Obtención de carbón activado a partir de cáscara de “crescentia cujete” (totumo o mate) para la adsorción de oro por medio de soluciones cianuradas - Toro Sagbay, Walter Geovanny; Campoverde Loor, Jeans Steeven (My University, 2024)
The present research is focused on obtaining activated carbon from the shell of "Crescentia Cujete" (commonly known as totumo or mate) with the objective of evaluating its capacity to adsorb gold in cyanide solutions. This study was carried out in response to the need to develop effective and low-cost adsorbent materials that can be used in the recovery of precious metals in mining. Initially, an analysis of the percentage of organic carbon present in the raw material was carried out using the Walkey Black methodology, obtaining a 50.44% organic carbon content in the peel. This value provided a basis for establishing the calcination conditions necessary for the preparation of the activated carbon. The activated carbon preparation process began with the crushing and sieving of the shell to a particle size between 0.5 and 2 mm, followed by washing with distilled water to remove impurities. Subsequently, chemical activation was carried out by impregnating the peel with 85% phosphoric acid (H3PO4), a process that was repeated to ensure homogeneous activation. The resulting mixture was subjected to continuous agitation for 24 hours and then washed again until a neutral pH was reached. Carbonization was carried out at different temperatures (450°C, 475°C and 500°C) in the absence of oxygen to avoid ash formation, thus determining the optimum treatment. Analysis of the activated carbon yields showed an average of 55.05%, suggesting the presence of a macro- and microporous structure in the activated carbon, in accordance with previous studies. However, the relatively low yield indicates that the activation conditions and the type of chemical used significantly influence the properties of the carbon. To evaluate the gold adsorption capacity, comparative tests were carried out between the activated carbon obtained from "Crescentia Cujete" shell and a commercial coconut shell activated carbon (HAYCARB) using a cyanide solution obtained from canton Camilo Ponce Enríquez with an initial concentration of 2,549 ppm. The tests were carried out in a jacketed glass reactor under normal temperature and pressure conditions. The test was monitored for 12 hours, recording hourly samples to be analyzed using atomic adsorption spectroscopy. These results suggest that, although the activated carbon from "Crescentia Cujete" has a lower initial adsorption capacity compared to commercial carbon, its adsorption capacity improves with time, which could make it suitable for applications where sustained adsorption is required. The difference in physicochemical properties between the two types of activated carbon underlines the importance of adjusting the activation and carbonization conditions to optimize the efficiency of the material in the adsorption of precious metals such as gold.
La presente investigación se centra en la obtención de carbón activado a partir de la cáscara de “Crescentia Cujete” (comúnmente conocida como totumo o mate) con el objetivo de evaluar su capacidad de adsorción de oro en soluciones cianuradas. Este estudio se llevó a cabo en respuesta a la necesidad de desarrollar materiales adsorbentes efectivos y de bajo costo, que puedan ser utilizados en la recuperación de metales preciosos en la minería. Inicialmente, se realizó un análisis del porcentaje de carbono orgánico presente en la materia prima, utilizando la metodología de Walkey Black, obteniendo un 50,44% de contenido de carbono orgánico en la cáscara. Este valor proporcionó una base para establecer las condiciones de calcinación necesarias en la preparación del carbón activado. El proceso de preparación del carbón activado comenzó con la trituración y tamizado de la cáscara adaptando hasta un tamaño de partícula entre 0.5 y 2 mm, seguido de un lavado con agua destilada para eliminar impurezas. Posteriormente, se llevó a cabo la activación química mediante la impregnación de la cáscara con ácido fosfórico (H3PO4) al 85%, un proceso que fue repetido para asegurar una activación homogénea. La mezcla resultante fue sometida a agitación continua durante 24 horas y luego lavada nuevamente hasta alcanzar un pH neutro. La carbonización se realizó a diferentes temperaturas (450°C, 475°C y 500°C) en ausencia de oxígeno para evitar la formación de cenizas, determinando así el tratamiento óptimo. El análisis de los rendimientos de carbón activado mostró un promedio del 55,05%, lo que sugiere la presencia de una estructura macro y microporosa en el carbón activado, conforme a estudios previos. Sin embargo, el rendimiento relativamente bajo indica que las condiciones de activación y el tipo de químico utilizado influyen significativamente en las propiedades del carbón. Para evaluar la capacidad de adsorción de oro, se realizaron pruebas comparativas entre el carbón activado obtenido de la cáscara de “Crescentia Cujete” y un carbón activado comercial de cáscara de coco (HAYCARB) utilizando una solución cianurada obtenida de la lixiviación de un mineral aurífero del Cantón Camilo Ponce Enríquez con una concentración inicial de 2,549 ppm. Las pruebas se realizaron en un reactor de vidrio encamisado bajo condiciones normales de temperatura y presión, dicha prueba se monitoreó durante 12 horas, registrando tomas de muestra cada hora para ser analizados utilizando espectroscopia de adsorción atómica. Estos resultados sugieren que, aunque el carbón activado de “Crescentia Cujete” tiene una capacidad de adsorción inicial más baja en comparación con el carbón comercial, su capacidad de adsorción mejora con el tiempo, lo que podría hacerlo adecuado para aplicaciones en las que se requiera una adsorción sostenida. La diferencia en las propiedades fisicoquímicas entre ambos tipos de carbón activado subraya la importancia de ajustar las condiciones de activación y carbonización para optimizar la eficiencia del material en la adsorción de metales preciosos como el oro.
Keywords: CARBON ACTIVADO; CRESCENTIA CUJETE; ADSORCION DE ORO; SOLUCION CIANURADA