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Experimento No. 89
ADSORCIÓN DE ORO EN CARBÓN ACTIVADO
I. Objetivo
Construir la isoterma de adsorción de oro en carbón activado a partir de soluciones
obtenidas del proceso de cianuración de minerales auríferos.
II. Introducción
Procesos de recuperación de oro con carbón activado se basan en la adsorción;
fenómeno en el cual, un elemento soluble llamado adsorbato (oro como complejo
cianurazo en nuestro caso), se adhiere a una superficie sólida o adsorbente (carbón
activado).
El carbón activado puede obtenerse de diferentes materias primas: cáscaras de nuez,
pepas de frutas, madera, carbón bituminoso y cáscara de coco. Es el carbón obtenido a
partir de las cáscaras de coco el que se utiliza exclusivamente para la recuperación de
Au producidas a partir de 700°C – 800°C. La granulometría utilizada es:


Carbón en pulpa = malla -6 + 12, malla -6 + 16
Carbón en columna = malla -12 + 30
Comparado con la extracción con solventes la recuperación con carbón activado tiene
la ventaja de no necesitar una operación previa de separación sólido/líquido y de
clarificación de la solución o pulpa saliente de la cianuración, ya que las partículas de
carbón se separan de la fase acuosa mediante simple tamizaje.
Figura 1.- Esquema de la estructura del carbón activado
A diferencia de la extracción por solventes, el mecanismo de adsorción es enteramente
físico, ligado a las propiedades superficiales del carbón, su porosidad y su estructura
molecular.
Activación del carbón
La activación de carbones es un medio por el cual se provee a un carbón simple de
ciertas propiedades adicionales. Estas propiedades son: mayor adsorbilidad, mayor
densidad relativa, mayor filtrabilidad, etc. Para esto existen dos procesos básicos de
activación, existiendo en la actualidad muchas modificaciones que dependen del estado
del material inicial y del producto final deseado: carbón granular o carbón en polvo. Es
posible hacer una activación química o una activación gaseosa.
Técnicas de adsorción
La tecnología del uso del carbón activado comprende 3 técnicas de aplicación y son: el
carbón en pulpa (CIP), el carbón en columna (CIC) y el carbón en lixiviación (CIL).
Variables que afectan la adsorción de Au en el carbón activado a partir de soluciones
cianuradas.
a. Efecto del Carbón
Existe la influencia delas cenizas, área superficial y pH. Las partículas finas de
carbón tienen a incrementar la pérdida de Au en las colas de los circuitos CIP,
por lo que se usan tamaños relativamente gruesos de 10 a 20 mallas.
b. Efecto de la concentración de Au
Se ha establecido que la capacidad de equilibrio del carbón se encuentra
relacionada a la concentración de Au en solución. Se ha encontrado que la
aproximación al equilibrio es particularmente más lenta a bajas concentraciones
de Au. Por lo tanto, es necesario un mayor tiempo de residencia o incrementar
la concentración de carbón en la pulpa para conseguir bajos contenidos de Au
en las colas. La segunda opción significa que la carga de Au en el carbón podría
ser significativamente menor a su capacidad de equilibrio.
c. Efecto del pH
La capacidad de adsorción del Au en soluciones cianuradas en el carbón puede
ser significativamente realzada reduciendo el pH aun en rangos cercanos al
ácido. Para la adsorción del carbón en pulpa, algunos investigadores
recomiendan un pH 10; debajo de este nivel el CN- se hidroliza con las
correspondientes pérdidas y posibles problemas de contaminación ambiental.
Sin embargo, si el pH es incrementado demasiado, la carga de Au en el carbón
es inhibido.
d. Efecto de la concentración de cianuro
Se expresa que la movilidad de los iones parece estar mayormente influenciado
por la cantidad de cianuro libre en la pulpa, pues un incremento de éste trae,
como consecuencia, un efecto adverso en la capacidad y cantidad de carga.
Por otro lado si el nivel de Au decae por debajo de cierto límite, entonces el Au
no será adsorbido correctamente. Además, si la carga se realiza en presencia de
una concentración de cianuro libre demasiada baja, el carbón no se disolverá
fácilmente.
En un circuito CIP, es conveniente mantener alrededor de 0,015% de CN- para
mantener selectividad, alta recuperación de Au (y Ag cuando es el caso) sobre el
carbón y por una satisfactoria operación de re-extracción.
e. Efecto de la temperatura
La capacidad de carga de Au en el carbón activado decrece a medida que la
temperatura aumenta.
Se puede afirmar que todos los circuitos de adsorción operan a temperatura
ambiente, mientras que la elusión es realizada a temperaturas cercanas al
punto de ebullición.
La representación de la cantidad de oro adsorbido por unidad de masa de
carbón frente a la concentración de oro en la solución cianurada se denomina
isoterma de adsorción. Para esto es necesario tener en cuenta el siguiente
cálculo:
mgAu/g CA = (Ci – Cf) * V/g CA
Donde:




Ci
Cf
V
g CA
= Concentración inicial de la solución (mg(lt)
= Concentración final luego de la adsorción (mg/lt)
= Volumen de la solución (litros)
= Gramos de carbón activo
Para la elaboración de la isoterma se representan en el eje (y) los mg de Au
adsorbidos/g de carbón y en el eje (x) la concentración final de la solución luego
de la adsorción.
Los datos de esta curva, permiten determinar la cantidad de carbón requerida
para tratar un flujo conocido de solución; encontrando los parámetros de
diseño para el proceso de carbón en columna.
III. Parte Experimental
Material y Equipo








4 Erlenmeyers de 120 mL
4 Planchas calefactoras c/agit. Electrmagnética
4 Erlenmeyers kitasato de 250 mL
2 Bombas de vacío
4 Embudos Buchner
1 Pliego de papel de filtro
8 Fiolas de 100 mL, 1 probeta de 100 mL
Solución de oro cianurada 10 mg/lt

Carbón activado elaborado con cuesco de palmiste, Indice de yodo = 865 mg de
yodo/g de C.A. 8 x 20 mallas (2.36 x 0.85 mm)
Procedimiento experimental
1. Pesar 0,01, 0,02, 0,04 y 0,08 g de carbón activado y transferir cada uno a un frasco
erlenmeyer de 500 ml.
2. Verter 100 ml de la solución de oro clarificada, obtenida de la solución del mineral
aurífero, en cada Erlenmeyer.
3. Tapar los frascos y poner en contacto el carbón con la solución mediante agitación
magnética durante 1 hora.
4. Filtrar las soluciones y determinar el contenido de oro por absorción atómica.
IV. Resultados
Tabla 1.- Condiciones de operación
Solución inicial (mg Au/litro)
Tiempo de adsorción
Temperatura
Tabla 2.- Pesos de carbón activado y mg de Au
Carbón activado (g)
Volumen (litros)
C final (mg/lt)
Mg Au/g C.A.
a. Determinar el consumo total en toneladas de carbón activado por gramo de
mineral para cada Erlenmeyer
b. Determine el consumo total en toneladas de carbón activado por onza de
oro extraído.
c. Confeccione la isoterma de adsorción (mg Au/g CA vs. m/g Au/litro)
V. Discusión de Resultados
Analice los resultados obtenidos con la ayuda de los gráficos construidos. Considere que
uno de los objetivos de este proceso hidrometalúrgico es el de obtener la mayor
recuperación de oro al menor costo posible.
VI. Cuestionario
1. Mencione las restricciones del método del carbón activado
2. ¿Cómo determina el índice de yodo de un tipo de carbón activado? ¿Qué
información le brinda este parámetro?
3. ¿Cuál es la principal fuente de carbón activado? ¿Qué otras fuentes conoce?
4. Se tiene los siguientes resultados durante un proceso de adsorción por carbón
activado.
Se tiene los siguientes resultados durante un proceso de adsorción por carbón activado:
Toma de muestras (h)
Au en solución (mg/l)
Mg Au/g C.A.
0.5
4.6
1
3.8
2
3.2
3
2.9
4
2.2
8
1.5
Peso de carbón = 0.05 g. [Au]o = 5.0 mg/l
¿Qué puede concluir? Complete el cuadro y Haga el gráfico respectivo
VII. Conclusiones
Las conclusiones deben derivar de la discusión de resultados efectuada.
10
0.8
12
0.6