Informe de Laboratorio Hidro Final

Universidad de La Serena Facultad de Ingeniería Área Metalurgia

INFORME LABORATORIO HIDROMETALURGIA

Integrantes :

Cristopher Rojas Joaquín Sotomayor Hernán Alvarez Manuel Gutierrez

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Introducción

Como se sabe la hidrometalurgia cada vez juega un papel más importante dentro de la metalúrgica, ya que es en esta donde se pueden realizar procesos o innovar procesos para la mejor obtención de resultados y también da la opción de mejorar la calidad. Como se sabe, sabe, los procesos procesos Hidrometalúrgicos Hidrometalúrgicos permiten permiten el tratamiento de minerales minerales de bajas leyes o minerales de desecho desecho (desmontes y relaves); además, además, permiten el beneficio de menas de mineral relativamente pequeñas. Los procesos Hidrometalurgicos generalmente requieren de un capital menor que el utilizado en en los procesos de fusión, fusión, y las operaciones Hidrometalurgias Hidrometalurgias son relativamente fáciles de controlar. Por otra parte los procesos hidrometalurgicos poseen ventajas con respectos a otros procesos de obtención de metales, ya que poseen una baja tasa de contaminación con respecto a ellos, ya que los procesos unitarios son más controlables. También poseen un bajo costos de inversión. Los procesos hidrometalurgicos hidrometalurgicos se pueden pueden dividir en tres tres operaciones operaciones unitarias proporcionales: lixiviación o disolución del del metal metal útil en solución, solución, concentración concentración y/o purificación de la solución rica, y finalmente, recuperación recuperación del metal. Este laboratorio se ha dividido en tres etapas LIXIVIACIÓN, FERROCEMENTACIÓN, Y EXTRACCION POR SOLVENTES, SOLVENTES , las cuales se deberán realizarse en forma continuada y cuidando de no perder ni contaminar las muestras. muestras.







Objetivos

  

Llevar a la práctica las operaciones unitarias de un proceso hidrometalúrgico. Aplicar la Lixiviación por Percolación en estanques. Aplicar y conocer los mecanismos de la Ferrocementación y de Extracción por Solventes.



Manejo y preparación de soluciones.



Medición de concentraciones en solución por titulación.



Realizar y visualizar la electro-obtención electro-obtención de Cobre.







Lixiviación de minerales oxidados de cobre por percolación

Preparación de la muestra: Preparar 2500 grs. De muestra de una mena de mineral oxidado de cobre cobre y chancarlo a -1/4” + 10# Ty.



Homogenizar la muestra y mediante cuarteos sucesivos extraer extraer aproximadamente 500 grs. de mineral, que deberán ser ser preparados bajo 100 # Ty para análisis químico, químico, con el mineral restante preparar dos paquetes, paquetes, uno para lixiviación y el otro quedara para testigo.



2553 grs.

1277 grs.

639 grs.

-

1277 grs.

639 grs.

639 grs.

639 grs.

La muestra destinada a análisis químico tiene estar en un 100% bajo las 200# ty, para determinar la ley de cabeza. Los pesos reales de las muestras fueron. - M1 = 1.0020 g - M2 = 1.0024 g - Muestra análisis químico = 639 g







Determinación de la ley de cabeza Objetivo: Determinar la ley de cabeza de la muestra a través de un análisis químico utilizando el método parker. Cálculos: Titulo [grs/ml] × gasto de KCN [ml]

Ley =



X 100

Cantidad de muestra [grs.]

Datos: El titulo es 0,005 [grs/ml]. Análisis nº 1: Gramos de muestra = 1,0075 grs. Gasto = 6,0 ml 0,005 [grs/ml] × 6,3 [ml]

Ley

=

  

× 100

1,0020 [grs.]

Ley1 = 3,143 %

Análisis nº 2: Gramos de muestra = 1,0070 grs. Gasto = 5,8 ml. 0,005 [grs/ml] × 6,3 [ml]

Ley

=

  

1,0024 [grs]

Ley2 = 3,142 % Ley promedio final: Ley1 + Ley2

Leyp

=



× 100







1. Recuperación en etapa de lixiviación: Producto

Peso gr

Volumen L

Ley %

Fino gr

-------

Concentración g/l 13,25

Sol. rica

--------

1,79

Sol.lavado Ripio

-------1187,2

0,97 -------

------1,39

2,0 ----------

1,94 16,5

Cabeza

1277

-------

3,3

----------

42,16

Recuperación %

23,72

A) Balance metalúrgico metalúrgico por por solución Masa = concentración x volumen Masa= 13,25 x 1,79 1,79 = 23,72 gr Masa = 2,0 x 0,97 = 1,94 Fino de ripio = (peso x ley) /100 Fino de ripio = (1187,2 x 1,39) / 100 = 16,50 gr Ley de cabeza calculada = (fino de cabeza x 100) / peso de cabeza Ley de cabeza cabeza calculada = (42,16 x 100) /1277 = 3,3 % Recuperación = (fino recuperado recuperado x 100) /fino de de cabeza = (25,66 x 100)/42,16 = 60,86 % B) balance metalúrgico por sólidos Peso de cabeza = 1277 gr Ley de cabeza analizada = 3,14% Fino de cabeza = (peso x ley) /100 Fino de cabeza = (1277 x 3,14) / 100 = 40,10 gr Peso de ripio = 1187,2 gr Ley de ripio = 1,39 % Fino de ripio = (peso x ley) /100 Fino de ripio = (1187,2 x 1,39) / 100 = 16,50 gr Recuperación = ((fino de cabeza – fino de ripio)/ fino de cabeza) x 100 Recuperación =((40,10 -16,50)/ -16,50)/ 40,10) x 100 = 58,85%

60,86









2. Consumo de ácido: Primer ataque: [H+]inicial = 50,25 g/l Vol inicial =1,2 L Grs H+inicial = 60 ,30 [H+]final = 23 g/l Vol final =1,188 L Grs H+final = 27,32 Grs H+inicial - Grs H+final = 60,30 -27,32 -27,32 = 32,98 grs H+ Segundo ataque: [H+]inicial = 50,25 g/l Vol inicial = 1,0 L Grs H+inicial = 50,25 [H+]inicial =33,13 g/l Vol inicial = 0,9 L Grs H+inicial = 29,82 Grs H+inicial - Grs H+final = 50,25 -29,82 = 20,43grs de H + Grs H+ 1ºataque + Grs H+2º ataque = 32,98 + 20,43 = 53,41 grs Gramos totales de acido consumido 53,41 gr de H + Consumo de acido = kg acido / kg Cu recuperado Consumo de acido = 53,41 /25,66 =2,08







4. Humedad: %humedad =

(peso ripio húmedo – peso ripio seco) Peso ripio húmedo

%humedad =

(1284,5 – 1284,2) 1284,5

x

x

100

100 = 7,57%

El porcentaje de humedad en el ripio es de 7,57%

5. Recuperación en etapa de ferrocementación: Vol de solución rica = 1,79 L Concentración de cobre = 13,25 g/l Fino de cabeza = 1,79 L x 13,25 g/l = 23,72 gr Fino recuperado = 2,0595 gr Ley del precipitado = 88,5 % Fino de Cu recuperado= 18,23 gr Recuperación = (fino de Cu recuperado / fino de cabeza) x100 Recuperación = (18,23 /23,72) x 100 = 76,85 % Falto un mayor tiempo para una mejor precipitación

6. Tiempo de precipitación:

7. Consumo de hierro: Consumo estequiometrico estequiometrico = 0,88 kg Fe/kg de Cu fino recuperado







Primer ataque: Objetivos:

A continuación se hará el primer ataque con ácido sulfúrico con objeto de propiamente tal el material obtenido de la l a muestra chancada.

lixiviar

Desarrollo: -

Alimentar el estanque percolador con la cantidad de muestra obtenida, en nuestro caso 1276,7 [grs.]. Se preparará una solución de ácido sulfúrico al 5% p/v a la cual se le debe determinar posteriormente su concentración real. Después se deberá agregar por el ducto central del estanque con el fin de que la solución escurra desde abajo hacia arriba para la expulsión de los gases presentes en los huecos, el nivel de la solución en el estanque debe ser 1 a 2 cm. sobre la línea horizontal que presenta el mineral. Después que se introduzca una cantidad de ácido al estanque se deberá medir cuanto se agrego restándole a la cantidad inicial (1400 ml) .

PREPARACIÓN: -

Necesitamos una [H+] de 5% P/V = 50 g/l Los gramos que necesitamos para la preparación son (50g * 1500 cc)/ 1000 cc, entonces se agregaran 70 g de H+

a. Cálculo de los ml de ácido para la preparación: Datos: -. Pureza = 96%. -. Densidad Densidad = 1,84 grs/ml Gramos de ácido puro en la solución a preparar: 1400 ml × 5% (p/v) = 70 grs. de ácido puro.

Volumen (en ml) de ácidos que se necesitan para preparar la solución de 1400 ml al 5%:

gr acido Vol Acido =



(ds ac)

70 gr =



1,84 gr/ml

0,96

= 39,63 ml







Concentración de ácido:

Concentración de ácido =

Titulo de Na2CO3 [grs/ml] x gasto de Na2CO3 [ml] x 1000 Volumen de solución tomada [ml]

De donde el titulo de Na 2CO3 es 0,005 (grs/ml) Análisis nº 1: ml de muestra = 2,0 ml. Gasto = 20,1ml. [H+] = 0,005 [grs./ml]× 20,1[ml] × 1000 1000 2,0 [ml] [H+] = 50,25 [grs/lt] [grs/lt]

Tabla de registro de datos del primer ataque.

Tiempo Min.

0 15 30 45 60

Gasto KCN

Gasto NA2CO3

3,50 4,5 5,0

20,10 13,00 11,00 9,5

5,6

9,2

Gramos Concentración Concentración Gramos de de H+ de Cobre[gr/l] De Ácido[gr/l] Cu

8,75 11,25 12,5

50,25 32,50 27,50 23,75

10,50 13,36 14,90

60,30 39,00 32,89 28,31

14,00

23,00

16,63

27,32

Grafico primer ataque:

[Cu++] v/s [H+]

Volumen de Solución

Recuperación [%]

1.20 1.196 1.192

26,19 33,57 37,17

1.188

41,48







- Segundo ataque. Objetivo: Con el objeto de lixiviar las partículas que aún no lo han hecho es que se hará un segundo ataque a la muestra para obtener mejores resultados en la recuperación total de la muestra muestra

Tiempo Min. 0 15 45 75 60

Gasto KCN 2,3 2,5 2,9 4,8

Gasto NA2CO3

20,10 17,30 16,00 14,40 13,25

Gramos Concentración Concentración de Gramos De de Cobre[gr/l] de Ácido[gr/l] Cu Acido 50,25 50,25 5,75 43,25 5,75 43,25 6,25 40,00 6,23 39,84 7,25 36,00 7,19 35,71 12,00 33,13 10,80 29,82

Volumen de Solución. 1,000 1,000 0,996 0,992 0,900

Segundo ataque

[Cu++] v/s [H+] 60 50 n ó i c a r t n e c n o C

40 30 20 10

[Cu++] [H+]

Recuperación [%] 14,34 15,53 17,94 26,94









Recuperación en etapa de lixiviación Balance metalúrgico por solución

Fc-fr = fl+fr 24,099=25,66

Conclusión de esta etapa Poco tiempo de lixiviación y a demás presencia de mineral sulfurado







DIAGRAMA DE FLUJO Óxidos de Cobre Cu soluble

Sulfuros de Cobre Cu insoluble

Chancado

Chancado

Lixiviación en pilas Molienda

RELAVE

Concentración por Flotación

Concentrado 25-35%

ESCORIA

Fundición

Cu++ + 2e -> Cu° Fe° + 2e -> Fe+ Cu++ + Fe° -> Cu° + Fe++

Extracción por solventes

Precipitación

Precipitado

2RH+Cu++ -> R2Cu +2H+

Cristalización







CONCLUSIÓN: En esta experiencia de laboratorio, los procesos realizados resultan fundamental la toma de muestras representativas, como también que los procesos sean bien realizados, ya que por tratarse de procesos que dependen entre sí los errores pueden ser trasladados de un proceso a otro. otro . Al analizar los balances metalúrgicos por sólidos y por soluciones, encontramos con una incongruencia entre el valor calculado y analizado de la ley de de cabeza. Hemos asociamos esta diferencia entre uno y otro valor, a una mala titulación titulación de la concentración de cobre en el ripio. Esto reflejado a las variantes que presentaban los datos recolectados. Por otra lado, deducimos que la alteración de los análisis químicos durante toda toda la experiencias se deben a, la naturaleza naturaleza altamente básica de la mena y la presencia dominante de minerales calcáreos de cobre. Notando la gran eficiencia que tienen los balances de fino, tanto en solidos como en solución, para definir la eficiencia de los procesos hidrometalúrgicos utilizados, a través de la recuperación metalúrgica.

Informe de Laboratorio Hidro Final

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