INTRODUCCION La industria minera, en particular la industria minera del oro, ha estado utilizando utilizando el cianuro cianuro en sus procesos productivos productivos durante muchas décadas. décadas. Aunque Aunq ue general gene ralmen mente te se piensa pie nsa que el cianuro cia nuro es una sustan sus tancia cia mortal mor tal,, en realida realidad d es una sustancia sustancia química química ampliamente ampliamente utilizada, utilizada, esencial esencial para el mundo mundo modern moderno. o. La clave clave para para su uso seguro seguro es la implem implement entaci ación ón de sólidas prácticas de manejo. Aunque Aunq ue la preocupac preo cupación ión pública públ ica por el cianuro cian uro es válida váli da sin duda comprensible, gran parte de la reciente atención de la prensa la reacción pública pública respec respecto to del uso del cianuro cianuro en operac operacion iones es minera minerass ha surgid surgido o debi debido do a la !alt !alta a de compr compren ensi sión ón sobr sobre e la natura naturale leza za del del cian cianur uro o sus sus e!ec e!ecto toss sobr sobre e la salu salud d el ambi ambien ente te.. A pesar pesar de que que e"is e"iste te un cúmul cúmulo o considerable de in!ormación técnica para quienes producen, transportan utilizan el cianuro, hasta el momento no se ha brindado in!ormación que sea !ácilmente !ácilmente comprensible para un público menos técnico. #on el propósito de remedi remediar ar esta esta situac situació ión n trat tratar ar la preo preocu cupa pació ción n públ públic ica a por por el uso uso del del cianuro en la e"tracción e"tracción de oro, oro, por ello se realizó el presente trabajo . $ste trabajo es una recopilación de reconocidos e"pertos debería ser una re!e re!ere renc ncia ia útil útil para para toda toda pers person ona a que que esté esté invo involu lucr crad ada a en la toma toma de deci decisi sion ones es rela relacio ciona nada dass con con la presen presencia cia de cianu cianuro ro en las operac operacion iones es mineras, a sea desde una perspectiva local o mundial. $speramos que los !unciona !uncionarios rios interna internacion cionales ales encarga encargados dos de establec establecer er normas, normas, !ormular !ormular políticas, los líderes comunitarios todos los lectores interesados, incluso quienes se dedican a la industria minera metalúrgica, encuentren que este trabajo es a la vez equilibrado equilibrado e in!ormativo puedan lograr lograr una maor comprensión de las características del cianuro de su papel único en la recuperación recuperación de oro.
El alumno
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1.- ¿QUÉ ES EL CIANURO? #ianuro es un término general que se aplica a un grupo de sustancias químicas que que contie contienen nen carbon carbono o nitróg nitrógeno eno.. Los compues compuestos tos de cianuro cianuro contien contienen en sust sustan anci cias as químicas %antropogénicas& %antropogénicas& que se encuentran encuentran presentes presentes en la naturaleza o que han sido producidas por el hombre. $"isten más de ',((( !uentes naturales naturales de cianuro, cianuro, entre entre ellos, ellos, distinta distintass especi especies es de artróp artrópod odos, os, inse insect ctos os,, bact bacter eria ias, s, alga algas, s, hong hongos os plan planta tass superiore superiores. s. Las principa principales les !ormas !ormas de cianuro producidas producidas por el hombre son el cianuro cianuro de hidrógen hidrógeno o gaseoso el cianuro sólido de sodio de potasio. )ebido a sus propiedades únic únicas as,, el cian cianur uro o se util utiliz iza a en la !abr !abric icac ació ión n de part partes es metál metálic icas as en numero numerosos sos prod produc ucto toss orgá orgáni nico coss comu comune ness como como los los plás plásti tico cos, s, las las tela telass sint sintét étic icas as,, los los !ert !ertiiliza lizan ntes, tes, los los herb herbic icid idas as,, los los tint tintes es los los produ product ctos os !armacéuticos. $"is $" iste te una una just justi! i!ic ica able ble preo preocup cupaci ación ón públ pública ica por por el uso del del cianuro cianuro en ambientes industriales. $l cianuro es una sustancia tó"ica que puede ser letal si se la ingiere o se la inhala inhala en cantid cantidade adess su!icie su!icientes. ntes. $sto $sto también también suce sucede de con con much muchas as otra otrass sust sustan anci cias as quími química cass como como la gaso gasoli lina na los los productos habituales para la limpieza del hogar. Al igual que miles de otras sust sustan anci cias as química químicass que se utilizan utilizan en nues nuestr tros os proc proces esos os indu indust stri rial ales es modernos* el conocimiento, los procedimientos adecuados de manipulación una actitud responsable son !undamentales para el uso seguro bene!icioso del cianuro.
Vista microscópica de los cristales de cianuro en formación. formación.
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La minería es una actividad industrial que utiliza una cantidad signi!icativa de cianuro, apro"imadamente apro"imadamente un '(+ de la producción producción total. )esde --, las soluciones de cianuro se han utilizado principalmente para e"traer oro plata de material mineral, que de otro modo no podrían e"traerse e!icazmente. Además, el cianuro se utiliza en concentraciones bajas como un reactivo de !lotación para audar a recuperar metales base como el plomo, el cobre el zinc.
2.- HISTORIA DEL USO DEL CIANURO EN MINERÍA Aunque las preocupaciones preocupaciones ambientales por el uso del cianuro en minería se han hecho más públicas sólo en los últimos a/os, realmente e"iste una larga historia sobre el uso del del cianu cianuro ro en proce procesos sos metal metalúrg úrgico icos s otros otros proce procesos sos en todo todo el mund mundo. o. )ippe )ippell )iesbach descubrieron el 0azul de 1rusia2 %!errocianuro de hierro& en (3. $l primer trabajo bien documentado !ueron los estudios de 4cheele sobre la solubilidad del oro en soluciones de cianuro que datan de -5 en 4uecia. La química oro6cianuro se estudió activamente a mediados del siglo 787 en 8nglaterra %9arada&, Alemania %$lsner& :usia %$l;ington
cArthur los hermanos 9orrest en -- --- e!ectivamente establecieron el proceso vigente de cianuración, el uso de la disolución del cianuro la precipitación por medio del zinc. 4in embarg embargo, o, e"ist e"istía ían n pate patent ntes es ante anterio riores res en los $stad $stados os ?nid ?nidos os relac relacion ionad adas as con con la li"iviación con cianuro %:ae en -=@& la recuperación a partir de soluciones cloradas utilizando carbón vegetal %)avis en --(&. La primera planta de cianuración a escala comercial comenzó a !uncionar en la >ina #ron en Bueva Celanda en --@, hacia @(3 los procesos de cianuración también estaban en marcha en 4udá!rica, Australia, $stados ?nidos, >é"ico 9rancia. 1or consiguiente, a comienzos de siglo, el uso del cianu cianuro ro para para e"tra e"traer er oro de minera minerall de baja baja le a era una una tecn tecnolo ología gía metal metalúrg úrgica ica plenamente establecida.
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&.- 'RODUCCI(N ) MANI'ULACI(N DEL CIANURO $l cianuro se produce industrialmente de dos manerasD como subproducto de la !abricación de !ibras acrílicas de ciertos plásticos o mediante la combinación de
gas natural amoníaco a altas temperaturas presiones
para producir cianuro dehidrógeno %E#B& gaseoso. 1osteriormente, el cianuro de hidrógeno gaseoso se puede combinar con hidró"ido de sodio %BaFE& para producir cianuro de sodio %Ba#B& agua %E'F&. Luego se elimina el agua mediante secado !iltrado el cianuro de sodio se convierte en briquetas blancas sólidas de apro"imadamente ( centímetros cuadrados. Las briquetas sólidas de cianuro de sodio se mantienen a temperatura humedad controladas. $n el lugar de !abricación, las briquetas se colocan en contenedores rotulados sellados para protegerlas que no se aplasten humedezcan. Los contenedores pueden ser cajas desechables de 0tripla2 con revestimientos no retornables, cilindros de acero no retornables o recipientes de acero reutilizables. $n algunas circunstancias, las briquetas se disuelven la solución de cianuro se transporta en !orma líquida en camiones tanque especialmente dise/ados. Godos los embarques de cianuro de sodio se acompa/an de las Eojas de 4eguridad %>4)4& donde !iguran los datos químicos de to"icidad del cianuro de sodio, instrucciones en caso de accidentes, número de telé!ono para solicitar auda en casos de emergencia e in!ormación adicional del !abricante. #uando el material sale de la planta productora se realiza el inventario de todos los embarques dicho inventario se controla contra los registros de entrega para asegurar una adecuada vigilancia en todo momento. $n el mundo ha tres productores primarios de cianuro sólido, líquido gaseosoD )upont, en los $stados ?nidos, 8#8, en 8nglaterra )egussa #orporation,
en
Alemania.
La
producción
anual
mundial
es
de
apro"imadamente .3 millón de toneladas de E#B. Gal como se mencionó ,
anteriormente, el '(+ de la producción total de E#B se usa para producir cianuro de sodio %Ba#B& el -(+ restante se usa en numerosas actividades industriales, por ejemplo, en la producción de químicos. 9># #orporation también produce cianuro de sodio en los $stados ?nidos.
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Los tres productores primarios son importantes !abricantes internacionales de productos químicos que comprenden la responsabilidad que tienen respecto de sus productos. 1or ejemplo, las políticas !ormales de estas empresas aseguran la venta de cianuro sólo a compa/ías que tengan la capacidad el compromiso de proteger a los trabajadores, al público el ambiente. Los !abricantes contratan únicamente a transportistas seleccio6 nados que tengan registros de seguridad en el transporte compatibles con las normas internas de los !abricantes. Hstos, a su vez, tienen entre su personal a especialistas en seguridad transporte que trabajan junto con los compradores otras partes involucradas, en las áreas de capacitación, dise/o de plantas medidas de seguridad cone"as. Las compa/ías mineras almacenan cianuro de sodio en áreas seguras que se mantienen s eca s, ! ría s, os cur as ve nt il ada s. $ n e l ár ea d e almacenamiento, los paquetes de cianuro se colocan sobre cajas paletas en sus contenedores originales encima de pisos impermeables, generalmente de concreto, con adecuada contención para el caso improbable de derrame. 4in tener en cuenta su tipo, los contenedores vacíos se lavan el agua de enjuague se utiliza en la planta de recuperación de oro del emplazamiento %para aprovechar las peque/as cantidades de cianuro que podría contener& o se procesa mediante el sistema de tratamiento de
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e!luentes residuales antes de descargarla al ambiente en condiciones controladas permitidas.
Las compa/ías mineras mantienen programas especiales de capacitación para todos los empleados que trabajan con el cianuro o cerca de él. Gambién tienen planes de seguridad manipulación de materiales que han sido preparados por higienistas industriales cali!icados supervisados por !uncionarios de seguridad del proecto. $stos planes de salud seguridad asignan responsabilidades a los empleados controlan el manejo el uso del cianuro de sodio desde su llegada al emplazamiento de la mina durante todo el proceso metalúrgico. >onitores de gas de área, adecuada vestimenta protectora, aparatos respiratorios autónomos puestos de primeros au"ilios equipados con lavaojos duchas son utilizados en las operaciones de manipulación de cianuro en las minas. Los programas de higiene industrial de las compa/ías incluen capacitación anual, acceso a todas las Eojas de 4eguridad monitoreo del aire para garantizar la seguridad de los trabajadores, así como procedimientos para documentar toda la in!ormación sobre salud seguridad los incidentes en las minas. Los programas modernos de higiene industrial en las operaciones mineras del oro han sido e!icaces para reducir al mínimo el envenenamiento accidental con cianuro en los emplazamientos mineros. $n e!ecto, una búsqueda en los registros de accidentes industriales en Australia, #anadá, Bueva Celanda los $stados ?nidos ha revelado sólo dos muertes accidentales en las que estuvo involucrado el cianuro en minas de oro durante los últimos (( a/os, el primero de los cuales no estuvo directamente relacionado con la recuperación de oro el segundo tuvo lugar cuando una persona entró a un espacio cerrado, un error !atal.
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Los produc tores de cianuro brindan a sistencia y capacitación en seguridad in situ a las minas de oro .
*.- USOS INDUSTRIALES DEL CI ANURO $l cianuro es uno de los principales compuestos utilizados por la industria química debido a su composición de carbono nitrógeno, ambos elementos comunes, a la !acilidad con la cual reacciona con otras sustancias. Anualmente se utiliza más de un millón de toneladas de cianuro, que representan alrededor del -(+ de la producción total, en la producción de químicos orgánicos como el nitrilo, el nlon los plásticos acrílicos. Ftras aplicaciones industriales incluen la galvanoplastia, el procesamiento de metales, el endurecimiento del acero, las aplicaciones !otográ!icas la producción de goma sintética. Los cianuros de hierro se utilizan con !recuencia como aditivo antiaglutinante en la sal usada para derretir el hielo en los caminos. $l cianuro de hidrógeno gaseoso se ha utilizado ampliamente para e"terminar a los roedores
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depredadores grandes, en la práctica hortícola, para controlar las plagas de insectos que han desarrollado resistencia a otros pesticidas. Además, el cianuro se utiliza en productos !armacéuticos como el laetril, una sustancia para combatir el cáncer, el nitroprusiato, una droga para reducir la presión arterial. Los compuestos de cianuro también se utilizan en vendas quirúrgicas que promueven la cicatrización reducen las cicatrices. $l '(+ restante de la producción de cianuro se utiliza para !abricar cianuro de sodio, una !orma sólida de cianuro cua manipulación es relativamente !ácil segura. )e este porcentaje, el @(+, es decir, el -+ de la producción total, se utiliza en minería en todo el mundo, maormente para la recuperación de oro.
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+.- USO DEL CIANURO EN L A 'RODUCCI(N DE ORO ?na de las razones para el alto valor adjudicado al oro es su resistencia al ataque de la maoría de los químicos. ?na e"cepción es el cianuro o, más especí!icamente, una solución que contiene cianuro que disuelve el metal precioso. $l cianuro se utiliza en minería para e"traer oro % plata& del mineral, en particular mineral de baja le mineral que no puede tratarse !ácilmente mediante procesos !ísicos simples como la trituración la separación por gravedad.
+.1.- EL 'ROCESO DE RECU'ERACION DE ORO
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$l uso de soluciones a base de agua para e"traer recuperar metales como el oro se denomina hidrometalurgia. Las operaciones de minería del oro utilizan soluciones mu diluidas de cianuro de sodio %Ba#B&, típicamente entre (.(+ (.(I+ de cianuro %(( a I(( partes por millón&. $l proceso de disolución de metales se denomina li"iviación. $l cianuro de sodio se disuelve en agua donde, en condiciones ligeramente o"idantes, disuelve el oro contenido en el mineral. La solución resultante que contiene oro se denomina 0solución cargada2. Luego se agrega zinc o carbón activado a la solución cargada para recuperar el oro e"traéndolo de la solución. La solución residual o 0estéril2 %es decir, carente de oro& puede recircularse para e"traer más oro o enviarse a una instalación para el tratamiento de residuos. $n la 4ección se presentan los en!oques p ara el tratam iento de esta solución residual de cianuro.
Recuperación de oro de la solución de cianuro utilizando carbón activado (carbón vegetal).
$"isten dos en!oques generales para la li"iviación del oro de un mineral mediante el cianuroD la li"iviación en tanque la li"iviación en pila %por percolación&.
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La li"iviación en tanque es el método convencional por el cual el mineral aurí!ero se tritura se muele hasta reducirlo a menos de un milímetro de diámetro. $n algunos casos se puede recuperar parte del oro de este material !inamente molido como partículas discretas de oro mediante técnicas de separación por gravedad. $n la maoría de los casos, el mineral !inamente molido se li"ivia directamente en tanques para disolver el oro en una solución de cianuro. #uando el oro se recupera en una planta convencional de li"iviación en tanque, la solución estéril se recogerá junto con los residuos sólidos %relaves& en un sistema de depósitos de relaves.
Allí, parte de la solución permanecerá dentro de los poros de los relaves sedimentados parte se decantará se recogerá en un estanque encima de los relaves, desde donde se la recicla se la envía nuevamente a la planta. $n la maoría de las plantas, debido a la acumulación de impurezas, algunas de las soluciones que contienen cianuro deben ser bombeadas a un sistema de tratamiento para su eliminación.
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Los recientes avances técnicos permiten la li"iviación en pila de algunos minerales aurí!eros. #on este método, el mineral se tritura se reduce a unos pocos centímetros de diámetro se lo coloca en grandes pilas o montones. ?na solución de cianuro se hace pasar lentamente a través de estas pilas para disolver el oro. #uando se utiliza la tecnología de li"iviación en pila para e"traer oro, la solución estéril se recoge en un estanque que generalmente se recarga con cianuro se recicla de regreso al sistema de li"iviación. La industria moderna del oro utiliza el cianuro casi e"clusivamente como agente li"iviador del oro. 4e han utilizado otros agentes complejantes como la tiourea, los cloruros otros haluros para e"traer oro del mineral, pero generalmente no son rentables presentan problemas particulares para el ambiente la salud. Los complejos de cianuro son más estables e!icaces no necesitan otras sustancias químicas agresivas para realizar la recuperación del oro. $l cianuro ha sido utilizado en minería desde hace más de un siglo %véase el cuadro&. ?n vieja técnica para la recuperación del oro, que ha dejado de utilizarse en las modernas plantas de e"tracción de oro, es la amalgama con mercurio líquido. $n algunos países en desarrollo, los mineros artesanales siguen utilizando el mercurio líquido para complejar el oro proveniente de peque/as e"plotaciones mineras. 4in embargo, se ha desalentado esta práctica debido a que el de!iciente manejo del mercurio líquido del vapor que surge al volatizar el mercurio provoca serios problemas de salud a los mineros artesanales.
,.- EL CIANURO EN SOLUCIONES )espués
de
haber
e"traído
el
oro
por
medio
de
procesos
hidrometalúrgicos, pueden estar presentes tres tipos principales de compuestos de cianuro en los e!luentes residuales o en las soluciones de los procesosD cianuro libre, cianuro débilmente complejado cianuro !uertemente
complejado.
Juntos,
los
tres
compuestos
de
cianuro
constituen el 0cianuro total2. Al conocer la química de estos tres tipos de cia6 nuro se puede comprender su comportamiento respecto de la seguridad el ambiente.
,.1.- CIANURO LIRE
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0#ianuro libre2 es el término utilizado para describir tanto el ion de cianuro %#B 6& que se disuelve en el agua del proceso como cualquier cianuro de hidrógeno %E#B& que se !orma en la solución. Las briquetas sólidas de cianuro de sodio se disuelven en el agua para !ormar el ion de sodio el anión de cianuro %#B 6&. $l anión de cianuro se combina luego con el ion de hidrógen o para !ormar E#B molecular. La concentración del ion de hidróg en o en el agua del proceso se e"presa mediante el conocido parámetro pE. #asi todo el cianuro libre está presente como E#B cuando ha abun dant es iones de hidrógeno presentes, es decir, a un valor de pE de - o meno s. $ste E#B, ento nces, puede volatilizarse dispersarse en el aire. #uando el pE es superior a (.I, ha pocos iones de hidrógeno presentes casi todo el cianuro libre está presente como #B 6 .$n condiciones normales de temperatura presión, las concentraciones de E#B #B 6 son iguales a un valor de pE de apro"imadamente @.3.
$stas !ormas de cianuro libre son importantes porque se consideran como los cianuros más tó"icos. 4in embargo, también son las !ormas que se eliminan más !ácilmente de las
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soluciones mediante elaborados procesos de tratamiento mecanismos naturales de atenuación.
Los
procesos
biológicos,
químicos
!ísicos
que
a!ectan
a
las
concentraciones de cianuro en el agua, el suelo el aire han sido e"tensamente estudiados durante las dos décadas pasadas, de modo que su comportamiento en el ambiente es bien conocido.
?na de las reacciones más importantes que a!ectan a la concentración de cianuro libre es la volatilización de E#B, que, al igual que la maoría de los gases, se separa del agua escapa al aire. $l cianuro libre no es persistente en la maoría de las aguas super!i ciales porque el pE de dichas aguas generalmente es de -, de modo que el E#B se volatiliza dispersa. La volatilidad del cianuro de hidrógeno su posterior trans!ormación en compuestos benignos en el aire son importantes porque actúan como un mecanismo natural que controla las concentraciones de cianuro libre en los e!luentes resi duales de los procesos en las minas. Los procesos naturales pueden reducir por sí solos a valores mu bajos la concentración de cianuro libre de las soluciones en lugares al aire libre en las instalaciones de producción de oro, tales como estanques para procesamiento depósito s de relaves, a menudo a niveles por debajo de lo establecido en los reglamentos o incluso por debajo de los límites de detección. 4in embargo, en la planta de e"tracción de oro, los operadores mantienen el pE de la solución a valores cercanos a (.I con el !in de impedir la volatilización. $sto preserva el cianuro en el sistema de e"tracción de oro, donde es necesario , al mismo tiempo, limita el riesgo de inhalación por parte de los trabajadores de altas concentraciones de E#B gaseoso en un espacio cerrado.
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#entro de control de una planta de recuperación de oro %cianuración&.
,.2.- COM'LEOS DE CIANURO
Aunque las soluciones que contienen cianuro se utilizan en minería porque reaccionan con el oro, también reaccionan con otros metales. $l mineral aurí!ero casi siempre contiene otros metales, entre ell os hierro, cobre, zinc, níquel plata, así como otros elementos, como el arsénico. $n la maoría de los
cuerpos
mineralizados,
las
concentraciones
de
otros
metales
típicamente son maores que la concentración de oro en varios órdenes de magnitud. 1or ejemplo, un mineral aurí!ero de baja le apropiado para li"iviación con cianuro podría contener (.I a gramo de oro por tonelada %(.I a parte por millón Kppm de oro&* por el contrario, la concentración de hierro de las rocas cristalinas promedio es de apro"imadamente 5.I+ %5I,((( ppm&. Los metales como el cobre, el zinc el níquel pueden estar presentes en concentraciones que varían entre decenas miles de partes por millón. La Gabla ' muestra que pueden disolverse cantidades signi!icativas de otros metales cuando el mineral que los contiene se li"ivia con soluciones de cianuro.
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Los análisis químicos de las soluciones utilizadas en los procesos de los e!luentes residuales derivados del procesamiento indican que la maor parte del cianuro en solución está químicamente ligado a metales distintos de las peque/as cantidades de oro o plata. #uando los elementos químicos se combinan en una solución para !ormar especies solubles, los químicos se re!ieren a ellas como 0complejos2. $"iste una amplia gama de interacciones químicas !ísicas entre los componentes de los complejos. Algunos complejos son mu estables, mientras que otros se destruen !ácilmente. Los químicos analíticos pueden de!inir la estabilidad relativa de los complejos de cianuro de di!erentes metales con gran precisión. La evaluación de la cantidad los tipos de cianuro es importante para todos los aspectos del uso del cianuro. $s particularmente importante poder distin6 guir tanto con e"actitud como con precisión entre los distintos compuestos de cianuro para asegurar la elección de una metodología e!icaz de deto"i!icación.
,.&.- COM'LEOS DÉILES ) /UERTES DE CIANURO #onvencionalmente, los químicos en cianuro distinguen entre los complejos 0débiles2 0!uertes2 de cianuro. Los complejos débiles de cianuro, con !recuencia denominados cianuros 0disociables en ácidos débiles2 o cianuros )A) %MA)&, pueden disociarse en solución producir concentraciones ambientalmente signi!icativas de cianuro libre. Los complejos débiles incluen complejos de cianuro de cadmio, cobre, níquel, plata zinc. $l
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grado al cual se disocian estos complejos depende en gran medida del pE de la solución. 1or otra parte, los complejos !uertes de cianuro se degradan mucho más lentamente que el cianuro )A) en condiciones químicas !ísicas normales. Los complejos de cianuro con oro, cobalto hierro son !uertes estables en solución. $sta estabilidad del complejo oro6cianuro es un !actor clave en el uso del cianuro para la e"tracción del oro del mineral. ?na vez que el oro entra a la solución ligado al cianuro, permanece complejado con el cianuro hasta que las condiciones del proceso se cambian con el !in de removerlo de la solución. $l cobalto está presente únicamente en trazas, pero el hierro está virtualmente presente en todos los materiales geológicos. 1ara la maoría de las situaciones mineras, los complejos !uertes de cianuro son predominantemente cianuros de hie rro. La velocidad a la cual los complejos se disocian liberan cianuro libre en la solución depende de varios !actores, entre ellos, la concentración inicial del complejo de cianuro, la temperatura, el pE de la solución la intensidad de la luz, especialmente de la radiación ultravioleta.
0.- ANLISIS ) MONITOREO DEL CIANURO $l cianuro generalmente se mide mediante uno de los siguientes métodos analíticosD análisis de cianuro total o análisis de cianuro )A) %disociable en ácidos débiles&. $l primero se utiliza para determinar el cianuro total en soluciones, incluso el cianuro libre los cianuros ligados a metales, como los cianuros de hierro no tó"icos más estables. $l procedimiento analítico para determinar el cianuro )A) se utiliza para las !ormas libres complejadas de cianuro, e"cepto para el cianuro de hierro. ?n método más antiguo pero que todavía se emplea en lugar del análisis de cianuro )A) es el denominado 0cianuro dócil a la cloración2. Los análisis de cianuro son necesarios para controlar las operaciones, evaluar la to"icidad el cumplimiento normativo, así como para in!ormar al público sobre la manipulación de materiales peligrosos. >onitorear el cianuro durante después la recuperación del oro es esencial para la buena práctica operativa la protección de la salud el ambiente. #on el !in de asegurar la calidad de la in!ormación disponible tomar decisiones,
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son necesarios rigurosos protocolos de muestreo procedimientos analíticos. $sto e"ige una estricta plani!icación un desempe/o e"celente por parte del personal entrenado para trabajar con sistemas bien dise/ados bien administrados.
2.- ATENUACI(N DE LAS CONCENTRACIONES DE CIANURO EN EL AMIENTE Gal como se e"plicó en la 4ección 3, una vez que se ha recuperado el oro, la solución queda desprovista de oro pero sigue conteniendo cianuro. $l proceso que disminue la concentración de cianuro en solución, a sea en el ambiente natural o en instalaciones creadas a tal !in, se denomina 0atenuación2. La volatilización de E#B, que reduce la concentración de cianuro libre en solución, es el principal proceso de atenuación natural. La 9igura 3 muestra una representación esquemática de las relaciones entre las !orm as del cianuro los procesos que las controlan. )urante las dos décadas pasadas, las industrias química minera lograron grandes avances en la manipulación de soluciones residuales de cianuro para que no perjudiquen a la salud pública ni al ambiente. 4e utilizan dos tecnologías, con !recuencia en !orma combinadaD tratamiento reciclado.
3.- TRATAMIENTO ) REUTILI4ACI(N DE SOLUCIONES DE CIANURO T%a5am#n5o6 4e emplean cuatro !ormas generales de tratamiento de la solución de cianuroD •
D#7%a"ac!n na5u%al
•
O8"ac!n 9u:mca
•
'%#c;5ac!n
•
o"#7%a"ac!n Además, e"isten varias tecnologías que permiten la reutilización del cianuro m ediante el reciclado.
3.1.- DE
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biológica, la precipitación los e!ectos de la luz solar también contribuen a la degradación del cianuro.
Las especies de cianuro pueden ser adsorbidas sobre las super!icies de los minerales o del desecho de carbono orgánico en los suelos del terraplén de un estanque, en un recubrimiento de arcilla o a lo largo de una vía de agua subterránea. $n los suelos, las bacterias asimilan el cianuro mediante diversas reacciones aeróbicas anaeróbicas. $n algunos casos, la combinación de estos procesos de degradación natural son su!icientes para satis!acer los requisitos que reglamentan la descarga de soluciones que contienen cianuro. $n los depósitos de relaves, la gran super!icie permite la descomposición del cianuro )A). La 9igura I ilustra una situación típica en la cual la mitad del cianuro total %#BG& se degradó naturalmente en menos de tres semanas a partir de la concentración inicial de '( miligramos por litro. $l #BG desapareció casi completamente en apro"imada mente (( días.
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Las velocidades reales de degradación deben determinarse mediante ensaos basados en la especi!icidad del emplazamiento empleando condiciones que imiten, tanto como sea posible, los tipos de soluciones los procesos naturales que probablemente ocurran en ese lugar.
La Gabla 5 compila datos de los sistemas de degradación natural en diversas minas de oro en todo el mundo. Los valores de esta tabla demuestran la capacidad de la degradación natural para reducir la concentración de cianuro en las soluciones.
3.2.- O=IDACI(N QUÍMICA6 1ara el tratamiento del cianuro incluen el proceso con 4F'NAire %desarrollado por la compa/ía minera canadiense 8B#F& el proceso de tratamiento con E'F' %peró"ido de hidrógeno& %iniciado por )egussa&. ?na alternativa de o"idación química más antigua, el 1roceso de #loración Alcalina, se utiliza rara vez en la industria minera en la actualidad.
$n el proceso con 4F'NAire, el cianuro libre el cianuro )A) se o"idan el cianuro de hierro se precipita como un sólido insoluble. $l proceso puede aplicarse a soluciones o a lodos la reacción es rápida. Las posibles limitaciones son la necesidad de obtener una licencia para utilizar el proceso, el costo de construcción de una planta procesadora, la necesidad de realizar
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ensaos empíricos para optimizar el sistema la incapacidad del proceso para o"idar subproductos intermedios del cianuro. $l peró"ido de hidrógeno, un potente o"idante, o"ida el cianuro libre el cianuro )A) los convierte en amonio carbonato. Los cianuros de hierro no se o"idan mediante el peró"ido, pero precipitan como sólidos insolubles estables. Algunas veces es necesario a/adir sustancias químicas para controlar la concentración de cobre en las soluciones con el !in de cumplir con las normas ambientales. $l sistema con peró"ido no se adapta bien al tratamiento de lodos debido a los irregulares requerimientos de peró"ido de hidrógeno cuando ha sólidos presentes. Ambos
métodos
de
o"idación
química
son
capaces
de
producir
concentraciones residuales de cianuro que pueden satis!acer e"igentes normas de descarga. Ambos procesos e"igen la realización de pruebas en muestras representativas de materiales especí!icos al sitio antes del dise/o !inal de la planta. $l ácido de #aro, que combina ácido sul!úrico con peró"ido de hidrógeno para !ormar E'4FI, también se emplea como agente o"idante para descomponer el cianuro en solución.
3.&.- LA 'RECI'ITACI(N6 )e cianuros estables se puede obtener mediante el agregado deliberado de complejantes tales como el hierro. $sto reduce la concentración de cianuro libre también es e!icaz para controlar los elevados niveles de otros metales que pueden estar presentes. Los cianuros de hierro pueden reaccionar con otras sustancias químicas en
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solución producir precipitados sólidos, que pueden contener una docena de sales insolubles de cianuro, removiendo de esta manera el cianuro de la solución. 1arte del cianuro de las soluciones de los procesos reaccionará con otros componentes químicos que se encuentren dentro del sistema !ormarán concentraciones mucho menos tó"icas de compuestos tales como el amoníaco, el nitrato el dió"ido de carbono.
3.*.- LA IODEining #ompan en los $stados ?nidos e 8#8 ina Eomesta;e en Lead, )a;ota del 4ur, con el !in de satis!acer los criterios ambientales de descarga. Las condi 6 ciones aeróbicas son mucho más !avorables para la degradación del cianuro que las condiciones anaeróbicas, aunque los organismos anaeróbicos pueden ser e!icaces para tratar el cianuro en concentraciones de hasta varios miligramos por litro. 4e han creado tanto sistemas activos como sistemas pasivos de tratamiento biológico* estos sistemas remueven el cianuro empleando microorganismos aeróbicos o anaeróbicos.
En Hom#$5a>#6 la solución estéril del m olino aurí!ero se canaliza a través de recipientes para reacciones que contienen bacterias. Las bacterias utilizan el o"ígeno del aire para descomponer los compuestos de cianuro en nitratos, bicarbonatos sul!atos. $ste proceso microbiano es capaz de o"idar los complejos de cianuro metálico, los iones metálicos de las especies de cianuro )A) los subproductos intermedios de la o"idación del cianuro. Las ventajas del proceso de tratamiento biológico son su dise/o simple el control del proceso operativo, los bajos costos de las sustancias químicas la capacidad para tratar todas las !ormas del cianuro sus subproductos. Las posibles limitaciones de los sistemas de tratamiento biológico son su reducido rendimiento con temperaturas !rías con concentraciones mu altas de cianuro. R#ccla"o6 Aunque las tecnologías para el manejo del cianuro se han
centrado en la destrucción del cianuro en sistemas de paso único, es posible recuperar reutilizar el cia nuro, de este modo reducir al mínimo la
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cantidad total de cianuro utilizado disminuir los costos operativos para algunas minas. $l reciclado reduce las concentraciones de cianuro en las soluciones residuales disminue el costo de la destrucción del cianuro. La recuperación el reciclado de cianuro se utilizan desde la década de @5(, especialmente en 9lin 9lon %>anitoba, #anadá&, 1achuca %Eidalgo, >é"ico& Oolcanda >inerals %Gasmania, Australia&. $l proceso básico abarca tres pasosD control de pE, volatilización en condiciones mu controladas captura del cianuro que se ha liberado. Los recientes avances de la ingeniería han convertido este proceso en una posibilidad mucho más atractiva que en el pasado la recuperación del cianuro ha sido adaptada en la última década al tratamiento de lodos en un proceso comercial patentado denominado #anisorb. $l proceso se está aplicando en la >ina Oolden #ross %Mai;ato, Bueva Celanda& en la >ina )elamar 4ilver %8daho, $$.??.&. :ecientemente se han abierto dos plantas más de #anisorb en
1?.- DESTRUCCI(N DE CIANUROS EN E/LUENTES DE LA INDUSTRIA MINERA MEDIANTE EL EM'LEO DE REDUCTORES QUÍMICOS . #omo una consecuencia natural de sus propiedades químicas el ión cianuro resulta ser de importancia relevante tanto para la industria como para el medio ambiente. $n la 8ndustria >inera, el empleo de cianuros reviste particular importancia debido a la capacidad del ión cianuro #B 6 para !ormar complejos con metales de transición con sus vecinos de la Gabla 1eriódica Cn, #d Eg. '- elementos en di!erentes estados de
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o"idación pueden !ormar ' estructuras complejas con el ión cianuro. Ganto el Au como la Ag metálicos pueden ser recuperados mediante técnicas de li"iviación que emplean cianuros para !ormar complejos estables. $stas aplicaciones muestran la importancia que, en la 8ndustria >inera, tiene el empleo de cianuros. 1or otra parte, la to"icidad de los cianuros solubles sobre las especies vivas es bien conocida. #onsecuentemente, se hace relevante para la protección del medio ambiente, el tratamiento adecuado de los e!luentes de la 8ndustria >inera. Las consideraciones a este respecto permiten entender los problemas técnicos que surgen en el control ambiental del cianuro en la 8ndustria >inera. :ápidamente se di!undió la destrucción de cianuros mediante la aplicación del proceso 8B#F 4F'NA8:$ introducido en @@3 después de que 8B#F adquirió la patente canadiense original. $l proceso se mostró sensible a diversos parámetros como sonD el pE, la concentración de ión cianuro, la dosi!icación de 4F ', la concentración de metales en solución, la concentración de metales como el #u el 9e, la presencia de otros aniones como 4#B 6 4'F5 Q, la viscosidad la trans!erencia de o"ígeno. )ebe reconocerse en este proceso la inconveniente presencia del 4F ', su generación o almacenamiento, su manipulación su agresividad química !rente a la salud de los trabajadores al medio ambiente en general, particularmente en el caso de eventuales derrames o !ugas del proceso. La sustitución o evolución de este proceso, para lograr la destrucción de los cianuros en la 8ndustria >inera, !ue motivo de la investigación que condujo a los resultados que se detallan a continuación. Los e!luentes que contienen cianuros provenientes de los tratamientos utilizados en la 8ndustria >inera, generalmente son arrojados a ríos o lagos, produciendo una !uerte contaminación que tiene e!ectos dramáticos sobre diversas especies acuáticas también sobre el ganado que eventualmente sacia su sed en esas aguas. $n el caso de lagos el e!ecto es más devastador a que e"iste un proceso de acumulación, que sólo después de mucho tiempo alcanza su equilibrio. Al medio ambiente el cianuro se hidroliza produciendo !ormiato de amonioD
CN - + 3H 2O
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HCOO - + NH4
+ +
OH -
1or lo que puede esperarse la !ormación de amonio durante la cianuración, debido a los niveles de pE utilizadosD (.I* sin embargo la presencia de amoníaco en los desechos que contienen cianuro puede ser debida a la hidrólisis del cianatoD
CNO - + H + + 2H 2O HCO 32- + NH 4 + Aunque esta reacción no se vea !avorecida a pE alto. Los e!luentes de la 8ndustria >inera contienen dos tipos de cianurosD cianuros libres CN cianuros metálicos acomplejados debilmente CN- @AD que son disociables por ácidos débiles. )e tal manera que el total de los cianuros se notaráD CN- TOT. Las reacciones !undamentales que están involucradas en el '%oc#$o INCO SO2A%# para la )estrucción de #ianuros sus etapas de o"idación, neutralización precipitación, quedan descritas en el siguiente esquema reaccionalD
O8"ac!n6 CN - (*) + SO 2 + O 2 + H 2 O Me(CN)2- n (**) + 4SO 2 + 4O2 + 4H2O
OCN - + H 2 SO4 4OCN- + H2 SO4 + Me2+
Me2+ = Zn2+ ; Cu2+ ; Ni 2+; Cd2+; etc. Neutralización H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 !reci"itación Me 2+ * Ca(OH) 2
CaSO 4 + 2H 2 O
Me(OH) 2 + Ca 2 + "H = # $ %&
2Me 2 + + 'e(CN)
Me 2 'e(CN)
(*) lire; (**) n = 3 ó 4 ta reacci,ne ,n catalizada ",r c,re en ,lución. SO2CNad = 2.4 /01 = ea acid di,ciale.
$l control del 1roceso 8B#F requiere el conocimiento de la concentración de cianuros metales en la ca%7a en el #Blu#n5# así como los parámetros de control del reactorD pE, cianuros libres, demanda de o"ígeno, etc.
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La 9igura muestra el esquema original del 1roceso 8B#F, según O.E. :obins #8>
11.- C)TED. TECNOLO<ÍAS A'LICALES Las reacciones de o"idación de los cianuros libres o acomplejados en el 1roceso 8B#F se realizan con o"ígeno en presencia de SO2. $l poder reductor de este producto puede ser sustituido por otros reductores químicos que contienen SO2 como predecesor en su proceso de !abricación que, sin embargo, pueden sustituir al bió"ido de azu!re en las reacciones de destrucción de cianuros, eliminando los riesgos tanto !ísicos como ambientales que implica el uso directo del SO2. Los reductores químicos derivados del SO2 que son activos en la destrucción de cianuros se enlistan a continuaciónD •
$ulB5o "# Amono
•
$ulB5o "# So"o
•
M#5a$ulB5o "# So"o
•
SulB5o "# So"o
•
To$ulBa5o "# Amono
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La destrucción de cianuros %libres o acomplejados& obtenida mediante el empleo de reductores químicos, se describe mediante esquemas reaccionalesD
11.1.- DESTRUCCI(N DE CIANUROS CON ISUL/ITO DE AMONIO
NaCN + NH 4 HS O 3 + O 2
-
NaOCN + NH 4 HSO 4
Me(CN) 4 Na 2 + 4NH 4HSO3 + 4O 2
4NH4OCN +
2NaHSO4 + Me(HSO 4) 2 NaCN+Me(CN)4Na2 + NH4HSO3 + O2 4NH4OCN + NaOCN + 2NaHSO 4+ Me(HSO4)2 + NH4HSO4 -
*
11.2.- DESTRUCCI(N DE CIANUROS CON SUL/ITO DE SODIO
NaCN + Na 2 SO 3 + O 2
-
NaOCN +
Na 2 SO 4 Me(CN)4Na2 + 3Na2SO3 + #2O2 4NaOCN + 2 Na 2SO4 + MeSO4 NaCN + Me(CN) 4Na2 + 4Na2SO3 + 2O2 3Na2SO4 + MeSO4
NaOCN +
*
11.&.- DESTRUCCI(N DE CIANUROS CON ISUL/ITO DE SODIO
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NaCN + NaHSO 3 + O 2
NaOCN +
NaHSO 4 Me(CN) 4Na2 + 4NaHSO3 + 4O2
-
4NaOCN + 2NaHSO4 +Me(HSO4)2 NaCN+Me(CN) 4Na2+ NaHSO3 + O2 NaOCN + 3NaHSO 4+Me(HSO4)2
11.*.- DESTRUCCI(N DE CIANUROS CON METAISUL/ITO DE SODIO
2NaCN +
Na 2S2O
+ 2O 2 + H 2O
Me(CN)4Na2 +
2Na2S2O
2NaOCN + 2NaHSO 4
+ 4O2 + 2H2O
4NaOCN +
2NaHSO4 +Me(HSO4)2 2NaCN+Me(CN)4Na2+3Na2S2O+ O2 + 3H 2O 4NaHSO4 + Me(HSO4)2
NaOCN +
11.+.- DESTRUCCI(N DE CIANUROS CON TIOSUL/ATO DE AMONIO
NaCN +
(NH 4 ) 2 S 2 O 3
+ %2O 2 NaSCN + (NH 4 )2 SO 4 -
Me(CN)4Na2+4(NH4)2S2O3+2O2 4NH4SCN + Na2SO4 +MeSO4 + 2(NH4)2SO4 NaCN + Me(CN)4Na2 + 5(NH 4 ) 2 S 2 O 3 + 2O2 NaSCN + 4NH4SCN + Na2SO4 + MeSO4 + 3(NH4)2SO4
)e manera similar a como se hace la destrucción de cianuros según el 1roceso 8B#F, al mineral colocado en los patios se le aplica una solución de baja concentración de cianuro de sodio a través de una red de tuberías aspersores colocados en la parte
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superior. La solución se percuela al través de los intersticios del mineral, disolviendo las partículas microscópicas de oro plata que llegue a contactar. $sta solución rica en valores desciende hasta el !ondo del montón, donde es captada por la red de tubería conducida a las piletas de recuperación. Gambién en el caso de uso de reductores químicos, se emplea #u 'R como catalizador es suministrado como #u4F3.IE'F %'I mgNL #u& $l consumo de materiales depende de la cantidad de SO2 que contenido en el :eductor Suímico empleado* el valor constante '.3= g 4F'Ng de #B 6, es una consecuencia estequiométrica según puede observarse en la Tala 1 la estequiometría considera la eliminación total de los cianuros.
Tala 1.- Con$umo "# ma5#%al#$ F co$5o "# %#"uc5o%#$ 'ór5ula del reduct,r
SO2 M,l 6ra5, de SO2CN 9 C,t, del :.S.C,t, de 7educt,r8 7educt,r * 8 reduct,r r : .S8 de SO2 * 4 3.<% 2.4 %.3 &. NH4HSO 4 4.< 2.4 2. %.& Na!SO 4 4.&& 2.4 %.4 &.# NaHSO %2< 3. 2.4 2.&3 &.<2 Na!S!O5 4 . 2.4 %.<4 &.# (NH4)!S!O -
T #ostos actualizados a junio de '((. Los costos de operación dependen en cada caso particularmente de la carga de cianuros alimentada. Bormalmente es menor que U (.(Nton de mineral e"presado en dólares americanos, para casos en que la concentración de cianuros totales no rebasan ''I ppm. $stos costos pueden aún ser disminuidos si los reductores son !abricados
in situ .
Las tecnologías correspondientes, también están a disposición de C)TED.
12.- MANEO DE LOS RIES
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E8;o$c!n "# $#%#$ Gumano$ o %#c#;5o%#$ #col!7co$ al cianuro derramado durante un accidente de transporte.
E8;o$c!n "# lo$ 5%aaa"o%#$ , especialmente al cianuro de hidrógeno gaseoso en lugares cerrados.
E8;o$c!n "# $#%#$ Gumano$ ;o% #$ca;#$ de cianuro en solución al agua super!icial o subterránea que puede ser ingerida.
E8;o$c!n "# %#c#;5o%#$ #col!7co$, como aves o peces, a soluciones que contienen cianuro.
Los reglamentos para el transporte los minuciosos programas de seguridad limitan los riesgos asociados al primer escenario. #on respecto al segundo, aunque en el pasado han ocurrido impactos adversos causados por escapes de las soluciones de los procesos, e"isten procedimientos cientí!icos de ingeniería para permitir la operación segura con!iable de los procesos de cianuración. #uando se !ijan normas especí!icas para cada sitio en relación con el tercero cuarto escenarios dentro del marco normativo para la calidad del agua, se puede proteger e!icazmente la salud humana ambiental. 4istemas de gestión e investigación desarrollo La industria minera actualmente entiende que el manejo de los riesgos en todos sus aspectos desde la salud la seguridad hasta las prudentes operaciones !inancieras esparte integral de la gestión de una compa/ía un !actor crítico para el é"ito de una empresa industrial o comercial. Las modernas compa/ías mineras aplican el concepto generalizado de 0 $$5#ma$ "#
7#$5!n2 a sus programas en los que está involucrado el cianuro. #ada vez más, esta metodología se ve como parte de una buena administración en minería, así como en otras actividades industriales. Los sistemas de gestión e!icaces abarcan cuatro pasos !ormales.
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