MXPA06014749A - Procesamiento de materiales minerales que consumen acido, que implica tratamiento con efluente acido de biooxidacion. - Google Patents

Procesamiento de materiales minerales que consumen acido, que implica tratamiento con efluente acido de biooxidacion.

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MXPA06014749A
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Abstract

En un aspecto la presente invencion proporciona un metodo para la recuperacion de oro de al menos dos diferentes materiales minerales sulfuricos refractarios que contienen oro. Un primer material mineral se somete a un tratamiento previo de biooxidacion para liberar el oro alojado en los minerales sulfuricos. La biooxidacion produce un efluente de bano de biooxidacion acido que contiene hierro disuelto significativo en forma ferrica. La totalidad o una porcion del efluente del bano de biooxidacion se usa como un liquido de tratamiento acido para tratar el segundo material mineral, que contiene minerales que consumen acido. Durante el tratamiento, los minerales que consumen acido reaccionan con la solucion acida, elevando el pH de la solucion y produciendo una reduccion en la solubilidad y precipitando el hierro disuelto y otros metales. Tambien durante el tratamiento, los sulfuros en el segundo material mineral, u oxidados, liberan oro para su posterior recuperacion.

Description

PROCESAMIENTO DE MATERIALES MINERALES QUE CONSUMEN ÁCIDO. QUE IMPLICA TRATAMIENTO CON EFLUENTE ÁCIDO DE BIOOXIDACIÓN Campo de la invención La presente invención se refiere principalmente a la recuperación de oro a partir de materiales minerales refractarios sulfídicos, con una aplicación recomendada que implica el procesamiento de diferentes materiales minerales refractarios sulfídicos, con uno de los materiales minerales sometido a biooxidación y otro de los materiales minerales con un importante contenido mineral que consume ácido y tratado con efluente de baño de biooxidación. Antecedentes de la invención Algunos minerales sulfúricos que contienen oro son refractarios a la recuperación de oro debido a que toda o una parte importante del oro se encuentra atrapada dentro de los minerales sulfúricos. En consecuencia, aquellos minerales o concentrados elaborados a partir de dichos minerales, a menudo son sometidos a un proceso de pretratamiento antes de lixiviar el oro con una solución de lixiviación que contenga cianuro o algún otro lixiviante de oro. Tales procesos de pretratamiento por lo general implican la oxidación del azufre de sulfuro contenido en los minerales sulfúricos, descomponiendo de ese modo los minerales sulfúricos y liberando el oro para su recuperación.
Un proceso de pretratamiento es la biooxidación. El pretratamiento por biooxidación implica el uso de microorganismos acidófilos oxidantes de hierro para promover la oxidación de los minerales sulfúricos en los cuales se encuentra contenido el oro, liberando el oro para su recuperación. El pretratamiento por biooxidación se puede realizar en pilas, cubas, tanques u otros sistemas de reacción. Los microorganismos acidófilos usados durante el pretratamiento por biooxidación se desarrollan en un entorno muy ácido y la efectividad del pretratamiento por biooxidación depende parcialmente de la capacidad de mantener condiciones altamente acidas adecuadas en el sistema de reacción para promover el crecimiento de los microorganismos. Sin embargo, algunos minerales sulfúricos de oro contienen una cantidad considerable de minerales que consumen ácido y en particular, minerales de carbonato que consumen ácido como por ejemplo calcita y/o dolomita. Estos componentes que absorben ácido tienden a reaccionar con el ácido disponible y neutralizar el mismo, lo cual puede interferir seriamente con el establecimiento y mantenimiento de condiciones acidas deseadas propicias para el crecimiento microbiano para el efectivo pretratamiento por biooxidación. Una operación de pretratamiento por biooxidación puede ser capaz de adaptarse al consumo de ácido asociado con una baja concentración de componentes que consume ácido, pero en la medida en que la concentración de los minerales que consumen ácido se incrementa, puede resultar necesario preacidular un material mineral, como por ejemplo, mediante la adición de ácido sulfúrico, antes de llevar a cabo el pretratamiento por biooxidación. Otra posibilidad es intentar extraer físicamente los componentes absorbentes de ácido antes del pretratamiento por biooxidación. Por ejemplo, un mineral puede ser sometido a flotación en un intento de preparar un concentrado sulfúrico que se encuentre mayormente libre de componentes que absorben ácido. No obstante, debido a los costos sustanciales asociados con las operaciones de pre-acidulación y flotación, estas técnicas a menudo no son factibles económicamente para tratar materiales minerales con leyes más bajas de oro. Resumen de la invención Los inventores han reconocido que el exceso del efluente de baño de biooxidación proveniente del pretratamiento por biooxidación de un material mineral sulfídico que contiene oro puede usarse para tratar de manera ventajosa otro material mineral sulfídico que contiene oro y que tiene componentes que consumen ácido. El primer material mineral, que es sometido a pretratamiento por biooxidación, típicamente es más susceptible a la bioxidación como una opción de pretratamiento. Por ejemplo, el primer material mineral puede tener una menor concentración de componentes que consumen ácido y/o beneficiarse de un mayor contenido de oro, para que el costo de realización del pretratamiento por biooxidación sea justificable. El segundo material mineral, el cual es tratado con el efluente de baño de biooxidación, típicamente es menos susceptible al pretratamiento por biooxidación, por ejemplo, debido a una concentración significativa de componentes que consumen ácido, pero sin un contenido de oro que sea lo suficientemente alto para justificar el gasto que estaría asociado con el pretratamiento por biooxidación. Durante el tratamiento del segundo material mineral con el efluente baño de biooxidación, se neutraliza el ácido en el efluente de baño de biooxidación a través de la reacción con componentes que consumen ácidos del segundo material mineral, lo cual genera un aumento en el pH de la solución y la precipitación del hierro disuelto y otros metales del efluente del baño de biooxidación. La neutralización de ácido y la precitación de metal reducen de manera ventajosa el tratamiento de agua que sería requerido de otro modo en conexión con la operación del pretratamiento por biooxidación realizado en el primer material mineral. De manera sorprendente, existe también una oxidación significativa y descomposición de minerales sulfídicos asociada, dando como resultado la liberación de oro del segundo material mineral, y dicho oro liberado se vuelve así disponible para su recuperación. Por liberación de oro se entenderá exponer, liberar o hacer que el oro esté disponible para su recuperación por lixiviación. Se cree que el mecanismo para la oxidación de minerales sulfúricos en el segundo material mineral es similar al que ocurre durante la oxidación. Como un ejemplo, se cree que las reacciones representadas por las siguientes ecuaciones están implicadas en la biooxidación de pirita (FeS2): FeS2 + 7Fe2 (SO4)3 + 8H2O ? 15FeSO4 + 8H2SO4 I 15FeSO4 + 33J4?2 + 71/2H2SO4 ? 71/2Fe2 (SO4) + 71/2H2O II En la reacción de la ecuación I, la pirita se oxida en presencia de sulfato férrico y agua. La pirita reacciona con sulfato férrico y agua para generar sulfato ferroso y ácido sulfúrico. El hierro férrico actúa como un oxidante para oxidar la pirita, y se reduce de la misma manera para la forma ferrosa en la medida en que se oxida la pirita. La reacción de la ecuación II implica la oxidación microbiana por la bacteria acidófila oxidante de hierro de hierro ferroso a la forma férrica, que se encuentra entonces disponible para usarse como un oxidante en la reacción de la ecuación I. En la reacción de la ecuación II, el sulfato ferroso reacciona con bacteria, oxígeno y ácido sulfúrico para generar sulfato férrico y agua. La ecuación lll a continuación muestra el efecto neto de combinar las ecuaciones I y II: FeS2 + 33/4?2 + 1/2H2O ? 1/2Fe2 (SO4) + 1/2H2SO4 lll Se observa en la ecuación lll que el exceso de ácido sulfúrico y sulfato férrico se genera durante el pretratamiento por biooxidación. Para evitar una acumulación perjudicial de ácido y hierro disuelto, una práctica fue tratar la totalidad o una porción del efluente de baño de biooxidación para reducir el hierro disuelto y los niveles de ácido antes de reciclarlo en el pretratamiento por biooxidación. Con la invención, al menos una parte de estas cantidades en exceso de ácido y hierro férrico se usan de manera beneficiosa para tratar el segundo material mineral. Como se puede observar, durante el tratamiento del segundo material mineral, se reducen los niveles de ácido mediante las reacciones de neutralización con minerales que consumen ácido y el incremento correspondiente en solución pH provoca la precipitación de metales disueltos, tratando así de manera ventajosa el efluente de baño de biooxidación. En algunos casos, el efluente líquido recolectado de la operación de tratamiento puede ser tratado suficientemente para usarse nuevamente como agua del proceso, ya sea en el pretratamiento por biooxidación del primer material mineral o en otras operaciones. Además, el efluente líquido recolectado de la operación de tratamiento puede ser sometido a tratamiento adicional de agua, dependiendo del nivel de la calidad del agua que se desea. Además del beneficio del tratamiento de agua obtenido del tratamiento del segundo material mineral, la oxidación considerable de minerales sulfúricos en el segundo material mineral produce la exposición del oro en el segundo material mineral que puede ser entonces recuperado mediante la lixiviación de sólidos con una solución de lixiviación que contenga un lixiviante para el oro, como por ejemplo, lixiviante de cianuro, tiosulfato o tioacianuro, o combinaciones de los mismos. El resultado es sorprendente, ya que parece que al menos una porción considerable del hierro férrico en el efluente de licor de la bioxidación se encuentra disponible para oxidar minerales sulfúricos en el segundo material mineral, a pesar de la neutralización de la solución que ocurre por la reacción con minerales que consume ácido, cuya neutralización también promueve la precipitación de hierro disuelto y otros metales disueltos. Asimismo, la oxidación de minerales sulfúricos en el segundo material mineral puede ser facilitada por la acción microbiana que ocurre en microescala cerca de los granos de minerales sulfúricos que contienen hierro. Aunque la presencia de minerales que consumen ácido tiende a neutralizar el ácido y prevenir una acidulación efectiva del segundo material mineral en macroescala, algunos microbios en microescala en el efluente de baño de biooxidación pueden asociarse a microdominios de mineralización de sulfuro, y la acción microbiana en estos microdominios puede ser suficiente para promover un microambiente ácido autónomo alrededor de la mineralización de sulfuro, con oxidación asociada de minerales sulfúricos, como en las ecuaciones I y II mencionadas anteriormente. En un aspecto, la presente invención proporciona un método para procesar, como parte de las operaciones de recuperación de oro, dos materiales minerales diferentes en los cuales al menos una parte del oro está contenida en cada uno de minerales sulfúricos. El método implica la biooxidación de un primer material mineral que contiene oro dentro de los minerales sulfúricos. La biooxidación implica poner en contacto el primer material mineral con el baño de biooxidación ácido en presencia de microorganismos acidófilos oxidantes de hierro para descomponer los minerales sulfúricos y liberar el oro para su recuperación. Durante la biooxidación, el hierro de los minerales sulfúricos que contienen hierro descompuesto se disuelve en el baño de biooxidación, principalmente en la forma de iones férricos debido a la acción microbiana. El efluente del baño de biooxidación recolectado de la bioxidación, por lo tanto, tiene una mayor concentración de hierro total disuelto, incluyendo una mayor concentración de hierro férrico disuelto, y es más ácido que la alimentación del baño de biooxidación suministrado al proceso. Un segundo material mineral de este tipo es sometido a un tratamiento con solución para tratamiento acida que está compuesta al menos parcialmente, y de preferencia sustancialmente en su totalidad por el efluente del baño de biooxidación del primer componente de materiales minerales. El segundo material mineral comprende el oro almacenado dentro de los minerales sulfúricos y también incluye uno o más minerales que consumen ácido. Durante el tratamiento, los minerales sulfúricos en el segundo material mineral se oxidan usando hierro férrico del efluente de baño de biooxidación como un oxidante. Los minerales sulfúricos son descompuestos de este modo, y el oro es liberado para su recuperación del segundo material mineral. Asimismo, durante el tratamiento, los minerales que consumen ácido en el segundo material mineral reaccionan con ácido del efluente del baño de biooxidación y lo neutralizan, aumentando así el pH de la solución para tratamiento El pH aumentado está acompañado por la precipitación de los metales disueltos, incluyendo el hierro, de la solución para tratamiento Un efluente de la solución para tratamiento tratada, que sale de la operación de tratamiento, generalmente tiene una mayor concentración de pH y menores concentraciones de hierro y otros metales disueltos con relación a la alimentación de la solución para tratamiento que se suministró en el tratamiento. Después de la biooxidación del primer material mineral, el oro puede lixiviarse de los residuos sólidos resultantes de la biooxidación. Asimismo, después del tratamiento del segundo material mineral, el oro puede lixiviarse de los residuos sólidos resultantes del tratamiento. En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para procesamiento de material mineral sulfúrico que contiene oro, el cual también tiene una capacidad importante para consumir ácido, como por ejemplo debido a la presencia de una cantidad importante de minerales de carbonato que consumen ácido y/o otros componentes minerales consumidores de ácido. El método implica el tratamiento de material mineral con líquido de tratamiento ácido que incluye el efluente de baño de biooxidación obtenido de la biooxidación de un material mineral diferente, que también puede o no contener oro atrapado en minerales sulfúricos.
Después del tratamiento, los residuos sólidos resultantes del tratamiento pueden ser lixiviados para disolver el oro. En todavía otro aspecto, la presente invención proporciona un método que implica la biooxidación de un material mineral sulfúrico que contiene oro para facilitar la recuperación del oro, y el tratamiento de agua del efluente de baño de biooxidación mediante el contacto de la totalidad o de una parte del efluente de baño de biooxídación con otro material mineral que tiene una capacidad importante para consumir ácido, como por ejemplo debido a la presencia de una cantidad importante de minerales de carbonato que consumen ácido y/o de componentes minerales que consumen ácido. Todavía otros aspectos de la invención proporcionan métodos que implican la biooxidación de un material mineral sulfúrico que contiene un metal base no ferroso y/o que implica tratar un material mineral sulfúrico que contiene un metal base no ferroso, para la recuperación del metal base no ferroso. El material mineral o materiales minerales sometido(s) a biooxidación y/o a tratamiento con efluente de baño de biooxidación puede(n) o no contener una cantidad recuperable de oro. En una variación, el metal base no ferroso se libera durante la biooxidación y se recupera por lixiviación, como en el líquido de la biooxidación y/o en una solución de lixiviación independiente en un paso de lixiviación que sigue a la biooxidación. En otra variación, el material mineral sulfúrico que contiene una base de metal no ferroso se trata con el efluente de baño de bíooxidación de una operación de biooxidación independiente en un material mineral diferente, el cual puede contener cantidades recuperables de uno o más metales base no ferrosos y/o de oro. Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es un diagrama de bloques del proceso generalizado que ilustra una modalidad para la implementación de la invención. La Figura 2 es un diagrama de bloques del proceso generalizado que ilustra otra modalidad para la implementación de la invención. La Figura 3 es un gráfico de extracción de oro comparado con el contenido de carbonato en las pruebas de extracción de oro que se describen en el Ejemplo 4. Descripción detallada de las modalidades preferidas La presente invención puede usarse para procesar dos materiales minerales distintos que contienen minerales sulfúricos, y al menos uno de los materiales minerales comprende una capacidad de consumo de ácido significativa, tal como puede ser debido a la presencia de cantidades significativas de minerales de carbonato. Cada uno de los materiales minerales puede ser material mineral en el que parte o la totalidad del contenido de oro se encuentra en los minerales sulfúricos. La invención se describe en detalle aquí principalmente en referencia a mineral de oro sulfúrico refractario como el material mineral que se está procesando. Los mismos principios se aplican, no obstante, para procesar otros tipos de materiales minerales que contienen oro atrapado en minerales sulfúricos. Por ejemplo, el material mineral procesado de acuerdo con la invención puede ser un mineral sulfúrico que contiene oro, un concentrado sulfúrico preparado a partir de dicho mineral (por ejemplo, por flotación u otra técnica de concentración), un relave u otro residuo sólido de una operación de procesamiento de mineral anterior de este mineral, una mezcla de minerales o una combinación en cualquier proporción, incluyendo cualquier cantidad de los antes mencionados, también con o sin la presencia de otros componentes. Con la invención se puede tratar materiales minerales sulfúricos que contienen oro y que tienen una capacidad importante de consumo de ácido pueden tratarse de modo beneficioso para mejorar la recuperación de oro. Refiriéndonos ahora a la Fig. 1, un diagrama de bloques del proceso generalizado se muestra para una modalidad para la implementación de la invención, incluyendo el tratamiento de dos distintos materiales minerales, cada uno de los cuales contiene oro contenido en minerales sulfúricos y al menos uno de los cuales tiene una capacidad significativa de consumo de ácido. Como se muestra en la Fig. 1, un primer material mineral (102) se somete a biooxidación (104) en presencia de un baño de biooxidación. El primer material mineral (102) se ejemplifica para fines de descripción como un mineral de oro sulfúrico refractario que contiene oro atrapado dentro de minerales sulfúricos. Durante la biooxidación (104), se suministra una alimentación acida del baño de biooxidación (106) a la biooxidación (104) para que entre en contacto con el primer material mineral (102). Por ejemplo, la alimentación del baño de biooxidación (106) puede ser una solución de sulfato acida con un pH de alrededor de 2.5 o menor (y de preferencia, un pH en el rango desde pH 1.6 hasta pH 2.0), con una concentración total de hierro disuelto en un rango de 5 g/L a 70 g/L, una concentración de hierro férrico disuelto también en el rango de 5 g/L a 70 g/L (mayormente y de preferencia, sustancialmente todo el hierro disuelto típicamente debe estar en forma férrica) y con un potencial de oxidación de +500 mV a + 700 mV (medido respecto a electrodo de plata/cloruro de plata). La biooxidación (104) se realiza con el primer material mineral (102) en presencia de microorganismo(s) acidófilo(s) que oxida(n) el hierro, y típicamente la alimentación del baño de biooxidación contendrá uno o más de dicho(s) microorganismo(s). A medida que la biooxidación (104) continúa, los microorganismos oxidan hierro ferroso en el baño de biooxidación a hierro férrico, y el hierro férrico actúa como oxidante para oxidar y de este modo descomponer minerales sulfúricos del primer material mineral (102), lo cual genera liberación de oro para su posterior recuperación. A menudo, al menos 20%, de preferencia 40% y más preferiblemente 50% del azufre sulfúrico contenido en el primer material mineral (102) se oxida durante la biooxidación (104). El efluente del baño de biooxidación (108) de la biooxidación (104) es típicamente más ácido, y tiene mayor concentración de hierro disuelto total así como de hierro férrico disuelto que la alimentación del baño de biooxidación (106). Por ejemplo, el efluente de baño de bíooxidación (108) puede ser una solución de sulfato acida con un pH no mayor de 2.5 (más preferiblemente no mayor de 2.0, pero de preferencia al menos 1.0), una concentración de hierro disuelto total (y también una concentración de hierro férrico disuelto) de al menos 5 g/L (de preferencia en el rango de 5 g/L a 70 g/L, y más preferiblemente en un rango de 10 g/L a 30 g/L) con la mayor parte o sustancialmente todo el hierro disuelto en la forma férrica, un potencial de oxidación de +600 mV a +700 mV (conforme se midió con respecto a electrodo de plata/cloruro de plata). El efluente del baño de biooxidación (108) también puede contener en solución otros componentes disueltos del primer material mineral (102) durante la biooxidación (104). Por ejemplo, el efluente del baño de biooxidación (108) puede contener metales disueltos como uno o más de los siguientes: arsénico, antimonio, cadmio, cobre y molibdeno, dependiendo de la naturaleza del primer material mineral (102). Una parte, y típicamente una mayoría, del efluente del baño de biooxidación (108) se recicla para usarse para preparar la alimentación del baño de biooxidación (106). Este reciclaje puede implicar tratamiento con agua de la totalidad o una parte del baño de biooxidación (108) para regular las propiedades de la solución, con el fin de usarla para preparar la alimentación del baño de biooxidación (106). El tratamiento con agua puede implicar, por ejemplo, la precipitación u otro retiro de algunos de los componentes disueltos y el ajuste del pH. Se puede agregar líquido de compensación y reactivos para reciclar líquidos según sea necesario. En la modalidad que se muestra en la Fig. 1, al menos una parte del efluente del baño de biooxidación (108) se usa para preparar una alimentación de solución para tratamiento (110) que se suministra a una operación de tratamiento (112) para tratar un segundo material mineral (114). Opcionalmente, una porción del efluente del baño de biooxidación (108) también puede usarse como solución para inoculación (113), que se usa para inocular material mineral fresco que se está preparando para otra operación de biooxidación, porque el efluente del baño de biooxidación (108) es rico en los microorganismos oxidantes acidófilos. Continuando con referencia a la Fig. 1, ia alimentación de la solución para tratamiento (110) se suministra al tratamiento (112), para entrar en contacto con el segundo material mineral (114). Además de una porción del efluente del baño de biooxidación (108), la alimentación de la solución para tratamiento (110) opcionalmente puede incluir adiciones (115) de líquido de compensación y/o reactivos para el ajuste de las propiedades de la solución. Sin embargo, con frecuencia, la alimentación de la solución para tratamiento (110) estará compuesta sustancialmente por completo por una parte o por la totalidad del efluente del baño de biooxidación (108). La alimentación de la solución para tratamiento (110), por lo tanto, a menudo tendrá las mismas propiedades que el efluente del baño de biooxidación (108), como por ejemplo, con respecto al pH, hierro disuelto y potencial de oxidación. El segundo material mineral (114) se ejemplifica para fines de descripción como mineral de oro sulfúrico refractario que contiene oro dentro de minerales sulfúricos. El segundo material mineral (114) también contiene minerales que consumen ácido. Durante el tratamiento (112), el ácido en la solución para tratamiento reacciona con los componentes que consumen ácido del segundo material mineral (114), neutralizando de este modo una parte, y de preferencia la mayoría o sustancialmente todo el contenido de ácido en la alimentación de la solución para tratamiento (110). Con dicha neutralización de ácido, el pH de la solución para tratamiento tiende a incrementarse durante el tratamiento (112), generando una reducción de la solubilidad y precipitación de metales, incluyendo hierro, de la solución para tratamiento . El efluente tratado de la solución para tratamiento (116) del tratamiento (112) típicamente tiene un pH que es mayor y una concentración de metal disuelto total (y una concentración de hierro disuelto) que es menor que la concentración correspondiente en la alimentación de la solución para tratamiento (110) suministrada al tratamiento (112). Con respecto a los cambios en los líquidos de proceso, la situación durante el tratamiento (112) es, por lo tanto, una especie de situación opuesta durante la biooxidación (104). Durante la biooxidación, el baño se vuelve más ácido y más concentrado en los metales disueltos (y en hierro disuelto). Por el contrario, durante el tratamiento (112), ia solución para tratamiento se vuelve menos acida y menos concentrada en metales disueltos (y en hierro disuelto). Sin embargo, cabe resaltar que aunque el ácido en la solución para tratamiento se está neutralizando y los metales se están precipitando durante el tratamiento (112), una cantidad importante de los minerales sulfúricos del segundo material mineral (114) se oxida, presumiblemente por la acción de hierro férrico como oxidante. El efecto del tratamiento (112), por lo tanto, es tratar de manera beneficiosa parte o la totalidad del efluente del baño de biooxidación (108) y descomponer de manera beneficiosa minerales sulfúricos en el segundo material mineral (114) para liberar oro para recuperación. Como se muestra en la Fig. 1, después de la biooxidación (104), los residuos sólidos (118) de la biooxidación (104) se someten a lixiviación (120). Durante la lixiviación (120), los residuos sólidos se lixivian para disolver oro a partir de sólidos residuales (118) hacia la solución. Como se muestra en la Fig. 1, la alimentación de la solución de lixiviación (122) se suministra a la lixiviación (120) para que entre en contacto con los residuos sólidos (118), y el efluente cargado de la solución de lixiviación (124) que se carga con oro disuelto puede reunirse y someterse a posterior procesamiento para la recuperación de oro para preparar un producto de oro purificado. Después del tratamiento (112), los sólidos residuales (126) del tratamiento (112) se someten a lixiviación (128). Durante la lixiviación (128), los sólidos residuales (126) se lixivian con una solución de lixiviación para disolver oro a partir de los sólidos residuales (126) en la solución de lixiviación. Como se muestra en la Fig. 1, la alimentación de la solución de lixiviación (130) se suministra a la lixiviación (128) para que entre en contacto con los sólidos residuales (126). El efluente cargado de la solución de lixiviación (132), que se carga con oro disuelto, puede recolectarse y someterse a posterior procesamiento para la recuperación de oro para preparar un producto de oro purificado. La alimentación de la solución de lixiviación (122) y la alimentación de la solución de lixiviación (130), independientemente, contienen un lixiviante de oro. El lixiviante puede ser el mismo o diferente en cada una de estas soluciones de lixiviación. Por ejemplo, la solución de lixiviación para la lixiviación (120) y la lixiviación (128), independientemente, pueden incluir un lixiviante o más seleccionado(s) de lixiviantes de cianuro, tiosulfato y tiocianato, y combinaciones de éstos. Como se podrá apreciar, los sólidos que se están lixiviando pueden condicionarse antes de la lixiviación de oro. Por ejemplo, la lixiviación con cianuro y tiosulfato, independientemente, se realiza típicamente cada una en un pH alcalino, y el pH de los sólidos típicamente aumentará con la adición de cal y algún otro agente neutralizante antes de la lixiviación del oro. También se puede usar alguna modificación del pH en relación con la lixiviación con tiocianato, pero la lixiviación con tiocianato por lo general puede realizarse bajo condiciones más acidas que la lixiviación con cianuro o tiosulfato. La lixiviación (120) y la lixiviación (128), independientemente, pueden realizarse en cualquier sistema de reacción adecuado. Con referencia a la lixiviación (128), por ejemplo, el tratamiento (112) puede realizarse en una pila, y luego de culminar el tratamiento (112), la pila podría retirarse, y los sólidos neutralizarse y volverse a depositar en una nueva pila para realizar la lixiviación (128). En otro ejemplo, la pila podría retirarse después del tratamiento (112), los sólidos triturados hasta un tamaño más fino, y la lixiviación (128) se puede realizare luego en reactores con tanque de agitación. Por ejemplo, los sólidos triturados más finos podrían someterse a lixiviación con cianuro por carbón en lixiviación o carbón en pulpa, en reactores con tanque de agitación. El primer material mineral (102) puede ser cualquier material mineral sulfúrico que contiene oro atrapado en minerales sulfúricos y que es susceptible a la biooxidación. Por sulfúrico se entenderá que una parte importante del mineral está compuesto de minerales sulfúricos. El primer material mineral (102) puede encontrarse, por ejemplo, en forma de mineral completo, un concentrado de sulfuro (según se prepare por flotación u otro proceso de concentración), relaves de otras operaciones de procesamiento, una mezcla de minerales, o una combinación que incluye en cualquier proporción cualquier número de los elementos antes mencionados con o sin la presencia adicional de otros componentes. El primer material mineral (102) de preferencia debe contener oro en una cantidad suficientemente grande, de modo que la biooxidación sea una opción de pretratamiento factible desde el punto de vista económico. El primer material mineral (102), por ejemplo, puede tener un contenido de oro de al menos alrededor de 0.3 onzas por ton (10.3 gramos por tonelada), y a menudo al menos 0.5 onzas por ton (34.3 gramos por tonelada). Sin embargo, el primer material mineral tendrá un contenido de oro no mayor de 1.0 onzas por ton (17.2 gramos por tonelada), y más a menudo no mayor de 0.8 onzas por ton (27.5 gramos por tonelada). El primer material mineral (102) típicamente es refractario para la recuperación de oro debido a que la totalidad o una parte importante del oro está atrapada en minerales sulfúricos que contienen hierro, por ejemplo, uno o más de los siguientes: pirita, arsenopirita, marcasita y pirrotita. Como se usa aquí, a menos que se indique lo contrario, ton se refiere a una tonelada corta, onza se refiere a una onza troy y tonelada se refiere a una tonelada métrica.
Adicionalmente, el contenido de mineral que consume ácido del primer material mineral (102) no debería ser tan grande como para que el pretratamiento por biooxidación se haga antieconómico. A menudo, el primer material mineral (102) tendrá una capacidad de consumo de ácido no mayor de 50 libras por tone (20.6 kilogramos por tonelada) y de preferencia no mayor de 25 libras por ton (10.3 kilogramos por tonelada). Por capacidad de consumo de ácido de un material mineral se entenderá la cantidad de ácido sulfúrico que una cantidad unitaria del material mineral es capaz de consumir a través de la reacción del ácido sulfúrico con los componentes que consumen ácido del material mineral. En una modalidad preferida, el primer material mineral (102) está esencialmente libre de componentes que consumen ácido. Los minerales que contienen carbonatos, por ejemplo, calcita y/o dolomita, a menudo contienen la mayoría de los componentes que consumen ácido en minerales de oro sulfúrico. Por consiguiente, el primer mineral material (102) a menudo sustancialmente no tendrá carbonato, o tendrá un contenido relativamente pequeño de éste. En una modalidad preferida, el primer material mineral (102) tiene un contenido de carbonato no mayor que 2,5 % por peso de carbonato, y de preferencia no mayor que 2 % por peso de carbonato, y aún más preferiblemente no mayor que 1.25 % por peso de carbonato. La biooxidación (104) del primer material mineral (102) debe ocurrir bajo condiciones que conduzcan a un tratamiento de biooxidación efectivo del primer material mineral (102). Se puede usar cualquier sistema de reacción que proporcione contacto íntimo entre el baño de biooxidación y el primer material mineral (102). Los ejemplos de sistemas de reacción que se pueden usar para la biooxidación (104) (y también para el tratamiento (112)) incluyen pilas construidas de material mineral particulado, tanques y cubetas conn agitación. Las pilas construidas son sistemas de reacción recomendados para la biooxidación (104) así como para el tratamiento (112). De modo similar, la lixiviación (120) y la lixiviación (128) se pueden realizar en cualquier sistema, como en pilas construidas, tanques o cubetas con agitación, siendo preferidas las pilas construidas. En el procesamiento con pilas, una pila estructurada de material mineral en partículas que se va a procesar, se construye depositando partículas del material mineral a una profundidad deseada. La pila típicamente se construye sobre un revestimiento impermeable a líquidos y un sistema de recolección de líquido. Por ejemplo, cuando se realiza la biooxidación (104) en una operación con pila, la alimentación del baño de biooxidación (106) típicamente se aplica a la parte superior de la pila, por ejemplo, por emisión de la alimentación del baño de biooxidación (106) desde un sistema de irrigación colocado sobre la superficie superior de una pila. El baño de biooxidación luego se filtra a través de la pila, y el efluente del baño de biooxidación (108) se recolecta a través del sistema de recolección de líquido. Como ejemplo, se puede construir una pila del primer material mineral (102) en forma de partículas de menos de VA de pulgada (1.9 cm) a una profundidad desde 20 pies hasta 45 pies (6J m hasta 13.7 m), con aplicación de la alimentación del baño de biooxidación (106) a la parte superior de la pila a una velocidad de 0.001 a 0.005 galones por pie cuadrado por minuto (0.04 a 0.20 litros por metro cuadrado por minuto) y continuando hasta una duración de 150 días a 300 días. Para promover el rápido inicio y progreso de las reacciones de biooxidación cuando la biooxidación (104) se realiza en una pila, se recomienda que el primer material mineral (102) en forma de partículas se inocule con un tipo o más de microorganismos acidófilos oxidadores de hierro antes de que el material mineral se deposite, o mientras éste se deposite, para formar la pila. Algunos ejemplos de dichos organismos acidófilos que oxidan el hierro incluyen Acidithiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, Sulfobacillus thermosulfidooxidans, Metallospheara sedula o Acidianus brierleyi. La inoculación se puede realizar, por ejemplo, rociando el material mineral con una solución acida de sulfato acuoso que contiene el (los) microorganismo(s) apropiado(s), junto con nutrientes apropiados para los microorganismos. Se proporciona información adicional acerca de la inoculación durante la construcción de una pila y la operación de un proceso de biooxidación en una pila, por ejemplo, en la patente estadounidense número 5,246,486, cuyo contenido completo se incorpora aquí mediante referencia como si se hubiera descrito en su totalidad. El segundo material mineral (114) puede ser cualquier material mineral sulfúrico que contenga oro retenido en los minerales sulfúricos, y que también incluya un contenido importante de material mineral que consume ácido. El segundo material mineral (114) puede encontrarse, por ejemplo, en forma de un mineral total, un concentrado (como el que se puede preparar por flotación u otra operación de concentración), relaves de otras operaciones de procesamiento de mineral, o mezclas de minerales, o una combinación de materiales que incluye cualquier cantidad de los elementos antes mencionados con o sin la presencia de otros componentes adicionales. El segundo material mineral (114) típicamente es refractario para la recuperación de oro debido a que la totalidad o una parte importante del oro está atrapado en minerales sulfúricos que contienen hierro, tales como por ejemplo, uno o más de los siguientes: pirita, arsenopirita, marcasita y pirrotita. A pesar de que no se requiere para todas las modalidades de la invención, el segundo material mineral (114) típicamente tendrá un contenido de oro inferior, y particularmente a menudo tendrá un contenido de oro inferior que el primer material mineral (102). El contenido de oro del segundo material mineral (114), por ejemplo, típicamente no será mayor que 0.3 onzas por ton (10.3 gramos por tonelada), y más a menudo no mayor que 0.1 onza por ton (3.4 gramos por tonelada). El contenido de oro del segundo material mineral (114), sin embargo, a menudo será al menos de 0.01 onza por ton (0.3 gramos por tonelada), y más a menudo al menos 0.03 onza por ton (1.0 gramo por tonelada). El segundo material mineral (114) contiene material mineral que consume ácido, el cual puede estar constituido por uno o más componentes minerales distintos que consumen ácido. A pesar de que no se requiere para todas las modalidades de la invención, el segundo material mineral (114) preferiblemente incluye un contenido mineral que consume ácido mayor que el del primer material mineral (102). Por ejemplo, en una modalidad preferida, el segundo material mineral (114) tendrá una capacidad de consumo de ácido mayor que 80 libras por ton (33 kilogramos por tonelada), o incluso mayor que 300 libras por ton (123.7 kilogramos por tonelada). Más aún, en una modalidad preferida, el segundo material mineral (114) a menudo tendrá un contenido de carbonato importante, indicador de un alto contenido de minerales de carbonato que consumen ácido, tales como por ejemplo calcita o dolomita. En esta modalidad preferida, el segundo material mineral (114) típicamente incluye un contenido de carbonato mayor que 2.5 por ciento por peso de carbonato, preferiblemente al menos 3 por ciento por peso de carbonato, más preferiblemente 5 por ciento por peso de carbonato, y a menudo al menos 10 por ciento por peso de carbonato, o más. Además, a pesar de que no existe un límite superior práctico para el contenido de carbonato en el segundo material mineral (114), con frecuencia el contenido de carbonato del segundo material mineral (114) es menor que 25 por ciento por peso de carbonato. Además, a pesar de que no se requiere para todas las modalidades de la invención, el primer material mineral (102) típicamente tiene un contenido de mineral que consume ácido y un contenido de carbonato que son menores que el contenido correspondiente en el segundo material mineral (114). En una modalidad aún más preferida, el primer material mineral (102) tiene un contenido de mineral que consume ácido y un contenido de carbonato que son menores que la mitad del contenido correspondiente en el segundo material mineral (114). En una modalidad preferida, el tratamiento (112) continúa al menos hasta que 10 por ciento por peso, más preferiblemente al menos 20 por ciento por peso, aún más preferiblemente al menos 30 por ciento por peso y aún más preferiblemente al menos 40 por ciento por peso, del contenido de carbonato del segundo material mineral (114), ha sido descompuesto mediante reacción con ácido en la solución para tratamiento Un aspecto significativo de la invención, sin embargo, es que no es necesario descomponer todos los minerales que consumen ácido en el segundo material mineral (114) para lograr la oxidación de azufre del sulfuro para liberar oro de los minerales sulfúricos. A pesar de que el tratamiento (112) se puede realizar para efectuar la descomposición de sustancialmente todos los minerales de carbonato, a menudo 80 por ciento por peso o menos de los minerales de carbonato se pueden oxidar durante el tratamiento (112). El tratamiento (112) preferiblemente continúa hasta que suficiente azufre del sulfuro presente en los minerales sulfúricos del segundo material mineral (114) ha sido oxidado, de modo que una cantidad económicamente significativa de oro es liberada para su recuperación. Con frecuencia, al menos 20 por ciento por peso, y más a menudo al menos 40 por ciento por peso, del azufre del sulfuro en el segundo material mineral (114) se oxida durante el tratamiento (112). En una modalidad preferida, al menos 50 por ciento por peso del azufre del sulfuro presente en el segundo material mineral (114) se oxida durante el tratamiento (112). Sin embargo, en muchas situaciones no más de 80 por ciento por peso de azufre del sulfuro contenido en los minerales sulfúricos del segundo material mineral (114) se oxida durante el tratamiento (112). Al realizar el tratamiento (112) en el segundo material mineral (114), con la solución para tratamiento se aumenta la extracción de oro en la solución de lixiviación con relación al que no tiene tratamiento. La extracción de oro del segundo material mineral sulfúrico (114) durante la lixiviación con un lixiviante para oro típicamente mejora en al menos 10 puntos porcentuales, preferiblemente en al menos por 20 puntos porcentuales, y frecuentemente al menos en 30 puntos porcentuales o más, después del tratamiento (112) con respecto a la lixiviación directa del segundo material mineral (114) con el lixiviante sin realizar primero el tratamiento (112). Típicamente, el efluente tratado de la solución para tratamiento (116) tendrá un pH mayor que el pH de la alimentación de la solución para tratamiento (110). En una modalidad preferida, se neutraliza suficiente ácido y se precipita el hierro durante el tratamiento (112) de manera que el efluente tratado de la solución para tratamiento (116) tenga un pH de al menos 2.5, más preferiblemente al menos un pH de 3.5, y aún más preferiblemente al menos un pH de 5.0. Además, el efluente tratado de la solución para tratamiento (116) típicamente tendrá una concentración de hierro total disuelto significativamente menor que la alimentación de la solución para tratamiento (110). Preferiblemente, la concentración de hierro total disuelto en el efluente tratado de la solución para tratamiento (116) no es mayor que la mitad de la concentración en la alimentación de la solución para tratamiento (110). También se prefiere que el tratamiento se realice de modo que el efluente tratado de la solución para tratamiento (116) tiene un contenido de hierro disuelto no mayor que 5 gramos por litro (y más preferiblemente no mayor que 1 gramo por litro), en donde casi todo y de preferencia sustancialmente todo el hierro disuelto se encuentra en la forma ferrosa. Además, a medida que el tratamiento (112) continúa, los componentes con contenido de ácido del segundo material mineral (114) se consumen, y en algún momento quedarán cantidades de componentes con contenido de ácido insuficientes para neutralizar ácido de manera efectiva en la solución para tratamiento, y el pH del efluente tratado de la solución para tratamiento (116) puede empezar a disminuir rápidamente. En una modalidad preferida, el tratamiento (112) se interrumpe cuando el pH del efluente tratado de la solución para tratamiento (116) es mayor que pH 2.5, más preferiblemente mayor que pH 3.5 y aún más preferiblemente es mayor que pH 5.0. El efluente tratado de la solución para tratamiento (116) se puede usar como agua de proceso o eliminarse o descargarse si la calidad del agua es suficientemente alta. Alternativamente, el efluente tratado de la solución para tratamiento (116) se puede someter a un tratamiento de agua adicional para mejorar la calidad del agua antes de su uso, eliminación o descarga posterior. En una modalidad, se usa al menos una porción del efluente tratado de la solución para tratamiento (116, ya sea con un tratamiento de agua adicional o sin éste, para preparar la alimentación del baño de biooxidación (106). Por ejemplo, la totalidad o una parte del efluente tratado de la solución para tratamiento (116) se puede combinar con una porción del efluente del baño de biooxidación (108) que se usará para formar la alimentación del baño de biooxidación (106). Una modalidad de esta opción se muestra en la Fig. 1 mediante la corriente de reciclaje opcional (134). También se puede agregar líquido de compensación adicional conforme sea necesario.
Las características importantes de la invención se relacionan con la transferencia de hierro y azufre de una operación a otra. En la modalidad que se muestra en la Fig. 1, durante la biooxidación (104), al menos algunos de los minerales sulfúricos con contenido de hierro del primer material mineral (102) se descomponen, liberando hierro y azufre del primer material mineral (102). Gran parte del hierro y azufre liberados se disuelve en el baño de biooxidación, en donde el hierro está presente en la solución principalmente como hierro férrico disuelto, y el azufre está presente en la solución principalmente en el grupo sulfato. Con referencia continua a la modalidad de la Fig. 1, al menos una porción del hierro y el azufre en el efluente del baño de biooxidación (108) se transfieren desde la biooxidación (104) hasta el tratamiento (112) en la alimentación de la solución para tratamiento (110). Durante el tratamiento (112), se precipitan cantidades importantes de hierro disuelto y un poco del azufre disuelto transferido de la biooxidación (104), a medida que el ácido en la solución para tratamiento se neutraliza y el pH de la solución para tratamiento aumenta. En una modalidad preferida, la cantidad de hierro precipitado de la solución para tratamiento durante el tratamiento (112) es al menos de 20 libras de hierro por ton del segundo material mineral (114) (9.1 kg de hierro por tonelada del segundo material mineral (114)) y más preferiblemente ai menos de 40 libras de hierro por ton del segundo material mineral (114) (18.2 kg de hierro por tonelada del segundo material mineral (114)). A pesar de que el tratamiento (112) se puede realizar en una variedad de sistemas de reactor bajo una variedad de condiciones, en una modalidad preferida, el tratamiento (112) se realiza en una operación en pila. A modo de ejemplo, el tratamiento (112) se puede realizar en una pila del segundo material mineral (114) en forma de partículas con dimensiones de al menos VA de pulgada (1.9 cm) estructuradas a una profundidad desde 5 pies hasta 45 pies (1.5 metros hasta 13.7 metros), con aplicación de la alimentación de la solución para tratamiento (110) a la parte superior del apilamiento a una velocidad de entre 0.001 galones por pie cuadrado por minuto y 0.005 galones por pie cuadrado por minuto (0.04 litros por metro cuadrado por minuto a 0.20 litros por metro cuadrado por minuto) y continuando hasta una duración desde 100 días hasta 300 días. El método de la presente invención como se describe anteriormente proporciona una ventaja para tratar eficientemente dos materiales minerales portadores de oro diferentes para mejorar la recuperación de oro de ambos. Este aspecto de la invención se puede aplicar ventajosamente, por ejemplo, en una mina que produce dos clases diferentes de minerales o más, en donde uno de ellos contiene un contenido de mineral que consume ácido en un nivel demasiado alto para ser económicamente tratable mediante biooxidación, y en donde uno de ellos es susceptible a biooxidación. En una variación, sin embargo, el primer material mineral (102) que está sujeto a la biooxidación (104) no es un material mineral con contenido de oro. Más bien, el primer material mineral (102) puede contener algún otro valor de metal recuperable contenido en minerales sulfúricos que se descomponen durante la biooxidación (104). Por ejemplo, el primer material mineral puede contener un valor de metal base no ferroso, tal que contenga uno o más de cobre, níquel, zinc y cobalto, atrapado en minerales sulfúricos que se descomponen durante la biooxidación (104). El término metal base no ferroso significa un metal base diferente de hierro. En un aspecto de la invención, la invención puede implicar el uso de un segundo material mineral que tiene una capacidad de consumo de ácido significativa para el tratamiento con agua del efluente de baño de biooxidación proveniente de la biooxidación de un primer material mineral, con o sin recuperación de oro u otros valores de metal del segundo material mineral. Una técnica convencional para tratar el efluente de baño de biooxidación es tratar todo el efluente o una porción del mismo con un reactivo, tal como cal, para la neutralización y precipitación de metales disueltos. El fango mineral resultante de la precipitación de metales disueltos se coloca en relaves mineros. La solución neutralizada resultante se recicla para usarse como agua de proceso o se dispone en lagunas de decantación. La invención proporciona una opción de tratamiento con agua que se puede usar como una alternativa o suplemento para otras técnicas de tratamiento con agua. Refiriéndonos ahora a la Fig. 2, se muestra un diagrama de bloques del proceso generalizado para una modalidad para la implementación de la invención que implica el uso de un segundo material mineral para el tratamiento del efluente del baño de biooxidación proveniente de la biooxidación de un primer material mineral. La modalidad de la Fig. 2 incluye los mismos pasos de biooxidación (104) y lixiviación (120) que se muestran en la Fig. 1, y se describen anteriormente. Como se muestra en la Fig. 2, el primer material mineral (102) se somete a la biooxidación (104), durante la cual el primer material mineral (102) se contrae con baño de biooxidación ácido. Los sólidos residuales (118) resultantes de la biooxidación (104) se someten a la lixiviación (120) para la extracción de oro. Todo el efluente del baño de biooxidación (108) o una parte del mismo se envía al tratamiento con agua (150) como solución de alimentación acuosa (148). Durante el tratamiento con agua (150), la porción del efluente del baño de biooxidación (108) contenida en la solución de alimentación acuosa (148) entra en contacto con un segundo material mineral (152). El segundo material mineral (152) tiene una capacidad de consumo de ácido significativa debido a la presencia en el segundo material mineral (152) de contenido de mineral que consume ácido, por ejemplo minerales de carbonato que consumen ácido como calcita y/o dolomita. Durante el tratamiento con agua (150), el ácido en la solución de alimentación acuosa (148) reacciona con los componentes que consumen ácido del segundo material mineral (152), neutralizando así al menos una porción, y de preferencia la mayoría o incluso sustancialmente todo el contenido de ácido presente originalmente en la solución de alimentación acuosa (148). Con esta neutralización de ácido, el pH de la solución aumenta durante el tratamiento de agua (150), produciendo una reducción de la solubilidad y precipitación de metales disueltos originalmente en la solución de alimentación acuosa (148). El efluente acuoso tratado (154) del tratamiento de agua (150) preferiblemente tiene un pH mayor y un contenido de metal disuelto inferior que la solución de alimentación acuosa (148). Opcionalmente, todo el efluente acuoso tratado (154) o una porción del mismo se usa para preparar la alimentación del baño de biooxidación (106) para usarse durante la biooxidación (104). Una modalidad de esta característica opcional se muestra en la Fig. 2 mediante el flujo de reciclaje opcional (156). Como otra opción, todo el efluente acuoso tratado (154) o una parte del mismo se puede usar adicionalmente como agua de proceso, o se puede eliminar o descargar, dependiendo de la calidad del agua del efluente acuoso tratado (154) y de las necesidades operativas. En otra opción, todo el efluente acuoso tratado (154) o una parte del mismo se puede someter a un tratamiento de agua adicional para mejorar la calidad de agua hasta un nivel deseado, para volver a usarla como agua de proceso en operaciones, o para su eliminación o descarga.
Tal como se menciona, la modalidad de la invención que se muestra en la Fig. 2 incluye los pasos de biooxidación (104) y lixiviación (120) que también se incluyen en la modalidad que se muestra en la Fig. 1. Todas las descripciones previas concernientes a estos pasos (incluyendo las descripciones que conciernen al primer material mineral (102), la alimentación del baño de biooxidación (106), el efluente del baño de biooxidación (108), los sólidos residuales (118), la alimentación de la solución de lixiviación (122), y el efluente de la solución de lixiviación (124)) se aplican de igual manera para la modalidad de la Fíg. 2. El tratamiento de agua (150) preferiblemente se opera de manera que el efluente acuoso tratado (154) tiene un pH superior y un contenido de metal disuelto inferior al del efluente del baño de biooxidación (108) suministrado como alimentación para el tratamiento de agua (150) en forma de la solución de alimentación acuosa (148). El tratamiento de agua (150) se puede llevar a cabo sustancialmente como se describió anteriormente con respecto a la operación del tratamiento (112) de la modalidad que se muestra en la Fig. 1, excepto que (a diferencia del segundo material mineral (114) de la Fig. 1) no es necesario que el segundo material mineral (152) contenga oro. Sin embargo, en una modalidad, el segundo material mineral (152) puede contener cierto valor de metal contenido en minerales sulfúricos y que interesa recuperarlo. El valor de metal puede comprender oro atrapado en minerales sulfúricos, como se describe anteriormente con la Fig. 1.
Alternativamente, el valor de metal puede comprender un metal base no ferroso valioso contenido en minerales sulfúricos (como por ejemplo, uno o más de cobre, níquel, zinc, y cobalto) y al menos una porción de dicho metal de base es liberada para su recuperación a medida que los minerales sulfúricos se descomponen durante el tratamiento con agua (150). En el caso de dichos valores de metal, el metal de base liberado se puede disolver hasta cierto grado en el líquido acuoso que se está tratando y los valores de metal de base disuelto se pueden recuperar del efluente acuoso tratado. Alternativamente, estos valores de metal base pueden no disolverse en el líquido, o si se disuelven pueden precipitarse parcial o totalmente, y se puede realizar una lixiviación posterior para disolver y recuperar los valores de metal base liberados. Ejemplos Eiemplo 1 - Tratamiento con baño de biooxidación. mineral dolomítico Se prepara una columna de mineral del Newmont Mining Corporation Post Deposit cerca de Carlin, Nevada, EE.UU para someterla a prueba. El mineral contiene carbonato en la dolomita mineral. El mineral está triturado en un 100% a menos de % de pulgada (1.9 cm) y una muestra de 44.45 kg del mineral triturado se carga en una columna que tiene un diámetro interior de alrededor de 8 pulgadas (20.32 centímetros). Cincuenta y cinco litros de cultivo bacteriano de hierro-férrico ácido acuoso, con características de baño de biooxidación, se filtra a través de la muestra de mineral en la columna. La Tabla 1 resume los resultados de la prueba. Tabla 1 El contenido de hierro del cultivo de biooxidación agregado a la columna varía de 15 g/L a 25 g/L. El efluente de columna generalmente contiene <0,2 g/L de hierro. Basándose en el ensayo de hierro del mineral, la columna retiene un equivalente de 39.9 libras de hierro/ton de mineral (19.95 kg de hierro/tonelada de mineral) tratando 296.5 galones de solución por tonelada de mineral (1,122.4 litros de solución por tonelada de mineral). Este mineral dolomítico demostró ser efectivo para la precipitación de hierro de la solución y para la oxidación de azufre del sulfuro en la muestra de mineral. Eiemplo 2 - Tratamiento de Baño de biooxidación. Mineral Calcítico Se prepara otra columna de mineral del Newmont Mining Corporation Post Deposit cerca de Carlin, Nevada, EE.UU, para someterla a prueba. Para esta prueba, el carbonato está presente en el mineral en la calcita del mineral. El mineral está triturado en 100% a menos de VA pulgada (1.9 cm) y una muestra de 49 kg del mineral triturado se carga en la columna. Cincuenta y siete litros de cultivo bacteriano de hierro-férrico ácido acuoso, con características de baño de biooxidación, se filtran a través de la columna. La Tabla 2 resume los resultados de la prueba. Tabla 2 Características del Mineral Parámetro Altura del mineral Residuo de Comentarios Antes del Mineral Después Tratamiento del Tratamiento Carbonato, 15.50 9.15 41.0% % por peso disolución de carbonato El contenido de hierro del cultivo de biooxidación agregado a la columna varía desde 15 g/L hasta 25 g/L. El efluente de la columna generalmente contiene hierro sustancialmente no disuelto.
Basándose en el ensayo de hierro del mineral, la columna mantiene un equivalente de 58.8 libras de hierro/ton de mineral (29.4 kg de hierro/tonelada métrica de mineral) tratando 278.9 galones de solución por ton de mineral (1055.7 litros de solución por tonelada de mineral). Este mineral calcítico demostró ser efectivo para la precipitación de hierro y para la oxidación de azufre del sulfuro de la muestra de mineral. Además, no existe ninguna indicación de que la cantidad de solución tratada haya alcanzado un nivel máximo en el momento de la terminación de esta prueba. Eiemplo 3 - Recuperación de Oro Posterior al Tratamiento con Baño de biooxidación. Mineral Dolomítico El mineral de la columna del Ejemplo 1 se prueba respecto de la recuperación de oro. El mineral de la columna se tritura a 72 por ciento por peso menor que retícula 200 (74 mieras), y luego el oro es lixiviado del mineral en un rodillo de botella de laboratorio con carbono en lixiviante. El contenido de oro de la muestra de mineral antes de la lixiviación con cianuro es de 0.044 onzas por tonelada (1.5 gramos por ton). La extracción de oro de la muestra de mineral después del tratamiento con la solución de cultivo para biooxidación se compara con la extracción de oro de la línea de base analítica del mineral no tratado. Los resultados de lixiviación de oro se resumen en la Tabla 3. Tabla 3 Características del Mineral Extracción de Oro Posterior al Tratamiento con la Solución Parámetro Extracción de Oro, % Extracción de línea de base analítica 15.9 Rodillo de Botella con Carbono en 57.5 Lixiviante, después del tratamiento con solución de cultivo para biooxidación Los datos demostraron una recuperación de oro mejorada entre 15.9% y 57.5% después del tratamiento del mineral con la solución de cultivo de biooxidación. El hierro férrico en la solución oxidó la pirita ocluyendo los valores de oro. La oxidación es posible incluso cuando el hierro férrico es precipitado durante el contacto con el carbonato en el mineral. Eiemplo 4 - Efecto del Contenido de Carbonato Se realiza una prueba comparativa para evaluar el efecto del contenido de carbonato en aumento, en la recuperación de oro de minerales sulfúricos refractarios. El mineral de oro sulfúrico se mezcla para proporcionar las muestras de mineral compuestas con contenido de carbonato de 0.85, 1.45, 2.4, 4, 5.25, 6.75 y 7.45 por ciento por peso, con contenido de oro aproximadamente constante que oscila entre 0.060 onzas por tonelada y 0.067 onzas por ton (2.1 gramos por tonelada a 2.3 gramos por tonelada) y con contenido de azufre de sulfuro aproximadamente constante que oscila entre 1.34 por ciento por peso y 1.43 por ciento por peso. Las columnas que contienen 100 libras (45.4 kg) de muestras del compuesto de mineral respectivo se tratan con baño de biooxidación. El baño de biooxidación tiene un pH de 2.3, un potencial de oxidación de +666 mV (SCE) y una concentración de hierro de alrededor 9 g Fe/L, con aproximadamente todo el hierro en especies férricas oxidadas. El baño de biooxidación se filtra a través de cada columna a una velocidad inicial de 0.005 gal/min-pies2 (0.20 L/min-m2). Posteriormente, la velocidad de flujo de la solución se reduce a 0.002 gal/min-pies2 (0.08 L/min-m2). Las pruebas de columna duran un periodo de 100 días. Las muestras compuestas de mineral con contenidos de carbonato iniciales de 0.85, 1.45 y 2.4 por ciento por peso consumen poco hierro y son fácilmente aciduladas a un pH de 3 y menos. Las muestras compuestas de mineral con contenidos de carbonato iniciales superiores (4, 5.25, 6.75 y 7.45 por ciento por peso) tienden a consumir más hierro y ácido, con una solución efluente de columna que permanece a un pH de 3 o mayor durante toda la prueba. Después del tratamiento con baño de biooxidación, los residuos sólidos de las muestras de mineral compuesto son lixiviados usando cianuro ya sea en la columna, simulando un escenario de lixiviación en pila, o en ensayos con rodillo de botella con carbono en lixiviación después de pulverizar la muestra de mineral compuesto, para simular la molienda después de la biooxidación de los sulfuros. Después de la lixiviación de cianuro, los residuos sólidos lixiviados se analizan para determinar su contenido de oro a fin de determinar la medida de la extracción de oro. Los resultados en la extracción de oro se ilustran gráficamente en la Fig. 3. La Fig. 3 también muestra la extracción de oro en base a las pruebas de lixiviación de la columna de control de dos de las muestras de mineral compuesto (2.4 y 5.25% de carbonato) en donde las muestras de mineral compuesto se lixivian directamente sin tratar primero las muestras con baño de biooxidación.
La discusión precedente de la invención se ha presentado para fines ilustrativos y descriptivos. Lo antedicho no pretende limitar la invención solamente a la forma o formas específicamente divulgadas aquí. A pesar de que la descripción de la invención ha incluido la descripción de una o más modalidades y ciertas variaciones y modificaciones, otras variaciones y modificaciones están dentro del alcance de la invención, por ejemplo, las que pueden estar dentro de las habilidades y el conocimiento de los expertos en la técnica después de entender la presente descripción. Se pretende obtener los derechos que incluyen modalidades alternativas en la extensión permitida, incluyendo estructuras, funciones, rangos o pasos alternos, intercambiables y/o equivalentes a los reivindicados, sea que dichas estructuras, funciones, rangos o pasos alternos, intercambiables y/o equivalentes estén descritos o no aquí, y sin pretender dedicar públicamente cualquier materia objeto patentable. Asimismo, cualquier característica descrita con respecto a cualquier modalidad divulgada se puede combinar de cualquier forma con una o más características de cualquier otra modalidad o modalidades. Por ejemplo, se puede incluir pasos de procesamiento adicionales en cualquier punto antes, durante o después del procesamiento descrito en cualquiera de las modalidades del proceso descritas en aquí, o en las que se muestran en cualquiera de las figuras, en la medida que los pasos adicionales no sean incompatibles con el procesamiento descrito de acuerdo con la presente invención. Más aún, los pasos de procesamiento divulgados en cualquiera de las materializaciones físicas del proceso descritas en el presente se pueden combinar con cualquiera de los demás pasos de procesamiento descritos en cualquiera de las otras modalidades del proceso. Los términos "que comprende", "que contiene", "que incluye" y "que tiene" y variaciones de los mismos, pretenden ser no limitativos en el sentido en que el uso de dichos términos indica la presencia de alguna condición o característica, pero no la exclusión de la presencia de cualquier otra condición o característica. Los porcentajes señalados en el presente son por peso, a menos que se indique expresamente de otro modo.

Claims (53)

REIVINDICACIONES
1. Un método para procesar materiales minerales sulfúricos que contienen hierro, que contiene oro contenido en minerales sulfúricos, caracterizado porque comprende: biooxidar el primer material mineral en la presencia de baño de biooxidación, la biooxidación comprende: (i) descomponer al menos una porción de los minerales sulfúricos del primer material mineral mediante la acción microbiana, y de este modo liberar primero oro de los minerales sulfúricos del primer material mineral; y (¡i) generar el efluente ácido del baño de biooxidación que contiene hierro férrico disuelto; tratar el segundo material mineral con líquido de tratamiento, el segundo material mineral comprende contenido de mineral que contiene ácido, y la alimentación del licor de tratamiento proporcionada al tratamiento contiene al menos una parte del efluente del baño de biooxidación, el tratamiento comprende: (i) descomponer al menos una porción de los minerales sulfúricos del segundo material mineral, y de este modo liberar el segundo oro de los minerales sulfúricos del segundo material mineral; (ii) hacer reaccionar el ácido del licor de tratamiento con el contenido mineral que consume ácido del segundo material mineral, y de este modo neutralizar al menos parcialmente el ácido; y (iii) precipitar el hierro del líquido para tratamiento; (iv) retirar del tratamiento el efluente tratado del líquido de tratamiento; después de la biooxidación, lixiviar el residuo sólido de la biooxidación con una primera solución de lixiviación y disolver al menos una porción del primer oro en la primera solución de lixiviación; y después del tratamiento, lixiviar el residuo sólido del tratamiento con una segunda solución de lixiviación y disolver al menos una porción del segundo oro en la segunda solución de lixiviación.
2. El método de la reivindicación 1, caracterizado además porque el efluente del baño de biooxidación y la alimentación del líquido de tratamiento tiene un pH de menos de 2.5.
3. El método de la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque cada efluente del baño de biooxidación y la alimentación del líquido para tratamiento tiene un pH en el rango desde un pH de 1.0 hasta un pH de 2.0.
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque cada efluente del baño de biooxidación y la alimentación del líquido de tratamiento contiene una concentración de hierro férrico disuelto de al menos 5 g/L.
5. El método de la reivindicación 4, caracterizado además porque la concentración de hierro férrico disuelto en cada efluente del baño de biooxidación y la alimentación del líquido de tratamiento está en un rango de 5 g/L a 70 g/L.
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado además porque la concentración total de hierro disuelto en el efluente tratado no es mayor que la mitad de la concentración de la concentración de hierro férrico disuelto en la alimentación de la solución para tratamiento.
7. El método de la reivindicación 6, caracterizado además porque la concentración total de hierro disuelto en el efluente tratado de la solución para tratamiento no es mayor que 1 g/L.
8. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efluente del baño de biooxidación tiene un potencial de oxidación de al menos +500 mV, según fue medido con respecto a un electrodo de cloruro de plata/plata.
9. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el contenido mineral que consume ácido comprende contenido mineral de carbonato.
10. El método de la reivindicación 9, caracterizado además porque el contenido de mineral de carbonato incluye al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en calcita, dolomita y combinaciones de ellos.
11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado además porque dicho primer material mineral tiene un contenido de carbonato que es menor que el contenido de carbonato de dicho segundo material mineral.
12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 hasta 11, caracterizado además porque el contenido de carbonato del segundo material mineral es mayor que 2.5 por ciento por peso.
13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 hasta 11, caracterizado además porque el contenido de carbonato del segundo material mineral es al menos 3 por ciento por peso.
14. El método de la reivindicación 11, caracterizado además porque el contenido de carbonato del segundo material mineral es al menos 5 por ciento por peso.
15. El método de la reivindicación 11, caracterizado además porque el contenido de carbonato del segundo material mineral es al menos 10 por ciento por peso.
16. El método de cualquiera de las reivindicaciones que anteceden, caracterizado además porque el tratamiento comprende aplicar la alimentación del líquido de tratamiento a una pila que inicialmente contiene el segundo material mineral, y retirar el efluente del líquido de tratamiento de la misma.
17. El método de la reivindicación 16, caracterizado además porque la biooxidación comprende aplicar la alimentación del baño de biooxidación a una pila que inicialmente contiene el primer material mineral, y retirar el efluente del baño de biooxidación de la misma.
18. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el tratamiento comprende oxidar al menos 20 por ciento del azufre del sulfuro del segundo material mineral.
19. El método de la reivindicación 18, caracterizado además porque el contenido mineral que consume ácido del segundo material mineral comprende contenido mineral de carbonato; y el tratamiento comprende descomponer al menos 20 por ciento por peso de los minerales de carbonato en dicho segundo material mineral.
20. El método de la reivindicación 19, caracterizado además porque el tratamiento comprende descomponer al menos 40 por ciento por peso de los minerales de carbonato en el segundo material mineral.
21. El método de la reivindicación 19, caracterizado porque el tratamiento comprende descomponer de 20 por ciento por peso a 80 por ciento por peso de los minerales de carbonato en dicho segundo material mineral.
22. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el tratamiento comprende oxidar al menos 40 por ciento de azufre del sulfuro del segundo material mineral.
23. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera solución de lixiviación y la segunda solución de lixiviación contienen independientemente un lixiviante para oro, en donde cada lixiviante se selecciona independientemente del grupo que consiste en lixiviantes cianuro, lixiviantes tiosulfato, lixiviantes tiocianato y combinaciones de los mismos.
24. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende: después de la primera lixiviación, retirar al menos una porción del primer oro de la primera solución de lixiviación; y después de la segunda lixiviación, retirar al menos una porción del segundo oro de la segunda solución de lixiviación.
25. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque los minerales sulfúricos comprenden un miembro seleccionado del grupo que consiste en pirita, marcasita, pirrotita, arsenopirita y una combinación de las mismas.
26. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo material mineral comprende un contenido de oro desde 0.03 hasta OJ onza por ton (1.0 hasta 3.4 gramos por tonelada).
27. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque durante la segunda lixiviación, la extracción de oro en la segunda solución de lixiviación es al menos de 10 puntos porcentuales mayores a la extracción de oro base si el segundo material se hubiera lixiviado directamente con la segunda solución de lixiviación.
28. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque durante la segunda lixiviación, la extracción de oro en la segunda solución de lixiviación es al menos de 20 puntos porcentuales mayores que la extracción de oro de base si el segundo material mineral se hubiera lixiviado directamente con la segunda solución de lixiviación.
29. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque: el segundo material mineral tiene un contenido de carbonato de al menos 2.5 por ciento por peso y es mayor que el contenido de carbonato de dicho primer material mineral; el efluente del baño de biooxidación y la alimentación de la solución para tratamiento tiene cada uno un pH en un rango de pH desde 1.0 hasta 2.0 y cada uno contiene una concentración de hierro férrico disuelto en un rango desde 5 g/L hasta 70 g/L; la biooxidación comprende oxidar al menos 20 por ciento de azufre de sulfuro en dicho primer material mineral; y el tratamiento comprende oxidar al menos 20 por ciento de azufre del sulfuro del segundo material mineral y descomponer al menos 20 por ciento por peso de los minerales de carbonato de dicho segundo material mineral.
30. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque: la biooxidación comprende disolver hierro del primer material mineral en el baño de biooxidación; y el tratamiento comprende precipitar hierro de la solución para tratamiento en una cantidad de al menos 20 libras de hierro por tonelada del segundo material mineral (9.1 kg de hierro por tonelada del segundo material mineral).
31. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque: el efluente tratado de la solución para tratamiento tiene un pH que es superior al pH de la alimentación de la solución para tratamiento ; y el efluente tratado de la solución para tratamiento tiene una concentración total de hierro disuelto que es menor a la concentración de hierro férrico disuelto de ia alimentación de la solución para tratamiento .
32. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo material mineral tiene una capacidad de consumo de ácido de más de 80 libras por ton (33 kilogramos por tonelada métrica).
33. Un método para procesar un mineral material sulfúrico que contiene oro, que comprende oro contenido en minerales sulfúricos que contienen hierro y además contiene minerales de carbonato que consumen ácido, caracterizado porque comprende: tratar el material mineral con un líquido para tratamiento ácido; caracterizado además porque la alimentación del líquido de tratamiento proporcionada para el tratamiento tiene un pH menor que 2.5, comprende una concentración de hierro férrico disuelto de al menos 5 g/L y contiene efluente del baño de biooxidación de la biooxidación de un material mineral sulfúrico diferente; el tratamiento comprende hacer reaccionar el ácido en la solución para tratamiento con los minerales de carbonato, y de este modo neutralizar al menos parcialmente el ácido y elevar el pH del líquido de tratamiento; el tratamiento además comprende reducir al menos una porción de hierro férrico y oxidar al menos una porción de azufre de sulfuro de los minerales sulfúricos, y de este modo descomponer al menos una porción de los minerales sulfúricos; y después del tratamiento, lixiviar los sólidos residuales del tratamiento con una solución de lixiviación para disolver al menos una parte del oro en la solución de lixiviación.
34. El método de la reivindicación 33, caracterizado porque el tratamiento comprende oxidar al menos 20 por ciento de azufre de sulfuro del material mineral y descomponer al menos 20 por ciento por peso de los minerales de carbonato en el material mineral.
35. El método de la reivindicación 33 ó de la reivindicación 34, caracterizado además porque comprende recolectar el líquido efluente tratado del tratamiento, el cual tiene una concentración total de hierro disuelto menor de 1 g/L.
36. El método de cualquiera de las reivindicaciones 33 a 35, caracterizado además porque el tratamiento comprende precipitar hierro del líquido de tratamiento en una cantidad de al menos 20 libras de hierro por ton del material mineral (9.1 kg de hierro por tonelada del material mineral).
37. El método de cualquiera de las reivindicaciones 33 a 36, caracterizado porque el tratamiento se realiza en una pila y el hierro que se precipita durante el tratamiento se precipita en la pila.
38. El método de cualquiera de las reivindicaciones 33 a 37, caracterizado porque además comprende, después de la lixiviación retirar de la solución de lixiviación al menos una porción del oro que se disolvió en la solución de lixiviación durante la lixiviación.
39. El método de cualquiera de las reivindicaciones 33 a 38, caracterizado porque el material mineral comprende un contenido de oro desde 0.03 onza por tonelada hasta OJ onza por ton (1.0 hasta 3.4 gramos por tonelada).
40. Un método para procesar material mineral que comprende un metal de base no ferroso contenido en minerales sulfúricos y que contiene minerales de carbonato, en donde el material mineral tiene un contenido de carbonato de al menos 2.5 por ciento por peso, caracterizado porque comprende: tratar el material mineral con un líquido para tratamiento ácido; caracterizado porque la alimentación del líquido de tratamiento proporcionada para el tratamiento tiene un pH no mayor de 2.5, comprende una concentración de hierro férrico disuelto de al menos 5 g/L y comprende efluente del baño de biooxidación de la biooxidación de un material mineral sulfídico diferente; el tratamiento comprende hacer reaccionar el ácido en la solución para tratamiento con minerales de carbonato, y de este modo neutralizar al menos parcialmente el ácido y elevar el pH del líquido de tratamiento; el tratamiento además comprende reducir al menos una porción de hierro férrico y oxidar al menos una porción de azufre de sulfuro de los minerales sulfúricos, y de este modo descomponer al menos una parte de los minerales sulfúricos y liberar al menos una parte del metal de base no ferroso; y disolver al menos una porción del metal de base no ferroso liberado del material mineral en una solución para lixiviación seleccionada del grupo que consiste en líquido de tratamiento y líquido para lixiviación distinto al líquido de tratamiento.
41. El método de la reivindicación 40, caracterizado además porque el material mineral tiene una capacidad de consumo de ácido de más de 80 libras por ton (33 kilogramos por tonelada).
42. El método de la reivindicación 40 ó 41, caracterizado además porque el contenido de carbonato del material mineral es al menos de 5 por ciento por peso.
43. El método de la reivindicación 40 ó 41, caracterizado además porque el contenido de carbonato del material mineral es al menos de 10 por ciento por peso.
44. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 43, caracterizadoademás porque el tratamiento comprende descomponer al menos 20 por ciento por peso de los minerales de carbonato en el material mineral.
45. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 44, caracterizado además porque el tratamiento comprende oxidar al menos 20 por ciento del azufre del sulfuro del material mineral.
46. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 a 45, caracterizado además porque el tratamiento comprende: oxidar al menos 40 por ciento del azufre del sulfuro del material mineral; y descomponer al menos 40 por ciento por peso de los minerales de carbonato del material mineral.
47. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 46, caracterizado además porque la solución de lixiviación es la solución para tratamiento, y el tratamiento comprende la disolución.
48. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 47, caracterizado porque el pH de la alimentación de la solución para tratamiento está en un rango de un pH desde 1.0 hasta 2.0 y la concentración de hierro férrico disuelto en la alimentación de la solución para tratamiento está en un rango desde 5 g/L hasta 70 g/L.
49. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 48, caracterizado además porque el tratamiento comprende precipitar hierro del líquido de tratamiento en una cantidad de al menos 20 libras de hierro por tonelada del material mineral (9.1 kg de hierro por tonelada del material mineral).
50. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 a 49, caracterizado además porque el metal de base no ferroso contiene cobre.
51. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 49, caracterizado además porque el metal básico no ferroso contiene níquel.
52. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 49, caracterizado además porque el metal de base no ferroso contiene zinc.
53. El método de cualquiera de las reivindicaciones 40 hasta 49, caracterizado porque el metal de base no ferroso contiene cobalto.
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