Producción de carbón activado química y físicamente a escala laboratorio a partir de carbón mineral y su aplicación en la adsorción de oro de soluciones cianuradas sintéticas

Abstract

Se prepararon carbones activados por métodos físicos y químicos a partir carbones de dos regiones del país, carbón bituminoso del Cerrejón y carbón sub-bituminoso del Valle. Se realizó en cuatro etapas principales, caracterización del carbón mineral, activación, adsorción de oro y caracterización del carbón activado. Para la activación se diseñó y construyó un sistema de 4 reactores de lecho fijo en paralelo, con entrada y salida de gases en acero inoxidable resistente a altas temperaturas. La activación física se realizó a 3 niveles de temperatura: 750, 800 y 850 °C, con flujo constante de CO2 de 2.000 cm3/min. La activación química se realizó a 3 niveles de concentración de KOH: 1, 3 y 5 %(p/p), con agitación constante a 650 rpm. Para ambas activaciones se realizó el proceso de carbonización a 3 niveles de temperatura: 800, 850 y 900 °C; con flujo constante de N2 de 1000 cm3/min. La adsorción de oro se realizó con agitación constante a 260 rpm en una solución cianurada al 0,1 %(p/p), con una concentración inicial de oro de 36 ppm. La caracterización de los carbones activados se realizó en el equipo ASAP 2020 por adsorción de N2 y mediante la aplicación de la teoría BET. El carbón del Cerrejón presentó mejores características físicas de carbono fijo (49,75%), cenizas (12,28%) y materia volátil (37,97%) con respecto al carbón del Valle, el cual presentó menor carbono fijo (35,09%), menor materia volátil (28,87%) y mayores cenizas (36,05%). El Cerrejón presentó el mejor rendimiento de adsorción de oro (25,24%) con área superficial de 20,58 m2/g, obtenido por el método de activación química a una temperatura de carbonización de 800 °C y concentración de KOH de 5% p/p.