Adaptado de la 3ra edición, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.
La extracción de oro se lleva a cabo en pequeña escala por buscadores individuales (p. ej., en China y Brasil) ya gran escala en minas subterráneas (p. ej., en Sudáfrica) y en minería a cielo abierto (p. ej., en los Estados Unidos).
El método más simple de extracción de oro es el lavado, que consiste en llenar un plato circular con arena o grava aurífera, sumergirlo bajo un chorro de agua y agitarlo. La arena y la grava más ligeras se eliminan gradualmente, dejando las partículas de oro cerca del centro de la bandeja. La extracción de oro hidráulica más avanzada consiste en dirigir una poderosa corriente de agua contra la grava o arena aurífera. Esto desmenuza el material y lo lava a través de compuertas especiales en las que se deposita el oro, mientras que la grava más liviana sale flotando. Para la minería fluvial, se utilizan dragas elevadoras, que consisten en botes de fondo plano que usan una cadena de pequeños baldes para recoger material del fondo del río y vaciarlo en un contenedor de cribado (trommel). El material gira en el trommel a medida que se dirige el agua sobre él. La arena aurífera se hunde a través de perforaciones en el trommel y cae sobre mesas vibratorias para una mayor concentración.
Hay dos métodos principales para la extracción de oro del mineral. Estos son los procesos de amalgamación y cianuración. El proceso de amalgamación se basa en la capacidad del oro para alearse con mercurio metálico para formar amalgamas de consistencias variables, desde sólidas hasta líquidas. El oro se puede quitar con bastante facilidad de la amalgama destilando el mercurio. En la amalgamación interna, el oro se separa dentro del aparato de trituración al mismo tiempo que se tritura el mineral. La amalgama extraída del aparato se lava con agua en recipientes especiales para eliminar cualquier mezcla. Luego, el mercurio restante se extrae de la amalgama. En la amalgamación externa, el oro se separa fuera del aparato de trituración, en amalgamadores o esclusas (una mesa inclinada cubierta con láminas de cobre). Antes de retirar la amalgama, se agrega mercurio fresco. Luego se prensa la amalgama purificada y lavada. En ambos procesos, el mercurio se elimina de la amalgama por destilación. El proceso de fusión es raro hoy en día, excepto en la minería a pequeña escala, debido a preocupaciones ambientales.
La extracción de oro mediante cianuración se basa en la capacidad del oro para formar una sal doble soluble en agua estable KAu(CN)2 cuando se combina con cianuro de potasio en asociación con oxígeno. La pulpa resultante de la trituración del mineral de oro consta de partículas cristalinas más grandes, conocidas como arenas, y partículas amorfas más pequeñas, conocidas como limo. La arena, al ser más pesada, se deposita en el fondo del aparato y permite el paso de las soluciones (incluido el limo). El proceso de extracción de oro consiste en introducir el mineral finamente molido en una tina de lixiviación y filtrar una solución de cianuro de potasio o sodio a través de ella. El limo se separa de las soluciones de cianuro de oro mediante la adición de espesantes y por filtración al vacío. La lixiviación en pilas, en la que la solución de cianuro se vierte sobre una pila nivelada de mineral triturado grueso, se está volviendo más popular, especialmente con minerales de baja ley y relaves mineros. En ambos casos, el oro se recupera de la solución de cianuro de oro agregando polvo de aluminio o zinc. En una operación separada, se agrega ácido concentrado en un reactor de digestión para disolver el zinc o el aluminio, dejando atrás el oro sólido.
Bajo la influencia del ácido carbónico, el agua y el aire, así como los ácidos presentes en el mineral, las soluciones de cianuro se descomponen y emiten gas de cianuro de hidrógeno. Para evitarlo se añade álcali (cal o soda cáustica). El cianuro de hidrógeno también se produce cuando se agrega el ácido para disolver el aluminio o el zinc.
Otra técnica de cianuración implica el uso de carbón activado para eliminar el oro. Se agregan espesantes a la solución de cianuro de oro antes de mezclarla con carbón activado para mantener el carbón en suspensión. El carbón que contiene oro se elimina mediante cribado y el oro se extrae con cianuro alcalino concentrado en solución alcohólica. Luego, el oro se recupera por electrólisis. El carbón puede reactivarse tostándolo y el cianuro puede recuperarse y reutilizarse.
Tanto la amalgamación como la cianuración producen metal que contiene una cantidad considerable de impurezas, el contenido de oro puro rara vez supera los 900 por mil de finura, a menos que se refine electrolíticamente para producir un grado de finura de hasta 999.8 por mil y más.
El oro también se recupera como subproducto de la fundición de cobre, plomo y otros metales (ver el artículo “Fundición y refinación de cobre, plomo y zinc” en este capítulo).
Riesgos y su prevención
El mineral de oro que se encuentra en grandes profundidades se extrae mediante minería subterránea. Esto requiere medidas para evitar la formación y propagación de polvo en las operaciones mineras. La separación del oro de los minerales arsénicos da lugar a la exposición al arsénico de los trabajadores de las minas ya la contaminación del aire y del suelo con polvo que contiene arsénico.
En la extracción de mercurio del oro, los trabajadores pueden estar expuestos a altas concentraciones de mercurio en el aire cuando se coloca mercurio en las esclusas o se extrae de ellas, cuando se purifica o prensa la amalgama y cuando se destila el mercurio; se ha informado de intoxicación por mercurio entre los trabajadores de amalgamación y destilación. El riesgo de exposición al mercurio en la amalgamación se ha convertido en un problema grave en varios países del Lejano Oriente y América del Sur.
En los procesos de amalgamación, se debe colocar el mercurio en las esclusas y retirar la amalgama de manera que el mercurio no entre en contacto con la piel de las manos (utilizando palas de mango largo, ropa de protección impermeable al mercurio y pronto). El procesamiento de la amalgama y la extracción o prensado del mercurio también debe estar lo más completamente mecanizado posible, sin posibilidad de que las manos sean tocadas por el mercurio; el procesamiento de la amalgama y la destilación del mercurio deben realizarse en locales separados y aislados en los que las paredes, los techos, los pisos, los aparatos y las superficies de trabajo estén cubiertos con un material que no absorba el mercurio ni sus vapores; todas las superficies deben limpiarse regularmente para eliminar todos los depósitos de mercurio. Todos los locales destinados a operaciones que involucren el uso de mercurio deben estar equipados con ventilación por extracción general y local. Estos sistemas de ventilación deben ser particularmente eficientes en locales donde se destila mercurio. Las existencias de mercurio deben mantenerse en recipientes metálicos herméticamente cerrados bajo una campana extractora especial; se debe proporcionar a los trabajadores el equipo de protección personal necesario para trabajar con mercurio; y el aire debe controlarse sistemáticamente en los locales utilizados para la amalgama y la destilación. También debe haber seguimiento médico.
La contaminación del aire por cianuro de hidrógeno en las plantas de cianuración depende de la temperatura del aire, la ventilación, el volumen de material que se procesa, la concentración de las soluciones de cianuro en uso, la calidad de los reactivos y la cantidad de instalaciones abiertas. El examen médico de los trabajadores de las fábricas de extracción de oro ha revelado síntomas de intoxicación crónica por cianuro de hidrógeno, además de una alta frecuencia de dermatitis alérgica, eczema y pioderma (una enfermedad inflamatoria aguda de la piel con formación de pus).
La organización adecuada de la preparación de soluciones de cianuro es particularmente importante. Si no se mecaniza la apertura de los tambores que contienen sales de cianuro y la alimentación de estas sales en las tinas de disolución, puede haber una contaminación sustancial por polvo de cianuro y gas de cianuro de hidrógeno. Las soluciones de cianuro deben introducirse a través de sistemas cerrados mediante bombas dosificadoras automáticas. En las plantas de cianuración de oro, se debe mantener el grado correcto de alcalinidad en todos los aparatos de cianuración; además, los aparatos de cianuración deben estar herméticamente sellados y equipados con LEV respaldados por una adecuada ventilación general y monitoreo de fugas. Todos los aparatos de cianuración y las paredes, pisos, áreas abiertas y escaleras del local deben cubrirse con materiales no porosos y limpiarse regularmente con soluciones alcalinas débiles.
El uso de ácidos para descomponer el zinc en el procesamiento del lodo de oro puede generar cianuro de hidrógeno y arsina. Por lo tanto, estas operaciones deben realizarse en locales especialmente equipados y separados, con el uso de campanas extractoras locales.
Debería prohibirse fumar y los trabajadores deberían contar con instalaciones separadas para comer y beber. El equipo de primeros auxilios debe estar disponible y debe contener material para eliminar inmediatamente cualquier solución de cianuro que entre en contacto con el cuerpo de los trabajadores y antídotos para el envenenamiento por cianuro. Los trabajadores deben contar con ropa de protección personal impermeable a los compuestos de cianuro.
Efectos ambientales
Hay evidencia de exposición al vapor de mercurio metálico y la metilación del mercurio en la naturaleza, particularmente donde se procesa el oro. En un estudio del agua, los asentamientos y el pescado de las zonas mineras de oro de Brasil, las concentraciones de mercurio en las partes comestibles del pescado consumido localmente superaron en casi 6 veces el nivel recomendado por Brasil para el consumo humano (Palheta y Taylor 1995). En un área contaminada de Venezuela, los buscadores de oro han estado utilizando mercurio para separar el oro de la arena aurífera y los polvos de roca durante muchos años. El alto nivel de mercurio en el suelo superficial y los sedimentos de caucho del área contaminada constituye un grave riesgo laboral y de salud pública.
La contaminación por cianuro de las aguas residuales también es una gran preocupación. Las soluciones de cianuro deben tratarse antes de ser liberadas o deben recuperarse y reutilizarse. Las emisiones de gas de cianuro de hidrógeno, por ejemplo, en el reactor de digestión, se tratan con un depurador antes de salir por la chimenea.