Carbón activado para la recuperación de oro: ¿cómo funciona en la minería a pequeña escala?

La Ciencia detrás de la Adsorción de Oro con Carbón Activado

El carbón activado tiene una estructura realmente interesante que lo hace excelente para la minería de oro a pequeña escala. Tiene muchos poros diminutos, y esta estructura microporosa le permite hacer algo especial. Puede seleccionar oro de soluciones de cianuro a través de un proceso llamado quimisorción. El carbón activado tiene una superficie enorme, que oscila entre 500 y 1500 m²/g. Esta gran superficie proporciona muchos lugares donde los complejos de oro-cianuro pueden adherirse. En operaciones mineras a pequeña escala, esto generalmente ocurre en tanques que se agitan o mezclan. Los granos de carbón se mueven en estos tanques para asegurarse de que entren en contacto con tanto lodo aurífero como sea posible. Es un poco diferente de los sistemas CIP/CIL a gran escala. Los mineros artesanales, que a menudo trabajan con un presupuesto más reducido y menos infraestructura, suelen utilizar diseños basados en columnas que son más fáciles de configurar y gestionar.

Implementación Paso a Paso para la Extracción de Oro a Pequeña Escala

Ahora que sabemos cómo funciona el carbón activado en teoría para la recuperación de oro, veamos cómo los mineros a pequeña escala lo utilizan realmente en el proceso. Primero, toman el mineral y lo trituran hasta un tamaño de partícula de 75μm. Después de eso, usan cianuro para lixiviar el oro del mineral triturado. La solución que contiene el oro, llamada solución preñada, luego pasa por reactores llenos de carbón activado. En un período de 12 a 24 horas, el carbón puede cargarse con una cantidad significativa de oro, generalmente entre 300-600 g/ton. Para mantener el proceso funcionando correctamente, los mineros necesitan reemplazar el carbón regularmente. Una vez que el carbón está lleno de oro, lo sacan y lo lavan con ácido. Luego, lo calientan para reactivarlo y poder usarlo nuevamente. En las minas de África Occidental, se han realizado pruebas de campo utilizando carbón de cáscara de coco en unidades de procesamiento modulares. Estas pruebas han demostrado que la tasa de recuperación de oro puede estar entre el 85-92%, lo cual es muy bueno para operaciones que solo manejan de 1 a 10 toneladas de mineral cada día.

Selección del Carbón Activado Óptimo para la Minería Artesanal

Hemos visto los pasos en la extracción de oro a pequeña escala, pero ¿cómo eligen estos mineros el carbón activado adecuado? Pues bien, el tamaño de los poros en el carbón es un factor importante. Los mesoporos, que tienen entre 2-50nm de tamaño, son ideales para atrapar los complejos de cianuro de oro. Ensayos de campo han demostrado que el carbón derivado de coco puede retener un 18% más de oro que el carbón fabricado a partir de carbón mineral. Cuando los mineros buscan carbón activado, deben verificar dos cosas importantes. Una es el número de yodo, que debe ser al menos de 1000 mg/g. La otra es la resistencia a la abrasión, y debe ser como mínimo un 95% duro. Recientemente, ha habido algunos desarrollos emocionantes. Las personas están fabricando carbón activado a partir de residuos agrícolas, como carbones derivados de biomasa. En proyectos piloto, estos han mostrado promesa. Pueden reducir costos mientras aún pueden eluir, o eliminar el oro, con una eficiencia del 90-94%.

Superando los Desafíos Comunes en Sistemas de Recuperación Compactos

Elegir el carbón adecuado es importante, pero también existen algunos desafíos en los sistemas de recuperación de oro a pequeña escala. Un gran problema es la obstrucción del carbón. Cuando hay contaminantes orgánicos en el medio ambiente, la capacidad de carga de oro del carbón puede disminuir entre un 40 y un 60%. En algunos lugares, como las minas comunitarias de Indonesia, han encontrado una manera de lidiar con esto. Utilizan peróxido de hidrógeno para oxidar previamente la solución, y esto ayuda mucho. Otro problema es la competencia del mercurio, especialmente en depósitos aluviales. Pero también han encontrado una solución para esto. Los carbones modificados que tienen azufre impregnado pueden ser hasta un 30% mejores para extraer oro. Ahora también están disponibles analizadores XRF portátiles. Estos son realmente útiles porque permiten a los mineros verificar el carbón en tiempo real. Esto les ayuda a determinar el mejor momento para reemplazar el carbón, y como resultado, pueden reducir el costo de los reactivos en un 18-22%.

Técnicas Avanzadas para Maximizar la Eficiencia de Recuperación

Hemos hablado de los desafíos y cómo superarlos, pero ¿qué pasa con hacer que la recuperación de oro sea aún más eficiente? Hay algunas técnicas avanzadas que son realmente útiles. Por ejemplo, los sistemas de elución pulsada utilizan una solución de 3% de NaOH/0.2% de NaCN a 110°C. Con este método, pueden recuperar el 98% del oro adsorbido en ciclos de solo 6 horas. Comparemos esto con los métodos tradicionales que solían tardar 72 horas. En las cooperativas de Zimbabue, han descubierto que al controlar el pH de la solución entre 10.5 - 11.0 durante la adsorción, pueden aumentar su producción en un 23%. También existen técnicas emergentes de desorción electroquímica. Estas son excelentes porque pueden extraer el 99.5% del oro sin tener que usar altas temperaturas. Esto es especialmente útil para operaciones fuera de la red donde podrían estar utilizando reactores alimentados por energía solar.

Prácticas Sostenibles para una Minería Consciente con el Medio Ambiente

La eficiencia es importante, pero en el mundo de hoy, la sostenibilidad también es una gran preocupación. En las pequeñas minas colombianas, se han implementado sistemas de regeneración de carbono en circuito cerrado. Estos sistemas son realmente efectivos. Pueden reducir la necesidad de carbono virgen nuevo en un 65%. Otra opción sostenible es usar biochar hecho de cáscaras de nuez de macadamia. Funciona tan bien como el carbón activado de grado comercial y también ayuda a crear cadenas de suministro locales. El agua también es un gran problema en la minería. Para hacer frente a la alta demanda de agua de 5-7 m³/tonelada, han integrado la recolección de agua de lluvia. También utilizan lagunas de sedimentación y filtros de carbón activado. De esta manera, pueden reutilizar el 95% del agua de proceso, lo que significa que pueden cumplir con los estándares de descarga de la EPA y ser más amigables con el medio ambiente.