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¿Cómo se obtiene y procesa el Oro?

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¿Cómo se hace el oro? ¿Cómo se obtiene y procesa el oro?. A continuación responderemos a tus preguntas, para que así conozcas todo el proceso de extracción, obtención, refinado y elaboración del oro en cada una de sus etapas. Y sepas como se extrae el oro, como se procesa el oro y como se elabora el oro, hasta que el metal de oro se convierte en una bella joya, lingote o moneda de oro.

\"\"Durante miles de años la palabra oro ha significado algo de belleza o valor. Estas imágenes se derivan de dos propiedades de oro, su color y su estabilidad química. El color del oro se debe a la estructura electrónica del átomo de oro, que absorbe la radiación electromagnética con longitudes de onda inferiores a 5600 angstroms pero refleja longitudes de onda superiores a 5600 angstroms, la longitud de onda de la luz amarilla. La estabilidad química del oro se basa en la relativa inestabilidad de los compuestos que forma con el oxígeno y el agua, una característica que permite refinar el oro de metales menos nobles al oxidar los otros metales y separarlos del oro fundido como escoria. Sin embargo, el oro se disuelve fácilmente en una serie de disolventes, incluyendo soluciones oxidantes de ácido clorhídrico y soluciones diluidas de cianuro de sodio. El oro se disuelve fácilmente en estos disolventes debido a la formación de iones complejos que son muy estables.

El oro se funde a una temperatura de 1.064 ° C (1.947 ° F). Su densidad relativamente alta (19,3 gramos por centímetro cúbico) la ha hecho susceptible a la recuperación mediante la minería de placer y técnicas de concentración por gravedad. Con una estructura de cristal cúbico centrada en el rostro, se caracteriza por una suavidad o maleabilidad que se presta a ser conformada en estructuras intrincadas sin equipos sofisticados de metalistería. Esto a su vez ha llevado a su aplicación, desde tiempos más remotos, a la fabricación de joyas y artículos decorativos.

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Historia del oro
La historia del oro se remonta por lo menos a 6.000 años, los primeros hallazgos identificables, realista y datados se han hecho en Egipto y Mesopotamia c. 4000 aC . El hallazgo más antiguo fue localizado en las costas búlgaras del Mar Negro cerca de la actual ciudad de Varna. Por 3000 bc anillos de oro se utilizaron como un método de pago. Hasta el tiempo de Cristo, Egipto permaneció el centro de la producción de oro. Sin embargo, el oro se encontraba también en la India, Irlanda, Galia y la Península Ibérica . Con la excepción de la acuñación, virtualmente todos los usos del metal eran decorativos , por ejemplo, para armas, copas, joyas y estatuaria.

Los relieves de pared egipcia desde 2300 aC muestran el oro en diversas etapas de refinación y mecanizado. Durante estos tiempos antiguos, el oro fue extraído de los colocadores aluviales, es decir, partículas de oro elemental encontradas en las arenas de los ríos. El oro se concentró por el lavado de las arenas de río más ligeras con agua, dejando detrás de las partículas de oro denso, que luego podría ser más concentrada por la fusión. Para el año 2000 aC se desarrolló el proceso de purificación de las aleaciones oro-plata con sal para eliminar la plata. La minería de los depósitos aluviales y, más tarde, de los depósitos de vetas o vetas requería aplastamiento antes de la extracción de oro, y esto consumía inmensas cantidades de mano de obra. En el año 100 dC , hasta 40.000 esclavos eran empleados en la minería de oro en España. El advenimiento del cristianismo un poco templó la demanda de oro hasta aproximadamente el siglo X. La técnica de La amalgamación , la aleación con mercurio para mejorar la recuperación del oro, se descubrió en esta época.

La colonización de América del Sur y Centroamérica que comenzó durante el siglo XVI dio lugar a la minería y refinación de oro en el Nuevo Mundo antes de su transferencia a Europa; Sin embargo, las minas norteamericanas eran una fuente mayor de plata que de oro. Durante el primer y mediados del siglo XVIII, grandes depósitos de oro fueron descubiertos en Brasil y en las laderas orientales de los montes Urales en Rusia. Los principales depósitos aluviales se encontraron en Siberia en 1840, y el oro fue descubierto en California en 1848. El mayor hallazgo de oro en la historia se encuentra en el Witwatersrand de Sudáfrica . Descubierto en 1886, produjo el 25 por ciento del oro del mundo en 1899 y el 40 por ciento en 1985. El descubrimiento del depósito de Witwatersrand coincidió con el descubrimiento del proceso de cianuración que permitió recuperar los valores de oro que habían escapado a la concentración por gravedad y amalgamación. Con EB Miller proceso de refinación de oro impuro con gas de cloro (patentado en Gran Bretaña en 1867) y Emil El proceso de electrorefinación de Wohlwill (introducido en Hamburgo, Alemania, en 1878), se hizo posible rutinariamente alcanzar purezas más altas que las permitidas por la refinación del fuego.

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Minerales de oro
Los principales minerales de oro contienen oro en su forma nativa y son ambos Exogenetic (formado en la superficie de la tierra) y Endógena (formada dentro de la Tierra). El más conocido de los minerales exogenéticos es el oro aluvial. El oro aluvial se refiere al oro encontrado en los lechos de los ríos, Arroyos y llanuras de inundación. Es invariablemente oro elemental y habitualmente compuesto de partículas muy finas. Los depósitos aluviales de oro se forman a través de las acciones de meteorización del viento, la lluvia y el cambio de temperatura en las rocas que contienen oro. Eran el tipo más comúnmente extraído en la antigüedad. El oro exogenético también puede existir como cuerpos de mineral oxidadas que se han formado bajo un proceso llamado enriquecimiento secundario, en el que otros elementos metálicos y sulfuros son gradualmente lixiviados, dejando atrás el oro y los minerales de óxido insolubles como depósitos superficiales.

Los minerales endogénicos de oro incluyen depósitos de venas y lodos de oro elemental en cuarcita o mezclas de cuarcita y diversos minerales de sulfuro de hierro, particularmente pirita (FeS2) y pirrotita ( Fe1- S). Cuando está presente en cuerpos de mineral de sulfuro, el oro, aunque aún elemental en su forma, está tan finamente diseminado que la concentración por métodos tales como los aplicados al oro aluvial es imposible.

El oro nativo es el mineral más común del oro, representando aproximadamente el 80 por ciento del metal en la corteza terrestre. En ocasiones se encuentra como pepitas de hasta 12 milímetros (0,5 pulgadas) de diámetro, y en raras ocasiones pepitas de oro nativo de hasta 50 kilogramos de peso se encuentran - el más grande de haber pesado 92 kilogramos. El oro nativo contiene invariablemente cerca de 0,1 a 4 por ciento de plata. Electrum es una aleación de oro y plata que contiene de 20 a 45 por ciento de plata. Varía del amarillo pálido al blanco de la plata en color y se asocia generalmente con los depósitos minerales del sulfuro de plata.

El oro también forma minerales con el elemento telurio; Los más comunes de estos son calaverita (AuTe 2 ) y sylvanite (AuAgTe 4 ). Otros minerales de oro son suficientemente raros como para tener poca importancia económica. De las reservas minerales conocidas del mundo del mineral de oro, el 50 por ciento se encuentra en Suráfrica, y la mayor parte del resto se divide entre Rusia, Canadá, Australia, el Brasil, y los Estados Unidos . El mayor cuerpo mineral de oro en el mundo se encuentra en el Witwatersrand de Sudáfrica.

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Minería y concentración
La naturaleza del depósito de mineral determina las técnicas de minería y procesamiento de minerales aplicadas. Los yacimientos de óxido son frecuentemente de tan bajo grado ( por ejemplo, de 3 a 10 partes por millón) que el procesamiento extensivo de minerales no puede justificarse económicamente. En este caso, simplemente se rompen mediante explosivos y luego se acumulan en montones para su extracción mediante cianuración . Estos montones pueden tener cientos de metros de largo y 15 a 30 metros de altura.

Los depósitos aluviales se dragan de estanques y fondos fluvial o se escurren desde bancos y llanuras de inundación con mangueras hidráulicas de alta presión. Los depósitos aluviales requieren poca o ninguna fragmentación; Por lo general se concentran mediante técnicas de gravedad, tales como jigging o tablado, en el que una suspensión se pasa a través de jigs o sobre las mesas acanaladas o ranuradas que retienen las partículas de oro más denso, mientras que permite la arena mucho menos denso y grava para pasar.

Los depósitos endogenéticos con frecuencia contienen oro elemental que es altamente diseminado dentro de un mineral de sulfuro metálico de base. Estos depósitos se extraen, se trituran y se trituran y luego se concentran primero por separación por gravedad para recuperar partículas gruesas de oro nativo antes de someterse a flotación con espuma para concentrar la fracción mineral de sulfuro que contiene el oro.

Extracción y refinado

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Amalgamación - El oro elemental (y la plata también) es soluble en Mercurio , de modo que, cuando las partículas del metal se ponen en contacto con una superficie fresca de mercurio, se humedecen y se disuelven, formando una aleación llamada Amalgama Este fenómeno se explota para la recuperación y concentración de partículas finas de oro o plata.

La amalgamación se realiza haciendo pasar una suspensión de mineral sobre placas de cobre revestidas con mercurio, mezclando una suspensión de mineral y mercurio en un recipiente cilíndrico o cónico llamado barril de amalgama, o triturando el mineral en un molino de bolas, Liberar el oro de la matriz mineral y luego agregar mercurio al molino y continuar moliendo hasta que el oro se haya disuelto en el mercurio. La amalgama más densa se separa entonces del mineral ahora estéril en la descarga del molino. Después de la filtración y el lavado para eliminar las impurezas, la amalgama se calienta en una retorta sellada para destilar el mercurio, que se recupera para su reutilización.

Aunque la amalgamación todavía se practica extensamente en la recuperación del oro, los peligros muy reales del envenenamiento del mercurio de los operadores o del ambiente han limitado su uso y han obligado el uso del equipo cuidadosamente diseñado para asegurar contra la contaminación.

Cianuración
Se recupera más oro por cianuración que por cualquier otro proceso. En la cianuración, el oro metálico se oxida y se disuelve en una solución alcalina de cianuro. El oxidante empleado es el oxıgeno atmosférico que, en presencia de una solución acuosa de cianuro sódico, provoca la disolución del oro y la formación de ciano-aurito sódico e hidróxido sódico, de acuerdo con el denominado Reacción de Elsner: Cuando se completa la disolución del oro, la solución que contiene oro se separa de los sólidos.

Con minerales de mayor contenido de oro ( es decir, mayores de 20 gramos de oro por tonelada de mineral), la cianuración se logra mediante Lixiviación en cubas, que consiste en mantener una suspensión de mineral y disolvente durante varias horas en grandes tanques equipados con agitadores. Para la extracción de oro de los minerales de baja ley, Se practica la lixiviación en pilas . Los enormes montones descritos anteriormente se pulverizan con una solución diluida de cianuro de sodio, y esto se filtra a través del mineral apilado, disolviendo el oro.

Inmensas cantidades de solución y sólidos están asociadas con un circuito de lixiviación de cubas, debido a las muy bajas concentraciones de oro en los minerales. Con el fin de eliminar los enormes costos de capital asociados con la compra e instalación de equipos de separación de sólidos / líquidos, se han desarrollado técnicas que evitan todo el proceso de separación. Uno de ellos es la adición de granulado activado De carbono a la suspensión de mineral durante o tras la terminación de la solubilización en oro. El oro disuelto se adsorbe fácilmente sobre el carbono, eliminándolo así de la solución, y el carbono granular se separa del mineral ahora estéril haciendo correr la suspensión a través de una pantalla. El oro es entonces lixiviado de las partículas de carbono por una solución fuerte de cianuro de sodio e hidróxido sódico, y se recupera de la solución por electroerosión directamente sobre lana de acero o por la Merrill-Crowe proceso. En este último proceso, la solución que contiene oro se desoxigenó y se pasó a través de una prensa de filtro, donde el oro se desplazó de la solución mediante reducción con polvo metálico de cinc.

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Extracción de Minerales refractarios
Muchos minerales y concentrados que contienen oro no son fácilmente susceptibles a la cianuración, debido a la presencia de sustancias que consumen el reactivo de cianuro antes de disolver el oro, adsorben preferentemente el oro a medida que éste se disuelve Rodean las partículas de oro de tal manera que impiden el acceso por la solución de lixiviación de cianuro. Tales minerales se refieren como refractarios, y con frecuencia contienen los sulfuros minerales pirita, pirrotita o arsenopirita. El oro puede ser liberado de estos minerales o concentrados tratándolos con procesos oxidantes . El método más común es asar minerales que contienen oro a temperaturas de 450 ° a 750 ° C (840 ° a 1.380 ° F) para destruir los sulfuros que interfieren. La oxidación también puede lograrse mediante el uso de reactores de alta presión llamados Autoclaves , en los que los minerales en una suspensión acuosa se tratan a alta temperatura y presión con gases que llevan oxígeno. Una vez completada la oxidación, se emplea la cianuración, como se ha descrito anteriormente, para solubilizar y extraer el oro. Una gran proporción de oro se recupera a partir de minerales refractarios, y una gran destreza se requiere en el diseño y operación de tales instalaciones.

Refinación del oro
El oro extraído por amalgamación o cianuración contiene una variedad de impurezas, incluyendo zinc, cobre, plata y hierro. Dos métodos son comúnmente empleados para la purificación: el Miller y el proceso Wohlwill. El proceso Miller se basa en el hecho de que prácticamente todas las impurezas presentes en oro se combinan con cloro gaseoso más fácilmente que el oro a temperaturas iguales o mayores que el punto de fusión del oro. Por lo tanto, el oro impuro es fundido y el cloro gaseoso es soplado en el líquido resultante. Las impurezas forman compuestos de cloruro que se separan en una capa sobre la superficie del oro fundido.

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El proceso Miller es rápido y sencillo, pero produce oro de sólo 99,5 por ciento de pureza. los El proceso de Wohlwill aumenta la pureza a un 99,99 por ciento Electrólisis En este proceso, una colada de oro impuro se baja en una solución electrolítica de ácido clorhídrico y cloruro de oro. Bajo la influencia de una corriente eléctrica , la fundición funciona como un electrodo cargado positivamente, o ánodo. El ánodo se disuelve y las impurezas pasan a la solución o informan a la parte inferior del tanque de electrorefinación como un lodo insoluble. El oro migra bajo la influencia del campo eléctrico a un electrodo cargado negativamente llamado cátodo, donde se restablece a un estado metálico altamente puro.

Aunque el proceso de Wohlwill produce oro de alta pureza, requiere que el productor tenga a mano un inventario sustancial de oro (principalmente para el electrolito), y esto es muy costoso. Los procesos basados ​​en la purificación química directa y la recuperación de la solución como oro elemental pueden acelerar enormemente el procesamiento del oro y eliminar virtualmente los caros inventarios en proceso.

Refinación desde chatarra
El procesamiento de la chatarra de oro varía no sólo con el contenido de oro sino también con la facilidad del oro en la chatarra a la extracción. Por lo tanto, la mayor parte del oro se puede recuperar mediante técnicas de lixiviación usando cianuración o cloración acuosa, y el residuo puede entonces ser tratado por fundición para recuperar el equilibrio. Generalmente, la chatarra con un contenido de oro de menos del 0,1 por ciento, a menos que sea fácilmente recuperable por lixiviación, se vuelve a reciclar a un proceso pirometalúrgico. El oro metálico de la producción de la joyería se funde a menudo en sitio y se reutiliza.

Ensayo de fuego
El ensayo de fuego es considerado el método más fiable para determinar con precisión el contenido de oro, plata y metales del grupo del platino (excepto el osmio y el rutenio) en minerales o concentrados. Este proceso implica la fusión de una muestra que contiene oro en un crisol de arcilla con una mezcla de Flujos (tales como sílice y borax), óxido de plomo (llamado litharge), y un agente reductor (con frecuencia harina). Los fundentes disminuyen el punto de fusión de los materiales oxídicos, permitiéndoles fundirse, y el litargio fundido se reduce por la harina a gotas extremadamente finas de plomo dispersadas a lo largo de la carga. Las gotas de plomo disuelven el oro, la plata y los metales del grupo del platino, luego se unen y descienden gradualmente a través de la muestra para formar una capa metálica en el fondo del crisol. Después de enfriar, el \"botón\" de plomo se separa de la capa de escoria y se calienta bajo condiciones oxidantes para oxidar y eliminar el plomo. La perla metálica brillante que queda contiene los metales preciosos . La perla se hierve en ácido nítrico para disolver la plata (un proceso llamado separación), y el residuo de oro se pesa. Si están presentes metales de platino, alterarán la apariencia del cordón, y su concentración se puede determinar a veces mediante el uso de un espectrógrafo de arco.

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El oro y sus aleaciones
El oro puro no tiene prácticamente ningún uso industrial que no sea un respaldo para la moneda. En realidad, ningún país respalda su moneda con una cantidad equivalente de oro, pero en cierta medida la solvencia de un país se equipara con sus reservas de oro.

La joyería representa el uso más grande del oro. Debido a la suavidad del metal, es aleado con otros metales para proporcionar la dureza y la fuerza requeridas. Las aleaciones típicas de la joyería incluyen oro-plata, oro-cobre, y oro-plata-cobre. La mayoría de la joyería del oro varía entre 14 y 18 quilates. El oro también encuentra uso extensivo en el lanzamiento de puentes dentales y coronas. Aquí es generalmente aleado con plata y cobre, aunque el platino o paladio se añade a veces para aumentar la fuerza.

Debido a su combinación de alta conductividad eléctrica y alta resistencia a la corrosión, el oro se utiliza en la galjanoplastia de contactos electrónicos y bases de transistores y en soldaduras de oro de alta fiabilidad para chips de silicio semiconductores. Debido a su estabilidad química, el oro prácticamente no tiene aplicaciones como catalizador . Sin embargo, a veces se utiliza como sustrato para catalizadores de platino empleados en la producción de ácido nítrico.

Compuestos químicos

Los estados de oxidación característicos del oro son +1 (compuestos aurosos) y +3 (compuestos áuricos). El estado +1 es generalmente bastante inestable, y la mayor parte de la química del oro implica el estado +3. El oro se desplaza más fácilmente de la solución por reducción que cualquier otro metal. Incluso el platino reducirá los iones Au 3 + a oro metálico.

Entre los relativamente pocos compuestos de oro de importancia práctica se encuentran el cloruro de oro (I), AuCl; Cloruro de oro (III), AuCl $ ₃ $ ; Y ácido cloraurico, HAuCl4. En el primer compuesto , el oro está en el estado de oxidación +1, y en los dos últimos, el estado +3. Los tres compuestos están involucrados en el refinado electrolítico del oro. El cianoautrato de potasio, K [Au (CN) 2 ], es la base para la mayoría de los baños de chapado en oro (la solución empleada cuando el oro es chapado). Varios compuestos orgánicos de oro tienen aplicaciones industriales. Por ejemplo, los mercaptidos de oro, que se obtienen a partir de terpenos sulfurados, se disuelven en ciertas soluciones orgánicas y se utilizan para decorar artículos de porcelana y de vidrio.

Tabla de propiedades del Oro

  • Número atómico 79
  • Peso atomico 196.967
  • Punto de fusion 1,063 ° C (1,945 ° F)
  • Punto de ebullición 2.966 ° C (5.371 ° F)
  • Gravedad específica 19,3 a 20 ° C (68 ° F)
  • Estados de oxidación +1, +3
  • Configuración electrónica [Xe] 4 f 14 5 d 10 6 s 1