Lixiviacion

LABORATORIO DE QUIMICA INORGANICA

LIXIVIACION

El proceso de lixiviación consiste en la disolución de un compuesto metálico, pasando el metal al solvente (generalmente agua) en la forma de ion hidratado, utilizando un agente de lixiviación adecuado. Para los óxidos de cobre el agente de lixiviación más común es el ácido sulfúrico.

La lixiviación con soluciones acuosas de ácido sulfúrico se utiliza para el tratamiento de las menas oxidadas de cobre en forma generalizada, pero también se ha propuesto para tratar calcinas provenientes de la tostación de sulfuros, como es el caso del proceso que se realiza en este laboratorio.

Dependiendo de las condiciones en que se efectúe la tostación, los principales productos que pueden estar presentes en la calcina son: CuO (principal producto de cobre en la tostacion oxidante o a muerte); CuOxCuSO4; CuSO4 (principal producto en la tostacion sulfatante); CuFe2O4 (se forma preferentemente cuando la temperatura sube sobre 800o C y es insoluble en soluciones acuosas ácidas); Fe2O3 y otros productos provenientes de la ganga.

Las reacciones de las soluciones acuosas de ácido sulfúrico con los productos de la calcina, se pueden representar por las siguientes ecuaciones:

CuO(s) + H2SO4(ac ) → Cu2+(ac) + SO42-(ac) + H2O

CuOxCuSO4(s) + H2SO4(ac) → 2 Cu2+(ac) + 2 SO42-(ac) + H2O

H2O

CuSO4(s) → Cu2+(ac) + SO42-(ac)

Fe2O3(s) + 3 H2SO4(ac) → 2 Fe3+(ac) + 3 SO42-(ac) + 3 H2O

El ácido sulfúrico también ataca los compuestos provenientes de la ganga, como óxidos de hierro y aluminio, carbonatos, etc., de tal forma que no es posible calcular un consumo teórico.

Estas reacciones de neutralización normalmente son rápidas y bajo el punto de vista cinético, la velocidad y eficiencia de la lixiviación dependen de :

 Superficie activa del mineral, relacionada con el tamaño granulométrico

 Cantidad y concentración del ácido sulfúrico

 Tiempo de contacto

 Velocidad de difusión, relacionada con la agitación y la temperatura de la pulpa.

De acuerdo a lo anterior, es posible afirmar que se disuelve con mayor eficiencia y velocidad los minerales de granulometría fina, en presencia de alta concentración y cantidad de ácido, agitación intensa, temperatura alta y tiempo de contacto prolongado.

CALCULOS PREVIOS

Se desea obtener 250mL de solución cuya concentración en cobre, cloruro y ácido orresponda a:

40 g/L Cu ; 32 g/L Cl , 5 g/L H2SO4

Se dispone de :

• Calcina obtenida de la tostación, caracterizada por análisis químico. Para efecto del calculo que ha continuación se realizará se supone los siguientes resultados entregados por el Laboratorio de Análisis:

Cu total. 31,5 %

Cu soluble en ácido: 30%

Consumo especifico de acido: 0,36 g H2SO4 / g calcina

Obs. : Ud. deberá realizarlos cálculos con sus propios resultados de análisis.

• 200 mL de solución de retorno de la etapa de precipitación del proceso propuesto con el siguiente análisis:

Cu: 16 g/L

H2SO4: 42 g/L

Cl: 18 g/L

• Acido sulfúrico:

Pureza: 96 %

Densidad: 1,84 g/mL

CALCULOS

• Cantidad de calcina que se debe agregar:

Masa de cobre en solución que se desea obtener: 0,25 L x 40 g/L : 10,0 g Cu

Masa de cobre en solución de retorno: 0,2 L x 16 g/L : 3,2 g Cu

Masa de cobre en calcina que se agrega: 6,8 g Cu

Masa de calcina : 6,8 g Cu x 100g calcina = 22.67 g calcina

30g Cu

• Cantidad de acido sulfúrico o carbonato de calcio:

Acido en solución de retorno: 0,2 L x 42 g/L =

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