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• Joseph Argume

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I. CUESTIONARIO 1. Efectuar el balance metalúrgico de su prueba con los datos de ensaye de la hoja adjunta Tabla 8. Resultados de la extracción de cobre en cada PLS.

Ítem

Tiempo(min) Ley (g/L) Volumen (mL)

Contenido (g)

Extracción (%)

PLS 1

10

0.86

240

0.21

23.04

PLS 2

20

1.86

240

0.45

49.82

PLS 3

30

2.29

240

0.55

61.34

PLS 4

40

2.47

240

0.59

66.16

0.39

78.2

0.30

Residuo (kg) Cabeza Calculada

0.01

0.90

2. Presentar los cálculos del consumo neto de 𝐻2 𝑆𝑂4 de su prueba en kg/Tm. Al final: 𝐻2 𝑆𝑂4 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 (𝑔) = 2,51𝑔 + 1,59 + 1,70𝑔 + 1,82𝑔 + 1,84𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 (𝑔) = 9,46 𝑔 Por tonelada de mineral: 9,46𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 106 𝑔 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 1𝑘𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 118,25𝑘𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 × × = 80𝑔 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 1𝑇𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 1000𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 𝑇𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 3. Graficar para su prueba: a. Consumo acumulado de ácido (kg/Tm) vs tiempo (min)

Consumo de ácido vs Tiempo Consumo de ácido (Kg/TM)

120 108.13

100 85.13

80

62.38

60 41.13

40 20

19.88

0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Tiempo (minutos)

b. Extracción acumulada de cobre (%) vs tiempo (min)

Curva Extracción vs Tiempo 70

Extracción Cu (%)

60

47.84

61.54

63.71

64.19

54.09

50 42.31

40 30

20 16.35 10 0 0 0

100

200 Tiempo (min)

300

400

4. De acuerdo con sus resultados y gráficos cuál sería el consumo del ácido y extracción de cobre a las 2 horas de lixiviación. 5. Teniendo las gráficas, reemplazamos en las ecuaciones: CONSUMO DE ÁCIDO (Kg/TM) y = 2.205x + 19.23

y =2.205(120) + 19.23 y=283.83 EXTRACCIÓN DE COBRE: 76.07% 6. ¿Cómo influye la granulometría en la lixiviación de óxidos de cobre? La granulometría del mineral es uno de los factores que determinan la cinética de lixiviación. Entonces, al tener una granulometría fina, las partículas tienen mayor área de contacto. Sin embargo, el exceso de finos puede ocasionar aglomeraciones. Además, si la granulometría es mayor, puede originar la precipitación del mineral.

7. ¿Por qué el consumo de ácido en la lixiviación de un mineral de 100 menor a 10 malla es mayor que si un mineral estuviera a un tamaño de 100% menor a 2 pulgadas? Otro factor que va a determinar la cinética de reacción es la mineralogía del mineral, forma en la cual las fases del mineral son distribuidas y asociadas dentro de la partícula, por ejemplo, el cobre nativo u óxidos cuprosos tienen una reacción lenta, consumiendo de esta manera más ácido. Otro aspecto importante es la forma en la cual las fases del mineral son distribuidas y asociadas. Otro aspecto es la porosidad, en el caso que la partícula esté inmersa en un reactivo en la fase fluida. Si la partícula contiene fracturas o agujeros, el reactivo va tomando lugar no solo en el área externa del mineral, sino en el área interna de una forma más rápida, lo cual incluye toda la partícula, es decir todos los poros abiertos. 7. Presentar las ecuaciones balanceadas de la lixiviación con H2SO4 de malaquita, azurita, crisocola, cuprita y tenorita. Malaquita Cu2(OH)2CO3+2H2SO4

2CuSO4 + SiO2 + 3H2O

Azurita Cu3(OH)2(CO3)2 + 3 H2SO4

3CuSO4 + 2CO2 + 4H2O

Crisocola CuSiO3.2H2O + H2SO4

CuSO4 + SiO2 + 3H2O

Cuprita Cu2O + H2SO4

CuSO4 + Cu + H2O

Cu2O + H2SO4 + Fe(SO4)3

2CuSO4 + H2O + 2FeSO4

Tenorita CuO + H2SO4

CuSO4 + H2O

8. ¿Además de los minerales de Cobre indicados, que otros minerales son consumidores de ácido? En Hidrometalurgia se utilizan los ácidos para gran parte de los óxidos metálicos. Los ácidos que generalmente se usan son: ácido sulfúrico, ácido clorhídrico ,ácido nítrico y también mezclas entre ellos. -Pirolusita :MnO2 MnO2 + 4HCl

MnCl2 + Cl2 + 2H2O

-Minerales de níquel Minerales de óxidos de zinc Los óxidos de zinc como la zincita, ZnO hidrocincita, ZnCO3.2Zn(OH)2 y smithsonita ZnCO3, son fácilmente solubles en ácido sulfúrico diluido. La calcita de zinc , ya que un óxido metálico en su estado más alto de oxidación puede ser soluble en un ácido fuerte. -Influencia de la ganga en el consumo de ácido en el proceso de lixiviación Para los minerales de silicato la reacción de disolución está dada por una reacción de hidrolisis. KAlSi3O8 + 4H+ K+ + Al3+ + H2SiO4 Cu + 2H2SO4 CuSO4 + 2H2O + SO2 -Ilmenita (FeTiO3). Agente lixiviante: H2SO4 concentrado , HCl concentrado -Columbita (Fe, Mn)Nb2O6 . Agente lixiviante: HF concentrado.

-Tantalita (Fe,Mn)Ta2O6. Agente lixiviante: HF concentrado. -Pirocloro(Ca,Ba)Nb2O6*NaF. Agente lixiviante: HF concentrado. -Wolframita (Fe,Mn)WO4 .Agente lixiviante: HCl concentrado. ¿Cuáles son los principales errores cometidos en el desarrollo de su prueba? ¿Cómo corregirlos? Para la lixiviación por agitación se requiere que este mineral esté finamente molido y en húmedo, en el laboratorio nos proporcionaros un mineral que desconocíamos su composición y contenido de cobre, es necesario conocer esto para escoger el método más adecuado para su lixiviación , ya que no sabemos si lo más conveniente era lixiviarlo por agitación. Asimismo, se utilizó un vaso de precipitación y no un reactor. Podríamos corregir esto tratando un mineral de más fino y que haya pasado por más etapas de conminución , por que cuando mas pequeña es la partícula , la cinética es mayor. Asimismo, aplicar una prueba analítica de yodometría .Además, se puede utilizar un reactor que tenga baffle y reduzca el vórtice en la agitación evitando que las partículas de mineral se desprendan de la mezcla. Velocidades de dilución de las principales especies de cobre, a 25°C, al ser expuestas a una solución de ácido sulfúrico diluido, ordenadas según sus cinéticas relativas. Cinética relativa

Tiempo de referencia Especies minerales de cobre

Muy rápida (temperatura ambiente)

Segundos a minutos disolución es completa

Carbonatos (malaquita, azurita)

Rápida (requiere mayor acidez)

Horas /disolución es completa

Óxidos cúpricos (tenorita) y silicatos (crisocola)

Moderada (requieren oxidante)

Días a semanas / disolución puede no ser completa

Cobre nativo, óxidos cuprosos

Lenta (requieren oxidante)

Semanas a meses Sulfuros simples (calcosina, digenita, /disolución puede ser djurleita, covelina) incompleta años/

Muy lenta (requieren oxidante)

disolución es incompleta

Sulfuros complejos (bornita, calcopirita, enargita, tetraedrita)

Fuente: tabla extraída de capítulo 7 Hidrometalurgia , Domic M.

9. ¿Cuáles son las ventajas de usar el ácido sulfúrico como lixiviante? ¿Cuál es el costo de este lixiviante? El bajo costo, la disponibilidad de ácido, corrosión mínima , además, en el proceso de electrowinning ocurre la regeneración de ácido sulfúrico, en el caso de los sulfuros debido a la oxidación del azufre. Asimismo, bajo condiciones apropiadas el exceso de azufre en el concentrado se puede remover como azufre elemental o como sulfato de hierro básico (jarosita) para una disposición fácil.

RECUPERACIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO

10. Industrialmente, como se realiza una lixiviación en botaderos para la lixiviación minerales marginales ( sulfuros de baja ley) El tratamiento directo de los minerales sulfurados en botaderos se utiliza la biolixiviación por la cual se puede recuperar el cobre, el caso de la mina Radomiro Tomic ubicada en Chile.

II. CONCLUSIONES -Se realizó la lixiviación de una muestra de mineral cuprífero, obteniéndose al final una solución rica de sulfato de cobre (CuSO4), con, además, presencia de sulfato de hierro (FeSO4) -Se calcularon y realizaron las recargas de ácido concentrado (H2SO4) al proceso de lixiviación, ocurriendo estas a los 10, 20, 30 y 40 minutos, siendo de 0,96 ml, 1,02 ml, 1,09 ml y 1,11 ml respectivamente.

-Se realizó y analizo la gráfica del consumo de ácido por el tiempo transcurrido en lixiviación, observándose los requerimientos de ácido son mayores conforme transcurre el tiempo. -A los 40 minutos se recuperó la máxima cantidad de cobre, siendo esta de un 66,16%. Asimismo , en los primero 20 minutos se observó la mayor extracción (49,82%) de cobre con respecto al tiempo de lixiviación total. III.

BIBLIOGRAFÍA

-Surco, M. (2012). Optimización del proceso de aglomeración y lixiviación en una planta de lixiviación de cobre. -Universidad nacional de Ingeniería, Lima. Recuperado el 19 de marzo del 2019 de http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/1355/1/surco_am.pdf -Hidrometalurgia :Fundamentos, procesos y aplicaciones. Esteban M., Domic M.