est determinada no por el proceso qumico, sino
por la difusin de la fase gaseosa, y que la formacin de sulfatos tiende a cerrar los
poros del xido de hierro producido, deteniendo, por lo tanto, la completitud de la
reaccin. De aqu que la ausencia de porosidad de una calcina se atribuye a la
oxidacin incompleta por la formacin del Ion sulfato(14).
2.3.2. Tostacin de menas con Arsenopirita
La tostacin de un concentrado con predominancia de arsenopirita puede llevarse a
cabo bajo condiciones controladas (4, 7, 8) mediante dos formas:
A) Oxidacin parcial por tostacin. Donde la mena se tuesta en un flujo de aire
restringido y a una temperatura aproximada de 450 C (dependiendo de las
caractersticas particulares de la mena, la oxidacin ser slo parcial). A estas
condiciones de tostacin, el arsnico se oxida para formar el xido arsenioso altamente
voltil y se evita la formacin del pentxido de arsnico no voltil. El hierro de la mena
tambin se oxida mayormente a magntica en lugar de hematita.

B) Oxidacin completa por tostacin. La mena se tuesta con abundante flujo de
aire y a una temperatura superior de 650 C, donde la mayor parte del arsnico puede
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL
removerse como un xido arsenioso voltil, pero tambin puede formarse algo de
arseniato frrico. Este puede actuar de modo similar que el sulfato ferroso.





2.3.3. Tostacin de menas conteniendo estibina
De los compuestos de antimonio, el ms perjudicial a la cianuracin es la estibina, por
disolverse en sta y la consiguiente formacin de tioantimonitos y luego antimonitos.
Claro comportamiento cianicida. Por ello se recomienda tostar la mena conteniendo la
estibina en una atmsfera oxidante para provocar la volatilizacin en la forma de oxido
y favorecer la formacin del vidrio de antimonio, Ag2O.Sb2O3 (17).
2.3.4. Tostacin en presencia de cloruro de sodio
La disminucin de reservas de menas oxidadas de oro y el subsiguiente tratamiento de
menas de oro, conteniendo minerales metlicos sulfurados, los que incluyen al sulfuro
de plata, conducen al desarrollo de la tostacin clorurizante y sus procesos de
lixiviacin complementarios.
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

La adicin de la sal favorece el mismo proceso de tostacin y el siguiente proceso de
cianuracin alcalina; entonces, se puede destacar las siguientes acciones:

1. Incrementa la extraccin de oro a partir de la lixiviacin de calcinas tratadas con
cloruro de sodio.
2. La oxidacin se produce a menor temperatura y en el menor tiempo.

La tcnica consiste en adicionar alrededor del 10% en peso de la mena para un
contenido de azufre de 2,5-3,0 %. La deficiencia de azufre se cubre con la adicin de
pirita. Luego, la mezcla se tuesta usualmente en hornos de hogar mltiple tipo
Wedge, a temperaturas que no excedan los 600C , de modo que los valores de la
mena se convierten en cloruros solubles siendo lixiviados subsiguientemente en agua o
en una solucin acidificada de sal.
2.4. Tratamiento de las calcinas. El producto tostado o calcinado puede ser tratado
de diversas maneras, dependiendo de la factibilidad y viabilidad; ello comprende:

Ciclos de enfriamiento al aire o en medios acuosos.
Reduccin de tamao a las necesidades requeridas, a fin de liberar las partculas
metlicas.
Recuperaciones gravimtricas como primera etapa de concentracin del metal
valioso.
Tratamientos acuosos cidos o bsicos para separar metales solubles y/o adecuar la
alcalinidad requerida.
Aplicacin de la cianuracin convencional.

Frecuentemente, se modifica el procedimiento anterior para satisfacer las condiciones
individuales de cada mena; por ejemplo, para ciertas menas se puede omitir la
molienda y para otras se debe lavar la calcina con agua, cido o algn lcali.
2.5. Algunas consideraciones para pretratamiento acuoso
2.5.1. Efecto del rea superficial. En la teora clsica de la disolucin de slidos en
lquidos se menciona que la velocidad de disolucin es directamente proporcional al
rea superficial. De aqu la velocidad de disolucin observada disminuye con el
incremento del tiempo debido a la reduccin del rea superficial del slido a medida
que su disolucin avanza, aunque la velocidad por unidad de rea permanece
constante.

Entonces cuando sobre la superficie del mineral no se forma un producto insoluble de
reaccin, la velocidad de disolucin observada permanece constante.

La inconsistencia tcnica en explicar la velocidad de disolucin constante obvia la
hiptesis que ha sido adelantada, que es la disolucin por picado, la cual incrementa el
rea superficial por unidad de peso, tal que el rea superficial total permanece,
aproximadamente, constante.
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL
2.5.2. Formacin de Pelculas. Sin embargo, es posible que uno de los productos de
reaccin pueda ser insoluble en la solucin y forme una pelcula sobre la superficie de
la partcula. Por ejemplo, Stenhouse y Armstrong (15) reportaron la formacin de
oxido de hierro hidratado insoluble a partir de la pirita en NaOH, con la consiguiente
formacin de azufre elemental a partir de la pirita, cuando se trata con acetato de
amonio. En tales reacciones, la velocidad de reaccin disminuye considerablemente
con el incremento del tiempo a medida que crece la pelcula formada.


Tradicionalmente, los ms frecuentemente estudiados han sido el oxgeno, el cloro y el
ion frrico. Sin embargo, el oxgeno en s puede usarse en cualquier solucin. Posnjak
y Merwin(12,14) reportaron que el ion frrico. Sin embargo, el oxgeno en s puede
usarse en cualquier solucin. Es de precisar que el Ion frrico es soluble slo en
soluciones comparativamente cidas y su solubilidad depende de la concentracin del
cido y de la temperatura.

El orden de la velocidad de oxidacin a temperatura ambiente es como sigue: Cl2 - Fe
- O2; el cloro oxida la mayora de los sulfuros en pocas horas, el hierro, en varios das;
pero el oxgeno puede tomar aos, pero a temperaturas sobre los 100 C, puede oxidar
sulfuros en unas pocas horas.
2.5.3. Formulacin Matemtica. La cintica de la disolucin de sulfuros depende de
los iones oxgeno en el sistema, adems de los factores geomtricos, temperatura y
presin.


La reaccin de acuerdo a un modelo en el que interviene la absorcin de oxgeno sobre
el sitio reactivo superficial (9) est determinada por la siguiente reaccin qumica:


ALEJANDRO ARAGON MIJAIL
Donde a pH bajo se tendr la lenta formacin de S; y contrariamente a pH alto, se
favorecer la formacin de S y de H2SO4
La disolucin de pirita bajo la presencia de sulfato frrico es representada por la
siguiente reaccin:


La velocidad de la reaccin est representada por la siguiente ecuacin:


W y V representan el peso y volumen, respectivamente.
La oxidacin acuosa de sulfuros es particularmente compleja, debido a las muchas
variables involucradas; puede ser completamente comprendida y eficientemente
aplicada slo en la medida en que se clarifiquen los aspectos cinticos de las
reacciones individuales.
2.6. Los sulfuros en digestin a presin
La lixiviacin de sulfuros en autoclave se realiza a temperatura y presin elevadas para
lograr la oxidacin y solubilizacin del azufre, y su separacin. Por esta tcnica, el
producto de autoclave es una solucin cida en la que los metales del mineral son
solubles. En tanto un lodo atrapa las especies inertes como arcillas y partculas de
metales preciosos. Posteriormente, se efecta la neutralizacin para enseguida
efectuar la cianuracin.

En el proceso de lixiviacin a presin y temperaturas controladas de especies
sulfuradas, donde intervienen el aire u oxgeno y la presencia de carbonato de sodio,
normalmente se oxidan los sulfuros para dar cido sulfrico (10,13). Adems, durante
dichas lixiviaciones se forman hidrxido de hierro y sulfato de sodio, como puede
observarse en las siguientes ecuaciones:

ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

De acuerdo con la literatura, la generacin de cido sulfrico a partir de la pirita parece
proceder en tres etapas principales:
1. Oxidacin del hierro y el azufre del mineral para producir cido sulfrico ms sulfato
ferroso soluble.


2. Conversin del sulfato ferroso y formacin del sulfato frrico. Etapa de control del
proceso.


3. Finalmente, la hidrlisis del hierro frrico, la que procede a valores de pH menores
que 1.0 y a temperaturas superiores a 150 C.


Es de considerar que a valores de pH mayores que 1.0, el sulfato frrico se hidroliza
para formar cido sulfrico y una sal bsica insoluble.


Siendo muy escasa la concentracin del in frrico en solucin. En un pH de 1.0 la
concentracin de equilibrio del in frrico se incrementa, rpidamente cuando se
incrementa la acidez libre.

En la lixiviacin de menas aurferas, el contenido de hierro en la solucin se controla
del mismo modo que para el cido. Lo favorable de esto es que durante la lixiviacin a
presin, el oro no es atacado y permanece en el residuo y es la solucin la que se
desecha. Un incremento en la acidez y una alta concentracin de hierro resultante en
la solucin de descarte, constituyen una ventaja. Sin embargo, stas deben ser
controladas de modo tal que despus de la lixiviacin a presin no quede nada de
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL
pirita sin oxidar, ya que esto puede resultar en una baja extraccin de oro despus de
la cianuracin.

La efectividad de la digestin cida a presin, sobre otros procesos de digestin a
presin, puede determinarse cuando:
1. En el proceso se requiere solamente aire u oxgeno como reactivo y por lo tanto
resulta ms econmico que otros procesos de digestin a presin.
2. El perodo de oxidacin es usualmente ms corto que con los otros procesos de
digestin a presin.
2.7. Electrooxidacin de especies sulfuradas
La electroobtencin asistida por un potencial externo es capaz de destruir compuestos
complejos presentes en minerales refractarios(16). Adems, se desarrolla un proceso
no contaminante; oxidando qumicamente el azufre del mineral a sulfato o bisulfato,
evitando as el encapsulamiento del oro; teniendo, adems, control sobre la emisin de
contaminantes importantes como arsnico, antimonio y azufre al medio ambiente.
La reaccin sobre la superficie del mineral se puede considerar como un proceso de
electrolisis, involucrando dos reacciones simultneas: La reduccin del oxidante y la
oxidacin del mineral con la transferencia de electrones a travs del enrejado cristalino
del mineral. El proceso es anlogo a la corrosin de metales. Las siguientes ecuaciones
demuestran la transferencia de electrones postulada por esta teora.

La ecuacin global para la oxidacin de pirrotita por oxgeno es:


La reaccin procede como sigue:
a. La reaccin inicial es la disolucin andica de Fe++ y la liberacin de azufre
elemental desde la celda cristalina.

Los electrones son transferidos a travs del enrejado mineral y se consumen en la
reduccin catdica del oxgeno a agua.

b. En la siguiente etapa, el in ferroso se oxida a in frrico por el oxgeno molecular y
hay una reduccin simultnea del oxgeno a agua.

ALEJANDRO ARAGON MIJAIL
c. La etapa final es la hidrlisis del in frrico

Con la probabilidad de que la reduccin del oxgeno es la etapa controlante de la
velocidad, esta reaccin en electrodos de metal se ha estudiado intensivamente.
La adicin de un reactivo qumico catalizador de la oxidacin encaminar la reaccin
hacia la regin cida o alcalina.
2.8. Ultrasonido en la Lixiviacin de Minerales
El ultrasonido es una vibracin mecnica con un rango mayor al audible por el odo
humano, que se transmite a travs de un medio fsico y es orientado, registrado y
medido en Hertz, con ayuda de un aparato creado para ese fin.

La prueba de ultrasonido en materiales metlicos es realizada con ondas de 0.2 a 25
MHz, dependiendo de los resultados obtenidos.
Las ventajas de su aplicacin en materiales derivan de las caractersticas que a
continuacin se citan:

Se propagan en todos los medios elsticos donde exista fracciones de materia
(tomos o molculas capaces de vibrar).
La intensidad de vibracin depende de la separacin interpartculas.
Deteccin y caracterizacin de discontinuidades por su alta capacidad de
penetracin.
Alta velocidad de transmisin de energa sonora a travs del medio acuoso.
Mnima dispersin y absorcin de energa de la onda ultrasnica.

El uso del ultrasonido (US) en los procesos industriales (5) se ha incrementado durante
los ltimos aos. Un cierto nmero de procesos ha sido introducido en la industria,
pero muchos de ellos permanecen todava a escala de laboratorio, por lo que no han
sido comercialmente desarrollados.
En particular, la aplicacin de ultrasonido de alta intensidad en fluidos no homogneos
[1], como gases, lquidos con partculas en suspensin, gotas o burbujas, representan
un campo prometedor de aplicacin. Recientes estudios muestran el uso en reas
como la emulsificacin, homogeneizacin, desaglomeracin, sonoqumica, aceleracin
de reacciones qumicas, rotura de molculas complejas, cristalizacin, filtracin,
desgasificacin, cribado, limpieza, separacin, etc.
2.8.1. Reacciones sobre las superficies metlicas
Las reacciones con la participacin de metales se dividen en dos tipos:
1. Las reacciones donde el metal reacciona y, por lo tanto, se consume.
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

2. Reacciones donde el metal sirve como un catalizador, por ejemplo, en las reacciones
de hidrogenacin sonoqumica.

Durante la accin del US se forman nuevas superficies que son afectadas
posteriormente por los agentes de la solucin. El US limpia las superficies ocupadas
por las impurezas mecnicas, oxido, etc. Como resultado, se aumenta el rea de
superficie y se disminuye el tamao de las partculas metlicas. Tambin, en algunos
casos pueden formarse emulsiones muy finas a partir de mixturas de solventes no
miscibles.

El cambio de la frecuencia del ultrasonido puede cambiar las rutas de reacciones
qumicas con participacin de metales e influir en las propiedades de los catalizadores
(Pt, Pd), si este cambio se realiza durante su produccin. El US de alta densidad
favorece a la formacin de los slidos e inicos estratiformes y las reacciones de
intercalacin. En general son conocidas:

1. Las reacciones que se aceleran en el campo del ultrasonido (por ejemplo, la rapidez
de hidrogenacin de los compuestos no saturados en presencia de los catalizadores
metlicos heterogneos: Pt, Pt, Ni) se aumenta en 103 y 105 veces, debido a la accin
del ultrasonido y
2. Reacciones que no tienen lugar en ausencia del ultrasonido; por ejemplo, la
interaccin entre Cu o Ni metlicos y ligandos azometnico (6).
2.8.2. Mecanismo de aplicacin del ultrasonido
La aplicacin a superficies metlicas puede ser brevemente descrita de la siguiente
manera:

1. El flujo acstico es el movimiento del lquido inducido por la onda sonora (una
conversin del sonido a la energa cintica) y no es un efecto cavitacional.

2. La formacin de cavidades asimtricas sobre la superficie metlica que es un
resultado directo de la destruccin de burbujas de corta duracin cerca de la superficie.

Como resultado de la cavitacin, tiene lugar la deformacin de la superficie, junto con
la fragmentacin y reduccin del tamao de partculas que aparecen.
2.9. Accin bacteriana en minerales sulfurados
La extraccin y purificacin de metales, a partir de minerales, es un proceso qumico
que causa contaminacin ambiental. Una alternativa la representa las bacterias
quimilito trficas del azufre, las que pueden oxidar este elemento y generar cido
sulfrico, que solubiliza metales mezclados con azufre. Este proceso se conoce como
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL
Lixiviacin Bacteriana; se aplica como una excelente opcin para reducir la
contaminacin ambiental.

Histricamente, a finales de 1976 (Harvey y Crundwell, 1997) se verific que un grupo
de bacterias se desarrollaba en ambientes de minerales sulfurados con presencia de
carbonatos como fuente de CO2; las que se conocen como bacterias autotrficas del
hierro, describindose dos gneros: las Ferrobacillus y las especies F. ferrooxidans, F.
sulfooxidans y Thiobacillus thiooxidans.

En procesos metalrgicos, la LB es sencilla, barata y ecolgica; sus productos no
contaminan el ambiente (Navarrete et al., 2001). Una de sus principales ventajas
econmicas consiste en aprovechar menas de minerales sulfurados metlicos de baja
ley (SMBL), ya que por los mtodos qumicos tradicionales no es rentable; por ello no
se explotan, a pesar de que contienen oro, plata, cobre y metales radiactivos: uranio,
radio, etc.
2.9.1. Lixiviacin de pirita (FeS2) por Thiobacillus ferrooxidans
Thiobacillus ferrooxidans se cultiva en pirita como fuente de energa, el anlisis de
microscopio electrnico de transmisin indica cambios en la superficie de la pirita,
asociados con modificacin de su morfologa. Thiobacillus ferrooxidans sintetiza un
mucopolisacrido cuando est ntimamente adherido al mineral, ello favorece la
oxidacin de azufre para solubilizar el metal del mineral, ste sufre corrosin en el sitio
especfico de mayor concentracin de azufre, esto se detecta en la topografa de la
pirita en el sitio del ataque bacteriano o zona de concentracin del sulfuro. La
investigacin con tcnicas de espectroscopia electrnica y fluorescencia de rayos X(3)
demuestran la existencia de una capa micro porosa soluble (MPS) que cubre la
superficie del sulfuro.
2.9.2. Mecanismo directo de la Lixiviacion Bacteriana por Thiobacillus
Las bacterias quimiolitotrficas(2) oxidan directamente minerales refractarios
sulfurados. La investigacin por microscopio electrnico de transmisin y barrido revela
que estas bacterias se adhieren a la zona de concentracin del azufre para usarlo como
fuente de energa y generan la capa MPS, con el que se asegura la unin fsica
cpsula-mineral para la oxidacin del azufre inorgnico que produce el cido sulfrico;
en consecuencia, se causa la solubilizacin del metal del mineral y la desintegracin de
su estructura cristalina.

Estas observaciones al microscopio electrnico probaron que Thiobacillus disuelve la
superficie del cristal del mineral en la zona de concentracin del azufre. Se sabe que
Thiobacillus oxida hidrxidos metlicos mediante dos mecanismos para solubilizar el
mineral sulfurado de baja ley. Una implica el ciclo frrico-ferroso o mecanismo
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL
indirecto. La otra depende del contacto fsico bacteria-cristal del mineral independiente
del ciclo frrico-ferroso.

La secuencia del proceso se representa como sigue:

a. Oxidacin de Fe2+ a Fe3+ (ferroso a frrico) para la sntesis de energa.
b. Solubilizacin del azufre de la superficie del mineral por el cido sulfrico derivado
de su oxidacin para mantener su crecimiento.
c. Unin directa de la bacteria con la superficie del mineral sulfurado.

La accin de Thiobacillus sobre la superficie de la pirita:

La accin quimiolitotrfica de Thiobacillus sobre la superficie de la calcopirita:

El sulfuro (S=) producido por Thiobacillus durante la lixiviacin de la pirita (II) se oxida
por la bacteria y libera cido sulfrico (I).
2.9.3. Mecanismo indirecto de LB por Thiobacillus
El sulfato frrico en solucin y la concentracin de oxgeno son bsicos en el
tratamiento de SMBL por Thiobacillus como: galena (PbS), calcopirita (CuFeS2),
bornita (Cu5FeS4) y esfalerita (ZnS), pirita, marcasita (Fe2S), covelita (CuS), calcocita
(Cu2S) y molibdenita (MoS2); como lo reportan Tuovinen et al. (1991). En general, se
reporta que el in frrico, solo o en mezcla, es la especie qumica de la lixiviacin de
MSBL por Thiobacillus. El in frrico influye indirectamente, acta sobre MSBL. Las
reacciones siguientes representan el mecanismo en fases aerbica/anaerbica por
Thiobacillus en minas(2).
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

Cuando Thiobacillus oxida el in ferroso a frrico es cclico por: 1) la interaccin del in
frrico con SMBL; y 2) regeneracin del in frrico a ferroso, debido al cido sulfrico
liberado, disminuye el pH, el in frrico se reduce a in ferroso para mantener el ciclo
en acidez extrema (Fowler y Crundwell, 1998).

La bacteria Thiobacillus lixivia directa e indirectamente minerales por reduccin de in
frrico. Normalmente ambos fenmenos son simultneos en la naturaleza. De los
minerales, los de cobre, la calcopirita se lixivia biolgicamente. La bacteria oxida
directamente estos elementos que son parte de la calcopirita con valencia reducida con
hierro ferroso o sulfato ferroso. Thiobacillus oxida hierro ferroso y azufre elemental;
durante la fase inicial de la oxidacin consume sulfato y el pH aumenta, lo que provoca
la precipitacin del sulfato frrico y las sales de cobre como la anterita.
III. CONCLUSIONES
a. La extraccin de metales de valor comercial con bacterias quimiolitotrficas de
minerales sulfurados de baja ley, es de inters en biohidrometalurgia para la
explotacin de menas, que por la baja concentracin del metal no se tratan con
mtodos tradicionales.

b. El potencial Thiobacillus y archeabacteria para lixiviar minerales incluso radiactivos
in situ o de reactor, abren prometedoras posibilidades para la optimizacin del recurso
minero en la industria de metalurgia extractiva, en especial si se realizan verdaderas
acciones conjuntas entre los centros de investigacin y la industria.

c. La aplicacin de la electrooxidacin como pretratamiento a un mineral sulfuro
refractario de oro y plata muestra magnficos resultados, al obtener incrementos en la
extraccin de oro y de plata.

d. La oxidacin de la pirita est determinada no por el proceso qumico, sino por la
difusin de la fase gaseosa y que la formacin de sulfatos tiende a cerrar los poros del
oxido de hierro producido; deteniendo, por lo tanto, la completitud de la reaccin. De
aqu que la ausencia de porosidad de una calcina se atribuya a la oxidacin incompleta
por la formacin del Ion sulfato.

e. El producto tostado o calcinado puede ser tratado de diversas maneras,
dependiendo de la factibilidad y viabilidad; ello puede comprender ciclos de
enfriamiento al aire o en medios acuosos, reduccin de tamao, recuperaciones
gravimtricas como primera etapa de concentracin del metal valioso, tratamientos
acuosos cidos o bsicos y, finalmente, la cianuracin convencional.
ALEJANDRO ARAGON MIJAIL

f. El cambio de la frecuencia del ultrasonido puede cambiar las rutas de reacciones
qumicas con participacin de metales, influir en las propiedades de los catalizadores.
Si este cambio se realiza durante su produccin, el US de alta densidad favorece a la
formacin de los slidos y inicos estratiformes.

g. La oxidacin acuosa de sulfuros es particularmente compleja; debido a las muchas
variables involucradas puede ser completamente comprendida y eficientemente
aplicada slo en la medida en que se clarifiquen los aspectos cinticos de las
reacciones individuales.