Medición de cianuro en la industria de minería

¿Qué es el cianuro?

El cianuro es una sustancia química altamente tóxica que puede encontrarse en diferentes formas, tanto naturales como sintéticas. Su fórmula más común es el ión cianuro (CN⁻), compuesto por un átomo de carbono unido a un átomo de nitrógeno mediante un enlace triple. 

Naturalmente podemos en contra el cianuro en pequeñas cantidades en algunas plantas y alimentos, como las semillas de manzana, durazno, almendra amarga y la yuca (mandioca), si no se prepara adecuadamente, también puede ser producido por microorganismos.

Otras formas de encontrar el cianuro son:

• Cianuro de hidrógeno (HCN): un gas incoloro, muy venenoso y con olor a almendras amargas.
• Sales de cianuro: como el cianuro de sodio (NaCN) y el cianuro de potasio (KCN), que son sólidos solubles en agua y también muy tóxicos.

Cianuro en la minería

La medición de cianuro en la industria minera es un tema crucial por razones de seguridad, eficiencia del proceso y cumplimiento ambiental. El cianuro se utiliza comúnmente en la minería, especialmente en la extracción de oro y plata, mediante un proceso conocido como lixiviación con cianuro.

Inicialmente la roca que contiene oro o plata es triturada y molida para aumentar la superficie de contacto del mineral con el cianuro. Posteriormente se realiza el proceso de lixiviación, se mezcla el mineral molido con una solución diluida de cianuro de sodio (NaCN) o cianuro de potasio (KCN). El cianuro disuelve el oro (o la plata) formando un complejo soluble:

Este proceso puede hacerse en tanques (lixiviación por agitación) o directamente sobre pilas de mineral (lixiviación en pilas).

Tipos de lixiviación:

• Lixiviación en pilas: En este método, el mineral previamente triturado se apila en grandes montículos sobre plataformas impermeables, conocidas como pads de lixiviación. Estas pilas se irrigan de manera continua con una solución diluida de cianuro, que se infiltra lentamente a través del material, disolviendo el oro contenido en el mineral. La solución enriquecida con oro, llamada solución cianurada, es recolectada al pie de la pila mediante un sistema de drenaje y canalización. Posteriormente, se procesa para recuperar el oro y luego se recircula sobre la pila, repitiendo el ciclo hasta agotar el contenido metálico aprovechable del mineral.
• Lixiviación en tanques: En este proceso, el mineral triturado se mezcla con una solución de cianuro en grandes tanques agitados, donde las condiciones de lixiviación (como pH, temperatura y concentración de cianuro) son controladas con mayor precisión. Esta técnica ofrece mayor eficiencia en la recuperación del oro y menor riesgo de derrames ambientales, debido a su carácter cerrado y más gestionado. Sin embargo, los residuos generados, conocidos como relaves, deben almacenarse en depósitos especiales (presas de relaves), cuya falla puede tener consecuencias ambientales graves, como ha ocurrido en varios incidentes internacionales.

El cianuro (generalmente en forma de cianuro de sodio, NaCN) es un reactivo químico que disuelve el oro y la plata del mineral. Es eficiente y relativamente económico, lo que lo ha convertido en el método preferido en muchas operaciones mineras.

Una vez que el oro ha sido disuelto en la solución de cianuro, se recupera utilizando uno de los siguientes métodos:

• Adsorción con carbón activado (CIP/CIL): El método más común en la minería moderna. La solución rica en oro pasa por columnas o tanques que contienen carbón activado, el cual adsorbe selectivamente los complejos de oro y cianuro.
• Precipitación con zinc (Proceso Merrill-Crowe): La solución rica se desoxigena y luego se le añade polvo de zinc, que reduce el oro y la plata, precipitándolos:

Este método se usa principalmente cuando el contenido metálico es alto o cuando se requiere obtener oro más puro.

Una vez concluida la etapa de adsorción, se inicia el proceso de desorción y fundición, mediante el cual se recupera el oro retenido en el carbón activado. Esta recuperación se realiza utilizando una solución caliente de cianuro de sodio y soda cáustica (NaOH) en sistemas a presión, como los procesos Zadra o AARL.

La solución rica en oro resultante se conduce a una celda electrolítica, donde el metal se deposita sobre cátodos de acero inoxidable o lana de acero. El material acumulado, conocido como lodo anódico, se seca, se mezcla con fundentes y se funde en un horno, dando origen a los lingotes de doré, una aleación que contiene principalmente oro y plata. Estos lingotes se envían posteriormente a refinerías para su purificación final.

Manejo de Relaves

Un componente esencial del proceso es la gestión de los residuos, conocidos como relaves, que consisten en sólidos y líquidos residuales tras la extracción del oro. Estos se almacenan en depósitos de relaves o presas de colas, estructuras diseñadas con materiales impermeables y sistemas de drenaje para evitar la filtración de sustancias tóxicas al medio ambiente.

El diseño de estos depósitos debe cumplir estrictos criterios geotécnicos, hidrológicos y ambientales, y su operación requiere monitoreo constante para prevenir riesgos como fallas estructurales, filtraciones o rebalses. Aunque poco frecuentes, los colapsos en estas estructuras pueden tener consecuencias ambientales catastróficas.

Antes de liberar o reutilizar el agua del proceso, es fundamental tratar la solución con cianuro para reducir su toxicidad. Entre los métodos más comunes se encuentran:

• Proceso SO₂/aire (INCO): El cianuro libre reacciona con dióxido de azufre y oxígeno en presencia de cobre como catalizador, transformándose en cianato, una forma mucho menos tóxica:

• Peróxido de hidrógeno (H₂O₂): Este agente oxida rápidamente el cianuro a cianato. Es común en plantas pequeñas o cuando se requiere un tratamiento rápido y eficiente.
• Biodegradación natural: En condiciones controladas y cuando las concentraciones de cianuro son bajas, este puede degradarse por fotodegradación (exposición a la luz solar) y acción de microorganismos presentes en el entorno. No obstante, este método requiere un monitoreo riguroso para garantizar su efectividad y seguridad.

¿Cómo monitorear este parámetro?

Hanna Instruments ofrece soluciones especializadas para la medición de cianuro en medios acuosos. El electrodo combinado de ion selectivo para cianuro HI4109 está diseñado específicamente para determinar con precisión la concentración de iones de cianuro en solución.

Para análisis fotométricos, el medidor portátil HI97714 permite medir concentraciones de cianuro en muestras de agua en un intervalo de 0.000 a 0.200 mg/L (ppm). Este equipo utiliza una adaptación del método de Piridina-Pirazolona y cuenta con un sistema óptico avanzado que incorpora un LED y un filtro de interferencia de banda estrecha, garantizando lecturas precisas, estables y repetibles.

Por otra parte, el espectrofotómetro visible HI802 iris® es un instrumento compacto y versátil con un sistema óptico de has dividido. Cubre un intervalo de longitud de onda de 340 a 900 nm y viene preprogramado con 103 métodos de análisis, los cuales incluyen información completa como la longitud de onda, tipo de vial, curva de calibración y temporizadores. Además, permite crear hasta 100 métodos personalizados. Gracias a su lector de códigos de barras extraíble y adaptadores de cubetas, se facilita la identificación rápida de métodos y la medición con diferentes tipos de viales.

En el caso específico del análisis de cianuro, el HI802 iris® permite medir concentraciones de 0.000 a 0.200 mg/L como CN⁻, utilizando una longitud de onda de 610 nm, un vial de 22 mm de diámetro y el método de Piridina-Pirazolona.

Especificaciones del HI802