Cementacion De Cobre

CEMENTACION DE COBRE

1. INTRODUCCION.

La cementación es la precipitación de un metal desde una solución acuosa, que se produce por efecto de la presencia de otro metal. En este proceso el metal precipitado usualmente se deposita o "cementa" sobre el metal añadido.

La cementación del cobre con chatarra de hierro es una técnica muy utilizada en la industria minera de mediana y a pequeña escala para recuperar el metal que se encuentra en las soluciones acuosas ricas provenientes de la lixiviación, de ahí la importancia de estudiar este proceso.

2. OBJETIVO

Estudiar el proceso de cementación de cobre con chatarra de hierro.

3. FUNDAMENTO TEORICO

3.1. CEMENTACION

Generalmente se le conoce como el desplazamiento de iones metálicos nobles, por aquellos de un metal mas reactivo a partir de soluciones acuosas y en el caso especifico del cobre y hierro el primero queda adherido en la superficie del segundo a manera de un cemento, el cual se desprende debido a la agitación existente.

Desde el punto de vista mas restringido, se puede considerar como una reacción electroquímica, en donde los electrones no son intercambiados en un mismo sitio de la superficie, ocurriendo consiguientemente las semireacciones con puntos separados por una distancia finita, lo cual tiene necesariamente que ser una fase solida conductora o semiconductora.

3.2. POTENCIALES STANDAR

La cementación involucra la precipitación reductora de un metal por otro. Para soluciones donde el metal está presente como una ecuación simple, la tabla de potenciales estándar indica factibilidad general de la reducción.

Tabla 1. Potenciales estándares de algunos sistemas metal/ión metálico.

3.3. REACCION DE CEMENTACION DE COBRE

La reducción para la cementación de cobre con chatarra de hierro es:

Cu2+ + 2e = Cu E° = +0.337 V

Fe = Fe2+ + 2e E° = +0.44 V

Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu

Y el potencial total de reaccion está dado por

E°celda = 0.337 + 0.44 = 0.777 V

El cambio de energía libre estándar para la reacción total es

∆G° = -z F E° = -149.9 [KJ/mol]

De donde podemos afirmar que el alto valor negativo confirma que es termodinámicamente posible la reacción de cementación de Cu.

Otras de las posibles reacciones que pueden ocurrir son:

2H+ + 2e- = H2 E° = 0 volt

Fe = Fe+2 + 2e- E° = 0.44 volt

2H+ + Fe = H2 + Fe+2 E°R = 0.44 volt

De igual manera, al ser Eo positivo, entonces el ∆G° es negativo, por tanto esta reaccion si puede ocurrir; y se puede comprobar:

Esa reacción puede ocurrir, podemos comprobar:

Si aparecen burbujitas sobre el clavo

Si el pH se hace más básico ya que se consume H+

El consumo de Fe (por diferencia de pesos) es mayor al estequiometrico

Otra:

2Fe+2 = 2Fe+3 + 2e- E° = -0.1

½ O2(g) + 2H+ + 2e- = H2O E° = 0.23

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