PROCESAMIENTO DE MINERALES II EXTRACCION POR SOLVENTES Laboratorio Nº: 7 Sección: C11-04-A Integrantes:
Proesor: !ec"a #e rea$i%ación: 29/03/16 !ec"a #e entrega: 30/03/16
2016-I
I.
INTRODUCCIÓN La extr extrac acci ción ón por por solv solven ente tess es una una técn técnic ica a de trata tratami mien ento to para para la purificación de soluciones, que consiste en usar un solvente (un líquido capaz de disolver otra sustancia) para separar o retirar una sustancia de interés o un contaminante de manera selectiva, no destruyéndolos más al contrario concentrándolos para que después puedan ser tratados por otra técnica. Esto permite tratar a la sustancia de interés de una manera
select selectiva iva e indivi individua dual,l, además además de ser una técnic técnica a amien amiental talmen mente te ami!ale, pues no produce emisiones a la atmosfera, y permite tratar !rande !randess cantid cantidad ades es de soluc solución ión,, con la posii posiilida lidad d de re!ene re!enerar rar el extractante para su re"uso. La extracción por solventes es un proceso que resulta eficaz y eficiente en función del costo para la separación de un determinado componente y su concentración para un tratamiento ulterior.
II.
OBJETIVOS Evaluar la lixiviación del core de soluciones de lixiviación li xiviación ácida. #tilizar la técnica de extracción por solventes.
$eparar y concentrar los iones %u &'
III.
FUNDAMENTO TEORICO
La extracción por solventes aplicada a la Hidrometalúrgia es una operación unitaria para la purifcación y concentración de una amplia variedad de metales. Esta consiste en el contacto de una ase orgánica que contiene un extrayente con una ase acuosa que
contiene el metal de interés. El extrayente reacciona químicamente con el metal para ormar un compleo organo!metal el cual es solu"le en la ase orgánica. Las impure#as por lo general no reaccionan con el extrayente y se quedan en la ase acuosa. La ase orgánica que contiene el compleo organo !metal es separada de la ase acuosa. El metal es recuperado y concentrado en otra ase acuosa por la reacción química inversa. La extracción por solventes ue primeramente aplicada a metales de alto valor$ pero en la actualidad la tecnología es aplicada a metales de menor valor dada la disponi"ilidad de nuevos extrayentes con meor selectividad$ cinética más rápida y tiempos de li"eración de las ases más cortos y tam"ién al reciente desarrollo de equipos más efcientes. Extracción: Es la operación de transerir el metal de interés de la
ase acuosa %&limentación '()* a la ase orgánica. El circuito de extracción produce una ase orgánica cargada que contiene el metal de valor y una ase acuosa agotada del metal conocido como refnado. El refnado es enviado para un tratamiento posterior o como e+uente. Lavado: Es al remoción selectiva de impure#as de metales de la ase
orgánica cargada por tratamiento con solución de lavado resca o con una sangría del licor de re!extracción. La solución de lavado agotada es generalmente com"inada con la alimentación. La ase orgánica lavada con el metal de interés es enviada al proceso de re!extracción Re-extracción: Es el proceso de remoción del metal de valor de la
ase orgánica lavada mediante la reacción química inversa de la extracción. ,ormalmente se reali#a en condiciones dadas para producir un licor de re!extracción con una alta concentración del metal de valor. El licor de re!extracción es el producto del circuito de la extracción por solventes %')*. Regeneración: Es el tratamiento de la ase orgánica re!extraída para
la remoción de los metales que no ueron lavados o re!extraídos o para la remoción de productos de la ase orgánica degradada. La operación de regeneración produce una ase orgánica regenerada para su recirculación a la operación de extracción como alimentación de orgánica. El licor regenerante agotado es enviado para su procesamiento posterior o al tratamiento de e+uentes.
Proceso de industria de e!tracci"n #or so$entes
*.+" -lanta de extracción por solvente
*.+'"dia!rama de procesos de concentración
*.+"flu/o de etapas de la extracción por solvente
IV.
PROCEDIMIENTO E%PERIMENTA&
E)-&//01, 21 '1L3E,-E 67 8 volumen Lix 9:; disuelto en
E)-&//0=,
1(& ?4(4
'olución rica y solución orgánica En una pera
&gitamos vigorosamente
Aase orgánica cargada
&cide# > 7g(l
@ min
Aase acuosa
EE)-&//0=,
Aase orgánica cargada y solución ácida acuosa %655g(L H6'1;* &gitamos poral79B8. minutos
Aase orgánica descargada
'olución del electrolito cargado
PASO '( 0aloramos la solución rica en core que se utilizara para poder conocer inicialmente su concentración.
*.+"solución rica en core
PASO )( ntroducir la solución rica y el or!ánico en la pera de decantación. 1apar la pera y a!itar vi!orosamente con suficiente ener!ía para que 2aya una mezcla entre la fase or!ánica y la fase acuosa. Lue!o arimos la válvula y de/amos care la solución acuosa.
Aase acuosa
*.+'"mezcla or!ánico con solución rica en core.
PASO *( 0aloramos la solución acuosa descar!ada con caronato de sodio +. 3 para determinar la concentración.
*.+" titulación de fase acuosa
PASO +( 4!re!amos la solución concentrada de ácido a la pera con la solución or!ánica car!ada de core y a!itamos vi!orosamente por 5 minutos.
*.+6" mezcla or!ánico car!ado con solución de ácido
PASO ,( 1itulamos la solución electrolítica final con caronato de sodio +. 3 para determinar la concentración de esta después de la reextración.
*"+5" solución de core de reextración
V.
RESU&TADOS
VI.
OBSERVACION •
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•
•
3uestra acidez de -L$ dee ser menor de 5 !7L de acidez esto es deido a lo cual por cada core que se le repondrá se !enerara dos 2idró!enos por lo cual la solución cada vez se 2ará las ácido. Lo mismo al 2acer la re extracción la solución se pondrá menos ácido que su concentración inicial. 8ientras más 9erosene a!re!uemos al L: ;<6, notaremos que se vuelve muc2o más acuosa, El =erosene es usada para disminuir la viscosidad del L: ;<6. 4l 2acer la valoración de nuestro ácido preparado el consumo de solución ásica fue notale, esto era de esperarse ya que el ácido preparado tenía una alta concentración inicial.
•
•
La separación de las fases cuando mezclamos el L: ;<6 y el -L$, fue muy efectiva. Las dudas que se ten!an en el laoratorio es recomendale decírselas al profesor para así evitar desperfectos en la realización del laoratorio.
El color verde C a#ul de la solución indica"a la presencia de iones /u •
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-am"ién se verifca que el extractante no se disuelve en la ase acuosa$ o "ien$ su disolución es desprecia"le y que el solvente de la ase orgánica no extrae co"re. 'e o"serva que la solución acuosa queda en la parte inerior. Es importante al momento de me#clado en la pera de decantación Dacer "ien la me#cla agitando uertemente para que se com"ine totalmente y pueda Da"er una extracción eectiva. Los tiempos son determinativos$ es decir va in+uir en cuanto a mayor recuperación o menor y este se verán en los siguientes procesos. En la extracción por solventes no conviene que Daya una emulsión esta"le porque esto impide la extracción de co"re$ por eso es importante tener en cuenta la continuidad de las ases que nos ayuda a evitar esto.
VII. CONC&USIONES •
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•
En la etapa de extracción es en donde se pudo apreciar el color del vitriolo azul que nos indica la presencia de sulfato de core La a!itación al final del procedimiento (etapa de extracción) /ue!a un papel muy imperante ya que si la a!itación fue constante y por un uen tiempo la extracción será mayor, por lo tanto tendremos una solución de sulfato de core muc2o más rica. #samos =erosene en la dilución del L:, porque es considerado uno de los solventes menos inflamales.
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$e estudió la lixiviación de core de soluciones de lixiviación ácida mediante la técnica de extracción por solventes. $e aprendió el proceso de separación y concentración de los iones core en la extracción por solventes. $e aprendió a preparar solventes utilizando tanto las concentraciones adecuadas de diluyente como de a!ente de extracción.
VIII. OBSERVACIONES •
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1raa/ar con !uantes es importante ya que se manipulara ácido sulf>rico a concentraciones elevadas. $e podría recomendar el uso de mascarillas ya que el olor del 9erosene es fuerte, del mismo modo el ácido sulf>rico, ya que es tóxico. 0erificar siempre el estado de los equipos a utilizar, antes de realizar el laoratorio
•
3o de/ar caer nin!una !ota de ácido, para así evitar el deterioro de los materiales y evitar que uno de nuestros compa?eros se queme al apoyarse.
VI. CUESTIONARIO '-Por /u0 es necesario rea1ustar a acide2 de a souci"n rica antes de su contacto con e or34nico5 6u0 7unci"n cu8#e e 4cido en e #roceso S%5 Es necesario rea/ustar la acidez de la solución tica antes que entre en contacto con el extractante or!ánico porque en este proceso se controla el p@ de la solución acuosa. El p@ es muy importante en el proceso de $: porque 2ace que el extractante or!ánico actué selectivamente atrapando a los iones %u '& y de/ando de lado las impurezas.
Las reacciones que ocurren en el proceso de $: son dependientes de la acidez o p@ en el circuito es por ello que el ácido /ue!a un papel importante.
)-6u0 8ediciones 9 ensa9es es necesario e7ectuar a ea:orar e :aance 8eta;r3ico de una #rue:a S%5 "Aelación de flu/o or!ánico 7flu/o acuoso, B74, medidos en las estapas de extracción y de descar!a. "1iempo de residencia en mezcladores. "lu/o total en cada equipo (m 7min) y equivalencia de (m 72) de flu/o acuoso tratado.
*-6u0 son os reacti$os &I%5 Indicar a3unas #ro#iedades 9 #ar48etros de tra:a1o de reacti$o &I%-<=+. Los productos L: son oximas de alta selectividad extrantantes que cumplen la función de purificar y concentrar el elemento deseado. Los reactivos L: se pueden utilizar como componentes puros mezclados en función de las características de las soluciones -L$ y las necesidades de la planta.
+6u0 se8e1an2as 9 di7erencias >a9 entre e #roceso de recu#eraci"n de co:re #or e!tracci"n #or so$entes 9 a recu#eraci"n de oro con car:"n acti$ado5 CiferenciasD "$e utiliza diferentes a!entes lixivianteD ácido sulf>rico para el core y cianuro para el oro. "-ara la purificación del metal se utiliza un extractante or!ánico para el core y el carón activado para el oro. "El proceso requiere a!itación para el core por medio de equipos de a!itación y para el oro columnas de lec2o fluidizado o lec2o fi/o. $eme/anzasD "Los metales de interés viene de un proceso de lixiviación. "1anto el carón activado como el exctractante or!ánico pueden ser re!enerados para volver a un proceso anterior. "El proceso de adsorción y desorción para el oro con la extracción y re" extracción para el core presentan el mismo principio de concentración.
,-6u0 condiciones de:e cu8#ir e diu9ente or34nico 9 cu4es son os 84s utii2ados5 "$er capaz de disolver el extractante y de mantenerlo en la solución. "1ener a/a densidad y viscosidad.
"1ener estailidad química. "-resentar a/a soluilidad en la fase acuosa. "-oseer un alto punto de inflamación, a/a toxicidad y a/a tasa de evaporación.
Diu9entes 84s utii2ados(
?-Para /ue sir$e 9 co8o se constru9e e dia3ra8a Mc Ca:e T>iee5 Di:u1ar un es/ue8a de este dia3ra8a. El con/unto de la isoterma de distriución ó equilirio y la línea de operación constituyen el C4*A484 CE B-EA4%3 B C4*A484 CE 8% %4FE 1@ELE, el cual es utilizado para calcular el n>mero teórico de etapas o pisos en sistema $:. La isoterma de distriución es fi/a, y depende solo de la química del sistema. La línea de operación se asa en el alance de masa, varia con la razón 47B y las concentraciones de metal en la entrada y salida del sistema.
@-En /ue #antas #eruanas se e8#ea e #roceso de e!tracci"n #or so$entes5 $e emplea enD •
$B#1@EA3 -EA# %B--EA %BA-BA41B3
•
%4G484AH#LL4 $.4.
•
%B8-4IJ4 83EA4 8L-B $.4.
•
%EAAB 0EACE
=-A /ue se deno8ina Borras5 $e le denomina orras a la interface que se produce lue!o de la sedimentación, es producido por el arrastre de finos en la solución rica.
<-ra7icar a isoter8a de e!tracci"n 9 ineas de o#eraci"n #ara cada caso( IX.
PRESENTACION DE RESULTOS o!"#en de PLS: 455ml o!"#en de RA$$: 455ml aprox.
o!"#en Org%nico De&cargado: 455mL %678 L0) C B78
erosene*
o!"#en de Org%nico Cargado: 455mL aprox. o!"#en de E!ectro!ito De&cargado: 455mL %1(& ?6(4* o!"#en de E!ectro!ito Cargado: 455mL aprox. '(SO): 644.5@ g(L %E. F.*
*. Tit"!ación de! E!ectro!ito De&cargado. Valoración de H2SO4 guardado y regulación a 200g/L .
E.D. +"e&tra ,#L
Na(CO /a&tado ,#L
*
;@.4
644.49
*
;@.5
645.B5
*
;@.4
644.49
Pro#edio de '(SO) Concentración ,g0L
H 2 SO 4 ( g / L )=
V Na
2
CO3
H 2 SO4 ( g / L ) Medio =
644.5@
× 4.9
V H SO 2
'(SO) Concentración ,g0L
4
V Na CO × 4.9 2
3
1
H 2 SO 4 ( g / L ) Medio =211 . 03 g / L
(. Tit"!ación de! PLS. Valoración de Sol. Enriquecida de Cu y regulación a 5g/L (máimo!. +"e&tra de PLS ,#L
Na(CO /a&tado ,#L
'(SO) Concentración
,g0L
6.5@
*
9.9G 9.9G
Pro#edio de '(SO) Concentración ,g0L
H 2 SO 4 ( g / L )=
V Na
2
CO3
× 4.9
V H SO 2
H 2 SO4 ( g / L ) Medio =
4
V Na CO × 4.9 2
3
1
H 2 SO4
()
g Medio=9 . 96 g / L L
[ g / L ] ×V =[ g / L ] ×V 9,96 × 50 =5 ×( 50 + X ) 50
+ X =98.9
X = 48 . 9 mL
+"e&tra de PLS ,#L
Na(CO /a&tado ,#L
5.:@
*
;.5: ;.5:
Pro#edio de '(SO) Concentración ,g0L
H 2 SO 4 ( g / L )=
V Na
2
CO3
× 4.9
V H SO 2
H 2 SO4 ( g / L ) Medio =
'(SO) Concentración ,g0L
4
V Na CO × 4.9 2
3
1
H 2 SO4
()
g Medio= 4 . 08 g / L L
Fe esta manera se "aó la acide# del 2L' de 9$;9 a ;$5:g(L$ adicionando ;:$9mL de agua a una alícuota de solución de 75mL$ de la cual luego se volvió a tomar sólo 75mL para el experimento. . Tit"!ación de! RA$$. RA$$ +"e&tra ,#L
Na(CO /a&tado ,#L
5.9
*
;.;4 ;.;4
Pro#edio de '(SO) Concentración ,g0L
H 2 SO 4 ( g / L )=
V Na
2
CO3
× 4.9
V H SO 2
H 2 SO4 ( g / L ) Medio =
'(SO) Concentración ,g0L
4
V Na CO × 4.9 2
3
1
H 2 SO 4
()
g Medio= 4 . 41 g / L L
). Tit"!ación de! E!ectro!ito Cargado. E.C. +"e&tra ,#L
Na(CO /a&tado ,#L
*
@:.:
Pro#edio de '(SO) Concentración ,g0L
H 2 SO 4 ( g / L )=
V Na
2
CO3
× 4.9
V H SO 2
H 2 SO4 ( g / L ) Medio =
4
V Na CO × 4.9 2
3
1
'(SO) Concentración ,g0L
495.46 495.46
H 2 SO 4
()
g Medio=190 . 12 g / L L