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“HIDROMETALURGIA DEL Au, Ag, Cu” TERMODINAMICA CONTENIDO  Generalidades  Diagrama eh-pH del agua  Construcción de los diagramas eh-pH  Influencia de los acomplejantés  Usos y Abusos de los diagramas eh-pH

TRANSFERENCIA DE MASA Y CINETICA CONTENIDO Introducción Cinética Homogénea Cinética Heterogénea 1. Efecto de la velocidad del fluido 2. Efecto de la temperatura 3. Naturaleza electroquímica

LIXIVIACIÓN DE METALES CONTENIDO  Solubilidad de Au y Ag en soluciones de cianuro 1. Efecto de la concentración de cianuro 2. Efecto del pH 3. Efecto de la concentración de cianuro  Cinética de la cianuración 1. Efecto de iones extraños

METODOLOGIA DE LA HIDROMETALURGIA Au y Ag CONTENIDO Lixiviación en montón Lixiviación por agitación Adsorción en carbón activado Precipitación con zinc en polvo Extracción por solventes orgánicos.

LIXIVIACIÓN DEL Cu CONTENIDO

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Edwilde Yoplac Castromonte MSc. DCP. Ing. Metalurgista. Consultor en Hidrometalurgia y Beneficio de Minerales

    

Lixiviación de CuOx Lixiviación de sulfuros de Cu Cinética de la lixiviación Lixiviación en Montón Lixiviación por agitación

RECUPERACIÓN DEL Cu CONTENIDO  Precipitación de Cu con chatarra de Hierro  Extracción por solventes orgánicos 1. Teoría básica 2. Reacción principal. 3. Dispersión estable 4. Degradación de extractantés.

Cl. Los Guindos Nº 140 La Molina

Telf.: 435-4127

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Edwilde Yoplac Castromonte MSc. DCP. Ing. Metalurgista. Consultor en Hidrometalurgia y Beneficio de Minerales

Introducción La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia extractiva que comprende los procesos de obtención de metales y compuestos, a partir de minerales o fuentes secundarias, mediante reacciones que tienen lugar en soluciones acuosas u orgánicas y por lo tanto se desarrollan a temperaturas relativamente bajas. Las técnicas empleadas incluyen. Preparación y pre-tratamiento del mineral o material inicial, lixiviación de los valores metálicos usando reactivos químicos o acción bacterial, separación y lavado de residuos sólidos, purificación final del metal o compuesto deseado. Para cada una de estas etapas se dispone de una gran variedad de tratamientos alternativos; así por ejemplo, la lixiviación puede realizarse por percolación, agitación. In-situ o en pilas y botaderos. La purificación de las soluciones puede realizarse por control del pH, intercambió iónico, extracción por solventes orgánicos, etc. La precipitación puede ser por cementación, electrodeposición o precipitación con gases. Las primeras aplicaciones de la hidrometalurgia moderna las constituyen los procesos de cianuración de minerales de oro y plata. Estos procesos dieron origen a un rápido desarrallo de la mayoría de los equipos indispensables en los procesos hidrometalúrgicos actuales: agitadores, espesadores, filtros, bombas de lodos, etc. Posteriormente aparecieron procesos tan importantes como el intercambio iónico, extracción por solventes orgánicos y el carbón activado que abrieron un campo aún más grande de aplicación. Actualmente

se

extraen

y

refinan,

comercialmente,

mediante

métodos

hidrometalúrgicos, un gran número de metales, como por ejemplo: cobre, níquel, Cl. Los Guindos Nº 140 La Molina

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Edwilde Yoplac Castromonte MSc. DCP. Ing. Metalurgista. Consultor en Hidrometalurgia y Beneficio de Minerales aluminio, oro, plata, cobalto, zinc, uranio, zirconio, hafnio, etc. Pudiendo emplearse en forma total o parcial para prácticamente todos, excepto 6 o 7, de los 82 elementos metálicos conocidos. Generalmente los metales alcanzan un grado de pureza mayor que los producidos por otros métodos.

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TERMODINAMICA Generalidades. Los Geoquimicos y Geólogos, los diagramas de equilibrio lo representan entre la Lithosfera, Hidrosfera y Atmósfera; a los Físicos, Metalurgistas y Químicos les provee un grafico muy usual y describe la pasividad, corrosión y disolución de minerales. Las relaciones existentes entre la hidrosfera, lithosfera y atmósfera son representadas en la siguiente fig.: Las reacciones son homogéneas ó heterogéneas dependiendo sobre si o no ellos ocurren dentro de una simple fase o en los límites entre fases. La Hidrosfera se refiere a la porción liquida de la tierra, La Lithosfera es la corteza terrestre y la atmósfera es la parte gaseosa que envuelve la tierra y los gases dentro de la tierra. La química-física de la mineralización es una guía importante y usual para los metalurgistas desde que representa un gran inventario de reacciones importantes en el sistema hidrometalurgico. La principal diferencia es que los factores cinéticos llega hacerse predominante para un metalurgista, desde que las reacciones deben ocurrir en un tiempo relativamente cortos para ser de importancia comercial. La siguiente fig. ilustra la clase de reacciones de importancia para la hidrometalurgia. La reacción I, representa el equilibrio entre la atmosferahidrosfera y la reacción II entre la hidrosfera-lithosfera, las cuales son de importancia primaria y deben ser tratadas con detalle. Cl. Los Guindos Nº 140 La Molina

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Cada tipo de reacción tiene especial implicación para los metalurgistas. También el agua, el solvente universal, tiene propiedades únicas que hace posible no solamente una mineralización, si no una rápida disolución, transporte, procesos de separación y precipitación que es vital para la aplicación comercial en la hidrometalurgia. Homogeneas Reacciones Quimicas Disociación Gaseosa Difusión atm

Homogeneas Disociación Electrolitica Hidrólisis Formación de Complejos Difusión de iones solubles

Heterogeneas Disociación Disolución Gaseosa Evaporación

Hidro

I

Tierra II Heterogeneo Sublimación Oxidación Reducción Dehidratación Descomposicion

Litho

Homogeneo y Difusión Fundición Reacciones Quimicas

Heterogeneo Precipitación Corrosión Disolución (Reacciones Electroquimicas)

Heterogeneo Nucleación Precipitación Reacciones Electroquimicas

La siguiente tabla da los elementos mas importantes en la lithosfera e hidrosfera (Wells, 1962). Virtualmente todos los metales bases están presentes en pequeñas cantidades

ó

en

cantidades

trazas. Afortunadamente

los

procesos

de

mineralización dentro de la tierra, ambos la hidro y la piro, tienen como resultado en la concentración de los metales, bases importante. Un segundo punto de interés es que sobre un volumen base, sobre el 90% de la corteza terrestre esta compuesto de oxigeno.

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Edwilde Yoplac Castromonte MSc. DCP. Ing. Metalurgista. Consultor en Hidrometalurgia y Beneficio de Minerales De los metales, tales como el Aluminio, Hierro y magnesio son los mas abundantes; La sílice es el elemento mas abundante y otros como el oxigeno, Sodio, Magnesio, Calcio y Potasio son componentes prominentes de ambos la lithosfera y la hidrosfera. Lithosfera

Hidrosfera

Elemento

Peso (%)

Volumen(%) Elemento Peso (%)

O

46.59

91.77

O

85.89

Si

27.72

0.80

H

10.80

Al

8.13

0.76

Cl

1.93

Fe

5.01

0.68

Na

1.07

Mg

2.09

0.56

Mg

0.13

Ca

3.63

1.48

S

0.09

Na

2.85

1.60

Ca

0.04

K

2.60

2.14

K

0.04

Ti

0.63

0.22

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