Hidrometalurgia Resumen

HIDROMETALURGIA: Se entiende por hidrometalurgia como los procesos de lixiviación selectiva (disolución) de los componentes valiosos de las menas y su posterior recuperación de la solución por diferentes métodos. Entre estos procesos encontramos 3 principales etapas de los procesos hidrometalurgicos:

REACCIÓN QUÍMICA: proceso químico en el cual una o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos.

Sean: a,b,c,d : Coeficientes estequiométricos

ΔG°: Energía libre estándar de la reacción (energía de Gibbs)

VI= COFICIENTES ESTEREOQUIMICOS DE LA REACCIÓN

DONDE K ES LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE LA REACCIÓN.

REACCIÓN ELECTROQUÍMICA: En general una reacción electroquímica se escribe en el sentido de la reducción.

Ox. : Especie oxidante

Red. : Especie reductora

n : Número de electrones que participan en la reacción

ECUACIÓN DE NERNST: EQUILIBRIO QUÍMICO:

E: Potencial de la reacción electroquímica (V)

R: Constante de los gases (1.987 cal/mol.K )

T: Temperatura ( K )

n: Número de electrones que participan en la reacción

F: Constante de Faraday (23060 cal/volt.equival. o 96500 Coulomb )

[Ox]: Actividad de Ox.

[Red]: Actividad de Red.

E°: Potencial estándar de la reacción electroquímica

E° POTENCIAL ESTÁNDAR DE LA RX ELECTROQUÍMICA:

Cuando todos los compuestos que participan en la reacción están en su estado estándar sólidos y líquidos puros, especies disueltas en una concentración de 1 mol/litro.

DIAGRAMA EH-PH DEL AGUA:

El equilibrio termodinámico de especies es en solución acuosa, es relevante incluir en los diagramas Eh - pH los límites de estabilidad del agua.

Las semi-reacciones a considerar son:

CONSTRUCCIÓN DIAGRAMA EH-PH COBRE EN AGUA:

Este diagrama es adecuado para analizar la lixiviación de óxidos simples como tenorita (CuO) y cuprita (Cu2O) o de cobre nativo. Se consideran sucesivamente las diferentes reacciones entre las especies consideradas para el diagrama Eh - pH del cobre. Cada reacción corresponde a una línea de equilibrio en el diagrama de Pourbaix.

Reacciones en que participan H+, pero no e-

Reacciones químicas propiamente tal, dependen sólo del pH. En este caso, se consideran actividades unitarias para todas las especies metálicas en solución.

Reacciones en que participan e- y H+

Reacciones electroquímicas, dependen del Eh y del pH.

Interpretación del diagrama Eh-pH del cobre en agua:

La disolución de los óxidos simples de cobre es termodinámicamente posible en el dominio ácido y en presencia de oxidantes. La tenorita (CuO) sólo necesita condiciones de pH, mientras que en esas condiciones, la cuprita (Cu2O) necesita además la presencia de un agente oxidante (iones Fe3+, O2, u otros).Las reacciones son:

CuO + 2 H+ <=> Cu2+ + H2O y

Cu2O + 2H+ <=> 2 Cu2+ + H2O + 2 e-

Ox. + 2 e- <=> Red.

Cu2O + 2 H+ + Ox. <=> 2 Cu2+ + Red. + H2O

Influencia de la concentración de los iones

El diagrama ha sido trazado para actividades unitarias. Si se traza para otras actividades, por ejemplo 10-6 (diagramas de corrosión), aumentan el dominio de estabilidad de los iones, pero el diagrama mantiene su forma produciéndose sólo desplazamientos paralelos de las rectas que limitan a estos iones.

CINÉTICA DE REACCIÓN:

Que una reacción sea termodinámicamente

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