Universidad de La Serena Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en minas Área Metalurgia
LABORATORIO DE [INFORME DE LABORATORIO HIDROMETAURGIA ]
LIXIVIACIÓN FERROCEMENTACIÓN EXTRACCIÓN !OR SOLVENTE " ELECTRODE!OSITACIÓN Integrantes: Marcos Ardiles Bugueño. Jordán Contreras Contreras Gále!. Diego Ca"allero #$re!.
%&'(M&) &ste la"oratorio la"oratorio se *a diidido diidido en tres etapas: +, -II/IACI0) 1, &2%ACCI0) #3% '3-/&)2&' 4 &-&C2%3D'I2ACI0) 5, F&%%3C&M&)2ACI3) las las cual cuales es de"e de"erá rán n rea eali li!a !ars rse e en 6orm 6orma a co cont ntin inua uada da 7 cuid cuidan ando do de no perder ni contaminar las muestras. 'e comien!a con la preparaci8n de las muestras correspondientes para cada proceso a reali!ar9 como lo son la identicaci8n 7 caracteri!aci8n del mineral en cuesti8n9 la reducci8n de tamaño 8ptima para cada proceso dado9 dentro de los cuales se tiene el análisis ;uímico 7 la li
inning no conencional ?artesanal,
#NDICE +
I)2%3D(CCI0)
5
3BJ&2I/3'
@
&(I#3'
@
#%3C&DIMI&)23
@
+. -i
@. &lectrodepositaci8n %&'(-2AD3' +. %ecuperaci8n en &tapa de -i
solente Mc
Ca"e=2*iele
11
1
INTRODUCCIÓN
-a *idrometalurgia es una t$cnica por la cual se o"tiene un elemento de inter$s desde una serie de minerales ;ue componen la mena ?material e
este
proceso.
#or esta ra!8n es ;ue la *idrometalurgia estudia cada uno de los elementos ;ue generalmente se encuentran en los minerales con la nalidad de conocer cuáles son las condiciones necesarias para o"tenerlos9 como la temperatura9 el agente li
6ase acuosa de modo ;ue se proceda con la concentraci8n9
renaci8n
7
puricaci8n. 5
Finalmente se procede a o"tener el elemento metálico de la soluci8n9 el cual pasa a estado s8lido ?metálico, mediante la electro=o"tenci8n.
OBE$TIVOS
+. -lear a la práctica las operaciones unitarias de un proceso *idrometalrgico. 1. Aplicar la li
E%UI!OS +. &stan;ues #ercoladores tipo Air = -i6t. 1. &m"udos 'eparadores. 5. Materiales de /idrio: Buretas9 #ipeta #arcial9 /asos de #recipitados9 &m"udo Analítico9 #ro"eta9 /idrio %elo,. @. Materiales de #orcelana: Mortero. . Materiales de #lástico 7 Madera: #iseta. . Materiales de Metal: 'oporte (niersal9 #in!a de Mo*r9 Bandeas. . Balan!a electr8nica. E. Celda electrolítica.
@
!ROCEDIMIENTO &' LIXIVIACIÓN DE MINERALES OXIDADOS DE COBRE !OR !ERCOLACIÓN' +. #reparar 1. g de muestra de una mena de mineral o
Qprecauci8nL a"rir lentamente la llae de paso de aire. . %eali!ar controles de concentraci8n de ácido 7 concentraci8n de co"re a la soluci8n cada + minutos durante el primer ata;ue9 *asta ;ue la concentraci8n de ácido sea mínima ?apro
(' FERROCEMENTACIÓN' +. Determinar concentraciones de co"re 7 ácido. -uego medir olumen a la soluci8n o"tenida en la etapa de li
@. (na e! nali!ado el proceso de cementaci8n9 e
la
recuperaci8n
en
la
etapa
de
)' EXTRACCIÓN !OR SOLVENTES' )'& EXTRACCIÓN' +. Determinar la concentraci8n de co"re 7 de ácido en la soluci8n de laado o"tenida en la etapa de li
por
espacio
de
minutos9
. Despu$s de la agitaci8n dear reposar la me!cla 7 e
S. %epetir operaciones 9 9 7 E para el resto de las soluciones diididas en los asos.
)'(
RE*EXTRACCIÓN'
+. Medir + m- de soluci8n acidulada de ácido sul6rico preparada anteriormente. 1. Me!clar la soluci8n ácida con el orgánico cargado con co"re. 5. Agitar el em"udo por espacio de minutos. @. 'eparar las 6ases9 e
!ROCESO DE LIXIVIACIÓN De la mena o"tenemos una muestra de apro
necesitamos para nuestro análisis un niel granulom$trico
+PU +K@L. -as muestras ma7ores a +K@L se eniaran a un c*ancador secundario para lograr ;ue el total de la muestra cumpla con el re;uisito granulom$trico9 esto se repite *asta lograr nuestro o"etio. )uestra muestra o"tenida ?+P U VWW, se *ace pasar por un separador riXe donde nalmente separamos una muestra de 1911S Tg apro<. Del cual 11S9 gr se usa para reali!ar un análisis ;uímico9 7 el resto se separara en dos pa;uetes de + Tg cada uno ?apro<,
E
An+,isis -./0i123 11S9 gr de material +P U +N 27 6ue separado para llear aca"o el análisis ;uímico9 este se rolea 7 se toman 1 muestras representatias de + gr apro
+. #esar + gr de ca"e!a. 1. Atacar con cc de 7 + de 5 . 5. Oerir *asta estado sirupuoso o pastoso9 eliminando los ácidos ?eitar ;ue se ;ueme,. @. &n6riar9 luego agregar cc de 19 calentar sin *erir. . &n6riar9 agregar cc de @ ?*idr8
2ítulo YC): .
S
An+,isis -./0i12 de ,a 0.es4ra 5,e6 de 1a7e8a9 Muestr a + 1
#eso Gasto ?ml, ?g, 9SS1 +9 +9 +9
-e7 ?PCu, 9E1 9E@S
(na e! o"tenida nuestra le7 de ca"e!a
-e7 Media ?PCu, 9E1
procedemos a tomar una de las
muestras separadas de + Tg esta muestra es puesta en el estan;ue percolador Air=-i6t #osteriormente se preparan + ml de soluci8n li
+¿¿
H
¿ ¿
+¿¿
H
¿ ¿
+
Despu$s de o"tener la concentraci8n del ácido9 una e! colocada la muestra
7 la soluci8n de +9 - en el estan;ue do"le 6ondo airli6t9 la
soluci8n tiene ;ue ;uedar 1 cm so"re el material s8lido9 resultando un olumen a ocupar menor a los +9 - preparados9 ocupándose de esta manera S1 ml de soluci8n. #osteriormente se conecta el sistema completo 7 se dea tra"aar el estan;ue con la aireaci8n necesaria9 reali!ando controles a interalos de tiempos dados. Ta7,a de re:is4r2 de ;ri0er a4a-.e 12n s2,.1i
2iempo ?min, 9 +9 59 @9 9 S9 9 ?+AM 1da semana, 59 ?+:5 AM, S9 ?+1: #M,
Gas to Gasto #eso YC Concentraci Concentrac )a1C35 Cu li< ) 8n Cu ?gKl, i8n O ?gKl, ?ml, ?g, ?ml , 9 ++9 9 9 9 9 S9 59 @E9 5911 9S E95 @9 @+9 @9+1 +9+ 9 9 5E9 9+ +95 9@ 9 59 9S +95 9@ 9 59 9E +91
9
9
5E9
@9S1
+9@
95
9
59
9@
+9
9+
E9
59
91
#eso /olum %ecuperaci O1'3@ en de 8n de Cu ?g, 'oluci8 ?P, n ?ml, 19S @@91 5E9+ 5@9 559 559@@ 5+9+
1S9S5 1E9S
S19 S19 S+9 S+19 SE9 S@9
9P 5E9SEP @S9EP 9P +9@1P +9P
E19
S9P
E19
S9@SP
E+9
S95P
-os datos o"tenidos en cuanto a las concentraciones tanto de ácido como Cu corresponden a un promedio entre dos muestras reali!adas durante los periodos correspondientes de análisis9 1 muestras para medir ácido 7 1 para medir concentraciones de Cu las cuales constan de + cc de soluci8n para cada una agregando + cc de O13 se usara como indicador metil orange para el ácido 7 )O@3O en caso del co"re 9 los datos ad7acentes en la ta"la nos permiten calcular nuestras recuperaciones de Cu en los di6erentes interalos de tiempo d8nde: Recuperación=
ley [ Cu ]∗ pesomineral grCulix grCucabeza = 100 grCucabeza
++
grCulix=Volumensolución∗[ Cu ] [ Cu ] =
gastoKCN ∗titulo∗1000 ccde muestra
Ca"e destacar ;ue a partir del minuto 9 el análisis de concentraciones no mostro ariaciones. 3tra o"seraci8n ;ue merece ser mencionada es ;ue desde el minuto S de li
C2n1en4ra1i2nes E @ C2n1en4ra1iL9 1
Concentraci8n Cu ?gKl, Concentraci8n O ?gKl,
1 @
Tie0;2 50in9
Re1.;era1is Tie0;2 +.P E.P .P Re1.;era1i
%ecuperaci8n de Cu ?P,
1 @
Tie0;2 50in9
+1
Lavad2 de, ri;i2 -a semana siguiente a los análisis de concentraci8n de ácido 7 Cu en el proceso de li
12n1en4ra1i2nes de +1id2 6 C. en de ,a s2,.1i
(na e! reali!ada la etapa de laado retiramos el ripio del estan;ue percolador9 pesamos el ripio *medo 7 luego de una semana de reposo pesamos el ripio esta e! 7a seco9 de esta 6orma o"tenemos el P de *umedad:
= * *
Ri;i2 0ed2 con "andea9 peso total +5S1 gr ?sin "andea : &)' :r, !es2 ri;i2 se12 con "andea +5519 gr ?sin "andea: '( :r, !es2 7andeJa 595 gr
%humedad =
1036,7 − 977,2 11036,7
^ .5S < +
? .0edad @)?
+5
A*ora tomando 1 muestras de 1 gr apro
An+,isis %./0i12 Ri;i2 Muestr a +
#eso Gasto ?ml, -e7 ?P, -e7 Media ?P, ?g, 19151 9 9+15 9+1@ 9+1@ 19E 9
1
%etomando los datos de nuestra muestra inicial 7 su le7 de ca"e!a podemos er los gramos de Cu contenidos
grCucabeza=
grCucabeza=
ley [ Cu ]∗ pesomineral 100 0,826∗1050 ( gr ) 100
Gr C. 1a7e8a K') 5:r9
A partir de esta in6ormaci8n podemos ericar la eciencia del proceso mediante un "alance de nos tomando en cuenta la masa de co"re ;ue se encuentra en el ripio9 la masa de co"re presente en la soluci8n de laado 7 tam"i$n la presencia de Cu en la soluci8n rica.
Fino en ripio ^ -e7 de ripio < #eso ripio Fino en ripio^ 9+1@P _ S91 ?gr, ^ &(& 5:r9 Fino -aado ^ concentraci8n Cu < olumen del laado ^ .?grK-, _ +?-, ^ '@5Gr9 Fino 'oluci8n %ica ^ E9 ?grK-, < 9E+ ?- , ^ '@( 5:r9
En42n1es e, 424a, de n2 de 127re re1.;erad2 12rres;2nde a K'() 5:r9
+@
'i la masa de Cu representatia para la muestra inicial de +9 ?Yg, 6ue de E.5 ?gr, podemos decir ;ue e
A*ora9 con respecto al consumo de ácido por Yg de Cu no recuperado
2iempo ?min, + 5 @ S S?1da semana, +1 1+
•
•
Concentrac Concentraci #eso Cu i8n Cu ?gKl, 8n O ?gKl, li< ?g, 9 59 @9 9 9 9
9 @E9 @+9 5E9 59 59
9 5911 @9+1 9+ 9S 9E
9
5E9
@9S1
9 E9
59 59
9@ 91
#eso O1'3@ ?g, 19S @@91 5E9+ 5@9 559 559@@ 5+9+ 1S9S5 1E9S
Consumo &ste;uiom$trico ^ +9@ZYg O K Yg Cu\. &l consumo real es normalmente de 5 a eces el consumo este;uiom$trico.
Consumo =
ÁcidoConsumidoTotal [ Kg ] Cu Fino Recuperado [ Kg ]
52,90 −28,96 6,52−0
=3,67
#or consiguiente en nuestra e
+
E=4ra11i
E=4ra11i
[ Cu ] =
gastoKCN ∗titulo∗1000 ccde muestra
N + 1 5
Gasto YC) ?m-,
ZCu\ ?gKl,
Como se puede apreciar las concentraciones de Cu en la 6ase acuosa nal luego de cada agitaci8n son nulas9 de esta 6orma podemos decir ;ue el proceso es altamente eciente.
+ _ +59 + ` ^ + _ + _ Z \ Z\ ^ +59 G#-
Re*e=4ra11i
+
[ Cu ] =
gast oKCN ∗ titulo∗1000 2,3∗ 0,005∗1000 = =11,5 g / l cc demuestra 1
11,5∗ 0,108 13,5∗0,1
=0.92
-a eciencia del procesos de %e e
E=4ra11i
ZCu\^ +99+K+ ^ E grKl ZCu\^ +99+K+ ^ 9 grKl #romedio ZCu\^9 A un olumen de acuosos constante ?1ml, se eecutan e
V2, a1.2s2 (@ 0,
O>A
O>A
O>A
O>A
O>A
5K+
1K+
+K+
+K1
+K5
Fase &
& ( )
/ol. acuoso 1 1 1 1
/ol. orgánico 1 +19
[Cu ] ! ?grK-, 9 9 9 9
[Cu ] F
?grK-, 5
[Cu ]"F
?grK-, 19E 59ES 9 S9 +
1
@
E95
9
++95
@
Dia:ra0a M1 Ca7e*Tie,e 5Is24er0a9
Is24er0a +
[C.]2
+
Isoterma
. + +. 1 1. 5 5. @ @.
[C.]a
%e=&
+E
+ 1 5 @
ZCu\o6+ ^ ZCu\o61 ^ ZCu\o65 ^ ZCu\o6@ ^ ZCu\o6 ^ N + 1 5 @ 'uma
ZCu\o6 19E 59E 9 S9 ++91S
ZCu\o6 ^
1?9=,K ^ 1?9=,K ^ 1?9=,K1 ^ 1?9=5,K+19 ^ 1?9=@,KE95 ^
19E ?gKl, 59E ?gKl, 9 ?gKl, S9 ?gKl, ++91S ?gKl,
ol ?ml, 9 9 91 9+1 9E5 9+E
Fino Cu ?g, 9+S5 9+S5 9+S5 9++E 9S5 9S5@
b Fino Cu K ^ b ol ?ml,
@9
Fase %e=&
+ 1 5 @
/ol. /ol. acuoso orgánico 1 1 1 1 +19 1 E95 1
[ Cu ] F ?grK-, +9 19 9
[Cu ]"i
?grK-, @9 @9 @9 @9 @9
[Cu ]"F ?grK-, 9+ =95 =95 +9 19+
+S
Is24er0a E
[C.]a
@
Isoterma
1 =.
.
+
+.
1
1.
[C.]2
ELECTROINNING EN CELDA NO CONVENCIONAL 5E'9 -a e
1
FERROCEMENTACIÓN #ara esta e
[ Cu ] i=
gastoKCN ∗titulo∗1000 1,4∗0,005∗1000 = =7 g / l 1 cc demuestra
+¿¿
H
¿ ¿
A continuaci8n se pesan las "arras de erro a utili!ar el cual será nuestro peso inicial . !es2 ini1ia, 7arras3 & :r Depositamos las "arras de erro en la soluci8n rica dentro del estan;ue para iniciar el tra"ao de cementaci8n se reali!aran controles de concentraci8n de O 7 Cu cada cierto tiempo @ ?,
?, @ ?, ?,
1+
N + 1 5 @
2iempo ?min, + +E 5 S
Gasto ?m-, + 9 91
YC)
ZCu\ ?gKl, 59 +
2erminado el proceso de cementaci8n se retira la soluci8n9 la cual a*ora esta empo"recida de Cu como se muestra en la ta"la las concentraciones llegan a . %etiramos el material cementado de co"re en las "arras de acero para proceder a secarlo 7 tomar muestras para su posterior análisis ;uímico. 'e tomaron dos muestras de unos 91 gr cada una 7 o"seramos el gasto de YC) ;ue presenta al momento de ;ue el color de la soluci8n cam"ia ?m$todo de #arTer,.
0.es 4ra & (
!es25:r9
Gas42 CN50,9
Le65?9
911 91
19@ 19+
59@@P 91P
-e7 promedio: )?
11
'e re;uiere el peso nal de las "arras para estimar el consumo práctico de Fe 7 así reali!ar una comparaci8n con el consumo. #eso nal "arras: Consumo te8rico ^ 9EE ZYg Fe K Yg Cu\. Cu no recuperado ?Tg, ^ ?Cu, /olumen sol ^ ?grK-,9+ ?-, ^ 9 ?gr,
#eso $arra!nicial − #eso $arra Final [ Kg ] Consumo Fe = Cu %inorecuperado [ Kg ] Consumo Fe =
1904 [ g ] −1894,2 [ g ] 5,005 [ g ]
=1,95
[
Kg Fe KgCu
]
consumo practi co =2,4 consumoteorico
-a relaci8n es de 19@ eces el consumo te8rico9 sin em"argo el co"re ;ue precipita en el cemento ?9 ?gr,, corresponde al @95@P por ende el 59P restante del cemento corresponderán a impure!as tales como Fe precipitado9 segn cálculos serían unos 19 ?gr,. 'i el gasto te8rico de Fe es .EE Yg para 6ormar + Yg de Cu entonces segn regla de tres para 6ormar 9 gr de Cu se de"i8 utili!ar @95S gr de Fe. &ntonces tenemos ;ue si el consumo practico 6ue de S9E gr de Fe9 solo se ocup8 el @@9S P del Fe en la precipitaci8n de Cu.
Conclusiones
%especto a la mineralogía para seleccionar el m$todo de o"tenci8n 7 concentraci8n de Co"re desde una mena ;ue contiene minerales sul6urados 7 o
15
em"udos separadores9 agitando a elocidad manual durante un tiempo de minutos en cada proceso de e
1@
