El refinado de metales preciosos comprende principalmente tres métodos principales: refinado pirometalúrgico, refinado hidrometalúrgico y refinado electrolítico. El refinado electrolítico es una técnica común que utiliza metal en bruto como ánodo , lámina de metal de alta pureza como cátodo y una solución de sal metálica como electrolito. Mediante la acción electroquímica, el metal en bruto se disuelve y un metal más puro precipita en el cátodo. Este método es adecuado para purificar la mayoría de los metales, siendo particularmente eficaz para el oro, la plata, el cobre, el plomo, el estaño y otros.
Los sistemas de refinación hidrometalúrgica extraen metales preciosos de minerales, chatarra o aleaciones mediante reacciones químicas. El equipo principal suele incluir reactores hidrometalúrgicos, tanques de lixiviación de titanio y tanques de reducción esmaltados/de titanio. Este método de refinación de metales preciosos se caracteriza por su operación sencilla, bajo costo y alta recuperación, y permite procesar minerales de baja ley y materiales complejos.
El refinado pirometalúrgico se lleva a cabo en condiciones de fusión a alta temperatura, empleando métodos físicos o químicos para eliminar las impurezas de los metales en bruto. Esto incluye procesos como el refinado por oxidación, el refinado por sulfuración y el refinado por cloración. El refinado por destilación es otro método que aprovecha las diferentes presiones de vapor del metal principal y las impurezas mediante ciclos repetidos de evaporación y condensación para eliminar los contaminantes. Estos diversos métodos de refinado de metales preciosos pueden seleccionarse y combinarse de forma flexible en función de la composición de la materia prima y la pureza requerida.
Los principales métodos para refinar oro a partir de metales preciosos incluyen la refinación electrolítica, la cloración a alta temperatura y los procesos químicos. La refinación electrolítica emplea oro en bruto como ánodo y placas de oro puro o titanio como cátodo. Se aplica corriente continua a una solución acuosa de oro, lo que provoca la disolución del ánodo de oro en bruto y la deposición de oro más puro sobre el cátodo. Inventado por el químico alemán Wörfel en el siglo XIX, este método sigue siendo ampliamente utilizado en la actualidad.
El método de cloración a alta temperatura, propuesto por el australiano Miller en 1887, es una técnica de refinado rudimentaria. Consiste en introducir gas cloro en oro crudo fundido, lo que provoca la cloración de las impurezas en el siguiente orden: hierro, zinc, plomo, cobre y plata. Estas impurezas forman cloruros y se separan del oro. La refinería Rand, en Sudáfrica, emplea este método para producir oro monetario. Colocan 500 kg de oro crudo en crisoles de grafito revestidos de óxido de plomo, introducen gas cloro a 1423 K y obtienen oro con una pureza del 99,5 % al 99,6 %.
Los métodos químicos generalmente constan de dos procesos: disolución y reducción del oro. Son adecuados para refinar pequeñas cantidades de oro en bruto con un contenido de plata inferior al 8 %. El oro en bruto se disuelve normalmente con agua regia. El oro se disuelve, mientras que la plata permanece en el residuo como cloruro de plata, separándose del oro. Posteriormente, el oro se reduce de la solución aurífera utilizando agentes reductores como el ácido oxálico, el sulfato ferroso o el SO₂. La reducción con ácido oxálico ofrece una alta selectividad y un procesamiento rápido, lo que explica su amplia adopción. Durante la reducción, la solución aurífera se calienta a 343 K, con un pH controlado entre 1 y 1,5. La adición de ácido oxálico produce oro con una pureza del 99,9 % al 99,99 %. Dominar estos diversos métodos de refinación de oro a partir de metales preciosos es fundamental para la producción de oro de alta pureza.
El refinado de metales del grupo del platino (como platino , paladio , rodio , iridio , osmio y rutenio ) a partir de metales preciosos representa una de las áreas más complejas de la tecnología de refinado. El proceso de refinado de metales del grupo del platino generalmente comprende tres etapas: disolución del material, purificación y recuperación del metal precioso , siendo la purificación el aspecto crítico. Los materiales de refinado suelen ser metales del grupo del platino en bruto, obtenidos tras su separación. Si el material es sólido, debe disolverse antes de someterse a purificación.
Los métodos de refinado de los metales del grupo del platino pueden emplear técnicas tradicionales, extracción por solventes o una combinación de ambas. El refinado moderno de estos metales a partir de metales preciosos suele utilizar tecnología de extracción por solventes de alta eficiencia. Mediante el uso de reactivos químicos específicos y condiciones de proceso controladas, este método separa eficazmente los metales preciosos de matrices complejas. A través de reacciones químicas y procesos de separación en múltiples etapas, los metales del grupo del platino pueden purificarse hasta alcanzar una pureza del 99,9 % o superior.
Los procesos de producción de metales son relativamente sencillos. Por ejemplo, las sales de amonio de platino se descomponen al calcinarse a 633–1073 K para producir platino metálico. Las sales de amonio de paladio, rodio, iridio y rutenio se reducen con hidrógeno durante la calcinación para producir sus respectivos metales. También se pueden utilizar reactivos orgánicos como el hidrato de hidrazina o el ácido fórmico para la reducción en solución y la obtención de polvos metálicos de pureza general. Los productos refinados incluyen metales puros, metales de alta pureza, metales espectroscópicamente puros, suspensiones y compuestos químicos. Comprender estos métodos especializados para refinar los metales del grupo del platino a partir de metales preciosos es fundamental para aprovechar estos metales raros y de alto valor.
La refinación electrolítica es el método principal para refinar plata a partir de metales preciosos. La refinación electrolítica de plata , patentada por primera vez por Möbius en 1884, sigue siendo el método predominante a nivel mundial. Este proceso implica la electrólisis vertical u horizontal, donde la plata en bruto actúa como ánodo. Se aplica corriente continua a una celda electrolítica que contiene un electrolito de nitrato de plata, disolviendo la plata en bruto del ánodo y depositando plata más pura en el cátodo .
Además de la electrólisis , el refinado de plata también puede emplear técnicas hidrometalúrgicas. Los sistemas modernos de refinado de plata para metales preciosos suelen utilizar equipos hidrometalúrgicos, como reactores hidrometalúrgicos, recipientes de lixiviación de titanio y recipientes de reducción esmaltados/de titanio. Estos sistemas logran una extracción y purificación eficientes de la plata mediante procesos como la lixiviación, la filtración, la purificación y la precipitación.
Otro método para refinar plata a partir de metales preciosos es el procesamiento químico, que generalmente consta de dos etapas principales: disolución y reducción. La plata se disuelve en ácido nítrico para formar una solución de nitrato de plata. Esta solución se puede tratar con un agente precipitante como el cloruro de sodio para formar un precipitado de cloruro de plata, o bien reducirse directamente a plata metálica mediante un agente reductor. Estos diferentes métodos para la obtención de plata a partir del reciclaje de metales preciosos se pueden seleccionar en función de la escala de producción, las características de la materia prima y la pureza requerida del producto. Cada método tiene sus aplicaciones y ventajas específicas.
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