Una efectiva clarificación de lixiviación con cianuro es importante para lograr una precipitación eficiente al usar el proceso Merrill-Crowe. Los sistemas de filtración por hoja a presión automatizados autolimpiantes pueden reducir el contenido de sólidos suspendidos hasta menos de 1 ppm

Por Ken Severing

La precipitación de zinc Merrill-Crowe es una elección popular de proceso para operaciones de oro y plata de gran volumen. A pesar que el proceso involucra más pasos que el proceso de filtro de carbón, Merrill-Crowe normalmente ofrece una precipitación más eficiente y lingotes de mayor ley con menos costos operacionales en operaciones de gran volumen y operaciones con altos porcentajes plata-a-oro. La efectividad probada del proceso para producir una corriente afluente limpia, su superficie para equipos relativamente pequeña y la capacidad para reciclar y volver a usar un “relave” de calidad también ayudan a la mejor equivalencia para plantas de alto volumen.

En el proceso Merrill-Crowe, una solución de lixiviación con cianuro es mezclada con el mineral chancado para crear cianuro de oro de y plata. Los metales entonces son precipitados desde la solución rica agregando polvo de zinc.

La obtención de resultados óptimos depende altamente del diseño y la operación de los pasos acondicionadores que preceden al tratamiento con polvo de zinc, incluyendo la clarificación de la solución rica y la eliminación de oxígeno disuelto. Con posterioridad a la clarificación y a la desaireación, la solución y el polvo de zinc son depositados en forma uniforme en filtros de precipitado, donde el zinc empuja al cianuro y deja oro y plata como precipitante. La solución estéril luego es reciclada para volver a usar en el proceso.

El grado de clarificación de la solución es un factor clave en la efectividad del proceso. Prácticamente todas las impurezas deben ser eliminadas antes de exponerlas al polvo de zinc para que la lixiviación rica funcione con mayor efectividad.  

“La solución debe ser clarificada para crear una corriente muy limpia con esencialmente menos de 1 ppm de sólidos suspendidos,” explica Eldan Hill, gerente de proyecto y servicios de Summit Valley Equipment & Engineering, Inc. (SVEE). SVEE diseña y fabrica plantas y equipos modulares para extracción de oro y plata en todo el mundo. “La corriente luego pasa a través de una torre de vacío que reduce el oxígeno disuelto hasta menos de 1 ppm. Estos dos pasos son necesarios para hacer que el proceso precipite en forma óptima y use menos zinc.” Hill dice que el efluente clarificado debiera ser claro como el agua. “Los operadores de largo plazo enfatizan que la corriente debería aparecer ‘brillante,’ a fin de brindar las condiciones óptimas para la recuperación de oro y plata.”

Filtros de Hoja
A lo largo de los años, los filtros de hoja han surgido como la mejor opción para aplicaciones de clarificación en sistemas Merrill-Crowe. En un sistema típico, los estanques de clarificación están equipados con un compartimento donde los elementos de filtro de hoja están pre-revestidos con diatomita como un material que ayuda al filtro. Esta capa de pre-capa forma una superficie de filtración dinámica que logra menos de 1 ppm de sólidos suspendidos y calidad de 1 micron.

El pre-capa de las hojas clarificadoras con diatomita evita que los componentes que forman escamas—principalmente carbonatos y sulfatos de cal—sean transportador corriente abajo hasta el filtro del precipitado. Si estos sólidos coloidales no son capturados durante la etapa de clarificación, estos encuentran condiciones favorables para la formación de escamas en la torta del filtro de precipitado. Los depósitos de escama pueden cubrir las superficies de zinc, aumentando el consumo de zinc mientras reduce la efectividad del zinc en la precipitación de plata y oro. La acumulación de escamas también puede afectar el flujo a través de la tela del filtro, causando altas presiones y la necesidad de excesivos cambios de tela de filtro.

Los filtros requieren un enjuague frecuente y cuidadoso seguido por una nueva capa del material de pre-capa. El hecho de que la tela del filtro funcione bajo la capa protectora de pre-capa ayuda a preservar la vida y la permeabilidad del filtro. La limpieza del filtro se realiza en forma más rápida y más completa porque la ayuda del filtro de pre-capa ha atrapado los sólidos dañinos antes que estos puedan contaminar la superficie de la tela del filtro. El material de diatomita es en realidad el medio filtrante que logra la filtración fina.

Minimizando la Mantención y el Tiempo Muerto
Además del objetivo de una óptima clarificación de la solución rica, las características de operación y mantención a menudo determinan el tipo de filtro seleccionado. En una planta grande, Aparte del objetivo de clarificación óptima de la solución rica, las características de operación y mantenimiento a menudo determinan el tipo de filtro seleccionado. En una planta grande, los filtros a presión de hojas que son fáciles de atender ayudan a ahorrar mano de obra y costos. 

“Usted puede lavar contracorriente un filtro de hojas bien diseñado en alrededor de 5 a 10 minutos, pre-revestirlo con diatomita, y ponerlo de regreso a trabajar,” dice Hill. “Podrían usarse otros tipos de filtro. Pero, por ejemplo si usted usa una prensa placa-y-bastidor, tendría que abrir esa prensa y limpiarla físicamente y luego volver a ponerla a trabajar, y luego pre-revestirla.” Por el contrario, el tiempo de mantenimiento en un filtro a presión de hojas normalmente es muy poco.

La facilidad de automatización también juega un papel. Cuando el operador observa que la presión diferencial en un filtro está aumentando, se pueden abrir o cerrar electrónicamente las válvulas que sean necesarias, y las bombas para enjuagar a contracorriente y pre-revestir el filtro pueden ser operadas en forma remota. “En un proyecto nuevo que estamos llevando a cabo en Turquía, los operadores de hecho cambiarán los filtros desde la sala de control,” agregó Hill.

Además de los sistemas Merrill-Crowe, SVEE, con sede en West Bountiful, Utah, diseña y fabrica sistemas de electro-obtención, sistemas de retorta de mercurio, sistemas de regeneración de carbono, y plantas ADR para operaciones de oro y plata en todo el mundo. Hill dice que su empresa normalmente diseña sistemas Merrill-Crowe en torno al filtro a presión de hojas Auto-Jet de Whittier Filtration, con sede en Santa Fe Springs, California. “Estos filtros ofrecen altas tasas de flujo y pueden funcionar en forma continua y limpiar cada uno a tres días.” El filtro está diseñado para eliminar barros finos con un tamaño de hasta 0.5-1 micrones.

Ausencia de “Latas” Significa Limpieza Más Rápida
Una de las ventajas del diseño del filtro Auto-Jet, según Hill, es su sistema de lavado abundante. Mientras las hojas del filtro giran, chorros planos como cuchillos de líquido limpiador eliminan eficientemente torta pesada y refregar toda la superficie en tres minutos o menos. Hill dice que algunos diseños de filtro de hojas tienen una caja, o una “lata” que rueda, por sobre el área del filtro existente, lo que hace que sea trabajoso hacer mantenimiento a las unidades.

“Se requiere un espacio grande detrás del filtro para sacar la lata de forma que los filtros puedan quedar expuestos para hacer mantenimiento. Para cambiar los filtros, volver a poner la tela en las placas o realizar algún otro servicio, los operadores deben desenrollar esta lata, lo cual normalmente requiere un riel de puente grúa. Una vez que se realiza el mantenimiento, tiene que volver a hacerse rodar de vuelta a su posición original. Por la forma en que Auto-Jet está diseñado, un solo operador puede abrir su puerta delantera y sacar todos los filtros para hacerles mantenimiento.”

Consideraciones de Clasificación por Tamaños
En una mina de oro de Europa Oriental, dos clarificadores Auto-Jet manejan hasta 432 m3 de solución por hora cada uno. Los filtros están pre-recubiertos con diatomita, suministrada a los filtros como lechada con 2% de sólidos. Durante la filtración, un 5% de lechada de diatomita esa agregada a los clarificadores por bombas de desplazamiento positivo de alta presión a una tasa prevista de 0.07 kg/m3 para evitar el efecto persiana en el filtro y mantener una alta velocidad de filtración.

Estos filtros están completamente automatizados. Cuando un filtro está lleno, se corta la alimentación y se transfiere al filtro de reserva. Los chorros internos de agua a alta presión remueven la torta de filtro y la lechada de torta es bombeada hasta un espesador y la solución rica clarificada alimenta directamente a la torre de aireación Merrill-Crowe. El filtro recientemente limpiado es puesto en espera para la próxima rotación.

“A menudo incluimos tres filtros, dependiendo del tamaño de la faena” dice Hill, “Dos filtros estarán en línea simultáneamente, y cuando uno se llene, se deja fuera de línea y el tercer filtro entra en acción. Mientras un filtro está enjuagando contracorriente y pre-revistiendo, otro filtro está listo para actuar, así que en realidad no hay tiempo muerto.”

Los filtros clarificadores para el proceso Merrill-Crowe normalmente son calibrados para funcionar con 0.75 a 0.8 galones por minuto (gpm) por pie cuadrado. “Ellos abren la esclusa a la mitad de la velocidad de flujo,” dice Hill. “Por ejemplo, si una planta va operar 1.000 galones por minuto, necesitaría 1.250 pies cuadrados de área de filtro y el sistema evacuaría 500 gpm, a presiones entre 55 y 60 psi,” dijo Hill. “El filtro aplica una capa previa a la misma velocidad que el proceso (1,000 gpm en este ejemplo) y a alrededor de 20 psi.

“La dilución típica es del orden del 5%-10% de lechada, y mientras más diluida mejor para la distribución de la pre-capa. El sistema también se alimenta (diatomita adicional purgada a la corriente de proceso) a una velocidad de 1.3 gpm a un 1% de concentración por 1.000 gpm de proceso,” dijo Hill.

Ken Severing (ken.severing@veoliawater.com) es director técnico para Whittier Filtration, Santa Fe Springs, California.

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