Hidrometalurgia 2013

43

Transcript of Hidrometalurgia 2013

�����

�����

�����

����

���

���

�����

�����

����

���

����

���

����

������

��

�����

��

����

����

����

����

��������� �!"��

�#���$

�"%�

ME

TAL

UR

GIA

EX

TR

AC

TIV

A: A

rte y

cie

ncia

de la e

xtr

acció

n

de los m

eta

les d

esde s

us m

inera

les m

edia

nte

méto

dos f

ísic

os

y q

uím

icos.

HID

RO

ME

TAL

UR

GIA

:M

edia

nte

méto

dos

físic

oquím

icos a

cuosos.

EL

EC

TR

OM

ETA

LU

RG

IA:

Media

nte

méto

dos

ele

ctr

olíticos

PIR

OM

ETA

LU

RG

IA:

Media

nte

méto

dos

físic

oquím

icos s

ecos

a a

ltas t

em

pera

tura

s.

��

�����

��

����

����

�&'

�����$$"(�

HID

RO

ME

TAL

UR

GIA

:

Art

e y

cie

ncia

de la

extr

acció

n d

e los

meta

les d

esde s

us

Eta

pa

de

dis

olu

ció

n s

elec

tiva

de los m

eta

les d

esde

los s

ólid

os q

ue los c

ontienen m

edia

nte

una s

olu

ció

n

acuosa:

Lix

ivia

ció

n (

leachin

g)

Eta

pa

de

pro

cesa

mie

nto

y t

ran

sfo

rmac

ión

de los

meta

les d

isueltos e

n e

l m

edio

acuoso m

edia

nte

agente

s e

xte

rnos q

ue p

erm

iten la p

urificació

n y

/o

meta

les d

esde s

us

min

era

les a

tra

vés d

e

medio

s a

cuosos.

Eta

pa

de

recu

per

ació

n s

elec

tiva

de los v

alo

res

metá

licos d

isueltos e

n e

l m

edio

acuoso,

conocid

a

com

o p

recip

itació

n,

en la q

ue s

e o

btiene e

l m

eta

l o u

n

com

puesto

que lo c

ontiene,

en la f

orm

a d

e u

n

pro

ducto

sólid

o.

agente

s e

xte

rnos q

ue p

erm

iten la p

urificació

n y

/o

concentr

ació

n d

e e

sto

s m

eta

les,

aún e

n s

olu

ció

n

acuosa.

��

�����

��

����

����

�&'

�����$$"(�

HID

RO

ME

TAL

UR

GIA

:

Art

e y

cie

ncia

de la

extr

acció

n d

e los

meta

les d

esde s

us

Eta

pa

de

dis

olu

ció

n s

elec

tiva

de los m

eta

les d

esde

los s

ólid

os q

ue los c

ontienen m

edia

nte

una s

olu

ció

n

acuosa:

Lix

ivia

ció

n (

leachin

g)

Eta

pa

de

pro

cesa

mie

nto

y t

ran

sfo

rmac

ión

de los

meta

les d

isueltos e

n e

l m

edio

acuoso m

edia

nte

agente

s e

xte

rnos q

ue p

erm

iten la p

urificació

n y

/o

meta

les d

esde s

us

min

era

les a

tra

vés d

e

medio

s a

cuosos.

Eta

pa

de

recu

per

ació

n s

elec

tiva

de los v

alo

res

metá

licos d

isueltos e

n e

l m

edio

acuoso,

conocid

a

com

o p

recip

itació

n,

en la q

ue s

e o

btiene e

l m

eta

l o u

n

com

puesto

que lo c

ontiene,

en la f

orm

a d

e u

n

pro

ducto

sólid

o.

agente

s e

xte

rnos q

ue p

erm

iten la p

urificació

n y

/o

concentr

ació

n d

e e

sto

s m

eta

les,

aún e

n s

olu

ció

n

acuosa.

�E

n m

edio

ácid

o y

en u

n a

mbie

nte

reducto

r se f

orm

ará

Fe

+2.

�E

n c

ondic

iones á

cid

as,

pero

en

am

bie

nte

altam

ente

oxid

ante

, se

������������� ������

������������� ������

��������

������������������������

������

°°��

��

�����

��

����

��)

����

���'*

am

bie

nte

altam

ente

oxid

ante

, se

form

ará

Fe

+3.

�E

n m

edio

básic

o y

condic

iones

reducto

ras s

e f

orm

ará

Fe(O

H) 2

.

�E

l F

e(O

H) 3

, se f

orm

ará

en

condic

iones a

ltam

ente

oxid

ante

s y

hasta

un p

H t

an á

cid

o c

om

o 1

,5.

��

�����

��

����

��)

����

���'*

������������ ���������

��

��

�����

��

����

��)

����

���'*

������������ ���������

��

����

����

�����

���

� ��

���

����

�������������������������

�������� ����!�

�������� ����!�

�"���#� $%&'������#�()

����*�+

����*�+,,�-�#���

�-�#���

����#��

�+�+

�-�.

/������*��01

/������*��01

�#

������� ����!�

�.�2*3��#� 1$4&'������#�()

5���������#���

����#��

�*����������*��0

�+�+

�-�.

�#

����#��

5��������

�-�.

������0

�"#"%"�$

"(���

&"��*�

�#����������

����#��� �

��3�#��3(�� ��.����� �#��0�� �6#�

�� .2�#7����. ���

� ���� �

� �#�6.�������0���#� �� 2�# �#�

3��#����������� 2�#0#��������0.�� �2� ���� (

�+�'�

'*�����"#"%"�$

"(�

�"#"%"�$

"(���

,����*

"� �

����

*-&��$'

��$"(�

.�� �#.��.#����7�#���

2�#�����282��

��*�#��0��9:.� ������*� ��

�##�6��������#��3 ���.����� ��.����� �

��"��������9�2#����*���

��7���7���#���� �

#���#�.���

�� ��.�����

�� ������ �������

�� �������92�#� �#�#� 2� �� ��� �0.�����6����( 2#�2���

2�#�

����#��� ������;������ ��.����#<2��(

�+�'�

'*�����"#"%"�$

"(�

��* ���

������*��+$

�"$�

*���

��"#"%"�$"(�

�"#"%"�$

"(����

��"������*

�#��� � ���"���������

,58 ���

,=.8����

,���"$�����#�:.8���� )

,/����"��������

a)

Lix

ivia

ció

n “

físic

a”

Implic

a u

n p

roceso d

e d

isolu

ció

n e

n a

usencia

de u

na “

reacció

n q

uím

ica”.

Ej. D

isolu

ció

n d

e u

na s

al en a

gua (

NaN

O, N

aS

O, N

aC

l).

Ej. D

isolu

ció

n d

e u

na s

al en a

gua (

NaN

O3, N

a2S

O4, N

aC

l).

Dos

pro

cesos

tienen

lugar:

-Tra

bajo

rea

liza

do

para

ve

nce

rfu

erz

as

ele

ctr

ostá

ticas

yd

eotr

ana

tura

leza

que

mantienen

los

iones

unid

os

en

lare

dcrista

lina

(pro

ceso

endo

térm

ico).

-F

orm

ació

nde

iones

hid

rata

dos

por

inte

racció

ncon

las

mo

lécula

sde

agu

a

(pro

ceso

exoté

rmic

o).

dis

dis

dis

ST

HG

∆−

∆=

∆-

La d

isolu

ció

n a

um

enta

∆S

-D

epende d

el

∆H

6)��"��������>:.8����?

�� ��.�����.�� ��2��� ��.6��2�#�������.�#�������:.8����

��������� ����,6� �$�

���@9���9���%)����2��A�������(

�"#"%"�$

"(����

��"������*

OH

CO

CuSO

SO

H2

24

42

23

23

42

33

)(CO

(OH)

Cu

++

→+

B.#���

,��"���������/�."����������

,��"���������/�."����������

$/. ��##�������)

,�� ��.������6��@���������,

[]

42

42

44

PbSO

SO

Na

PbCl

Na

NaCl

+→

+

�"#"%"�$

"(����

��"������*

��#"��

�'*���

�� *��

$"����

��!

����*��'�

"/"$��

'��*

�����&'���

$"������'#

"��$

"(�0

������������� � ���������

����������������� ���������

�������������������������������������������

����������������������������������������������

���������

������������ ��!���������������

�"�������������� ���� �����#�����������

�"#"%"�$

"(����

��"������*

�)��"�������������#�:.8����

22

22

)(

22

42

HOH

CN

Ag

OH

CN

Ag

++

→+

+−

−−

eCN

Ag

CN

Ag

+→

+−

−2)

(2

2

22

H2OH

2e

O2H

+→

+−

�"������

��.�����

2

Lix

ivia

ció

n d

e m

inera

les d

e p

lata

utiliz

ando c

ianuro

de s

odio

�"#"%"�$

"(��� 1�"$����

��"������*

�� �/ ���'

*

Lix

ivia

ció

n d

e e

specie

s m

inera

les s

ulfura

das

En a

usencia

de a

gente

s o

xid

ante

sE

n p

resencia

de a

gente

s o

xid

ante

sE

n a

usencia

de a

gente

s o

xid

ante

sE

n p

resencia

de a

gente

s o

xid

ante

s

Medio

ácid

oM

edio

ácid

oM

edio

alc

alin

oM

edio

alc

alin

o

H2S

S2

-S

0S

O4

2-

��0��"#"%"�$

"(��2$

"�����

�* �/ �'*

−+

=2

2S

MKps

−+

+↓

⇔2

2S

MMS

+−

+⇔

HHS

SH2

7

2

210

−+

==

SH

HS

HKa

SH

MH

MS

ac

S2

2

)(

)(

2+

⇔+

++

En g

enera

l:

C���� �7.�����������"��������<���� .�7.#� D

+−

−+

⇔H

SHS

213

2

110

−+

==

HSS

HKa

2

)(

´´

iII

Ss

Kps

Kps

=⋅

�����������2�#����2�����0E���#��:.���6#��9������ � 2

1

2

1

)(

1Ka

KaH

Ka

HII

S

++

++

2

21

2

1

2)

(

'1

�� ��

�� ��+

+⋅

=⋅

=+

+

Ka

KaH

Ka

HKps

Kps

sII

Si

α

,�#��� ���#����<���������7���#�6��

,���;���������(

,��6��.���������

°FG&&°�36�A�2#� ����@�G&���(

��0��"#"%"�$

"(��2$

"�����

�* �/ �'*

-A

plic

ació

n r

ele

vante

: P

roceso F

alc

onbridge

(Noru

ega)

Min

era

l obte

nid

o p

irom

eta

lúrg

icam

ente

:

23

2S

Ni

SCu

En p

resencia

de H

Cl, s

e d

isuelv

e s

ele

ctivam

ente

Ni 3

S2. según:

22

22

32

36

HS

HNiCl

HCl

SNi

++

↔+

Luego s

e s

epara

el sólid

o (

Cu

2S

) de la s

olu

ció

n d

e N

iCl 2

, que s

e c

rista

liza

poste

riorm

ente

bajo

la f

orm

a d

e N

iCl 2

*2H

2O

��0��"#"%"�$

"(����

�* �/ �'*

��0��"#"%"�$

"(����

�* �/ �'*

��"��������7;##����� ��.

Consis

te e

n la u

tiliz

ació

n d

e ión f

érr

ico e

n m

edio

ácid

o p

ara

la o

xid

ació

n

de S

(-II

).

++

++

+⇔

+2

2

8.1

3

)(

)(

22

52

5Fe

Cu

SCu

Fe

SCu

ac

S

++

++

+⇔

+2

23

)(

)(

8.1

84

58

5Fe

Cu

CuS

Fe

SCu

ac

S

Calc

osin

a

Covelin

aD

igenita

Dig

enita

02

23

)(

)(

22

SFe

Cu

Fe

CuS

ac

S+

+⇔

++

++

Covelin

aD

igenita

Eta

pa lim

itante

!!!

En c

ondic

iones ó

ptim

as d

e o

pera

ció

n

90%

de la c

alc

osin

a e

s lix

ivia

ble

75%

de la c

ovelin

aes lix

ivia

ble

Born

ita (

Cu

2F

eS

4)

65%

Calc

opirita (

CuF

eS

2)

20%

�$�%����������������&�� ��������'�������

� �������#����

�"���%�����(��%)�������������������������

��������������� �����*�� �

�"#"%"�$

"(��� 1�"$����

��"������*

�����+����(��%)�������������,���������*���

�����+����(��%)���������'������"��

�"�������������� ���� �����#�����������

��

�����

��

����

����

�&'

�����$$"(�

MIN

ER

AL

SO

LU

CIÓ

N D

E L

IXIV

IAC

IÓN

LIX

IVIA

CIÓ

N

SE

PA

RA

CIÓ

N S

ÓL

IDO

-L

ÍQU

IDO

SO

LU

CIÓ

N IM

PU

RA

�����

���

����

��� ��

����

�����

�����

� ��

���

��3

����

��

��

���

����

��

LID

O A

GO

TAD

O A

T

RA

NQ

UE

DE

RE

LA

VE

S

O B

OTA

DE

RO

DIL

UID

A

PU

RIF

ICA

CIÓ

N /

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

SO

LU

CIÓ

N C

AS

I PU

RA

/

CO

NC

EN

TR

AD

AIM

PU

RE

ZA

S

RE

CU

PE

RA

CIÓ

N E

SP

EC

IE

VA

LIO

SA

SO

LU

CIÓ

N A

GO

TAD

A

ME

TAL

O C

OM

PU

ES

TO

PU

RO

�����

���

����

��� ��

����

�����

�����

� ��

���

��3

����

��

��

���

����

��

�+�'�

'*�����

�"/"$�

$"(�

�4��

'�$�

����$"(�

���,���������,���%�����(�-.������������(���,�������+����

��+���������'��!��/

�������(��������(�����+���

�����(����

��� ������(�

�"����,�����(������� ,�������,��!%���

�$�������(�,����+�����

�$�������(�,����+�����

�0��������������� ����(����

"����+������,����������,�����(�����������������

������+���������,�����(�������,�����(���

'������

�� ���(� -������ ���������+����

������'!� �

��+�� �������������,��# ��������#���������������-��

��������1������+�����(�����( �����,������2���������

����3���

�0��*

'�$"(�

&'�$�

�,(�

�$�"%��'

���

,�����

����������

�����

��������

��

���+����(�

,��

,�������(����������,����

��� � ������+��������,��-��

����������������

��������'!������������(�����+����� ,�������)������

���,�����(�-��������(���,�,������������(���

��� �������-�����(������+����(�������

���

���

,�����

�,�,������������

���������(�,���'�����(���������

���

��,�����(��(���.!2�������

���2�����,��������+��������,��

-������������������

���

���

��������

��������������

��

����(��������-�����,�)�����

���+����(���+#�����������

�� ����� �� �������2���

���+��������,���

�+�����

����(����������������������

,�,��� ������

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

-La p

lanta

de e

xtr

acció

n (

SX

) por

solv

ente

s

recib

e la s

olu

ció

n r

ica g

enera

da e

n la e

tapa

de lix

ivia

ció

n.

-Habitualm

ente

, esta

solu

ció

n p

osee u

na

baja

concentr

ació

n d

el m

eta

l de

inte

rés, ju

nto

con lagunas im

pure

zas.

-El obje

tivo d

e e

ste

pro

ceso

-El obje

tivo d

e e

ste

pro

ceso

-E

xtr

aer

sele

ctivam

ente

el ele

mento

de

inte

rés d

esde e

sta

solu

ció

n

impura

.

-Y luego e

n u

na e

tapa p

revia

volv

erlo a

una s

olu

ció

n a

cuosa a

mayor

concentr

ació

n.

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

I. E

xtr

acció

n

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

I. E

xtr

acció

n

II. R

e-e

xtr

acció

n

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

�0.�� �"�#������� �82��� �

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8 −

+−

++

+↔

++

2 4)

(2

2 4

2

)(

22

SO

HCu

RSO

Cu

HR

org

org

Natu

rale

za d

el extr

acta

nte

:

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

C���� ���������6����"�#������D

En e

l la

bora

torio…

��.��2�����H

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

C���� ���������6����"�#������D

−+

−+

++

↔+

+2 4

)(

2

2 4

2

)(

22

SO

HCu

RSO

Cu

HR

org

org

�#���$

$"(�

��8�

#���$$"(�

++

⋅⋅⋅

=++

2

2 2

2

2

2

Cu

HR

HCu

R

A

ACu

E

CuH

DK

γγ

γγ

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

C���� ���������6����"�#������D

���7�0.#�������< ���

Used

whe

reth

ecop

per

teno

ris

abo

ve

abou

t7

-10

g/l

or

the

PL

SpH

isle

ss

than

abo

ut

1.2

.T

he

de

cis

ion

tou

se

ase

con

dstr

ipsta

ge

isin

fluen

ced

by

the

life

of

the

pro

ject

and

the

sen

sitiv

ity

of

the

circu

itto

the

co

pp

er

ten

or

of

the

raff

ina

te.

The

wa

sh

sta

ge

isu

se

dto

rem

ove

en

tra

ine

d

imp

uritie

s,

usua

llychlo

rid

e,

an

den

tra

ined

an

d

ch

em

ica

llylo

ad

ed

iro

n.

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

C�"� ����0.��7�#���� ����#���E��#�����2� ��"�#������3

#�,�"�#���������.�� D

���0#��������6�,�*����

��� ��#��� .2�#2� ��������� ���#����"�#������3���8����

�2�#�����

Lín

ea

de

Isote

rma

de

extr

acció

n

Lín

ea

de

opera

ció

n

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

C���� ���� �#.3���� ���#����"�#������D

No

rma

lme

nte

lafo

rma

su

tiliz

ad

ap

ara

co

nstr

uir

lais

ote

rma

de

extr

acció

ne

s

co

nta

cta

re

nd

ife

ren

tes

pro

po

rcio

ne

se

la

cu

oso

ye

lo

rgá

nic

o,

ya

na

liza

rp

or

ele

lem

en

to

me

tálic

ou

na

ve

zlo

gra

do

ele

qu

ilib

rio

.

La

fase

so

rgá

nic

as

ya

cu

osa

sse

po

ne

ne

nco

nta

cto

en

un

em

bu

do

de

ca

nta

do

r(2

50

cc)

yse

ag

ita

du

ran

te3

min

uto

s.

Lu

eg

ose

deja

de

ca

nta

rla

sfa

se

s.

Ge

ne

ralm

en

tese

em

ple

an

razo

ne

sO

/Ad

e1

0/1

,5

/1,

2/1

,3

/2,

1/1

,1

/2y

1/5

.

����

����

����

����

����

����

����

������� ���+�� ���I�

�.��.� �$0J�)

�.��.� �$0J�)

��0��5

���

���6

������

���7

�����

�-�5.

8�#�

��$$"(����

�$',

��8

C���� ���� �#.3����8�����2�#�����D

��6��������� �2�#�.�����2�

$�A��2�������2��) �#8��

nn

nn

AX

OY

AX

OY

+=

+−

+1

1

��6��������� �2�#���2#��� ��.�0�

��,���2� ��"�#������

nn

AX

OY

AX

OY

+=

++

10

1

��6��������� �0��6��2�#�

�,���2� � ��#8���2�#�

10

1)

(Y

XX

OAY

nn

+−

=+ ���� ������ ��I�