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Biooxidacion Sulfuros[1]

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1. INTRODUCCIÓN La necesidad de procesar minerales refractarios cada vez más complejos ha generado el desarrollo y la aplicación de nuevas tecnologías que permitan mejorar la extracción de metales localizados en este tipo de depósitos (Marsden and House, 1992; Deng et al., 2000). Se estima que la tercera parte de la producción total de oro en el mundo proviene de minerales refractarios (Das and Sen, 2001). En las menas refractarias de oro este metal está íntimamente asociado a sulfuros insolubl
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   1 1. INTRODUCCIÓN La necesidad de procesar minerales refractarios cada vez más complejos ha generadoel desarrollo y la aplicación de nuevas tecnologías que permitan mejorar la extracciónde metales localizados en este tipo de depósitos (Marsden and House, 1992; Deng etal., 2000). Se estima que la tercera parte de la producción total de oro en el mundoproviene de minerales refractarios (Das and Sen, 2001). En las menas refractarias deoro este metal está íntimamente asociado a sulfuros insolubles, típicamente pirita yarsenopirita (Das and Sen, 2001; Karamanev et al. , 2001; Zapata et al. , 2004). Estossulfuros impiden el contacto entre el cianuro y el oro en los procesos hidrometalúrgicosconvencionales (cianuración), aún después de una molienda fina, resultando en bajasrecuperaciones del metal (Das and Sen, 2001). Por la dificultad, ya sea química ofísica de extraer los metales de interés, se requiere de un pretratamiento que permitadestruir la matriz de sulfuros que contienen, encapsulado o en solución sólida, al oro.Entre las tecnologías usadas comercialmente se encuentran la oxidación a presión, laoxidación química, la tostación y la biooxidación (Karamanev et al. , 2001; Das andSen, 2001).La oxidación bacteriana presenta ventajas con respecto a los otros procesosalternativos, ya que es una tecnología ampliamente versátil, que ofrece multitud deposibilidades, en cuanto a su economía y complejidad, para la solución de problemasen el campo de la recuperación de metales a diferentes escalas. Adicionalmente, esuna tecnología reconocida internacionalmente como limpia (Das and Sen, 2001;Karamanev et al. , 2001).Desde 1980, diferentes estudios de biooxidación a escala de laboratorio y planta pilotose han realizado en reactores de tanque agitado y columnas Air Lift, siendo losreactores continuos de tanque agitado los más implementados en las operacionesindustriales a gran escala para el tratamiento de menas refractarias. Actualmente, esteproceso biotecnológico es aplicado para la recuperación de oro en varias plantas anivel comercial, entre las que se encuentran las establecidas en Australia, Sudáfrica,Ghana, Perú y Brasil (Das and Sen, 2001, González et al. , 2003). Los resultadosobtenidos demuestran que el proceso de biooxidación es una alternativa técnica,   2 económica y ambientalmente viable, comparada con las técnicas convencionales deoxidación a presión, tostación y oxidación química (D’Hugues et al. , 1997; Das andSen, 2001, González et al. , 2003). Aunque, en las últimas décadas la oxidación de sulfuros por medio demicroorganismos ha tenido un gran impacto en el mundo en el pretratamiento deminerales refractarios antes de la lixiviación con cianuro de sodio; en Colombia estatecnología es poco conocida y actualmente no es aplicada a escala comercial en laindustria minera.En Colombia son pocos los trabajos que se han propuesto en este campo, sólo se hanrealizado algunos estudios preliminares sobre el tema. En la Universidad Nacional deColombia - Sede Medellín se han venido desarrollando diversas investigaciones en elcampo de la biotecnología y de las transformaciones mineralógicas mediadas por laacción de microorganismos. En estos estudios se encuentran los proyectos:“ Biooxidación de sulfuros complejos mediada por bacterias como pretratamiento, parael mejoramiento de la extracción de valiosos vía lixiviación con cianuro de sodio, minaEl Zancudo, Titiribí, Antioquia ” Colciencias – U.Nal (2002-2004) (Márquez et al. , 2005)y “Recuperación de Zn mediante lixiviación bacteriana de esfalerita (var. marmatita)proveniente de los residuos de explotación aurífera en el distrito minero de Marmato,Caldas, Colombia” Colciencias- UNAL (2004-2007). Las tesis de maestría: “ Oxidaciónde concentrados de sulfuros metálicos provenientes de la mina La Maruja de Marmato,Caldas, mediante una cepa nativa de Acidithiobacillus ferrooxidans ” (Muñoz, 2002),  Biolixiviación de sulfuros (pirita-arsenopirita) utilizando cepas nativas de acidófiloscomo pretratamiento, para el beneficio de metales preciosos, Mina el Zancudo, Titiribí, Antioquia” (Ossa, 2004) y “ Mineralogía del proceso de oxidación bacteriana deesfalerita, proveniente del distrito minero de Marmato (Caldas)” (Zapata, 2006). Lostrabajos dirigidos de grado: “ Estudio de prefactibilidad técnica y Financiera del procesode biolixiviación para el mineral de la mina el Silencio, Segovia, Antioquia” (Morales yNoguera, 2001) y “ Estudio para la recuperación de cobre en solución mediante elproceso de biolixiviación aplicado a las colas de la mina El Roble (Carmen de Atrato),utilizando la bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans” (Urea, 2005). En estos trabajos nose ha realizado un estudio del comportamiento hidrodinámico y cinético del proceso debiooxidación de sulfuros.   3 La biooxidación es un proceso en el cual ciertos microorganismos oxidan y disuelvenlos sulfuros a través de mecanismos de acción directa e indirecta. Estosmicroorganismos utilizan como fuente primaria de energía las especies reducidas dehierro y azufre, y el CO 2 como fuente de carbono para su síntesis celular. El  Acidithiobacillus ferroxidans es el microorganismo más estudiado y utilizado en laoxidación bacteriana de minerales sulfurados (Rodríguez et. al. , 2001; Tributsch, 2001;Rodríguez et. al. , 2003; González et. al., 2004; Gómez y Cantero, 2005).Las condiciones en el interior de un reactor de biooxidación de tanque agitado sedeben mantener en un intervalo donde se dé la máxima velocidad de oxidación de lossulfuros y un óptimo crecimiento celular. Las condiciones que requieren particular atención para este tipo de procesos son la disponibilidad y transferencia de oxígenodisuelto y nutrientes, que se logran con un nivel de agitación y aireación adecuado,que homogenice el sistema y mantenga en suspensión la concentración de sólidos(Hayward et al. ,1997; Acevedo, 2000; González et. al. , 2003; Deveci, 2004). En lossistemas de biooxidación, bajos niveles de agitación afectan las operaciones detransferencia de masa, debido a la aparición gradientes de temperatura, de oxígenodisuelto, pH, potencial redox, concentración y estratificación del mineral. Por otro lado,una intensa agitación ocasiona mayor fricción entre las partículas y por ende unainhibición del crecimiento celular (González et. al. , 2003; Deveci, 2004). Por loanterior, para el desarrollo adecuado de estos procesos deben encontrarse los nivelesde agitación y aireación que proporcionen una suspensión efectiva de los sólidos ybuena dispersión del aire, que no afecte notablemente la actividad celular de losmicroorganismos. El logro de esta tarea requiere consideraciones especiales en eldiseño y operación de los procesos de biooxidación, con especial referencia a losfenómenos de transporte y la cinética de oxidación bacteriana de estos procesos(Acevedo, 2000; Rossi, 2001; González et al. , 2003; González et al. , 2004). Dada lacomplejidad de la biooxidación de sulfuros las condiciones de mezcla (agitación –aireación) deben ser determinadas para cada caso particular, y de esta forma,garantizar un buen desarrollo del proceso.El depósito oro de la mina El Zancudo, esta constituido por una mena vetiforme,históricamente considerada como un mineral refractario, explotada desde comienzosdel siglo pasado. La mina El Zancudo, esta localizada en el municipio de Titiribí, latitudnorte 06°04’04’’ y longitud oeste 75°47’38’’, en el sudoeste Antioqueño, en las   4 estribaciones de la cordillera central, al este del río Cauca. En la actualidad, laempresa CDI S.A. se encuentra en la zona realizando trabajos de exploración yexplotación (Gallego y Zapata, 2003).El macroproyecto de investigación en el cual está enmarcado este trabajo tiene comoobjetivo evaluar el proceso de biooxidación a escala de laboratorio del mineral de laMina el Zancudo; mineral que se ha caracterizado como refractario con base enestudios mineralógicos realizados por Gallego y Zapata (2003), Zapata et. al. (2004) yMárquez et. al. (2005), debido a los siguientes aspectos: (i) la gran mayoría de losgranos de oro (60%) se encuentra como inclusiones finas (<10µm) en pirita yarsenopirita, (ii) la presencia de minerales altamente cianicidas como la tetraedrita,pirrotita, boulangerita y jamesonita, (iii) la presencia de cantidades importantes de oroinvisible en ciertos minerales como la galena y sulfosales del tipo jamesonita-boulangerita. Las pruebas de cianuración aplicadas al mineral también confirman surefractariedad, debido a que se obtuvieron porcentajes de extracción para el oro deaproximadamente el 15 % (Márquez et. al. , 2005).Los microorganismos acidófilos nativos usados en este estudio fueron previamenteaislados de la Mina el Zancudo; estas cepas se identificaron y mostraron ser compatibles con  A. ferrooxidans y  A.   thiooxidans en el trabajo de Ossa (2004) y Ossay Márquez (2005). Estos cultivos se trabajaron en cultivos puros y mixtos, en lasmismas condiciones, mostrando mejores respuestas a la oxidación bacteriana desulfuros los cultivos mixtos (Ossa, 2004; Márquez et. al. , 2005; Ossa y Márquez,2005); por esta razón en el presente estudio se utilizó una mezcla de  A. ferrooxidans y   A. thiooxidans para la biooxidación del mineral. En esta investigación se presenta el empleó de un diseño factorial 2 2 aumentado en elpunto central para estudiar la influencia de la agitación y la aireación en el proceso debiooxidación en modo discontinuo (Montgomery, 1991). Adicionalmente, se determinóel nivel de agitación y aireación que permitió obtener una buena oxidación bacterianadel mineral. Con las condiciones de agitación y aireación halladas en el diseño factorialse evaluó el proceso de biooxidación de sulfuros en continuo. Se determinó el tipo deflujo y el verdadero comportamiento hidrodinámico del reactor en el modo deoperación continúa. Se evaluó el coeficiente de transferencia de masa (Kla) endiscontinuo para hallar la velocidad de consumo de oxígeno de los microorganismos

jurisprudencia 1

Jul 31, 2017
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