Avaliação de resinas de troca iônica para emprego na hidrometalurgia de minérios auríferos

Abstract

O emprego de resinas trocadoras de íons na adsorção de ouro dissolvido em soluções cianetadas, típicas de processos hidrometalúrgicos de cianetação de minérios auríferos foi avaliada para alguns tipos de resina com propriedades base fraca de estrutura macroporosas e fibrosas. Três tipos de resinas receberam um maior aprofundamento de estudo em referência ao desempenho de extração do Au(CN)2- e cianocomplexos de Ag, Ni, Cu, Fe e Hg: (1) resinas Hypersol Macronet produzidas pela Purolite, Inglaterra, (2) resina Fiban (AK22) em base a material fibroso tecido na forma de manta produzidas por Ecofil-Delco, Bielorussia, e (3) resina em base a grupo piperazina (em fase de desenvolvimento) sintetizada nos laboratórios do Departamento de Química Orgânica do Instituto de Ciências Weizmann, Israel. Este trabalho contém ao final alguns resultados iniciais dos trabalhos de avaliação com resinas impregnadas, resinas protótipos e resinas comerciais, com características e propriedades potencialmente de interesse à hidrometalurgia de minérios auríferos. As principais características e propriedades avaliadas foram: pKa, carregamento, seletividade, cinética e eficiência de eluição. Os testes foram realizados em escala de laboratório, utilizando predominantemente soluções sintéticas e lixívias minerais de amostras de minérios brasileiros. Os resultados deste estudo mostraram a potencialidade do uso de resinas base fraca para extração de ouro em solução principalmente quanto aos aspectos de carregamento, seletividade e eluição. Estes comportamentos podem ser determinados pela combinação de fatores, tais como: a) propriedade ácido-base do grupo funcional, b) balanço do grau de hidrofobicidade da matriz polimérica e c) alta área superficial da resina. Não foram obtidos comportamentos ideais de extração de ouro frente a pH moderadamente alcalino, mas os resultados se aproximaram àqueles esperados quando empregados grupo funcional de alto pKa, como para a resina-piperazina ou guanidina. Por outro lado ganhos de eficiência em capacidade de carregamento em ambientes alcalinos podem ser alcançados com a introdução de grupos amina base forte, como observado para resinas Hypersol Macronet. A resina fibrosa AK22 demonstrou interessante comportamento seletivo em função da faixa de pH na extração dos cianocomplexos de ouro (pH<10) e mercúrio (pH>11).

The use of ion exchange resins for gold recovery from typical cyanide leach solutions in hydrometallurgy process was evaluated for some weak base resins with macroporous and fibrous structure. More extensive investigations were carried out on three types of resins, respect their performance of Au(CN)2- and cyanide complexes of Ag, Ni, Cu, Fe e Hg extraction: (1) Hypersol Macronet resin made from Purolite, England, (2) Fibrous resin Fiban (AK22) textile form as mantle made from Ecofil-Delco, Bielorussian, and (3) resin with piperazin functional group (development stage) sintetized in the laboratory of Department of Organic Chemistry of Weizmann Cientific Institute, Israel. This work also presents some initial results about the evaluation in other resins with potential interest to gold hydrometallurgy. To evaluate which resins might show promising results determined characteristics and proprieties were measured as: pKa, loading, selectivity, kinetic and elution efficiency. For experimental measurement, small-scale dynamic contacts between resin and metal-cyanide complexes were effected, used both synthetic and real cyanide solutions, the last obtained from the leaching of a gold mineral ore from Brazil. Resins with a weak base functionality show promising results when applied to the extraction of goldcyanide from cyanide media mainly in terms of loading, separation and stripping factors. These behaviours can be determined by the combination of factors, among then the following could be pointed out: a) the suitable functional group’s acid-base properties, b) the balanced degree of hydrophobicity of the polymer matrix and c) the high surface area of the resin. The best results of gold extraction weren’t yet achieved in moderately alkaline pH values, but results are close to those expected when functionalised with groups as piperazine or guanidine extracting, are empoyed. n the other hand, gains in loading efficiency, independently of pH, were reach with the introduction a few percent the strong amino groups in resin, as Hypersol Macronet. Fibrous resin AK22 presented the interesting selectivity behaviour between gold and mercury cyanide where the gold was extract at pH<10 and when the eluted to gold had begin the mercury was extract in pH>11.