Indice I.Título II. Objetivos generales III. Justifcación IV. Marco teórico 4.1. Antecedentes 4.2. unda!entos ter!odin"!icos 4.2.1. #eacciones $uí!icas 4.2.2. #eacciones electro$uí!icas 4.2.%. &iagra!a '()*( 4.2.4. &iagra!a '+),+ del agua V. Inter,retación del diagra!a '+),+ del cobre en agua VI. -iiviación /.1. 0intica de reacción /.2. &efniciones /.%. 'ta,as de la reacción VII. *rocesos $uí!icos de la liiviación .1. -iiviación de los sul3uros !ediante bacterias VIII. Mtodo de liiviación I. 0e!entación 5.1. *roceso $uí!ico de la ce!entación
5.2. 0intica de la ce!entación . 6ibliogra3ía I. Aneos
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE MINAS ESCUELA DE INGENERIA QUIMICA TEMA:
HIDROMETALURGIA DEL COBRE ALUMNOS:
FLORES CALLE EUNICE MOGOLLON GALLO MIRIAN ÑIQUE RIOS MARISOL SOTO GARAY JUNIOR
PROFESOR:
Ing. GUIDO TICONA OLARTE CURSO:
CINETICA Y CATALISIS CATALISIS
PIURA -2011
I7T#O&800IO7
Por hidrometalurgia se entiende los procesos de lixiviación selectiva (disolución) de los componentes valiosos de las menas y su posterior recuperación de la solución por diferentes métodos. El nombre de hidrometalurgia se reere al empleo generalizado de soluciones acuosas como agente de disolución. a hidro!electrometalurgia comprende el con"unto de procesos de lixiviación y precipitación por medio de electrólisis# donde los procesos electro$u%micos son precedidos por los procesos hidrometal&rgicos. as técnicas hidrometal&rgicas para la extracción del 'obre se aplica principalmente a los minerales de cobre con ox%geno y a los desechos de óxidos y sulfuros de ba"a ley. proximadamente se produce ***** toneladas de cobre al a+o. Por técnicas hidrometalurgicas $ue representan el ,- de la producción mundial del cobre a partir de minerales.
I. TIT8-O9
:+I&#OM'TA-;#
II. O6J'TIVO> <'7'#A-'>9 •
•
/escribir y exponer las técnicas $ue se utilizan para la extracción hidrometal&rgia del cobre. /eterminar los métodos hidrometalurgicos mediante ecuaciones cinéticas.
III. J8>TII0A0IO79 a hidrometalurgia es un tema derivado muy importante por$ue nos permite conocer las técnicas m0s usadas para la extracción del 'obre en las mineras# por tal motivo debe ser estudiado y entendido rigurosamente y a la vez promover mas investigación acerca del tema para me"orar o dise+ar un proceso $ue me"ore las técnicas de extracción y reduzca los costos de energ%a involucrados. simismo reduciendo al m%nimo las contaminaciones1 adem0s el 'obre es un material met0lico muy usado en la actualidad en muchos productos (electrónicos# $u%micos# etc.)# utilizado para me"orar la calidad de vida de las personas.
IV. MA#0O T'O#I0O9 4.1.A7T'0'&'7T'>
•
•
NORQUIMICA S.A. “PLANTA HIDROMETALURGICA PRECIPITACION DE COBRE CON INC METALICO! IQUIQUE I REGION DE TARAPACA DICIEMBRE 200". “PLANTA HIDROMETALURGICA DE COBRE DE COROCORO! BOLI#IA “PLANTA HIDROMETALURGICA DE COBRE DE CERRO #ERDE! AREQUIPA - PERU NO#IEMBRE 200$
4.2 unda!entos Ter!odin"!icos 4.2.1 #eacción ?uí!ica En la pr0ctica# se acostumbra escribir una reacción $u%mica# ba"o la forma 2 %1& aA 3 bB 4 cC 3 dD En %1&'
(' )' *' +, C/*n 34567* A' B, R(*(n C' D, P7+4*
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'je!,lo S *n+7( 8( 7(**=n C4O K 2HK C42K K H2O
%Cn*n7(*n n 58@87&
4.2.2 #eacción 'lectro$uí!ica9 P7 8 gn7(8' 4n( 7(**=n 8*734;5*( % 5 7(**=n&' +*7 n 34 :(7*:(n (+5< 8*7n' *7) n 8 n+ + 8( 7+4**=n %*(:(*=n + 8*7n&. %$& En %$&' O. , E:* +(n R+. , E:* 7+4*7( n , N57 + 8*7n 34 :(7*:(n n 8( 7(**=n L( *n+*=n + 348)7 :(7( 4n 5( 8*734;5* ,
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S *n+7( 8( 5 7(**=n, C42K K 2 - C4
R48(+ :(7( +/7n *n*n7(*n + *)7 ,
4.2.% &iagra!as '( @ ,+9 L( /75( 5< *n9nn + 7:7n(7 8( 75+n<5*( + 5( (*4 n /75( g7
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01210 Diagra.a E3 4 /5 !el ag'a
P4 34 < *n+7(n+ 8 348)7 75+n<5* + :* n 84*=n (*4(' 789(n n*847 n 8 +(g7(5( E - :H 8 8;5 + ()8+(+ +8 (g4(. L( 5 7(**n ( *n+7(7 n,
En 5+ (*+
En 5+ )<*
O+(*=n
2 H2O O2 K
E? 1.2 #
R+4**=n O+(*=n
HK K 2 HKK 2 H2 OH- O2 K 2
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H2O K 2 H2O K 2 - H2 E? -0. #
K2 OHP(7( *(8*48(7 4n +(g7(5( + P47)(' 48(n 8( *4(*n + 8( 7(**n n 5+ <*+' 8( *4(8
Cn*n7(*=n n n HK > 8 :H. 6 O7i!a"i#n 2 52O 8+9 O2 0 5 0e4 E% + ;12< V
6 Re!'""i#n 2 5 2 e4 8+9 52 E% + , V
P(7( PH2 1 (5 > PO2 1 (5' 8( *4(*n %11& > %12& 5:8/*(n ( ,
E( + *4(*n *77:n+n ( 7*( + :n+n %-0.0& > 547(n n 8( /g47( .2.. Sg4n. L( 7g=n n7 8( 8;n( 8 <7( + ()8+(+ T75+n<5*( +8 (g4( )( 4n( :7=n + 1 (5 > :(7( 4n( 5:7(47( + 2" ?C.
+ rea de estabilidad
Eh
S :7n( ( *nn4(*=n 8( *n74**=n - 5:8/*(+( - > 4 +8 +(g7(5( E - :H :(7( 8 *( +8 5( C4 - H2O. Cn+7(5 (*9+(+ 4n(7( :(7( +( 8( :* 5<8*( n 84*=n. E +(g7(5( (+*4(+ :(7( (n(8(7 8( 89(*=n + =+ 5:8 *5 n7( %C4O& > *4:7( %C42O& + *)7 n(9. S *n+7(n 4*9(5n 8( +/7n 7(**n n7 8( :* *n+7(+( :(7( 8 +(g7(5( E - :H +8 *)7. C(+( 7(**=n *77:n+ ( 4n( 8;n( + 348)7 n 8 +(g7(5( + P47)(.
Reacciones en que participan H+, pero no e-
R(**n 34;5*( :7:(5n (8' +:n+n =8 +8 :H.
CuO + 2 H+ <=> Cu2+ + H2O
En *(' *n+7(n (*9+(+ 4n(7( :(7( +( 8( :* 5<8*( n 84*=n.
Figura 4.2.4 Representación del equilibrio químico Cu2+/CuO, cuando [Cu2+!"mol/l.
L( /g47( .2. 547( 34 8( *n*n7(*=n + C4 2K + 1 58@87' 8 + + *)7 C4O :7*:( ( 4n :H g4(8 4:77 ( .' n+:n+n5n +8 E.
CuO + H2O <=> HCuO2- + H+ 5G° = 25670 cal A :(77 +8 5G?' *(8*48( 8( 78(*=n + 348)7 g4n,
E :H 5(>7 34 1' 8 8;5 4:77 + 4n +(g7(5( E - :H *n9n*n(8. E8 C4O *n+7( *5 ()8 (( :H 1.
CuO + H2O <=> CuO22- + 2H+ A :(77 +8 5G?' *(8*48( 8( 78(*=n + 348)7 g4n,
E :H 5(>7 34 1' 8 8;5 4:77 + 4n +(g7(5( E - :H *n9n*n(8. E8 C4O *n+7( *5 ()8 (( :H 1.
HCuO2- <=> CuO22- + H+ A :(77 +8 5G?' *(8*48( 8( 78(*=n + 348)7 g4n,
S (> 2 :* n 84*=n' 8( 8;n( + 348)7 +/n +n+ 8( (*9+(+ + 8( + :* n g4(8.
Representación del equilibrio químico #CuO2$ %!&CuO22$ + #+
E 348)7 n +)4( n 8 +(g7(5( + P47)( :734 HC4O22- n ( :H 1." . En 8( *n74**=n +8 +(g7(5(' (8g4n( 8;n( gn7(+( 5+(n 8 *<8*48 75+n<5* +)n 7 85n(+ (8 :(7*(85n' >( 34 7:7n(n 348)7 34 n nn gn/*(+ n 8( :7<**(.
Cu2O + 2 H+ <=> 2 Cu+ + H 2O :H -0." A8 348)7' C4K 1 58@8. E8 C42O +)7;( 7 :(7( + :H 4:77 ( -0."' :7 n (; :734 8 C4K n n 84*=n' *5 547( n 8 *(:;48 g4n.
Reacciones en que participan e-, pero no H+ R(**n 8*734;5*( :7:(5n (8' +:n+n =8 +8 E.
Cu2+ + e- <=> Cu+ = 0!"5 #
Cu+ + e- <=> Cu = 0!52 # Cu2+ + 2e- <=> Cu = 0!$% # S :4+ )79(7 34 (> 4n *n/8* + 348)7' n :)8 34 4n( :* 5(nng( n 2 *(5: 75+n<5*. E8 n *4:7 %C4K& n ()8 n 84*n (*4(' 7(n/75 C4? gn 8( 7(**=n + DISMUTACION, 2 C' +9 C'2 C'%
'nestabilidad del ion Cu+ por dismutación
Reacciones en que participan e- & H+ R(**n 8*734;5*(' +:n+n +8 E > +8 :H.
Cu2+ + H2O + 2 e- <=> Cu 2O + 2 H+ E 0.20 K 0.0 :H
2 CuO + 2 H+ + 2 e- <=> Cu2O + 2 H 2O E 0.$ - 0.0 :H
Cu2O + 2 H+ + 2 e- <=> 2 Cu + 2 H 2O E 0.$ - 0.0 :H
V. Inter,retación del diagra!a '(),+ del cobre en Agua Interpretación L( +84*=n + 8 =+ 5:8 + *)7 75+n<5*(5n :)8 n 8 +5n <*+ > n :7n*( + +(n. L( n7( %C4O& =8 n*( *n+*n + :H' 5n7( 34 n ( *n+*n' 8( *4:7( %C42O& n*( (+5< 8( :7n*( + 4n (gn +(n %n FK' O2' 4 7&.
L( 7(**n n, C4O K 2 HK C42K K H2O Y C42O K 2HK 2 C42K K H2O K 2 O. K 2 - R+. C42O K 2 HK K O. 2 C42K K R+. K H2O En 34 O. 7:7n( 4n (gn +(n *4(8347(. En /75( n97(' (8 (7 8 C42K n 84*=n' > :(7( :+7 :75(n*7 n 88(' n*( + 4n( *7( (*+ 8)7' 9
8 A 7(96 + + 8 7(ng + :H' 8 *)7 5<8* 75+n<5*(5n ()8 (n+ n *n(* *n (g4(' :7 n (4n*( + gn %4 7 +(n&. 8 L( :7*:(*=n 8*78;*( :4+ 7(8(7 (:8*(n+ (8 *<+ 4n :n*(8 n/77 ( 0. #. D ( /75( 8 *)7 C42K 7+4* n 8 *<+ + (*47+ ( , C42K K 2- C4? %*<+&
Influencia de la concentración de los iones E8 +(g7(5( ( + 7((+ :(7( (*9+(+ 4n(7(. S 7(( :(7( 7( (*9+(+' :7 5:8 10- %+(g7(5( + *77=n&' (45n(n 8 +5n + ()8+(+ + 8 n' :7 8 +(g7(5( 5(nn 4 /75( :7+4*6n+ =8 +:8((5n :(7(88 + 8( 7*( 34 85(n ( n. P7 5:8' 75:8((n+ n %1& 8 9(87 n4567* + C42K10-' 88g( (,
:H ." En *(' 8 :H + :7*:(*=n + C4O (45n( (( ." (5:8( 8 7(ng + ()8+(+ + 8 n n 84*=n.
VI. Lixiviación 6.1. Cinética de Reacciones
E8 * + 34 4n( 7(**=n ( 75+n<5*(5n :)8 % 5G0&' n 4/*n :(7( :7+*7 8( 7(**=n 9( ( :((7 n 4n( *(8( + 5: 7(n()8.
E +:n+ + 8( *n6*( + 8( 7(**=n. E /(*7 54> 5:7(n :(7( 8( *n*:*=n > 8( 9(84(*=n + 8( 7n()8+(+ *n=5*( + + 8 :7* +75(87g*. T(5)6n n 8( :8(n( n :7(*=n' :5(7 8( *n6*( 748( gn7(85n n 4n 57(5n +8 :7*. D ( /75(' 8 :7+4* /n(8 + 4n( :7(*=n +75(87g*( 9(n ( (7 *n+*n(+ gn7(85n :7 *n+*n + : *n6*. P7 5:8' 8( 89(*=n + 8( *(8*:7( > 7 48/47 *n 48/( /677* T75+n<5*(5n /(*)8 %En +*7:(n*( 7:* ( 8( 7(**=n *n 48/( /677*' (5)6n *477 8( 7(**=n C4FS2 K FK C42K K " FK K 2 S?&,
C4FS2 K H2O C42K K FK K 2 SO2- K 1$ - K 1 HK 1$ FK K1$ - 1$ F2K --------------------------------------------------------------------------------- 5G0 C4FS2 K 1 FK K H2O C42K K 1$ F2K K 2 SO2- K 1 HK P7 n 8( :7<**(' +:46 + 100 +;( + 89(*=n' =8 (8*(n( ( :n7 n 84*=n 4n " V + 8( *(8*:7(' "0 V + *(8*n( > 0V + *98n(.
/.2 &efniciones9 Reacción homogénea – heterogénea: 8 R(**=n H5g6n(, R(**=n 34;5*( 4 8*734;5*( n 8( *4(8 + 8 P7+4* > 7(*(n :7n*n ( 4n( 8( > 55( /(. E5:8, MnO- K " F2K K HK Mn2K K " FK K H2O 8 R(**=n H7g6n(, Un( 7(**=n 7g6n( n 84g(7 n + M< /(. E5:8, N(C8 %=8+& N(K K C8- %84*=n&
#eloci'a' 'e una reacci(n) En gn7(8' 8( 7(**n 34;5*( :4+n *7)7 , A K B C K D A B A B C
L( 98*+(+ + 4n( 7(**=n %9& 8 n57 + 58 7(n/75(+ :7 4n+(+ + 5: +8 *5:nn n984*7(+ n 8( 7(**=n 34;5*( , . dt dNi
L( 98*+(+ :4+ +/n7 + 9(7( /75(, %(& B((+( n 8( 4n+(+ + 9845n + /84+ 7(**n(n
%)& B((+( n 8( 4n+(+ + 9845n +8 7(*7
%*& B((+( n 8( 4n+(+ + 4:7/* n7/(*(8 n 4n 5( + + /84+ )((+( n 8( 4n+(+ + 4:7/* +8 =8+ n 8 5( 8;34+ - =8+ %7(**=n 7g6n(&,
%*& B((+( n 8( 4n+(+ + 5(( +8 =8+ n 8 5( /84+-=8+
/.%. 'ta,as de una reacción9 En gn7(8' 8 5( +75(87g* :77 +84*=n %*4(n+ 8 *(&. %2& T7(n:7 + 5(( + 8 7(*(n ( 7(96 + 8( *(:( 8;5 84*=n - =8+' (*( 8( 4:7/* +8 =8+.
%& R(**=n 34;5*( 8*734;5*( n 8( 4:7/* +8 =8+' n*84>n+ (+7*=n > +7*=n n 8( 4:7/* +8 =8+ >@ ( 7(96 + 8( +)8 *(:( 8*734;5*(. %& T7(n:7 + 5(( + 8( :* :7+4*+( ( 7(96 + 8( *(:( 8;5 (*( 8 n + 8( 84*=n. L( (:( *n78(n + 4n( 7(**=n 8( + 98*+(+ 5< 8n( % R.D.S. , R( D75nng S:&. E8 *n78 + 8( 7(**=n g8)(8 :4+ 7, - P7 7(n:7 + 5(( %(:( 1' 2 & - P7 7(**=n 34;5*( %(:( & - M L( 7(**n 5g6n( n gn7(85n 5< 7<:+( 34 8( 7(**n 7g6n(' >( 34 n*(n 7(n:7 + 5(( n 4n( 8( /( > 34 8( :* n 84*=n 7(**n(n 7<:+(5n. P7 7( :(7' 8( 7(**n 7g6n( 5:8*(n 8 7(n:7 + 5(( ( 7(96 +8 8;5 n7 + /(' 8 34 ( 9* 8( (:( *n78(n + 8( 7(**n. L( 7(**n 5< 5:7(n n +75(87g( n 7g6n(' > ( 9* n *n78(+( :7 8 7(n:7 + 5(( %+/4=n&.
ModeliBación de la cintica Q4 4n 5+8W A8g 34 (*7*( ( 8( 7(8+(+' 4n( 7:7n(*=n n*(7(5n 5:7/*( + 6(. L( *4(*=n gn7(8 48(+( :(7( +*7)7 8( *n6*( + 4n( 7(**=n
,
C, Cn*n7(*=n + 8( :* %=8 7(*(n& , Cn(n + 98*+(+ n, 7+n + 8( 7(**=n % n1 K n2 K n K...&
L( 98*+(+ + *4(8347 7(**=n :7:7*n(8 ( 8( *n*n7(*=n +8 rea"tante' 89(+ (8 7+n + 8( 7(**=n. E( :7=n :4+ 7 ng7(+( :(7( 57(7 8( 984*=n + 8( *n*n7(*=n *n 8 5: :(7( 4n( *7( *n(n + 98*+(+ > 4n *7 7+n + 7(**=n. L( 5(>7;( + 8( 7(**n n +75(847g( n + :757 7+n. S 8( 7(**=n + :757 7+n %n 1&' nn* 88g( (, CC -X L( *n(n + 98*+(+ %X& + *4(8347 7(**=n :4+ 7 :7(+( :7 8(
*4(*=n + ARRHENIUS,
E(, En7g;( + (*9(*=n + 8( 7(**=n R, Cn(n + 8 g( %.1 J@58& T, T5:7(47( ()84( %& A, Cn(n 78(*n(+( *n 8( /7*4n*( + *8n + 8( :* n 84*=n.
E:75n(85n' 8 9(87 + E( + 4n( 7(**=n :4+ 7 +75n(+ n 4n +(g7(5( 8g X 974 1@T' *(8*48(n+ 8( :n+n + 8( 7*( %E(@R &
1@T (eterminación e)perimental de la energía de *ctiación de una reacción.
8 Cn78 34;5* E( 0 XJ@58 8 Cn78 +/4n(8 E( " ( 20 XJ@58 P7<**(5n' 5:8*( 34 8( 98*+(+ + 4n( 7(**=n *n78(+( 34;5*(5n 548:8*( :7 2 *4(n+ 8( 5:7(47( (45n( + 10 ?C. E-e./l(:
Un( 7(**=n 34;5*( ( 20 ?C n 4n( *n(n + 98*+(+ X19 58@.*52' > ( 0?C 8( *n(n + 98*+(+ (45n( ( X2 9 %9*n&. D75n(7 4 n7g;( + (*9(*=n.
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VII. *rocesos $uí!icos de la liiviación Didos9 os minerales de 'obre $ue contienen oxigeno son muy solubles en acido sulf&rico diluido. a rapidez real de disolución depende del tipo de lixiviación y de las condiciones de contacto. os factores $ue favorecen $ue la rapidez de lixiviación aumente son la alta concentración de 0cido# temperaturas elevadas# grandes 0reas de contacto y# cuando es posible# la buena agitación. >ul3uros9 os minerales de sulfuro de 'obre no son solubles en 0cido sulf&rico a menos $ue se tengan condiciones oxidantes. un as%# las reacciones de lixiviación tienden a ser lentas si es $ue las condiciones oxidantes no son extremadamente fuertes# como las obtenidas con altas presiones de oxigeno. .1. -iiviación de los sul3uros !ediante bacterias os mecanismos del proceso no se conocen bien# pero se sabe $ue diversas bacterias autotrócas aceleran las reacciones de lixiviación en alg&n grado. Ae piensa $ue la bacteria activa es la Thiobacillus ferrooxidans la cual se alimenta de la reacción2 Fe2+
En
Fe3+
Aecree $ue el proceso de lixiviación causado por bacterias tiene lugar como sigue2 a) os iones ferrosos pasan a la solución por la acción $u%mica del 0cido sulf&rico y el oxigeno sobre los minerales de sulfuro de erro# por e"emplo. 'uBeA= 3 ?C= 'uAC? 3 BeAC? (en solución acuosa) b) a Thiobacillus ferrooxidans ataca $u%micamente los iones ferrosos para formar iones férricos. =BeAC? 3 DAC? 3 ,;=C= 3 D=C () cción
Be= (AC?)>
c) os iones férricos act&an como un lixiviante para los minerales de sulfuro# por e"emplo Be= (AC?)> 3 'u=A 3 =C= () 'uAC? C bien#
=BeAC? 3 =
=Be= (AC?)> 3 'uBeA= 3 >C= 3 =D=C 'uAC? 3 =D=C ()
=BeAC? 3
E"emplo2 0u2> E > signifcativaG : =
20u>
F#.
F d ''u=A;d t G : , ''u=s* 'A H : = ' 'uA= ''u A G ' 'u A H 'I, ' I G ''u A F ''u A 'A G 'A H 'I 'A G 'A F ''u A 3 ''u A ''u A G ='I =
= *
,
= *
=
*
,
=
=
,
*
= *
''u A G = ( ' 'u A* H ' cuA ) F d ''u=A;d t G : , ''u=s J'A F ''u A 3 ''u A K H : = J =( ''u A F ''u A ) K= 1 de donde 2 ''u A G F d ''u=A;d t G : , J'A F * 3 K H : = J =( * F ) K= G : ,'A F : ,* 3 : ,= H ? : =(*= F=*3=) G : , 'A F : ,* 3 : ,= F ? : = *= 3 : =L* F ?: == G (: ,'A F ?: =* 3 L: =*) 3 = (: , H ?: =) F ?: =*= /e donde1 m G : ,'A F ?: =* 3 L: =* n G : , H ?: = M G ?: =*= =
=
*
= *
=
= *
=
=
*
*
*
*
*
F d ;d t G m H n= F M d ;d t G n= F m 3 M N d ;( n= F m 3 M) G N d t N d ;( = F m;n 3 M;n) G N ndt N d ;( = F =m;=n 3 M;n) G N ndt = F =m;=n 3 M;n 3(m;=n) = F (m;=n) 3 M;n ( H m;=n)= 3 M;n H (m;=n)=
N d ;( F m;=n)= 3 M;n H (m;=n)= G N n dt O;n H (m;=n)= G = H m;=n G Q da G dy 9gR G Q; Q G 9gR dy G Aec=R dR
N d Q;Q= 3 = G nt N Aec= R dR; = 9g=R 3 = G nt N Aec=R dR; = (9g=R 3 ,) G nt N Aec=R dR; (Aec=R) G nt N dR; G nt
,; arc 9gRS* G nt ,; arc 9g Q;S * G nt ,; arc 9g ( H m;=n);S * G nt ,;(arc9gJ((Hm;=n);)Farc9g((* H m;=n);)S* Gnt G M;n H (m;=n)= m G : ,'A F ?: =* 3 L: =* n G : , H ?: = M G ?: =*= *
9odas estas reacciones (# Q ) pueden proceder sin la presencia de bacterias# pero las encimas de la Thiobacillus Ferrooxidans catalizan la reacción y aceleran el proceso total de lixiviación.
Ae creyó $ue otras bacterias como la Thiobacillus Thiooxidans atacaban directamente los minerales de sulfuro pero hoy hay pruebas de $ue los minerales de 'obre no son atacados directamente en esta forma# aun cuando el azufre elemental y los sulfuros de hierro lo puedan ser.
VIII. Mtodos de liiviación os métodos de lixiviación $ue se utilizan en la extracción hidrometal&rgica del cobre son2 a) ixiviación in situ b) ixiviación en terreros y pilas c) ixiviación en tan$ue d) ixiviación por agitación
I. 0e!entación a cementación del 'obre en solución est0 descrita por la reacción Be* 3
Be=3
Vetal# generalmente chatarra de
3
En (,) solución
'u=3
'u* 'obre met0lico
En
a venta"a principal de la cementación es su sencillez. 'ontra esta sencillez se debe considerar el hecho de $ue el producto de 'obre se puricar0 posteriormente. El método m0s com&n de tratamiento del 'obre cementado es por fundición en hornos de fundición o convertidores a partir de los cuales sigue la ruta est0ndar de electrorrenación de 0nodos. Ctro método poco usado# es disolver el 'obre cementado en una solución acuosa b0sica y luego reducirla con hidrógeno por la reacción2
3
3 =D 7as
D= *
3 En
'u=3
'u* Polvo
Aolución
El producto de esta reacción es cobre en polvo (T ,-* Um) y de . de pureza.
5.1. *rocesos $uí!icos de la ce!entación
'uando una pieza de erro met0lico e sumergida en una solución acuosa con iones de cobre# el hierro tiende a entrar en solución mientras $ue el cobre met0lico tiende a precipitar . a fuerza motriz para el proceso es el potencial electro$u%mico de la reacción. Este potencial es la diferencia entre los potenciales de media celda del cobre y del erro# es decir2 I (,) G '
F0u2
E
E
0uH G
=e)
Aeg&n la ecuación de Wernst2
'
2E H 0u 0u
K 'L
2E H 0u 0u
'
2E H e e
K 'L
2E H e e
'
2E F e E 2e
H e G
F#T2GFln1a 0u2E G
F#T2GFln1a e2E G
5.2. 0intica de la ce!entación a cinética de la cementación del cobre ha sido muy estudiada. Day acuerdo en $ue la etapa determinante de la rapidez es la difusión de los iones cobre hacia la supercie del acero# en cuyo caso la rapidez de cambio de la concentración de cobre en la solución de lixiviación es2
00u2E t K C A 00u2E /onde ''u=3 G a concentración de cobre (:g;m >) en la solución en el instante t. N K constante de rapidez espec%ca para el proceso# la cual depende de las condiciones de Xu"o del Xuido y de la temperatura (m;s)# A G 0rea de erro expuesta (m) por metro de solución.
s%# la rapidez de precipitación del cobre es proporcional a la concentración de cobre en la solución# el 0rea de hierro o expuesta y la constante de rapidez especica. a constante de rapidez especica y# por lo tanto# la rapidez de cementación pueden aumentar al hacerlo la temperatura y el grado de agitación.dem0s# al disminuir la presencia de iones Be>3 y el oxigeno atmosférico ba"a el efecto de las reacciones secundarias y trae como consecuencia una rapidez de cementación alta y utilización efectiva del erro.
. 6I6-IO<#AIA -ibros ntonio Yallester# uis Belipe Zerde"a# [osé Aancho. Vetalurgia extractiva fundamentos# volumen . Editorial A%ntesis P0g. >=\! ?,. YisMas /avenport# El cobre! Vetalurgia extractiva .Editorial emusa# cap.,>1 Pag.=\!>=*.
Internet MMM.>.metalurgia.uda.cl;apuntes;caseres;cursohidrometalurgi a;hidrometalurgia.pdf . MMM.>.aiV.es;publicaciones;bol,=;,>]metalurgia]cobre.pdf . http2;;MMM.google.com.pe;search^ umG,_hlGes_biMG,=\@_bihG@,-_$GPW9 =*D/
I. Aneos *lanta de (idro!etalurgia
*roceso
-iiviación
*lanta (idro!etalrgica ubicada en
