El Proceso De Lixiviación Con Cianuro: Cinética de La Lixiviación De Minerales De Plata

LABORATORIO Nº1: El Proceso De Lixiviación Con Cianuro: Cinética de La Lixiviación De Minerales De Plata

Abelardo Leyva , Alexandra Julca , Anthony Rafael, Eduardo García, Patricia Guadalupe y Roy Quicaño

Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Universidad Nacional de Trujillo

Hidrometalúrgica y Electrometalúrgica

Grupo C

Mg. Ing. César Arévalo Aranda

Trujillo, 2020

1. Título: Laboratorio N° 1: “El Proceso De Lixiviación Con Cianuro: Cinética De La Lixiviación De Minerales De Plata”.
2. Objetivo:

• El objetivo de los experimentos es evaluar los efectos del tamaño de partícula, la concentración del cianuro, el grado de agitación y la temperatura sobre las velocidades de lixiviación de la plata. Además, los resultados se interpretarán en términos de un modelo cinético heterogéneo de núcleo que se encoge sin reaccionar (desarrollado en "Lixiviación de Galena con Cloruro Férrico por Warren y Henein en la pág. 113).

1. Declaración de seguridad:

        Todos los reactivos químicos utilizados son peligrosos y se debe tener cuidado en el manejo de los materiales. Es importante mantener una alcalinidad protectora en todas las pruebas y que todas las pruebas se realicen bajo una campana extractora. No se debe comer ni fumar en el laboratorio. Evitar comer o fumar en el laboratorio, lavándose las manos después de manipular cualquier producto químico.

1. Fundamento teórico

El uso de soluciones diluidas de cianuro para la lixiviación de minerales de plata se ha practicado desde hace unos 100 años. Se cree que las reacciones químicas básicas son las siguientes:

𝟐𝑨𝒈(𝒔) + 𝟒𝑪𝑵−(𝒂𝒄) + 𝑶𝟐(𝒂𝒄) + 𝑯𝟐𝑶 = 𝟐𝑨𝒈(𝑪𝑵)−(𝒂𝒄) + 𝟐𝑶𝑯−(𝒂𝒄) + 𝑯𝟐𝑶𝟐(𝒂𝒄)[pic 1]

Esta reacción, como ejemplo de una reacción de disolución heterogénea, depende de: grado de agitación, concentración de cianuro, solubilidad del oxígeno, temperatura, pH, tamaño de partículas e impurezas en la solución. Se ha observado que la importancia de las velocidades de transferencia de masa en la película de fluido sobre la extracción, puede minimizarse mediante una mayor agitación. Este hecho se muestra en la Figura N° 1, obtenida utilizando un disco rotatorio (1).

El efecto de la concentración del cianuro es algo contrario al comportamiento esperado. Se ha observado que la lixiviación procede mejor bajo condiciones diluidas (0.1 % 𝐶𝑁−). El uso de más cianuro que la cantidad más pequeña requerida, conduce a pérdidas adicionales de cianuro y un mayor gasto para la destrucción de cianuro en las colas.

El efecto de la concentración del cianuro se muestra en la Figura N° 2 (1).

El efecto del oxígeno sobre la cinética de la disolución de plata es muy alto: las velocidades dependen en gran medida de la cantidad de oxígeno disuelto en la solución y un aumento de la presión de oxígeno conduce a velocidades más altas y un mayor consumo de cianuro. El efecto del oxígeno se muestra en la Figura N° 3 (1).

El efecto de la temperatura sobre las velocidades de disolución no sigue el tipo de comportamiento esperado de la ecuación de Arrhenius. Las velocidades, tanto para el oro como para la plata, alcanzan un máximo aproximadamente a 85𝑜𝐶. Esto se debe a la disminución de la solubilidad del oxígeno en las soluciones a temperaturas elevadas. Este efecto se muestra, para el oro, en la Figura N° 4 (1).

La alcalinidad protectora, o pH, es muy importante en la lixiviación de plata con cianuro. El peligro de la formación de ácido cianhídrico gaseoso, en condiciones ácidas, requiere que siempre haya suficientes iones de hidróxido para combinarse con cualquier ion de hidrógeno libre. El gas es venenoso y debe evitarse. Además, la lixiviación con cianuro se desarrolla mejor en un ambiente alcalino como se muestra en la Figura N° 5 (1).

El efecto del tamaño de partícula es el esperado para reacciones heterogéneas; cuanta más pequeña es la partícula, más rápido se disolverá. Los efectos de las impurezas son muy complicados y no se estudiarán en este laboratorio.

Figura  1

Efecto de la agitación sobre la velocidad de disolución

[pic 2]

Figura 2

Efecto del cianuro sobre la velocidad de disolución

[pic 3]

Figura 3

Efecto del oxígeno sobre la velocidad de disolución

[pic 4]

Figura 4

Efecto de la temperatura sobre la velocidad de disolución

[pic 5]

Figura  5

Efecto de la alcalinidad sobre la velocidad de disolución

[pic 6]

1. Equipos y materiales:

• Campana extractora de gases.
• 5 vasos de 500 ml.
• 5 agitadores magnéticos.
• Espectrofotómetro de absorción atómica.
• 25 Botellas de muestra de 25 ml con tapas.
• Pipeta de 25 ml con bulbo de succión de goma.
• Medidor de pH.
• 2 buretas de 50 ml.
• 𝑁𝑎 𝐶𝑁, 𝑁𝑎𝑂𝐻.

• Sílice tamizada.
• Plata granular tamizada.
• Estándares de absorción atómica.
• Agua destilada.
• Nitrato de plata.
• Yoduro de potasio.
• Ácido oxálico.
• Agitador – calentador magnético con termostato.
• Termómetro.

1. Procedimiento

1. Obtener del instructor de laboratorio 5 muestras de plata-sílice de 100 gramos. Las muestras consisten de: 4 muestras de 150-200 mallas conteniendo 0.01 gramos de plata y el resto sílice; y 1 muestra de 100-150 mallas con las mismas cantidades de sílice y plata.
2. Obtener del instructor 5 soluciones de cianuro de 200 ml. Cuatro de las soluciones contienen 1 𝑔𝑝𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑁 𝑦 1 𝑔𝑝𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻. La quinta solución contiene 0.5 𝑔𝑝𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑁 𝑦 1 𝑔𝑝𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻.
3. Colocar las cinco muestras sólidas en cinco vasos de precipitados, numerados del uno al cinco y coloque cuatro de estos en los agitadores magnéticos. Deje el número cinco sin agitar. Coloque todo esto en la campana extractora de gases.
4. La siguiente tabla, proporciona los números de muestra y las condiciones de trabajo:

Inscripción en universidades locales, 2005

Tabla 1

Números de muestra y las condiciones de trabajo

   Nº Muestra                                      Condiciones

[pic 7]

       1                        150 – 200#, 𝑎𝑔𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜, 1 𝑔𝑝𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑁, 𝑠𝑖𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟

       2                        150 – 200#, 𝑎𝑔𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜, 0.5 𝑔𝑝𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑁, 𝑠𝑖𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟

       3                        150 – 200#, 𝑎𝑔𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜, 1 𝑔𝑝𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑁, 𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟 (50°𝑐)

       4                        100 – 150#, 𝑎𝑔𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜, 1 𝑔𝑝𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑁, 𝑠𝑖𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟

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