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"Aplicación de la
Lixiviación a presión a
minerales arsenopiríticos
que contienen oro para
estabilizar el arsénico"
Juan A. Corcuera Urbina
TECSUP
ÍNDICE
ANTECEDENTES
Procesamiento minerales arsenopiríticos
Impacto del As en la calidad ambiental.
Impacto del As en la salud pública.
ESTABILIZACIÓN DEL ARSÉNICO
Solidificación / Estabilización por relleno en pasta.
Disposición final como Escorodita.
OBTENCIÓN DE LA ESCORODITA
TRABAJO EXPERIMENTAL
Equipo y materiales empleados.
Parámetros de lixiviación
Resultados
CONCLUSIONES
ANTECEDENTES
PROCESAMIENTO DE MINERAL DE ORO ARSENOPIRÍTICO
La principal ocurrencia mineralógica del oro es como oro
nativo y de tamaño fino en forma de inclusiones dentro de
otros minerales, arsenopirita principalmente.
El mineral de oro refractario se procesa por tostación.
Así mismo en la industria metalúrgica, el arsénico es un
subproducto del proceso de la fundición de diversos minerales
metálicos como de
cobre
plomo,
zinc
Impacto del As en la calidad ambiental
CALIDAD AMBIENTAL DE AS EN EL AGUA EN ZONA
INFLUENCIA CMLO LA OROYA
Fuente: Proyecto El Mantaro Revive
Impacto del As en la calidad ambiental
Estudio comparativo de As en el aire
La Oroya Antigua
Valor Límite en Canadá
Fuente: Proyecto El Mantaro Revive
Impacto del As en la calidad ambiental
CALIDAD AMBIENTAL EN AS EN EL SUELO EN ZONA
INFLUENCIA CMLO LA OROYA
Fuente: Proyecto El Mantaro Revive
TOXICIDAD DEL ARSÉNICO
Cáncer*
No-Cáncer
Cáncer de piel
Cáncer de pulmón
Efectos en la piel
Toxicidad
del
Arsénico
Efectos gastrointestinales
Efectos cardiovasculares
Efectos neurológicos
Cáncer de vejiga
El arsénico inorgánico es un conocido carcinógeno humano.
Los efectos ocurren dependiendo de la dosis y
de la duración de la exposición.
Impacto del As en la salud pública
CONSECUENCIAS DE LA EXPOSICIÓN CRÓNICA AL ARSÉNICO
El paciente desarrolló una hiperpigmentación
severa posterior a la ingesta prolongada de
agua contaminada con arsénico. (Fotografía
cortesía de la Fundación del Arsénico, USA)
Queratosis por arsénico en las palmas de las
manos de un paciente que consumió agua
contaminada por un largo periodo (fotografía
cortesía del Dr. Joseph Graziano).
Impacto del As en la salud pública
CONSECUENCIAS DE LA EXPOSICIÓN CRÓNICA AL ARSÉNICO
Cáncer de piel (arriba) en la palma de un
paciente que ingirió agua contaminada con
arsénico de un pozo por un largo periodo
(Fotografía cortesía de la Fundación del
Arsénico, USA)
Muestra un riñón con padecimiento
de cáncer, por una exposición al
arsénico
ESTABILIZACIÓN DEL ARSÉNICO
QUÍMICA DEL ARSÉNICO
El Arsénico (As) existe en varios estados de oxidación (Shih y Lin, 2003):
As (V), arseniato (AsO4-3) ;
As (III), arsenito (AsO2-);
As (0), y
As (-III), arsina.
Arseniato y arsenito son las formas más extendidas de arsénico se
producen en el medio ambiente natural.
As (III) es la forma más tóxica de arsénico, seguido de As (V).
As (III) se muestra como 25 a 60 veces más tóxico que el As (V) y se ha
informado a ser más móvil en el medio ambiente (Luna et al., 2008).
QUÍMICA DEL ARSÉNICO
Por su toxicidad el arsénico debe ser estabilizado antes de
su descarga para evitar impactos ambientales en el
ecosistema circundante.
solidificación / estabilización (S / S),
eliminación en forma de Escorodita,
ESTABILIZACIÓN DEL ARSÉNICO
Solidificación / Estabilización (S / S) del As por relleno en pasta
El proceso consiste en mezclar los residuos que contiene arsénico
con cemento Portland, formando una pasta.
Se deposita la mezcla sobre mantas impermeables, geomembranas
y geotextiles.
La solidificación de la mezcla permite al As encapsularlo
convirtiéndolo en mucho menos móvil, soluble y tóxico. El sólido
monolítico exhibe estabilidad a largo plazo y mínima lixiviación.
DEPÓSITO DE TRIÓXIDO DE ARSÉNICO
COMPLEJO METALÚRGICO - LA OROYA
ESTABILIZACIÓN DEL ARSÉNICO
Disposición final de arsénico en forma de Escorodita
Escorodita o cristales de arsenato férrico dihidratado (FeAsO4・2H2O):
baja solubilidad,
estabilidad alta inclusive a pH ácido
excelentes características de dihidratación
Estabilidad de la Escorodita
Toxicity Characteristic Leaching Procedure
OBTENCIÓN DE LA ESCORODITA
SÍNTESIS DE LA ESCORODITA 2FeAsO4.2H2O
Reacciones obtención Escorodita desde Arsenopirita
I.
4FeAsS + 11O2 + 2H2O
4HAsO2 + 4FeSO4
II. 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2
2Fe2(SO4)3 + 3H2O
III. 2HAsO2 + O2 + 2H2O
2H3AsO4
IV. 2H3AsO4 + 2Fe2(SO4)3 + 2H2O
2FeAsO4.2H2O + 3H2SO4
SÍNTESIS DE LA ESCORODITA 2FeAsO4.2H2O
1.
4FeAsS + 11O2 + 2H2O =
4HAsO2 + 4FeSO4
2.
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2
=
2Fe2(SO4)3 + 3H2O
3.
2HAsO2 + O2 + 2H2O
=
2H3AsO4
4.
2H3AsO4 + 2Fe2(SO4)3 + 2H2O =
2FeAsO4.2H2O + 3H2SO4
SÍNTESIS DE LA ESCORODITA 2FeAsO4.2H2O
1.
4FeAsS + 11O2 + 2H2O =
4HAsO2 + 4FeSO4
2.
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2
=
2Fe2(SO4)3 + 3H2O
3.
2HAsO2 + O2 + 2H2O
=
2H3AsO4
4.
2H3AsO4 + 2Fe2(SO4)3 + 2H2O =
2FeAsO4.2H2O + 3H2SO4
SÍNTESIS DE LA ESCORODITA 2FeAsO4.2H2O
1.
4FeAsS + 11O2 + 2H2O =
4HAsO2 + 4FeSO4
2.
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2
=
2Fe2(SO4)3 + 3H2O
3.
2HAsO2 + O2 + 2H2O
=
2H3AsO4
4.
2H3AsO4 + 2Fe2(SO4)3 + 2H2O =
2FeAsO4.2H2O + 3H2SO4
TRABAJO EXPERIMENTAL
REACTOR AUTOCLAVE - LABORATORIO TECSUP
Diseñado para alcanzar los 250°C y 1,000 psi de presión interna.
Trabajo Experimental - Tecsup
MINERAL CONCENTRADO DE ORO ARSENOPIRÍTICO
%As
%Fe
%S
Au, g/TM
2.207
34.13
29.23
53.2
Nota: el contenido de plata alcanza los 230,3 g/TM.
PARÁMETROS DE LIXIVIACIÓN A PRESIÓN
Mineral concentrado arsenopirítico
Parámetros
Peso muestra, g.
68,2
P80
75 µ
Temperatura, °C
130 a 220
Presión Parcial O2, atm
7
pH de la pulpa
0,5 a 5.5
Agitación, r.p.m.
500
% sólidos
20
Tiempo, horas
1 a 3.5
Trabajo Experimental - Tecsup
% Extracción del As desde el
mineral a la solución
Tiempo, min
%
60
21.4
90
46.0
120
79.5
150
92.8
180
98.8
Trabajo Experimental - Tecsup
Filtración de producto lixiviación
Soluciones a diferentes condiciones
Trabajo Experimental - Tecsup
Residuo sólido de lixiviación (150°C formación de azufre y
220°C formación de hematita)
Trabajo Experimental - Tecsup
Formación cristales escorodita
Cristales escorodita, lixiviación
realizada a 220 °C
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
Es posible estabilizar el arsénico transformándolo en arseniato férrico di-hidratado
FeAsO4.2H2O (escorodita).
El Centro de Protección Geo-Ambiental de Japón (Geo-Environmental Proteccion
Center) calculó, en pruebas de lixiviación empleando soluciones de ácido sulfúrico
a pH 2, que la escorodita se disolvería 20 ppm en un periodo de 500 años y 100
ppm en el periodo de 5,000 años
La disolución del arsénico desde la arsenopirita requiere aproximadamente 3 horas.
pH 2, presión parcial de oxígeno de7atmósferas y temperatura de 220°C .
El arseniato férrico precipita por sobresaturación a pH 3 y a temperatura controlada
de 80°C formando escorodita.
La tecnología de lixiviación a presión demuestra que es muy versátil para procesar
minerales refractarios por que permite adecuar fácilmente la temperatura, presión
y pH requeridos para obtener algún producto específico.
GRACIAS.