Sumario Se procederá a realizar el laboratorio número 4, correspondiente a extracción por solventes. En este, se plantearán las principales etapas de dicho proceso, a partir de esto se obtendrá una visión amplia de lo que implica la ejecución de este este proceso metalúrgico. El principal objetivo es comprender el proceso de extracción por solventes, pudiendo así interpretar interpretar cada una de las partes del proceso de purificación, purificación, concentración concentración y separación separación de los metales que involucra este trabajo. Para Para esto esto se conto conto con una seri seriee de elem element entos os e instr instrume umento ntoss prop propor orci ciona onado do por por el laboratorio de minas, que ayudarán a realizar la correcta simulación, a escala menor, de lo que es el proceso proceso de extracción extracción por por solventes. solventes. Se procederá a realizar cada una de las fases que comprende el proceso de extracción por solventes. Estas básicamente comprenden una operación de transferencia de masas en un sistema de dos fases líquidas, lo que permite la separación selectiva de metales de interés de las soluciones que los contienen, las que suelen tener impurezas. Además se logra una transferencia de los metales disueltos desde una solución acuosa compleja a otra solución acuosa diferente, que simplifique el proceso proceso posterior. posterior.
Índice 1.- Introducción 1.1
Objetivo; Materiales ;Equipos; Reactivos
Pág. 1
1.2
Conceptos
Pág.2-3
2.- Desarrollo 2.1
Experiencia 1
2.2
Re-extracción
Pág.4 Pág.
3.- Resultados 3.1
Dosificación
Pág.
4.-Discusiones
Pág.
5.-Mejoras de laboratorio
Pág.
6.- Conclusiones
Pág.
7.-Bibliografía
Pág.
1.- Introducción 1.1.-Objetivos: Objetivo general: •
Emular el proceso hidrometalurgico del cobre, llamado, extracción por solventes, a nivel de laboratorio.
Objetivos específicos: •
Extraer selectivamente el elemento de interés a través de extractantes.
•
Sepa Separar rar dos dos o más más elem element entos os desde desde la solu solució ción, n, ya sea sea por por extra extracc cció ión n o reextracción.
1.1.-Materiales: •
Embudo de decantación 500 [ml]
•
Vaso pp 500 [ml]
•
Probeta
•
Bureta
•
Tubo de ensayo
•
Guantes
1.2.-Reactivos: Sulfato de cobre 1M …..(completar)….. •
1 1.3.-Conceptos La reali realizac zación ión del del labor laborat ator orio io prop propia iame mente nte tal, tal, se debe debe a la neces necesida idad d que que exist existee de comp compre rende nderr
y conoce conocerr el proces proceso o de extracc extracció ión n por por solv solvent entes es y que sin duda es de gran
importancia para la producción minera. Dicho proceso es parte de un gran trabajo de tratamiento del mineral, el que se somete a distintas acciones, que tienen como objetivo común la obtención de un mineral de alta pureza a un costo bajo. El proceso de extracción por solventes, se define como un proceso metalúrgico que permite la separac separación ión select selectiva iva de cierto ciertoss metales metales de posibl posibles es impure impurezas zas,, propor proporcion cionando ando un mineral mineral concentrado y purificado. La fase orgánica está constituída por el reactivo orgánico o extractante, el cual se disuelve en una parafina (tridecanol y kerosene) en un cierto porcentaje en volumen, a fin de reducir la viscosidad, gravedad específica y el costo volumétrico del extractante. Las características más relevantes del proceso SX, son: 1. Permite Permite el tratamie tratamiento nto de solucione solucioness con baja baja concentració concentración n de Cu. 2. Permite Permite la purificación purificación y concentración concentración del Cu Cu independiente independiente del del contenido contenido de impurezas impurezas y concentración. 3. Permite Permite obtene obtenerr productos productos de muy alta pureza pureza química química y física como como son los cátodos cátodos de EW. 4. Tiene Tiene costos costos de producc producción ión extre extremada madament mentee bajos. bajos. 5. Es una tecnol tecnolog ogía ía limp limpia ia que cumple cumple con con todas todas las regu regula lacio ciones nes ambien ambienta tale less que son exigidas en la actualidad. En general, La ejecución del proceso proceso de extracción extracción por solventes comprende comprende tres componentes componentes básicos, básicos, que son un un soluto soluto a extraer, extraer, un solvente solvente acuoso y un extractante extractante orgánico. orgánico. Además en dicho proceso se reconocen dos etapas fundamentales. Una es la etapa de extracción propiamente propiamente tal, que es donde se agrega el líquido extractante extractante a la solución primaria primaria y se conecta
con el ion metálico, que queda formando parte del extractante, luego este complejo extractante (ion metálico) es separado de la solución y llevado a una solución secundaria en el ion metálico. 2
Orgánico Cargado (R 2 – Cu)(org)
Refino (2H+ - So4 -2) (ac)
La segunda etapa de re-extracción, re-extracción, también también llamada descarga, descarga, que consiste en devolver el elemento de interés a una solución acuosa, pero exenta de impurezas, óptima para el proceso siguiente de electroobtención, otorgando dos productos de interés:
Orgánico Descargado
Electrolito Ri Rico
El proceso se basa en la reacción reversible de intercambio iónico que tiene lugar entre dos fases inmiscibles, inmiscibles, la fase orgánica que corresponde corresponde al reactivo reactivo extractante extractante disuelto en un diluyente orgánico, y la fase acuosa que corresponde a la solución. Se pone en contacto la solución de lixiviación o fase acuosa con el reactivo orgánico o fase orgánica, y se mezcla fuertemente por agitación. Para el caso del ion Cu que forma parte del sulfato dentro de la fase acuosa reacciona con el extractante (emulsión) formando un nuevo compuesto organometálico insoluble en la fase acuosa y totalmente soluble en la fase orgánica. Reaccionando de la siguiente forma: (Cu + - So4-2) (ac) + 2(R-H) (org)
(R 2 – Cu)(org) + (2H+ - So4 -2) (ac)
3
2.-Desarrollo 2.1.-Experiencia •
Al embudo de decantación de 500 ml agregar 400 ml de solución total.
•
Calcular cuánto volumen se debe agregar del extractante orgánico y PLS al embudo (se harán dos experiencias experiencias una con la razón razón 70% de PLS y 30% de orgánico y la otra con un 70% de orgánico y un 30% de PLS).
•
Realizar la extracción agitando constantemente durante 5 minutos.
•
Dejar descansar descansar durante 10 minutos y luego separar separar la fase acuosa y obtener una muestra muestra y contra muestra (una alícuota de 10 ml aprox. En 2 tubos de ensayo).
•
Realizar 3 veces más esta experiencia explicada en los puntos anteriores para cada una de las proporciones de orgánico y PLS.
Se calcula las proporciones de orgánico y PLS los cuales resultaron ser para el 70% 280[ml] y para el 30% 120[ml]. El siguiente paso es mezclar el orgánico con el PLS y una vez mezclados agitar durante 5 minutos para obtener una buena extracción extracción preferibleme preferiblemente nte del 100% luego se deja descansar descansar durante 10 minutos en el soporte universal. Una vez que decantó la solución se toma una muestra y una contra muestra de aproximadamente 10 [ml] en dos probetas para luego realizar la titulación la cual se explicará más adelante en el presente informe y se extrae el PLS del embudo de decantación.
Luego de realizada realizada esta experiencia experiencia con el 70% de PLS y el 30% de orgánico se repite repite dos veces más. (en total se hacen 3 extracciones) y se vuelve a hacer lo mismo con las proporciones de un 70% de orgánico y un 30% de PLS. Todas estas extracciones se hacen sin cambiar el orgánico solo adicionando PLS Obteniendo así 6 muestras y 6 contra muestras 3 pares de cada proporción.
4.-Discusiones Si bien se ocupó una solución de sulfato de cobre que no presenta interferentes, esto se desprecia desprecia ya que los extractantes extractantes usados son totalmente totalmente selectivos y si bien pueden pueden tener falencias se complementan perfectamente, ya uno a otro suplen sus debilidades. El tener presente fases inmiscibles también ayuda a que se mantenga la relación de limpieza y buena extracción. Como bien dice la literatura en este proceso hidrometalurgico se usan agentes disolventes para los extractantes, extractantes, al ser estos altamente viscosos viscosos cuesta mucho más el manejo de estos, si se hubiera ocupado un disolvente en la razón orgánica del proceso, la fluidez de esta, hubiera sido mucho mejor ya que hubiera tenido un mejor comportamiento y capacidad en la extracción de cobre de la solución. Al poner en contacto ambos líquidos el orgánico e inorgánico se produce un intercambio iónico, es decir, se intercambian elementos disueltos desde una fase a otra.
.-Conclusiones
Podem Podemos os concl concluir uir que el méto método do de extr extracc acción ión por por solv solvent entee cump cumple le clar clarame amente nte sus sus
•
objetivos de purificar, concentrar y separa la solución acuosa de toda impureza, como la presencia de otros elementos químicos y económicamente no factibles.
En la etapa de extracción se nota claramente el intercambio de iones que se produce entre la
•
fase orgánica y la inorgánica, ya que claramente en el color de la solución acuosa va aclarándose, debido a que el extraxtante capta los electrones de cobre, y dejando los elementos impuros en solución. Quedando:
•
También se verifica que el extractante no se disuelve en la fase acuosa, o bien, su disolución
es despreciable y que el solvente de la fase orgánica no extrae cobre
•
También se verifica que el color de la solución acuosa inicial es igual ala solución acuosa
final que se obtiene en las muestras tomadas.
7.-Bibliografía
•
Apuntes entregados por el profesor y visto en clases.
•
Manual General de Minería y Metalurgia (Portal Minero, 2006)
Minas, Concentra Concentradoras, doras, Refinería Refinerías, s, Fundiciones, Fundiciones, LIX/SX/EW LIX/SX/EW •
www.wikipedia.cl/
