Estudio encaminado a comprender la problemática de recuperación de plata en minerales manganoargentíferos mediante caracterización comparativa de productos naturales y sintéticos

Abstract

Existen diversas especies minerales que resultan dóciles en su beneficio, sin embargo, otras especies no responden satisfactoriamente a los métodos de extracción convencionales, entre ellas se encuentran los llamados minerales manganoargentíferos. Tales especies, con capacidad de retener iones y moléculas foráneos debido a sus características estructurales, se les han denominado tamices moleculares. En este trabajo se realizó un estudio comparativo de las características físicas y químicas entre minerales sintéticos y naturales de óxidos de manganeso, con la finalidad de entender el comportamiento de los minerales naturales a través de los sintéticos. El estudio ayudará a facilitar la compleja caracterización de los minerales naturales y entender más claramente la problemática de recuperación de plata. Con lo anterior, se podrá evaluar el grado de interacción de iones plata en solución, con las distintas estructuras cristalinas que conforman algunos óxidos de manganeso presentes en los yacimientos naturales. La metodología de trabajo consistió primeramente en la obtención de óxidos con estructuras tipo laminar y tipo túnel. Para el tipo laminar se sintetizó la especie birnesita; mientras que para las especies con estructuras tipo túnel se sintetizaron pirolusita y criptomelano, cada especie con arreglos de unidades octaédricas de dimensiones 1x1 y 2x2 respectivamente. Las características superficiales y cristalinas se confirmaron mediante análisis de difracción de rayos X y microscopía de electrones por barrido. Los estudios de adsorción de iones plata en solución mostraron que la capacidad de retención depende del tipo de estructura cristalina, siendo la estructura tipo laminar la que puede albergar mayor contenido de iones, seguido de las especies con estructuras tipo túnel donde la adsorción también estará delimitada por las dimensiones de sus cavidades moleculares. En los óxidos birnesita y criptomelano que poseen 6% y 3.2% de potasio en sus estructuras respectivamente, se analizó el intercambio iónico plata-potasio. En el análisis se determinó que el intercambio de iones ocurre simultáneamente hasta alcanzar un máximo de liberación de iones potasio. Se determinó que la estructura tipo laminar permite una mayor liberación o intercambio de iones potasio. También se realizó un estudio de extracción de plata con cianuro en óxidos previamente cargados. Los resultados mostraron que la cantidad de plata contenida en birnesita es extraíble, mientras que en criptomelano sólo el 70% de plata se logró extraer. Esto sugiere que existe una mayor interacción de los iones plata con la superficie o los poros del criptomelano. La comparación de los óxidos sintéticos se realizó con una muestra natural con alto contenido de manganeso y plata. La muestra ensayó inicialmente un contenido de 1100 g/ton de plata y 12.7% de manganeso (equivalente a una abundancia del 32% de óxidos de manganeso), con una matriz conformada por carbonatos; posteriormente se realizó una remoción de carbonatos para concentrar las especies de manganeso, incrementando el contenido de plata a 2580 g/ton y el de manganeso a 27%. Finalmente se sometió a una etapa de remoción de plata utilizando cianuro, donde el contenido de plata residual fue de 1870 g/ton. Las características mineralógicas finales del residuo natural, correspondieron a una muestra con una alta concentración de especies manganoargentíferas y óxidos de hierro. Éste residuo fue sometido a pruebas de adsorción y caracterización mediante las técnicas analíticas utilizadas para los minerales sintéticos. Derivado del estudio comparativo se determinó que, la respuesta de las capacidades de adsorción entre minerales sintéticos y naturales es muy diferente. Por un lado, la presencia de varios iones metálicos en las especies naturales, denotan una gran estabilidad de estos, nulificando la capacidad de adsorción o intercambio iónico. Mientras que los sintéticos poseen capacidades de intercambio y adsorción de iones de acuerdo al tipo de estructura cristalina.