Lixiviación por agitación- separación de fases

UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE        [pic 1][pic 2]

FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS GEOLOGICAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA Y MINAS

“Lixiviación por agitación- separación de fases”

Autor: Daniel Ríos

Mail: drv011@alumnos.ucn.cl

Carrera: Ingeniería Civil de Minas

RESUMEN

Para el estudio de procesos que llevan a mejorar condición de obtención Cobre  se realizo los siguientes procedimientos:

• Se realizaron pruebas de lixiviación por agitación variando velocidades y concentraciones de acido, para estudiar la agitación mecánica, comparar velocidades y su efecto en la extracción de cobre, con lo cual se obtuvo que la mejor agitación es la de 750 rpm, ya que se llego a un su máximo en un menor tiempo (1min, 3min).
• Después se realizo una prueba de separación de fases con el fin de entender el comportamiento de la fase orgánica y acuosa al entrar en contacto por medio de agitaciones, obteniendo que en O/A=1/1,5 tiene la mayor velocidad de separación promedio (0,087cm/s).
• Finalmente se  hizo una prueba de continuidad con la cual se obtuvo que para obtener un mejor acuoso continuo debe haber  mayor concentración de fase acuosa (O/A=1/1,5),)   y para un orgánico  continuo mayor concentración de fase orgánica (O/A=1,5/1).

INTRODUCCION:

Una vez extraído el mineral de cobre de una mina este debe pasar por procesos metalúrgicos para su correcta obtención: Lixiviación, Extracción por solvente y Electro obtención.

Lixiviación: es una etapa fundamental en un proceso hidrometalúrgico, que involucra la disolución del metal a recuperar desde una materia prima solida, en una solución acuosa mediante la acción de agentes químicos (laboratorio de metalurgia extractiva II ,2016).

Lixiviación por agitación: se requiere que el mineral este finamente molido, por esto se aplica a minerales frescos de leyes altas, que justifican una etapa de molienda, o bien a concentrados que por sus menores volúmenes permiten justificar el gasto de una agitación, a cambio de una mayor recuperación y un menor tiempo de proceso (laboratorio de metalurgia extractiva II ,2016).

Como en todo proceso actual se busca resultados rápidos con ello la primera experiencia será clave para entender como acelerar procesos, los objetivos principales de esta son:

• Estudiar el efecto de la agitación mecánica (rpm),

• Evaluar y analizar el comportamiento de un mineral de cobre oxidado en procesos de lixiviación por agitación mecánica, empleando como agente lixiviante H2SO4.

• Conocer y analizar los principales parámetros metalúrgicos involucrados en el proceso de lixiviación.

Separación de fases: es una operación de transferencia de masa de un sistema de dos fases liquidas. Se basa en el principio de que un soluto, ion metálico, se puede distribuir entre dos solventes inmiscibles, uno acuoso y el otro orgánico, en proporciones que varían según el coeficiente de distribución (laboratorio de metalurgia extractiva II ,2016).

En la experiencia 2 se estudiara como actúan ambas fases para mejorar el proceso metalúrgico y    teniendo como objetivo principal:

• Comparar razón de fase (O/A) en relación al tiempo de separación de las fases orgánica y acuosa.
• Analizar las graficas de altura de la fase acuosa versus tiempo para cada prueba.

Continuidad: para producir una continuidad de fase definida , basta con comenzar a agitar dentro de la fase que se quiere mantener como continua, es decir , dentro del orgánico si se quiere orgánico continuo , o dentro del acuoso si se quiere acuoso continuo (laboratorio de metalurgia extractiva II ,2016).

En procesos se necesitará continuidad de fase acuosa o continua para lograr mejores resultado con ello la experiencia 3 tiene los objetivos:

• conocer características de fases acuosas y orgánicas.
• como obtener una buena continuidad en la fase requerida.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1. Prueba de lixiviación por agitación

• Se tiene 2 vasos precipitados con 400 ml de solución lixiviante  (H2SO4 en concentraciones de 40 g/l  y 50 g/l respectivamente), se pone 150 g de mineral de cobre oxidado (ley 8,5%) a cada vaso.
• Se colocan en agitadores mecánicos (taladros), ajustando  a una altura igual para ambos.
• Se prende el agitador a 740 rpm para la concentración de 40 g/ml, y para la otra a 590 rpm por 3 minutos y se para.
• Se deja decantar, hasta que quede una fase en parte de arriba de color verde, se extraen 15 ml de esta con una pipeta, y se echan en un embudo con papel filtro con un pequeño vaso bajo él.
• Se prende  y para el agitador 1min, luego 9 min, después  10 min, otros 10 min, y finalmente 15min (completando 45 min de agitación)  se deja decantar entre cada tiempo, se extraen 15 ml y se repite lo anterior.
• Se toma una muestra de 5ml de mi solución filtrada “pls”, 3 gotas de Tiosulfato de Sodio, 3 gotas de almidón, 1 g de yoduro de potasio, todo dentro de una bureta graduada, se procede a titular con Tiosulfato de Sodio.

1.  Separación de fase

• Se procede a mezclar fases orgánicas con fases acuosas (pls)   a razones O/A 1,5:1 (120 ml orgánica y 80 ml de acuosa) ; la siguiente a 1:1(100 ml de fase acuosa y 100 de orgánica) y la ultima de 1:1,5 (120 ml acuosa y 80 ml de orgánica).
• Después serán agitadas por 3 min, y se marcara la altura de la fase acuosa pasados 15,30, 45, 60,90 seg desde la detención.

1. Continuidad de fase

• Se tienen 3 mezclas de fases en vasos precipitados de la misma características de las de arriba de 200 ml con razones O/A 1,5:1,1:1,y 1:1,5.
• Se ajusta las aspas del agitador en la fase orgánica (arriba), se agitara, después se detiene,  y finalmente se conectan dos cables con una ampolleta para ver su comportamiento de continuidad para cada mezcla.
• Se procede a hacer lo mismo con la fase acuosa, agitando abajo.

CALCULOS Y DISCUSIONES

1. Para la primera experiencia se utilizaron las siguientes ecuaciones:

      Ecuación 1[pic 3]

         Ecuación 2 [pic 4]

                            Ecuación 3[pic 5]

De ellas con los datos de laboratorio (apéndice 1)  se obtuvo:

Tabla 1: resultados de Prueba de lixiviación por agitación

...