Metales Preciosos 2018-I
Metales Preciosos 2018-I
Metales Preciosos 2018-I
FACULTAD DE INGENIERÍA
CURSO:
DOCENTES:
Iván Reyes López
Juan Vega González
2018 - I
COTIZACIONES
El oro empleado en joyería mide su contenido en quilates :
oro puro : 24 k
oro de 75 % en peso : 18 k
oro de 50 % en peso: 12 k
La ley de oro se expresa en onzas troy por tonelada corta , en onzas troy por
tonelada métrica, en gramos por tonelada.
•Espectrofotometría
•Fluorometría
•Espectrometría de absorción atómica, -AAS- (atomic absorption spectrometry)
•Espectrometría de absorción atómica de llama, -FAAS- (flame atomic absorption spectrometry)
•Espectrometría de absorción atómica de horno de grafito, -GFAAS- (graphite furnace atomic absorption spectrometry)
•Espectrometría de absorción atómica por generación de hidruros, -HGAAS- (hydride generation atomic absorption
spectrometry)
•Espectrometría de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente, ICP-AES- (inductively coupled plasma atomic
emission spectrometry)
•Espectrometría de masa de plasma acoplado Inductivamente, -ICP- MS- (inductively coupled plasma mass spectrometry)
exactitud y precisión de los resultados analíticos
reproducibilidad = precisión
Ejemplo de precisión: de 9 resultados de análisis se observa que todos ellos tienen valores parecidos
Resultados 1 2 3 4 5 6 7 8 9
g Au / TM 1,21 1,30 1,25 1,29 1,24 1,22 1,27 1,23 1,28
Ejemplo de exactitud: la media de los 9 resultados es coincidente o muy cercano a un valor dado como verdadero
Los métodos para determinar la ley del mineral, de la pulpa, del carbón
activado, del desmonte, del relave de flotación, de la solución
pregnant, del cemento oro-Zn, se hacen de diversas maneras, sin
embargo, el método del ensayo al fuego (vía seca) es el que para un
mineral de oro, permite resultados de absoluta confiabilidad, tanto
que, éste método es usado para los casos de dirimencias.
Los pesos de las muestras que van a los sobres debe estar en
un peso entre 150 y 250 gramos. Si es requerido, se podría
almacenar en cada sobre una cantidad mayor.
Litargirio 90 62
Carbonato de sodio 30 21
Bórax 20 14
Sílice 5 3
MUESTRA 30 --
En tanto, debido a la casi nula afinidad de los metales preciosos por los
elementos no metálicos, estos componentes quedarán fuera del régulo y
reaccionarán entre sí y con los óxidos de hierro y otros óxidos metálicos
para formar la escoria.
El horno para el análisis por vía seca, podría calentarse a base de combustible
líquido (petróleo), combustible sólido (carbón antracita), corriente eléctrica (lo
usual) u otras fuentes de energía.
El calentamiento debe graduarse para que, una vez introducidos los crisoles, la
temperatura suba hasta 950 ºC en un tiempo aproximado de una hora, que es
lo que se requiere para iniciar y continuar las reacciones de la masa dentro de
cada crisol.
Dado que no hay un número constante de muestras a analizar, se usarán tantos crisoles,
como muestras y los tamaños de horno a emplear serán en función de tales requerimientos
Iván Reyes López
Iván Reyes López
Etapas en la fundición
Con la o las respectivas tenazas, el crisol o los crisoles son retirados del horno al
concluir la fundición. La temperatura de vertido debe ser lo suficientemente alta
para evitar que la escoria pierda fluidez. Dentro de la lingotera la escoria se
ubica en la parte superior de la fase metálica (régulo) por diferencia de
densidades
Una vez que los crisoles fueron retirados del horno, se colocan las
copelas para calentamiento, hasta 950 ºC.
La puerta del horno debe abrirse algo para permitir el flujo de aire, que a su
paso va oxidando al plomo fundido y es arrastrado como PbO gas saliendo
por la parte superior central del horno. Es importante que el personal que
labora en esta sección tome las precauciones por la probable inhalación de
estos gases. El sistema de evacuación de gases debe permanecer
funcionando durante la copelación.
En 10 g
6 x
X = 8,43 g Au / TM
En 106 g x
X = 45,61 g Ag / TM
Estas leyes se reportarán en gramos por tonelada métrica
= 0,2459 oz Au / t
= 1,3303 oz Ag / t
Así mismo, la ley de una muestra se podría expresar en ppm, que corresponde
a las partes (gramos) de oro en un millón de gramos de mineral.
= 8,43 ppm Au
Caso de una muestra con exceso de sulfuros
La presencia de sulfuros en cantidades mayores lleva a la ocurrencia de reacciones
como la siguiente:
Para minimizar este fenómeno debe adicionarse al flux básico un reactivo oxidante,
como el nitrato de sodio o el nitrato de potasio (es más reactivo).
El objetivo de esta reacción es minimizar la presencia activa del sulfuro (para que no
haya sulfuro que reaccione con el litargirio y forme mucho plomo).
Como ocurre en los minerales oxidados, no hay constituyentes que puedan reaccionar
con el litargirio, para formar plomo metálico. El óxido de plomo (litargirio) no reacciona
con los óxidos de la muestra.
La razón del flux es formar nítidamente las dos fases, la metálica (plomo) y la escoria,
por tanto, debe buscarse la manera de darle a la masa en fundición las condiciones para
que los componentes ácidos o básicos se neutralicen.
La sílice añadida no debe pasar del 5 % del peso total del flux, debido a que por su alto
punto de fusión, requiere que se suba sobre 1000 o 1100 ºC la temperatura del horno,
dependiendo de la cantidad de sílice agregada.
La cantidad de sílice a adicionar está en función del reconocimiento que se haga del
mineral y la experiencia del analista.
Si no hay portadores de calcio dentro del mineral, lo cual se podría observar durante el
reconocimiento del mineral, es necesario adicionar un reactivo al flux para suplir esta
carencia. A menudo se emplea fluoruro de calcio (espatofluor).
Un mineral que se recepciona con cierta humedad, debe ser secado previamente
en horno a temperatura de 105 ºC. Si se sube la temperatura de secado, podría
darse el fenómeno de pérdida de agua de composición de algunas especies
mineralógicas que estén presentes en el mineral, como por ejemplo, un sulfato de
cobre (el color con sus 7 aguas de composición es azulado intenso y a medida que
pierde su agua de composición, se va también perdiendo el azul intenso, hasta
llegar a color blanco).
Cualquier cambio en el peso natural del mineral, se verá reflejado en los resultados
obtenidos (las pruebas de control estadístico resaltarán este hecho).
Para una pulpa que se recepciona, es importante anotar los datos de llegada, esto
es, densidad de pulpa, densidad del mineral si se requeriría conocer, temperatura
(la viscosidad de la pulpa está en función de la temperatura).
• centrífugas
• Cianuro
Lixiviación
• Otros
• Flotación y
Secundario fundición-
refinación
INTRODUCCIÓN
En la corteza terrestre, el oro tiene una abundancia media de 0,004 ppm , pero se
justifica su explotación y tratamiento si se le encuentra diseminado en pequeñas
cantidades, como lo que ocurre en Cajamarca, La Libertad, Ancash , y también en
vetas o filones como en Pataz , así como en arenas de rio, placeres, como en
Madre de Dios
La mayor parte del oro aparece como elemento nativo. La principal fuente de oro
son los llamados filones hidrotermales de cuarzo y oro, donde, junto con la pirita y
otros sulfuros, el oro fue depositado por soluciones minerales ascendentes que lo
contenían.
Los filones que contienen oro , sometidos a la acción del tiempo y meteorizados,
liberan el oro que, o bien queda en el manto del suelo, en arenas aluviales, o bien
es arrastrado a los arroyos vecinos para formar placeres
El oro se recupera también como subproducto de los depósitos de sulfuros
explotados esencialmente para la obtención de cobre, plomo y zinc
Existen 19 especies mineralógicas de oro además del oro nativo y la mayoría son
teleruros , calaverita AuTe2 , silvanita (Au,Ag)Te4 , krennerita (Au,Ag) Te2 , petzita
Ag3 AuTe2 , kostovita Cu Au Te4 , montbrayita (Au,Sb)2Te3 , muthmannita (Ag,Au)Te
y otros compuestos como uytenbogaardtita Ag3 Au S2 , fischesserita Ag3 Au Se2 ,
nagyagita Pb5 Au(Te,Sb)4 S5-8 , auroestibina Au Sb
El oro empleado en joyería mide su contenido en quilates :
oro puro : 24 k
oro de 75 % en peso : 18 k
oro de 50 % en peso: 12 k
La ley de oro se expresa en onzas troy por tonelada corta , en onzas troy por
tonelada métrica, en gramos por tonelada.
El precio de una onza troy es fijado diariamente por la bolsa de metales de Londres,
(London Metal Exchange, LME), que también comercializa materias primas como
azúcar , arroz, trigo, petróleo , café, algodón (commodities)
Procesos de extracción para oro: oro libre y oro asociado
Oro, plata y los elementos del grupo del platino ocurren normalmente en muy bajas
concentraciones en sus menas . Aun a pesar de los altos precios que se alcanzan a
menudo en estos metales , es necesario realizar un previo estudio mineralógico para
la descripción de la manera de ocurrencia y orientar a la decisión de las técnicas
apropiadas de recuperación. El oro y la plata , aunque a veces son tratados por
similares procesos metalúrgicos, pueden requerir diferente tratamiento , debido a la
diferente manera que ocurren en sus menas : El oro tiene una mineralogía
relativamente simple limitada a oro nativo , electrum y algunos teleruros . La plata
presenta una mineralogía muy compleja, incluyéndose en más de 200 diferentes
minerales . Por otro lado, el oro a menudo se recupera más que la plata desde
minerales donde los tamaños de grano fino requieren el rompimiento de la matriz
por métodos químicos
Se emplean varias técnicas para la recuperación de metales preciosos desde sus menas:
• siglo XIX - La química oro-cianuro se estudió activamente a mediados del siglo XIX
en Inglaterra (Faraday), Alemania (Elsner) y Rusia (Elkington y Bagration)
•Alrededor de 1840, Elkington obtuvo una patente por el uso de soluciones de
cianuro de potasio para galvanoplastia con oro y plata. Elsner lideró la evaluación
del papel del oxígeno en la disolución del oro mediante soluciones de cianuro. La
“Ecuación de Elsner”, que describe la extracción del oro del mineral mediante el
cianuro, se conoció en 1846
1887 - John S. Mc Arthur y los hermanos Robert y William Forrest
patentaron en Inglaterra el uso de KCN para la disolución de oro
1889 – En Nueva Zelanda se dio el primer uso comercial del cianuro en la mina
Crown
% CN - = % NaCN x 0,53333
Aspectos fundamentales en la Hidrometalurgia del oro
Au + 4 CN - + O + H2DE
2TRATAMIENTO 2 Au (CN )2- + 2 OH
O =MINERALES DE -
Tamaño de partícula
Concentración de cianuro
TABLA 1.- Efecto del oxígeno sobre la velocidad de disolución del oro
La difusividad DO a 25 º 1 atm es
2-Aire
0,073764 m2 / h
N O2 DO2 AireP dpO2
A dy =
RT (P p O2 )
ppm O2
14
12
10
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
Temperatura ̊C
Hace un año 406,73 ppm CO2
Solubilidad en
3000
agua de mar
2000
1000
100 % Capacidad de Oxígeno disuelto Psnm y presión barométrica
A medida que progresa la reacción de cianuración del oro, disminuye la
concentración del oxígeno disuelto en agua
Zona anódica -
CN
Au + 2 CN - = Au (CN)2- + e-
Au (CN)2-
O
½ 2 + H 2 O + 2 e - = 2 OH - O2
Zona catódica
Fase líquida
Fase sólida
Capa de nernst
Diagrama de estabilidad de oro – cianuro – agua a T y P normales
Diagrama de estabilidad de oro – cianuro – agua a T y P normales
EFECTO DE LA TEMPERATURA
ppm O2
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
Temperatura ̊C
𝐹𝑒 𝐶𝑁 6 4−
𝐾 =
𝐹𝑒 2+ 𝐶𝑁 6−
En la cianuración también se forman complejos de hierro, que son
muy estables, además de complejos menos estables y los llamados
débiles:
Cianuro
total Cianuro
wad
Cianuro CN-
libre
HCN
Se denomina cianuro WAD a los cianuros que se “disocian en acido débil” e
incrementan la concentración de cianuro libre en la solución.
Los metales que forman el cianuro WAD son Cadmio, Cobre, Niquel, Plata y Zinc. El
grado de su disociación depende en gran medida del pH de la solución.
Los complejos de metales fuertes con el cianuro, lo conforman metales como el
Oro, Cobalto, Hierro. Los cuales son estables en la solución.
La estabilidad de estos complejos depende del pH, temperatura, intensidad de la
luz, especialmente la radiación ultravioleta
Diagramas de estabilidad
Posibles durante la cianuración
a 25 ̊C
Ag-CNS-H2O
Ag-S-H2O
Ag-S-CN-H2O
Au-CN-H2O
Au-CNS-H2O
Cu-CN-H2O
Cu-CNS-H2O
Cu-S-CN-H2O
Cu-S-H2O
Fe-CN-H2O
Fe-S-As-CN-H2O
Fe-CNS-H2O
Fe-S-H2O
Fe-S-As-H2O
Fe-S-CN-H2O
Zn-CN-H2O
Zn-CN-H2O
S-As-H2O
Zn-CN-H2O
Zn-S-H2O
Zn-S-CN-H2O
Consumo de cianuro por hierro
La pirita en su estado normal casi no es atacada por el cianuro, sin embargo,
los productos de descomposición de la pirita parcialmente oxidadas, tales
como sulfatos ferrosos y férricos son fuertes consumidores de cianuro
S2- + O 2 + H 2 O + CN - = CNS - + 2 OH –
El ion CNS – es un fuerte agente complejante y puede reaccionar con los metales para
formar complejos tiocianato
Este brillante y plateado metal es comúnmente utilizado por su reflexión en objetos como luces, espejos y acabados
de joyería y el 80% de su uso industrial es como componente de catalizadores para la industria automovilística
La producción mundial anual de rodio es extremadamente pequeña. El 82% procede de Sudáfrica, el 14% de Rusia, el
2% de EEUU y el restante 2% de otros países
La producción en 2007 fue de 696.000 onzas troy y cayó a 574.000 onzas troy (17 toneladas) el 2008
Se valora por su rareza, maleabilidad, estabilidad en condiciones de calor y, sobre todo, por la capacidad de
absorber una considerable cantidad de hidrógeno a temperatura ambiente.
Tiene demanda en diversos sectores industriales: En fabricación de automóviles para los convertidores catalíticos
para reducir las emisiones; los joyeros utilizan el paladio para crear “oro blanco“ y fabricantes de productos
electrónicos tienen la opción del recubrimiento con Paladio por sus excelentes características conductoras.
Aunque los precios han subido en los últimos meses, el precio promedio acumulado del año 2009 fue de 8.483
dólares por kilogramo; el año 2013 fue 22 500 dólares el kilogramo.
Casi la mitad del paladio del mundo, viene de Rusia, seguido por Sudáfrica, Estados Unidos y Canadá
Os Osmio
Uno de los elementos más densos en la Tierra 22,6 g / mL, es un metal azul grisáceo descubierto por Smithson
Tennant en 1803.
El Osmio es un metal raro, generalmente aleado con otros metales del grupo del platino. Es un metal muy duro
con un punto de fusión muy alto (3000°C ), algo problemático para su manipulación.
Se utiliza en aleaciones para endurecer el Platino para contactos eléctricos, filamentos y otros usos. Existen
peligros asociados con el manejo de Osmio, ya que emite óxidos tóxicos(OsO4 , sólido cristalino de color
amarillo muy pálido con punto de fusión de 40ºC ) que pueden causar daños en la piel y los ojos, así como
una congestión pulmonar
En octubre de 2010, la
cotización del Osmio fue
aproximadamente, 12.700
dólares por kilogramo
Ir Iridio
Este metal tiene un color blanquecino y un punto de fusión increíblemente alto de 2454°C y punto de ebullición
5300°C
Es uno de los elementos más densos (22,5 g / mL) y se erige como el más resistente a la corrosión.
Debido a sus propiedades extremas, el Iridio es difícil de obtener y manipular.
Aplicaciones especializadas : crisoles para el crecimiento a alta temperatura de cristales para láser, termopares
de iridio-rodio para muy altas temperaturas y revestimientos aplicados sobre otros materiales.
se mezcla con platino como base, ya que la aleación platino-iridio 30%, es casi tan resistente a la corrosión
como el iridio y es mucho más fácil de fabricar
Los metales del grupo del platino ( platino, paladio, iridio, rodio , osmio y rutenio) se utilizan mucho en el campo de
la química a causa de su actividad catalítica y de su baja reactividad. Como catalizador, el platino se emplea en las
reacciones de hidrogenación, deshidrogenación, isomerización, ciclización, deshidratación, deshalogenación y
oxidación
Este valioso metal es bien conocido en el mundo de la joyería por su aspecto brillante y notable resistencia. Se usa
también en campos como la odontología, armamento y aeronáutica
Para el año 2009, el precio promedio del oro fue de 30.645 dólares por kilogramo, sin embargo los precios
para el año 2010 fueron aún más altos (40.290 dólares por kilogramo
Ag Plata
tiene la mejor conductividad eléctrica y térmica, así como la menor resistencia de contacto de todos los metales
La Plata se puede utilizar para detener la propagación de bacterias en las cubiertas de teléfonos celulares,
control de olores en los zapatos y la ropa y evitar el moho en la madera tratada. De hecho, el yoduro de plata se
utiliza en la siembra de nubes.
Metales artificiales
Californio
El precio por gramo: 6.500.000 dólares
Cotización
Metalurgia
Accesibilidad
Servicios (agua, energía,…)
Reservas
Licencia social