1. INTRODUCCIÓN En este trabajo se basó principalmente de como la termodinámica juega un papel muy importante en lo que respecta de procesos hidrometalurgicos por ende se dará a conocer primero un fragmento o resumen que lo que se infiere por hidrometalurgia
HIDROME!"#R$I! "a hidrometalur hidrometalurgia gia es la rama de la Metalurgia Metalurgia E%tracti&a E%tracti&a que estudia estudia todos los procesos e%tracti&os e%tracti&os que ocurren en medios acuosos' que permiten la e%tracción e%tracción y obtención obtención de metales y(o compuestos desde sus minerales o materiales de reciclaje )chatarras' escorias' cementos metálicos' barros anódicos' etc*+ "a hidrometalurgia se subdi&ide en tres ramas ra mas importantes' las cuales son, a+- "i%i&iación b+- .oncentración y /urificación c+- /recipitación En l0neas generales las principales &entajas de los procesos hidrometal1rgicos son, - 2us procesos tienen un menor impacto ambiental en comparación a otros procesos e%tracti&os+ - 3ajos costos de in&ersión para un tama4o de planta dado' en comparación a otros procesos e%tracti&os+ - /osibilidad de e%pansión desde una operación peque4a a otra de tama4o mediano' conser&ando siempre la econom0a de una operación en gran escala+ Esto es debido al carácter modular de las plantas hidrometal1rgicas+ - !lgunos procesos hidrometal1rgicos permiten un ahorro considerable de combustible' como es el caso de tratar tratar los minerales directamente en sus yacimientos o los que e&itan el proceso de molienda+ Estos ahorros de energ0a representan una fracción apreciable del consumo total de un proceso con&encional+ - E%iste un gran control sobre las reacciones' debido a las condiciones cin5ticas en que se desarrollan los procesos+ - Es posible una gran automati6ación+ - "as operaciones hidrometal1rgicas son muy selecti&as' en li%i&iación por ejemplo' sólo parte de la mena se disuel&e dejando el resto sin reaccionar' permitiendo su eliminación en una etapa inicial del proceso+ "a selecti&idad de la e%tracción por sol&entes es raramente obtenida por otros procesos no hidrometal1rgicos+ - $ran fle%ibilidad para par a combinar operaciones unitarias con el objeto de lograr un proceso óptimo+ "I7I8I!.IO9 $E9ER!"ID!DE2 "a "i%i&iación es la operación unitaria fundamental de la hidrometalurgia y su objeti&o es disol&er en forma parcial o total un sólido con el fin de recuperar algunas especies especies metálicas contenidas contenidas en 5l+ ! continuación continuación se detallan detallan las ecuaciones ecuaciones qu0micas correspondientes correspondientes a diferentes diferentes tipos de li%i&iación,
HIDROME!"#R$I! "a hidrometalur hidrometalurgia gia es la rama de la Metalurgia Metalurgia E%tracti&a E%tracti&a que estudia estudia todos los procesos e%tracti&os e%tracti&os que ocurren en medios acuosos' que permiten la e%tracción e%tracción y obtención obtención de metales y(o compuestos desde sus minerales o materiales de reciclaje )chatarras' escorias' cementos metálicos' barros anódicos' etc*+ "a hidrometalurgia se subdi&ide en tres ramas ra mas importantes' las cuales son, a+- "i%i&iación b+- .oncentración y /urificación c+- /recipitación En l0neas generales las principales &entajas de los procesos hidrometal1rgicos son, - 2us procesos tienen un menor impacto ambiental en comparación a otros procesos e%tracti&os+ - 3ajos costos de in&ersión para un tama4o de planta dado' en comparación a otros procesos e%tracti&os+ - /osibilidad de e%pansión desde una operación peque4a a otra de tama4o mediano' conser&ando siempre la econom0a de una operación en gran escala+ Esto es debido al carácter modular de las plantas hidrometal1rgicas+ - !lgunos procesos hidrometal1rgicos permiten un ahorro considerable de combustible' como es el caso de tratar tratar los minerales directamente en sus yacimientos o los que e&itan el proceso de molienda+ Estos ahorros de energ0a representan una fracción apreciable del consumo total de un proceso con&encional+ - E%iste un gran control sobre las reacciones' debido a las condiciones cin5ticas en que se desarrollan los procesos+ - Es posible una gran automati6ación+ - "as operaciones hidrometal1rgicas son muy selecti&as' en li%i&iación por ejemplo' sólo parte de la mena se disuel&e dejando el resto sin reaccionar' permitiendo su eliminación en una etapa inicial del proceso+ "a selecti&idad de la e%tracción por sol&entes es raramente obtenida por otros procesos no hidrometal1rgicos+ - $ran fle%ibilidad para par a combinar operaciones unitarias con el objeto de lograr un proceso óptimo+ "I7I8I!.IO9 $E9ER!"ID!DE2 "a "i%i&iación es la operación unitaria fundamental de la hidrometalurgia y su objeti&o es disol&er en forma parcial o total un sólido con el fin de recuperar algunas especies especies metálicas contenidas contenidas en 5l+ ! continuación continuación se detallan detallan las ecuaciones ecuaciones qu0micas correspondientes correspondientes a diferentes diferentes tipos de li%i&iación,
:
Disolución de Sales
2e aplica principalmente a 2ales Minerales que se disuel&en fácilmente en agua+ En la naturale6a es dif0cil encontrar yacimientos con minerales de este tipo' pero' la mena puede ser sometida a alg1n proceso pre&io que transforme los minerales a sales solubles en agua )/roductos de tostación por ejemplo*+ Ejemplo, :
.u2O;)s* < n H=O)aq* >>? .u2O; @ n H=O)aq*
Disolución Ácida
2e aplica a gran parte de los ó%idos metálicos e%istentes en la naturale6a+ $eneralmente se utili6a utili6a ácido sulf1rico por su bajo costo' disponibilid disponibilidad' ad' fácil manipulació manipulaciónn y caracter0stica caracter0sticass qu0micas+ ambi5n se utili6a ácido clorh0drico' ácido n0trico y me6clas entre ellos+ Ejemplo, AnO < = H<)aq* >>? An=<)aq*
Disolución Alcalina
2e aplica a menas consumidoras de ácido sulf1rico' como por ejemplo menas con carbonatos de calcio+ Ejemplo, !l=OB < = OH- (aq) >>? = !lO=-(aq) < H=O)aq* :
Intercambio Bsico
Este tipo de reacciones produce un nue&o sólido insoluble en los residuos+ Ejemplo, :
.aCO; < .OB-=)aq* >>? .a.OB)aq* < CO;-=)aq*
Disolución Con !ormación de Iones Com"le#os
"a formación de iones complejos aumenta la solubilidad de sales poco solubles con una gran selecti&idad+ 2e aplica industrialmente en la li%i&iación de concentrados de cobre sulfurados+ Ejemplo, .uO < =9H;<)aq* <=9HB)aq* >>? .u)9HB *;<= )aq* < H=O)aq* :
$i%i&iación con O%idación
"os agentes o%idantes más empleados son eB< y O=' empleándo empleándose se para la li%i&i li%i&iación ación de sulfuros y algunos metales+ Ejemplo, .u2 < =eB<)aq* >>? .u<= )aq* < =e=< )aq* < 2
:
$i%i&iación con Reducción
Este tipo de li%i&iación puede p uede usarse con minerales que son más solubles en sus estados de &alencia inferiores+ Ejemplo, MnO= < 2O=)aq* >>? Mn<= )aq* < 2O;-=)aq* En el caso del cobre se utili6a el ácido sulf1rico para la li%i&iación de minerales o%idados' siendo más fácil de disol&er los sulfatos )chalcantita* y sulfatos básicos )antlerita y brochantita*' luego los carbonatos )malaquita y a6urita*' la atacamita y la tenorita+ "a cuprita en cambio' necesita la presencia de un o%idante para disol&erse completamenteF los silicatos de cobre son los que tienen una cin5tica de li%i&iación más lenta+ "a qu0mica asociada a los minerales sulfurados de cobre es más compleja que la de los ó%idos' ya que se trata de reacciones de ó%idoreducción' que requieren la presencia de agentes o%idantes para que la reacción ocurra+ 2in embargo' embargo' la problemática problemática más gra&e es la cin5tica cin5tica o &elocidad &elocidad de reacción' reacción' que es e%tremadamente lenta+ En cualquier sistema de li%i&iación es ine&itable la co-disolución de otros elementos e impure6as' generándose soluciones poli-iónicas que deben ser purificadas antes de recuperar el cobre desde las soluciones+ !2/E.O2 .I9GI.O2 Es de &ital importancia conocer la &elocidad o cin5tica de los procesos' pues la idea es lograr un rendimiento rendimiento óptimo en el menor tiempo tiempo posible+ posible+ "a información información que entrega la cin5tica permite permite conocer mecanismos de reacción y' dise4ar equipos y procesos+ En la hidrometalurgia el estudio cin5tico es imprescindible' pues generalmente los procesos aplicados son lentos ya que se trabaja a temperatura ambiente o algo poco superior' y las reacciones son de carácter heterog5neo+ El mecanismo de reacción reacción entre un l0quido l0quido y un sólido in&olucra las siguientes siguientes etapas consecuti&as, i* ii* iii* i&*
ransporte for6ado de los reactantes en el l0quido hacia la capa l0mite+ Difusión de los reactantes a tra&5s de la capa l0mite+ Difusión Difusión de los los reactantes reactantes a tra&5s tra&5s de los los poros poros de las las part0culas part0culas hacia el centro centro de reacción reacción Difusión de los reactantes a tra&5s de la capa de producto sólido sólido )si es que e%iste* Hacia la superficie de reacción+ &* Reacción qu0mica de los reactantes con el mineral+ &i* Difusión de los productos disueltos disueltos a tra&5s de la capa de producto sólido+ sólido+ &ii* Difusión de los productos a tra&5s de la capa de producto sólido )si es que e%iste* Hacia la superficie de la part0cula+ &iii* Difusión de los productos a tra&5s de la capa l0mite+
i%*
ransporte for6ado de los productos solubles al seno de la solución+
"a cin5tica de reacción de los ó%idos de cobre es dependiente de la acti&idad de los iones hidrógeno en el sistema acuoso' del área de la superficie de reacción' de la geometr0a' tama4o' flujo espec0fico' etc+ MGODO2 DE "I7I8I!.I9 "os m5todos de li%i&iación corresponde a la forma en que se contactan las soluciones li%i&iantes con las menas con contenidos metálicos de inter5s+ "os m5todos más conocidos son, +- "i%i&iación In 2itu' li%i&iación en botaderos )dump leaching*' li%i&iación en pilas )heap leaching*+ =+- "i%i&iación por percolación o en 3ateas )&at leaching* B+- "i%i&iación por agitación ;+- "i%i&iación a presión+ !unque estos tipos de li%i&iación se puede aplicar en forma muy eficiente a la mayor0a de los metales que están contenidos en menas apropiadas para este proceso' tales como cobre )minerales sulfurados y o%idados*' oro )nati&o*' plata )nati&a*' aluminio )ó%idos*' 6inc )ó%idos y sulfuros*' n0quel )sulfuros y ó%idos* y las formas minerales de los metales cobalto' 6irconio' hafnio' etcF en esta oportunidad se hará referencia solamente al caso del cobre+ "I7I8I!.I9 I9 2I# Es la li%i&iación de residuos fragmentados en minas abandonadas )In /lace "eaching* o a la li%i&iación de yacimientos que no se pueden e%plotar en forma con&encional' ya sea por moti&os t5cnicos y(o económicos' en este caso se riega el yacimiento Jen el mismo lugarJ' e&itándose costos de e%tracción mina y de transporte+ Este tipo de li%i&iación se caracteri6a pos bajos costos de in&ersión y de operación+ En la figura ' se puede obser&ar un esquema de este tipo de procesos+ /ara aplicar este tipo de procesos se requiere efectuar estudios geológicos' hidrológicos hidrológicos y metal1rgico metal1rgicos+ s+ /ara el caso del cobre' este m5todo se justifica justifica con reser&as reser&as por sobre millones de toneladas' con una ley de +KL' obteni5ndose una producción apro%imada a = t de cátodos(a4o' con una recuperación de KL en = a4os+
!i'ura 1( "i%i&iación In 2itu "I7I8I!.I9 E9 3O!DERO2 "a li%i&iación en 3otaderos consiste en li%i&iar desmontes o sobrecarga de minas de tajo abierto' los que debido a sus bajas leyes )menores de +;L* no pueden tratarse por m5todos con&encionales+ Estos materiales se han ido acumulando a tra&5s de los a4os a un ritmo que en algunos casos pueden ser de &arios cientos de miles de tonelada al d0a+ "a mayor0a de los botaderos se construyen en áreas adecuadas cerca de la mina+ Este tipo de procesos no requiere in&ersión en Mina ni tiene costos asociados a transporte' lo que los hace ser proyectos atracti&os del punto de &ista económico+ En el caso del cobre las recuperaciones fluct1an entre ; a L en alrededor de B a4os de operación+ En la figura =' se muestra un esquema t0pico de este tipo de procesos+
.átodos de .obre
Electroobtencion
Refino
E%tracción /or 2ol&entes
/"2
2olución Rica
!i'ura ), "i%i&iación en 3otaderos "I7I8I!.I9 E9 /I"!2 Este m5todo se aplica a minerales de cobre o%idados y a minerales mi%tos de cobre de baja ley+ Desde la d5cada de los ochenta se ha incorporado un proceso de aglomeración y curado con el objeti&o de mejorar las cualidades f0sicas del lecho poroso y producir la sulfatación del cobre presente en la mena+ "a aglomeración de part0culas finas y gruesas con la adición de agua y ácido concentrado pasó a constituir una operación unitaria de gran importancia en la li%i&iación en pilas' pues' como pre- tratamiento pre&io a la li%i&iación en lecho irrigado tiene los siguientes objeti&os, - #niformar el tama4o de part0culas' ligando los finos a los gruesos' e&itando el comportamiento indeseable de un amplio rango de distribución de tama4os+ - Homogeni6ar la porosidad de un lecho de part0culas e incrementarla+ - Optimi6ar la permeabilidad de un lecho y la consiguiente operación de li%i&iación mediante la aglomeración+ - acilitar el tratamiento por li%i&iación' con los propósitos de disminuir los costos de in&ersión y operación del proceso e%tracti&o+ En el caso del cobre la aglomeración se reali6a agregando solamente la fase l0quida humectante ya sea, - !gua+ - 2oluciones diluidas+
- !gua-H=2O; concentrado+ "os factores que afectan la calidad del aglomerado son numerosos' pero' se destacan los siguientes, - Distribución de tama4os de part0cula+ - .omposición qu0mica del sólido+ - .antidad de arcillas y sales solubles+ - /orosidad de los sólidos+ - ensión superficial y &iscosidad del humectante+ - Reacti&idad del humectante frente al sólido+ - .antidad de humectante agregado )humedad* - orma de me6clado+ - iempo de curado+ "a aglomeración con presencia del agente li%i&iante' como pueden ser el ácido sulf1rico' soluciones ácidas con sulfato f5rrico etc+' pro&ocan el inicio del ataque qu0mico sobre la mena en la etapa de pretratamiento+ "os objeti&os de aglomerar con el humectante altamente rico en H=2O; son, - !condicionar la mena para lograr mejores aptitudes a la disolución+ - !pro&echar las condiciones qu0micas de los e%tractantes en mayor concentración que cuando están diluidos+ - !gili6ar la cin5tica de li%i&iación de los minerales+ - le%ibili6ar la concentración de las soluciones obtenidas en li%i&iación y su calidad+ - Mejorar la calidad de los aglomerados+ "o caracter0stico' de este ataque o digestión es la concentración ele&ada del ácido impregnante' la concentración del ácido oscila entre = a gpl con dosificaciones en el rango de B a N g ácido(M de mineral+ El ácido agregado' desempe4a &arias funciones, - 2ulfatar los minerales de cobre y permitir su afloramiento por capilaridad in&ersa+
- racturar qu0micamente penetración+
la
roca
matri6
creando
mayores
&0as de
ataque y
- Reaccionar ine&itablemente con la ganga disol&iendo ciertas substancias no 1tiles+ - $enerar calor en el aglomerado' por reacciones e%ot5rmicas y calor desprendido por dilución del ácido concentrado+ - E%hibir en el humectante un mayor potencial o%idante+ E%isten diferentes formas y equipos para efectuar la aglomeración' y dentro de los más utili6ados se puede mencionar, tambor rotatorio' disco peleti6ador' correa transportadora y aglomerado manual+ "a manera más eficiente de hacerlo es usando un tambor rotatorio con una inclinación adecuada en el sentido del flujo de sólidos+ El mineral se carga en forma continua por la parte posterior del tambor' que está más alto+ El agua y el ácido sulf1rico se agregan mediante duchas o chorros' tambi5n en la parte posterior del tambor+ $u0as longitudinales e&itan el resbalamiento del mineral y 5ste es ele&ado produci5ndose luego una ca0da en la cual las part0culas adquieren un mo&imiento rotatorio+ El porcentaje de humedad y la inclinación del tambor son factores muy importantes en la calidad del aglomerado+ #n P a un L de humedad puede lograr un e%celente aglomerado' as0 como un tiempo de residencia del mineral en el tambor' del orden de uno a tres minutos+ .on este m5todo se logra una adherencia de la mayor0a de los finos sobre las part0culas gruesas+ .uando no se reali6a una aglomeración o en su defecto' se efect1a una mala operación de aglomeración' se producen los siguientes problemas operacionales en las pilas, - E%istencias de caminos preferenciales del fluido a tra&5s del reactor' es decir la solución puede pasar a tra&5s del lecho sin llegar a tener contacto con la mena+ - E%istencias de 6onas muertas en el interior del reactor' 5stas son regiones del reactor que no son apro&echadas por la solución li%i&iante+ - .ompactaciones del lecho' posible segregación de tama4os )cuando se erosionan los aglomerados' se rompen los puentes l0quidos o precipitan sales finas* y acumulación preferencial de finos que pro&ocan impermeabili6aciones+ Es necesario minimi6ar estos problemas para optimi6ar el proceso' ya sea generando menos finos o aglomerando adecuadamente antes de la li%i&iación+ ambi5n debe mejorarse los aspectos de cargu0o de la pila )operación de formación del lecho*' utili6ar un flujo y una distribución adecuada de soluciones de li%i&iación y las concentraciones de reacti&os deben ser las precisas para minimi6ar la molienda qu0mica+ #na &e6 que se ha aglomerado y construido la pila de mineral' el lecho se deja en reposo durante el tiempo de JcuradoQ establecido+ !l completar este tiempo' se comien6a a regar la pila de mineral con una solución diluida en ácido sulf1rico' obteniendo una solución rica en cobre y con un alto contenido de impure6as+ "as &ariables que afectan la li%i&iación en pilas son,
-.ondiciones de !glomeración y .urado' cada una de las &ariables que influye en el curado' repercute en la li%i&iación+ /or ejemplo' a menor granulometr0a' mayor y más rápida será la e%tracción de cobre en esta etapa+ -!ltura del lecho' está determinada por la permeabilidad del producto despu5s del curado y por la &elocidad en que se disuel&e el metal de inter5s+ 2eg1n esto' siempre es posible encontrar un óptimo de concentración de ácido inicial y flujo alimentado para una altura dada' pero en realidad la altura tiene restricciones de carácter práctico y de in&ersión+ 2i se aumenta la altura' dejando constante las demás &ariables de operación' el l0quido que desli6a tiene un mayor tiempo de residencia dentro del reactor' por lo que tendrá mayor concentración de cobre instantánea en la solución efluente' sin embargo' en contraposición a esto' aumentan las canali6aciones y compactaciones que restan eficiencia al proceso+ !demás' al trabajar con alturas más grandes e%iste mayor posibilidad de disol&er la ganga' repercutiendo en un mayor consumo de reacti&o+ -lujo Espec0fico' es la &elocidad a que se despla6a la solución li%i&iante' a tra&5s' de un lecho poroso+ 2e e%presa en litros por unidad de tiempo y unidad de área trans&ersal de la pila+ El flujo espec0fico depende de las cualidades f0sico-qu0micas del lecho aglomerado y está ligado con la concentración de ácido sulf1rico en la alimentación+ .uando el flujo aumenta' disminuye el tiempo de residencia en el reactor y el l0quido desli6ante tiene menor contacto con los aglomerados+ .uando el flujo disminuye' aumenta el tiempo de residencia en el reactor y el l0quido desli6ante tiene mayor tiempo de contacto con el sólido+ 2u influencia es notoria en los primeros d0as de li%i&iación+ - .oncentración y Dosificación de ácido sulf1rico' la concentración de ácido sulf1rico es el que otorga la capacidad de carga a la solución li%i&iante+ En efecto' a mayor concentración de ácido sulf1rico' disminuye el pH y aumenta la disolución del sulfato de cobre y se sulfata el cobre remanente+ Este ácido inyectado en la alimentación se &a consumiendo en el recorrido a tra&5s del reactor' 5ste consumo de ácido se debe a reacciones qu0micas tanto con la ganga como con restos de cobre que no reaccionaron en la etapa de curado' pro&ocando un aumento del pH' que a su &e6 puede pro&ocar la precipitación de sales+ "a dosificación de ácido en esta etapa queda determinada por la combinación óptima del flujo y la concentración alimentada+ - /resencia de !gentes O%idantes' pro&oca el aumento del potencial de ó%ido-reducción del sistema que al aumentar' pro&oca una mayor disolución de cobre+ /ara la li%i&iación en pilas de minerales o%idados de cobre' en general no se requiere la presencia de estos agentes o%idantes+ - iempo de "i%i&iación' queda determinado por la e%tracción que se desea y la cin5tica de e%tracción+ En la figura B y figura ;' se obser&a un diagrama de flujos t0pico de este proceso+
.O9DI.IO9E2 DE" .#R!DO,
$R!9#"OMER! L - B(; S ! L - (;S
,
H#MED!D DE !$"OMER!.I9 ! = L
Tcido 2ulf1rico !gua
!M3OR !$"OMER!DOR
R!92/ORE ! .!9.H!2 DE "I7I8!.I9
!i'ura *( Operación de !glomeración y .urado+
Refino
E%tracción por 2ol&entes Electroobtención .átodos de .obre
!i'ura +( Operación de "i%i&iación en /ilas .O9.E9R!.I9 U /#RII.!.I9 DE 2O"#.IO9E2 #na de las t5cnicas más utili6adas en la actualidad corresponde a la e%tracción por sol&entes+ "a e%tracción l0quido-l0quido o e%tracción por sol&entes es un proceso que implica el paso de una serie de metales disueltos en forma de iones en una fase acuosa a otra fase l0quida' inmiscible con ella' conocida como fase orgánica+ Durante el contacto l0quido-l0quido se produce un equilibrio en el cual las especies en solución se distribuyen en las fases acuosas y orgánicas de acuerdo a sus respecti&as solubilidades+ Esta t5cnica se emplea en metalurgia con tres fines fundamentales, concentrar' purificar y separar los elementos o metales disueltos+ 9ormalmente estas funciones son inseparables para el predominio que una ejerce sobre la otra' hace que la e%tracción con sol&entes tenga una función espec0fica que se intercala en distinto lugar del diagrama de flujo de un proceso metal1rgico+ /or ejemplo' cuando predomina la acción de concentrar' su aplicación está 0ntimamente ligada con la recuperación de cationes de menas pobres en minerales de inter5s+ .on fines de purificación se emplea en aquellos casos en que el precio y la utili6ación de un metal
crecen significati&amente con la pure6aF la aplicación más inmediata está relacionada con los materiales nucleares' aunque en 5stos tambi5n se usa con fines de concentración+ .on fines de separación puede ser rentable el uso de esta t5cnica' en la separación de elementos de ciertas menas en que de todos los elementos presentes solo algunos son &aliosos+ #n ejemplo de esta aplicación es la separación por e%tracción con sol&entes de #ranio' Molibdeno y 8anadio+ En la e%tracción l0quido-l0quido se ponen en contacto dos fases l0quidas inmiscibles de forma tal que los componentes del sistema se distribuyen entre ambas fases' y apro&echando estas propiedades de distribución se logran los objeti&os perseguidos de purificación' concentración y separación+ #n proceso de e%tracción por sol&entes tiene el esquema general que se indica en la igura KF en el que puede apreciarse que consta esencialmente de dos etapas, e%tracción y ree%tracción+
!i'ura ,( Diagrama $eneral de E%tracción por 2ol&entes
"os procesos de e%tracción por sol&entes se lle&an a cabo con dos soluciones inmiscible entre s0 la fase acuosa y la fase orgánica+ "a fase acuosa es una solución pro&eniente de li%i&iación' concentrada en cobre y con un alto ni&el de impure6as' que imposibilita su tratamiento de precipitación de cobre' sin antes remo&er las impure6as presentes o separar el cobre de esta solución y de alguna manera' traspasarlo a otra
solución acuosa libre de impure6asF que es lo que se reali6a en e%tracción por sol&entes+ "a fase orgánica a una solución en la cual generalmente se tienen los siguientes componentes, - E%tractante )tambi5n llamado reacti&o orgánico o simplemente orgánico*' es un compuesto que contiene un grupo funcional que es capa6 de reaccionar qu0micamente con una especie particular en la fase acuosa+ - Diluyente' es el material orgánico que se usa para diluir el e%tractante+ Originalmente se consideraba inerte' pero 1ltimamente se ha reconocido que tiene importante influencia en el proceso general de e%tracción' mejorando la &elocidad de separación de fases+ "as propiedades que debe cumplir un e%tractante ideal' son las siguientes )no necesariamente en orden de importancia*, - #n ele&ado coeficiente de distribución' con el fin de e%traer el má%imo del elemento de inter5s y minimi6ar la cantidad a usar+ - Ele&ada .apacidad de 2aturación' la capacidad de saturación es la má%ima concentración de especies &aliosas que puede retener+ - /ropiedades f0sicas adecuadas para la transferencia de masa y separación de fases' tales como, densidad' &iscosidad' etc+ - 2electi&idad' esta es una propiedad que mide la e%tracción de determinadas especies en relación con la e%tracción de otras+ Esta es una importante caracter0stica del e%tractante' debido a que una baja selecti&idad produce una mayor purificación y además sitios acti&os del e%tractante estarán ocupados por otros elementos no deseados luego la capacidad de carga disminuirá+ - ácil e%tracción' para que un e%tractante sea adecuado metal1rgicamente' debe e%istir un m5todo sencillo y barato para recuperar las especies e%tra0das+ "a habilidad de ree%tracción de una solución se mide por el coeficiente de ree%tracción que es el rec0proco del coeficiente de e%tracción+ - 2eguridad )bajo punto de inflamación' baja to%icidad' etc+'* - Disponibilidad y costo' además de medios baratos de regeneración+ - Estabilidad qu0mica bajo las condiciones de uso' un e%tractante debe ser relati&amente estable' de tal modo que pueda ser usado en muchos ciclos de e%tracción+ #na manera de clasificar los e%tractantes orgánicos está basada en el tipo de reacción de e%tracción' al respecto se pueden distinguir e%tractantes ácidos' aniónicos y sol&atantes+ El proceso de 27 cobre se basa en la siguiente reacción re&ersible de intercambio iónico, ).u*! < = )HR*o V ).uR =*o < = )H<*! en la cual el sentido de reacción está controlado por la acide6 de la solución acuosa' .u<< representa los iones de cobre disueltos en la fase acuosa y .uR = el complejo metálico disuelto en la fase orgánica una &e6 alcan6ado el equilibrio+ En E%tracción' la solución impura de li%i&iación' de alta acide6 )pH entre +K y =+K* se contacta con una fase orgánica inmiscible que contiene un e%tractante de .obre selecti&o frente a los
otros elementos codisueltos como son, e=<' eB<' An=<' 9i=<' .a=<' Mg=<' !lB<' Mo<' .l-' 9oB-' 2o;=-+ Debido al ni&el de acide6 de la solución acuosa' la reacción se despla6a hacia la derecha' obteni5ndose finalmente una fase orgánica cargada en .obre y una solución acuosa que contiene la mayor parte de las impure6as )refino*' la cual es retornada a li%i&iación+ ambi5n se puede apreciar de la ecuación anterior que por cada mol de .obre e%tra0do que se transfiere a la fase orgánica' se está regenerando mol de ácido sulf1rico )H=2O;* en la fase acuosa+ /osteriormente en la etapa de Ree%tracción' el orgánico cargado se contacta con una solución de alta acide6 K-= gpl H=2O; que retorna a Electroobtención como un electrolito de alta pure6a )!&ance*' depositando el .obre e%tra0do y resultando por otra parte una fase orgánica regenerada que se recircula a E%tracción+ #na alternati&a diferente a la e%tracción por sol&entes la constituye la precipitación selecti&a de impure6as' que se reali6a mediante la adición de modificadores de pH' la adición de agentes reductores' seguido posteriormente de un proceso de cementación de cobre+ "os m5todos de precipitación de metales se anali6an en la sección de electrometalurgia+
ERMODI9!MI.!
er modinámica Metalúrgica Aplicada en Hidr ometalur gia Así Tam'i!n puede ocur ri r en la práctica que
Impor tancia del Estudio de la Termodinámica en Hidr ometalur gia
posi'les
sea
du r ante
pla1as
ra1ona'lemente "2o
de
tr ansicionales
3
prolongadas la e%istencia de estados intermedios
compuestos
termodinámicamente menos &avor a 'les "2o de En la introducción anterior se discutió acerca de la
impo r tancia relativa que pr esentan la química de
soluciones.
a
cin!tica
"
ter modinámica#
la
r espectivamente. En r elación a los procesos propios
de la Hidr ometalur gia. $e concluía que en el terreno pro pio de las aplicaciones de la Hidr ometalur gia
car ácter meta*esta'le *pero cu"o carácter de
transición se prolongue tanto que par a los e& ectos pr ácticos $ean asimila'les a una situación esta'le den tro de los pla1os limitados en que ocur r e un
proceso.
antes de e%plor ar la velocidad de una determinada tr ans& or mación química o & ísica. Es más importante
det er minar la posi'ilidad de ocurrencia de
4e igual manera par a un compuesto o estado
esa
que r esulte termodinámicamente mu" esta'le en
química
situación de equili'r io# puede que esta situación no
pr opiamente tal# como un proceso de tr ans&erencia de
sea alcan1ada nunca de'ido a una cin!tica mu"
tr ans& or mación# sea esta una reacción
masa. de dilución# tanto de reactantes como de productos.
&initos
a Ter modinám ica es la rama de la isico*
+uimica
que
propor ciona
las
,err amientas
conceptuales necesar ias par a en&ocar la respuesta a esta posi'ilid ad de ocur re nci a. $us resultados son
deter minantes
en
los
casos
en
que
determinada tr ans& or mación.
una
con
r espue sta
ter modinámica &avor a'le a que aún queda la posi'ilidad
de
que
la
/in!tica
de
esa
trans&ormación pueda se r tan lenta que para los pr ácticos 0esulte imposi'le log r ar se el
equili'r io term odinámico esperado en tiempos
r a1o na 'les.
o'servación
de
la
respectiva
tr ans& or mación.
Termodinámica de las 4isoluciones Al anali1ar ter modiná micamente el pr o'lema de la disolución de un sólido en general se tiene
$in em'ar go -o ocurre lo mismo al co ntestar a& ir mativamente
de
ind ica.
-egativamente la impos i'ilidad ter modinámica de una
e& ectos
lenta# esto siempre que se consideren tiempos
que 5
i) primero tie ne que romperse su estructur a cristalina par a lo cual se requiere aportar una cie r ta cantidad ener gía que aquí de denominaremos 6 *. luego. ii) una ve1 separ ados los iones estos se ,idr atan pasan a &ormar par te de la solución o electr olito.
El &enómeno de disolución de un so7ido es en la
ma"or ía de los casos de tipo endot!r mico es decir el
! <3- .solidol
disolución
.7;E > R l m < representar se
puede
4onde# .<... * que es la constante de equilibr io a
esquemáticamente de esta &or ma5 !<3-lsolidol
!< )solidoW 8 3-
-
!< )acuosol 8 3- )acuoso*
$u var iación de energía libre ser á5
so7ido a'sor'e calor al dis olv er se.
Esta
-
lsolidol
presión " temper atur a constantes * se esta'lece en 'ase al producto de los coe f icient e s de act ivid ad d e
!< )acuosol 8 3- .acuosol
2os productos de la r eacción , d ivid id o por el pr od uct o
De los coe f icient e s de actividad de los r eact ant e s. os respectivos niveles de ener gía# propios de
Es decir . < ser á igual a5
cada uno de esos estados se muestr an gr á& icamente en la )igur a 9.7# que se inclu"e al pie de esta página.
a sumator ia de los calor es de ,idr atación es5 A su ve1. Tratándose A= de un so7ido pur o# por de& inición# su coe& icien te de actividad es igua l a la
el calor de disolución neto es5
unidad. sea5 a A= >
iHs : .5 iH,
* 6
con st ant e
d e equilibrio
7.
4e esta que
maner a
en el caso
la de
disoluciones pasa a llamar se de " sol ubil id ad " o+ más
A,ora 'ien# si se considera la reacción global d e
Disolución:
a menudo. "pr od uct o de solubilidad" - se esta'lece así5
9i&eles de ener g0a 9 ) <3@*
+
++ +++
(so7ido)
!- )solido* 8
3+ )solido*
"�H ,
6 A= (so7ido) )sIido *
e
A* (acuoso)
8 => (acuosol
�Hs ' I' '
/
!: )acuoso* 8 Ir )acuoso*
igur a K++- Distintos ni&eles
de energ0a que hay que a por tar para
disol&er un sólido !3
y pasar lo a solución, ! XYacuoso 8 3@Z+!cuoso
A su ve1 al tener una sal poco solu'le
en
ause ncia de cualquier otr a sustancia disuelta. $e id ?or otra par te# se sa'e que la ac ti v ad se c i 6 n mediante el llamad o r el ac io na con la c onc en t ra
"coci ent e de ac ti v i da d ": a@ : & @ /@ Entonce s5 <: l/ A8A cs*
A
tendrá una sol uc i ón muy d il ui da " con u n a ba j a f uerz a i óni ca » : µ0 En este caso se o'serva e%per ime ntalm ente que el
&A8 & s*B
valor del coe& iciente de actividad >& > se apr o%ima a la unidad5 & :7.
A,or a 'ien. 4ado que la deter minación individual los
de
coe& icientes
de
actividad
es
e%per imentalmente* te di& ícil de r eali1ar # ge ner almente po r usar los c oef ic i ent es de ac ti v id a d
se opta
" med i as" : >& ># cu"o valor puede determinarse mediante las relaciones que esta'lece la Ley de D eby eH ii cke l para
soluciones
diluidas (a electr olitos)
* cu"o
4e esta maner a gener ali1ando par a todos las casos
de sal es muy d il ui da s.
$i CC/@>
pequeD a# se tendr á que >& > tiende a 7 tanto.
es mu"
". ?or lo
$e tiene que la c onst ant e de euil i br io .
!r od uc t o de sol ubi li d ad en la pr áctica solo $era proporcional a las concentraciones5
estudio detallado escapa al alcance del pr esente
$i 5
te%to * lo que &inalmente conduce a que en r esumen se tenga5
/@
*
o
og & : * A 6' 1 7F Entonces5 & *
A,ora
'ien# si
en
un
electr olito tenemos
. 4el tipo A= * o sea. solarmente una sof ' sal di suel ta $e trata de una sal tipo -a/l. <- G B+ Mg$G;' u otr a# en las que los coe& icientes estequiometricos tan to ?or otra par te . En ese cálculo " de acuer do a la misma
Ley de Deb y eH ii ck el se sa'e que
coe f ic ie nt es
de
ac t i v id a d
pr opor cionales a la &uer1a iónica:
" med i as"
[ -
del catión como del anión son iguales *. Entonces5
l os
son
que es una
medida de la cantidad de sustan cias disueltas en la solución " del gr ado de inter & er enc ia que e%ist e entr e ellas. ?articular mente al intentar disolver una sustancia
nueva como es el caso que se está discutiendo a,ora
;enerali1ando nuevamente. $i la sal está mu" diluida en ese caso se tendr á que5
. si está más concentr ada5
* la cual se de& ine así5
$in em'ar go si en ese electrolito "a ,a" otra sal En esta de& inición >m#> cor r esponde a la cantidad
de iones
por unidad de volumen " >1#> es su
respectiva valencia. Además# sa'iendo que >A> es una constan te el valor de
los
c oef ic i ent es de
disuelta de car ácter químicamente iner te * es decir . $in que par ticipe en reacción alguna con la nueva sal que se va a disolver * todavía se tend r á una nueva & uer 1a ión ica la que mod i&icar a lo s coe& icientes de
ac ti v ad media tambi#n se$%n la Ley de D eby e& i d
activ idad media " por lo tan to. $e tendr á un nuev o
H ii ck el pasa a ser 5
Ialor par a $" par a & . es decir 5
eamos
qu5 pasa
de iones A8 " s*
si disolvemos esta sal compuesta
aniones s*. En este caso la concentración de aniones
$in em'ar go# como
s* será superior desde un comien1o a la de cationes A8. ?or lo tanto. $iendo
la solu'ilidad
. tomando logar itmos log J$ ( $I
Deberá
disminuir
de esta nueva sal por e&ecto de la
pr esencia inicial de estos aniones* en la solución.
r esulta5
lo g & *
:
que "a contiene
en una solución
log &
Este es# por e Kem plo el caso de la disoluciL n de sul& ate de co'alto. /o$G; en presencia de sul& ate
! 6+' 6 ' l&[---([
de amonio . (-H;*=$G ; pr eviamente disuelto cu"a Esto se puede gr a& icar # como se muestra en la )i*
gura 9.. En ella
el caso descr ito ,asta aquí se
muestr a como " c eso l" " corresponde a una sal del
tipo A= que. /omo
se e%plica antes pr esen ta
coe& icientes esteiquiometricos igua les a la unidad . 4e
solu'ilidad disminu"e a medida que ,a" ma"or concentr ación
el pr oced imiento
,asta
detallad o# pero a,ora para una sal del tipo5 A=3
aquí
-
se
apr ecia en la gr á& ica del lado i1quier do en la )igur a 9..
igual modo en la misma gr a& ica se mue str a el "ceso (( " logr ado repitiendo
de (-H;*=$G ; disuelto según
$in
em'ar go si
reacciona
&or mando
al
disolverse otr o
la nueva
anión
sal
di& er e nte
entonces la solu'ilidad aumenta en &or ma nota'le. Es el caso# por e Kemplo de la disolución de cianur o de
A 8 8 3 - + /u"os
plata. A g/- en soluciones alcalinas que "a contienen /oe&icientes estequiometicos no son iguales "# por lo tanto inter vienen modi&icado esa e%pr esión.
cianur o5
Ag/-
*
Ag8 8 ) *
2W log \2(
igur a 9..* ogar itmo de la ra1ón de las solu'ilidades /o concentr aciones) versus la di&erencia entre las raíces de las r espectivas
& uer 1as iónicas.
disoluc iLn
que es seguida#
a continuación por
En que $ " $
esta otra r eacc ión5
son
las solu'ilidades a las
temper aturas T = " T I+ 0espectivamente. ?or otra par te.
NHs es el calor de solu'ilid ad# que cons tan te
en
el
rango
de
suponemos
variación
de
las
/omo se puede apr eciar la &or mación del co mple Ko
temper atur as estudiada s. A su ve1. 0 es la cons tant e
Ag(/-) * per mite aume ntar la solu'ilidad glo'al de l
de los gases que e%pr esada en calorías por gr ado
Ag/-# al disminuir la concentr ación del ion cianur o.
equivale a 7#OPQ " el valor .G es la constante de
) *& .
conversión de loga r itmo natural a decimal. El signo de esta in&lu encia de la temper atur a lo pr opo r ciona el ocur r e con la disolución
4e igua l modo clor uro
cupr oso
clor ,ídr ico . H/I#
/u /I
en
donde
se &orma el comple Ko de
soluciones
de
NHs según sea la r eacción e%ot!rmica o endot!r mica.
del
ácido 6n eKemplo de esta var iación de la solu'ilidad con
cloruro cúpr ico #
la temperatur a se apr ecia en el lado derec,o de la
/u/l= " la so lu'ilidad del cloruro cuproso aumenta
misma )igur a 9.. Antes mencionada. Esta ve1 se tr ata
nota'lemente.
del caso de los sul&atos de níquel. /o'alto " co'r e. $e o'serva
que
la
solu'ilidad
in icialmente
va
?ero ,a" otros &actor es que per miten alter ar la
aumentando pero pasados los 7G a 79GR/ disminu"e.
solu'ilidad de una sal. Entr e ellos# la t em !er at ur a es
Esto se de'e a que por encima de esos val or es se
uno de los de ma"or impor tancia5
produce una pr onu nciada ,idr o7isis que a&ecta la solu'ilidad de estas sales .
tro &actor que en ocasiones altera & uer temente las solu'ilidades de una misma sal es la for ma
2olubilidad Del .o2E;
2olubilidad M \g(
IME
\g(*
7 G 30
N
a
-------------. IEE
=EE
.oncentración
BEE
de )9H;*=so;
Jg27)
------E -----=EE--\]. -W++ + emperatura
igu r a 9..* 0epr esent ación gr a&ica de la "sol ubili d ad " en &unción de5 a) la pr esencia de otra sal con el mismo an ión (& igura i1quie r da) "
') di& er entes tempe r atur as &igur a der ec,a).
)ristalo$r'fica que tiene el sólido or iginal. ?or e Kem*
S asumiendo que T: 9R/ es dec ir 5 OPR< "
plo el car'onato de calcio. /a/G . $e suele pr esen*
S a constante de los gases es 0: 7#OPQ Jcal2R)
tar como calcita * que cr istali1a en el sistema tr igonal " tiene densidad .Q7 g2cm * con una solu'ilidad de G.GP g27@ en cam'io# cuando está pr esen te como
4e esta manera. 0eempla1ando los valores "a co nocidos# r esulta que5
^+
Aragonito * que# si 'ien tiene la misma compos ición
+uímica del /a/G . /ristali1a en el sistema róm'ico " tiene densidad .O9 g2cm * puede alcan1ar una
0
reacciLn
: * 7#LU log < : 77#U cal
log< : *77.U27#L U : *P .7 de
uego5
I O : E -NB@ : /HH /E=
donde5
$olu'ilidad de G.GU7 g27.
eamos a,ora los ímites de esta'ilidad del agua en esta relación line al. Tratándose de condiciones estánda r # a 9R/
y una atmos& er a de presión.
$e tiene
que5
"0mit
es de
Es
ta bilidad del
S
$i5 ?
E=
: 7 atm. Entonces5
?H :# 7G -;+K atm
Agua uego. ;ra&icando lo$ 02 versus lo$ H2 · se lo* $i se toma la reacción de descomposición del ag ua5
qr ar a tener una recta de equili'r io que representa el
0ango en que se puede dar la esta'ilidad del
= H= E
.liquido*
-
=H= )gaseoso*
8 E= )gaseoso*
agu a# según se apr ecia en la )igur a 9U.
$u constante de equili'r io ser á5
ta bilidad de ó%idos y .ar bonatos Es
?er o tratándose de agua pur a su ac tivid ad es por
de& inición igual a la unidad a Ho : 7.
Además# sa'emos que la ene r $, a l i br e de +i bbs -+ •
de la reacción ser á
.N; reacciLn >
-
?ar a inc or por ar al aná lisis anter ior el caso
de los ó%idos se usar a#
(N;& or maciLn HG) >
:
* (*9L.LO) : 77.U cal
a titula de e Kempla.
os
o%ides de )ierr o " siempr e a la temper atur a de r e& er encia de 9R/.
pera tam'i!n sa'emos que5 N; reacciLn : * 0T In <
as com'inaciones posi'les de r eacciones en que
En esta e%presión se puede usar los valores
inter viene
el o%ígeno " el &ierro * es decir .
+ue
num!r icos de las siguientes constantes5
$erán &unción de la presión par cial de o%igena. ?E=
S pasando a log dec imal o sea# multiplicando por .G.
* con sus r espectivas valencias. $e r educen a lo s
I imite super ior
límite in& er ior +(---
/+10,
)igur a 9.U.V 4iagr ama de log ?o ver sus log PH)0 en que se esta'lecen los límites del campo de esta'ilidad del agua.
$eis casos que se muestran a continu ación. Al lado se ,an agr egado las respectivas constantes de equili'r io .
?arcial de o%igeno5 ?G+ a que los demas co mpuestos son sólidos pur os inmisc i'les qu e. ?or de& in icion# tie nen Actividad de valor igual a uno5
/omo se puede apr eciar el gr ade de o%idación aumenta en el orden siguiente5 e. e. eBG; " )eG.
+= ir ppue>dea-suNm esta ser ie de equili'r ios. Entonces. se
que se par te desde una ?E= mu" 'aKa " cercana a cer o. donde o'viamente e%istir a solamen te & ier ro como elemento pur o5 )e (so7idopuro). A medida que se
A,ora 'ien. ?artiendo de las ener gías li'r es de 0
;i''s de & or mación# -+ . 4e cada compuesto par tici* pante * las cuales pueden o'tener se de alguna de las
va aumentando la ?E=+ se van produciendo las r es* pectivas o%idaciones# en cuanto se alcan1a su respec* tivo valor de ?E= de equili'r io ter modinámico . Así. $e
ta'las de r e& er encia pu'licadas en la 'i'liogr a& ía. ?or
van colocando en el eKe los puntos de equili'r ia de
e Kemplo. 4e W.M.atimer . 4e M.?our 'ai% o de
los distintos compuestos. a medida que su respecti*
0.M.;arr els et al * se calculan las ener gías li'r es de
va reaccion alcan1a la presion par cial de o%igeno en
r eaccion5 N+i continuación.
,
par a
cada
reacciLn
"i" .
A
Esos valor es se intr oducen en la e%presión gener al 0
par a cada reacción5 N + i >
-
tando en cada caso una e%pr esión en &unción de la pre*
>
res de las r espectivas seis r eacciones. se par te ana* ni& icado &isico de cada una de ellas. Asl# par tiendo
A modo de e Kernplo# en la 0eaccion XL se tiene que5 6
6na ve1 mar cados en el eKe del o%igeno los valo* li1ando desde el or igen * o sea. desde a'aKo * el sig*
sion par cial de o%ígeno. ?E=+
0
& ica a). u'icada en el lado i1quier do.
0Tln
se puede r eempla1ar el valor del respectivo
-+
equili'r io Esto se apr ecia en la igur a 9.9. en la qr a*
- UL.9 cal
4esde
una ?E=
mu" 'aKa " cercana
a cer o.
r esultan " met aes t abl es " es decir . imposi'les de Kusti& tcar se en condiciones de equili'r io ter modinarnico. al no
de donde r esulta5
e%istir a esa ?E= tan 'aKa todavía los componentes
log ?E= : * N+=
-ecesarios par a que esa reaccion se produ1ca * las
Es decir . $i la pr esión par cial de o%igeno es in& er ior
0eacciones XU. X9# X " X I+ En ese or den. ?or su par *
a ese valor num!r ico. a 0eacciLn XL no procederá ,a*
te. $on ter modinamicarnente posi'les solamente las
cia la derec,a " no se &or mar a el eG. Al contr ar io# por encima de ese valor de ?E= se p r oducir á la reac*
0eacc iones X " XL. +ue r esultan ser las únicas r eac*
cion " se & or mar á la ,ematita. ?r ocediendo de igual
ciones esta'les en condiciones de equili'rio ter mo* dlnarnico.
manera con las demás r eacciones. 0esultan los valor es que se indican en la ta'la de resultados que sigue al
-otese que solo estamos mencionando la situa* cion de eui li br io sin ,ace r consi* t er modi n'm i co
pie de esta página.
der acion alguna respecto a la rapide1 * cinet ica 4ado que e%iste una sola var ia'le. +ue es la presión par cial de o%ígeno. ?=+ $e tiene un solo eKe
con que estas reacciones pueden pr oce der en la
r ealidad.
para di'u Kar
0eacciLn _
7
=
B
log ?E=
-NK'
-NN +`
-NM+M
? E = en equili'r io
-NK+
o@3N+`
-N+
; -`N+K -`NK
K
-NN+;
-MN+=
E@NN+;
-N'=
log
log
/o=
/o' u
DcO
/ ' ,-#2')' Ill
p De
_B
/o'
,-I.''.'
fb'
,-##+; _ K
De
-MN'=
B
De -NB +
*PP#O
ep D )e
/c' - ,-`N'K _;
a* todas las reacciones posibles
b*
especies ter modinámicamente estables incluyendo el agua
igura 9.9. V /ampos de esta'ilidad en equili'r io terrnodinarnico de las especies de o%idos de &ier r o# con cantidades crecientes de o%igeno5 a) Mostrando todas las reacciones posi'les# incluso aquellas >meta esta'les># " ') incor porando la esta'ilidad del agua.
6n nurner o reducido de ellos * del or den de un 9Y A este diagr ama se le puede super poner los limi* tes de esta'ilidad del agua# vistos anter ior mente. Asi r esulta el gr a& ico ') * que se u'ica en el lado derec,o
* de la misma )igura 9.9 .
* contiene magnetita (eG U). 0epitiendo este pr ocedimie nto. se pueden pr epa* rar diag r amas apr opiados par a estudiar miner ales que
contengan.
Anali1ando estos gr á& icos se e%plica &ácilmente por qu! los "acimientos miner ales de &ierr o. nor mal* mente. -o tienen
)e
E
elemental. o >nativo>. " por
que
la gr an ma"or ia de ellos son de ,e matita (e=GB* " solo
AeacciLn XQ 0eacc iLn XP 0eacciLn XO
?or
e Kemplo.
Especies
sul& ur adas.
agr e*
gando otro eKe con la presion par cia l de a1u&r e. ?s=' o car'onatos usando la presion par cial de an,idr ido car * 'onico. ?cE=+ etc.
/A?IT6 /I-/(.�
A continuaciLn. a maner a de e Kemplo. se ag r ega*
Es decir . de acuer do a esta ecuaci Ln. cor r espon*
ra a los diagramas de la )igur a 9.9 las especies de & ie*
diente a la 0eacciLn XQ# tanto la presion parcial de
rro car 'onatadas * r epr esentadas solo por la side r i*
o%igeno como la de an,idr ido car 'Lnico son
ta. e/GB - teniendo pr esentes solame nte la s reac*
mutuamente inter dependientes par a la &ormaciLn de
ciones ter rnodlnamicamente posi'les. A par tir de las
pur o. sider ita a par tir de & ier ro
ta'las terrnodlnarnicas de la literatur a. se o'tiene que en la 0eacciLn XQ. el 7;EP: * LL.P cal "# tomando la
?rocediendo de igual maner a con las dernas re*
situacion estandar de temperatura (T:9R/). r esults5
acciones. r esultan las siguientes ecuaciones. res*
L/+
! :
* 7#LU log
pectiva men te5
igua lando. reempla1ando " despeKando da, log < P > UO > log Z 7 ( /?co2?E= II=*b por lo tanto. la ecuaciLn &inal. para la 0eacciLn XQ es5 log ?co : * UO * II= log ?E =
0eacciLn _
P
N 0eacciLn _ ` 0eacciLn _
log ?cE= - - UO * II= log ?E= log ?co= : log ?co :
7G. 8 II log ?E= 79.O 8 ( ; log ?E=
lo g /E =
/ampo
de
esta'ilidad del
agua
l lo g ?co
igura 9.L.* /ampos de esta'ilidad en equili 'r io ter rnodinarnico de las especies de L%idos ("a vistos en la )igur a 9.9.'l " de car 'onate de
lier r o. con cantidades crecientes de o%igeno "en &uncion del an,idrido car 'onico# inclu"endo la esta'ilidad del agua.
-
PU
Este'an M. 4ornic M.
.
ER MO DI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIOR OME!"#R $I!
Al e%istir a,ora una segunda var ia'le. que en este
En e& ecto. se trata de los diagr amas de esta'ili*
caso es la pr esiLn par cial de l an,idr ido car 'Lnico ?cE=+ esta se puede agr egar al qr a& ico de la )igur a 9.9. ') con
dad $otencial %&'( versus p # , tam'ien conocidos con
lo que resulta la qr a&tca que se muestra en la )igur a 9.L.
+ueda claro que este ti po de ana,sis se puede e% *
tender a tres o mas dimensiones incor porando otr as var ia'les. como pueden ser . par e Kemplo. la pr esiLn par cial del a1u&r e para los sul& ur os # o 'ien la del cloro par a los cloru r os. etc. En la pr actice " por conv enien*
el nom'r e de su ma"or divulgador . el pro&esor 'elga
0 " Marcel ?our 'ai%. coma " Dia g ra a s de our bei qui en. a pa r ti r de 7OUL. pu'licL numerosos tr a'a Kos
con
las respectivos
pr acttcemen te
diagr amas
los
todos
E,
(
pH
elementos.
par a Esto
poster ior me nte. en 7OL. dio
)t l a s d &quilibres & l ect r oc'iique s * or igen a su "
a
2+- " Ii 'ro clastco de cons ulta sa're el tema. .
cia gr a& ica. par a tr a'a Kar sa'r e estos diagr amas cuando se tiene mas de dos dimensiones. usualmen* te se elige sucesivamente valores en el e Ke de una de las var ia'les " se tr a'a Ka en pianos per pendicu* la r es a dic,o eKe. ('idimensionales. por e Kemplo) usando log ?9 : constante.
?ara intr oducir el estudio de estos diagr amas se de'e. en primer lugar . r econo cer la e%istencia de una convencion de si gno s Este es un punto &unda* .
mental al consultar te%tos de distinto or igen. por
cuanto la /onvenciLn Eur opea de +uimica escr i'e
4e manera similar a lo desar rollado ,asta aqui. se puede emple ar esta tecnlca de pr esentacion para los
capos de e st abil id ad de las especies que inter esan. usando otr as var ia'les. como son el pH " los potenciales de o%ido*r educcion# siendo Kustamente estos ultimas los que r esultan de ma"or utilidad en # id roet al ur g ia.
la s especies o .id ad a s / l o s electrones en el 0 ad o
derec'o de la r eeccion , gener ando as i una serie de in&or maciLn ter mo dinarnlca " electr oquimica de sig* nos de& inidos de esta maner a. En cam'io. los te%* tos en r nqles procedentes de los EE6 6 siguen una
/onvenciLn de signos e%actamente opuesta. moti* vando con& usion al toma r datos de varias )uentes a la ve1. En la pr actr ca los r esultados son lo s mismos.
solo que se de'e ser consistente.
K+K+- /r epa r aciMn de Diagr amas de Esta bilidad Eh ( pH
En el pr esente tra'aKo se seq uir a la - onvencion
&uropea de 1 i g no s , es decir . 0os estados reducidos d e las e s pecie s r eaccionant e s van a la i quier da , en t anto que los estados oidados / los electrones se col o-
os diagramas usados en los parra&os an ter ior es.
can al 0ado d er ec'o Asi. para la reacciLn gener al que
si 'ien son mu" uttles par a aclar ar co nceptos.
sigue# se aplicar an las sigu ientes e%pr esion es de
'r indan escasa utilidad practica en el estudio de la
acuer do a esa convenciLn de signos5
g ia. En este momenta. en cam'io. se pro* # id roet al ur cedera a de & inir " anali1ar el uso de otros diagra mas. que &ueron desarrollados especialmente para su uso en qui mica de soluciones ". por lo tanto. r esultan mas adec uados par a su aplicaciLn en el estudio de los pr o*
et al ur cesos " tr ans&or maciones de la # id ro g ia.
.
estado r ed ucido � estado o%idado aA 8 '= ..* c/ 8 d4 8 ne > ?or su pa r te. la ener g ia f ibr e de 3ibb s se e%presa asi5
+$ > +$o 8 R In
ace ad4 aaA a'=
Hiclrornetalur gia5 fundar ne ntos' pr ocesos " aplicacio nes
P9
4: .
.
/A?IT6 /I-/i. ##
L1+a
en que5
Asimismo. conviene ind icar que la in&or maciLn
* 0T In <
terrnodinamica de r e& er encia par a la ma"or parte de a ener $ i a fi br e de +ibbs se r elaciona con la 2c uec i on de * ernst . de esta &or ma5
[; S n324
I y tam'ien
los compuestos de lnter es se puede enco ntrar en las ta'las ter modinarnicas pu'licadas en la 'i'liogr a& ia. per e Kemplo.
0
L1+
:
nE]
en W.M.atimer . M.?ou r 'ai% o
M.0.;arrels et al. E%isten ta'las con datos de ener gia li'r e. 7; E. potencial. 2 0 enta I p7.a. u!HO . " entr opi+a5 .
so . nor malmente entonces el potencial de una reaccion esta dado por 5
indicados en condiciones estandar # es
decir . par a T: 9R/ (OPR<). Esa in&or maciLn ,a sido
esta'lecida con rnetodos e%per imentales con& ia'les
2 45 & 8 0T In a estado V o%idado a estado* r educido n
que les proporcionan un gr ado de certe1a su& iciente.
En el caso que se deseara pr epar ar un diagr ama En estas e%presiones de'e tener se pr esente que.
manteniendo las condiciones estandar de temper atu*
de esta'ilidad E,2 pH a otras temper atur as. se puede der ivar los respectivos 7; " & usando los valor es .
r a 9R/. se pueden considerar constantes los siguien*
E
pu'licados de "X+E]=`N " H =`3 - la ener gia li'r e
tes elementos de la ecuaciLn5
estandar de ;i''s " la entalpia estandar a 9R/ *
S la t em !e r at ur a. que de'e siempr e e%pr esar se en
mediante la ap,cacion de las " i soc or es de 6an ·t H off "
gr ados
las que se 'asan en la apr o%imaciLn de asumir que �H
"
E
I R< I > \ ]. I
es independiente de la temper atura5
8 =PB ]
S de igual maner a. se tiene que la c on st ant e de
E
B;\: "X+E]=`N cd < �H
l os $ases es5
P#79 K J oules2R
0:
o'ien
0 > 7#OPQ Jcal ( R< moll o nat ural (n" " se relaciona con " " S a su ve1. el l o$ ar it m
OP
o 'ienV
r, : &5a
el lo$ ar it mo d ec i mal " " lo $" " multiplicando por un co*
OP
e&iciente constante5
='BB log
In >
26
S por su par te. la c onst ant e de ar ada"puede e%pr e*
sar se como5
8 d H
n
I+ dc
7 �
�
OaK
=++ c �B
l)
OP K
$in em'ar go# conviene tener pr esente que este metodo apr o%imator io de las " i soco r es de an
7
t
H off " es poco preciso " pier de r apidarnente su
: volt)
=B+E=
lcal (
) :
OL.UPU
Jcoulom')
o'ien
pr ecision a med id a que aumenta la temper atura. motivo por el cu al no es recomenda'le usar lo par a temper aturas
ma"o* 4e esta maner a. se pueden a$ ru !ar los t er mi nos
res de 7GGR/.
c ons t ant es. par a 9R/ " logar itmo dec imal.
r esultan* do un valor util5
?or esta ra1on# par a temperaturas mas altas. en ge* neral se pr e& ier e usar otro metooo de apro%imaciLn.
que 0T
D
P.79 .G OP
OL.UPU
:
*
PL
Este'an M. omic M.
.
E G G9O
,a
pro'
ado tener una e%actitud mu" super ior al cornpa* rar lo poster ior mente con evidencia e%per imental ad*,oc. c ! conocido como el " r in i i a de )orres!ondencia !ar a
ER MO DI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR O ME!"#R $I!
l a 2 nt r o !i a" " que &ue desar rollado por /M ./ r iss"
luego# despeKando " reempla1ando en la e%pr esion5
BW./o''le a mediados de los a&ios CLG. Este rnetodo.
E
\; HG : nERHG
que toma como punto de partida la in& or rnacion ter * modinarnica e%is tente. en condiciones estandar " tem*
resulta & inalmente5
per atur a arn'iente. de 9R/. perrnite esta'lecer valo*
res con& ta'les de L1+
0
,
ERHG : 77#U2(UA.GL): 7.v olts
E
E
" �H ,asta ternper atur as '
r de l a es t abili d ad d el a$ua ser a i te su! er io de a,i. el l im
de GGR/ " super ior es. a pr esentacion detallada del " r in c i ! i a de ) orr es !ond enc i a " " si 'ien es de gr an
de#
I
I
24 : 7# * G#G9O pH
met al ur $ i a a ternpe* inter es par a los estudios de H id ro
raturas super ior es (por e Kemplo# para li% iviacion de
i nf er ior s e introduce el valor ?ara o'tener el li mi te
ses "e n estudios de ,idr olisr s a pr esion " ternper atu*
de ?E= cuando5 ?H : 7 atm. Es decir 5 log ?G : *P#7 i nfe "# completando el respectivo calculo. el li mi te
ra)# e%cede los alcances intr oductor ios que tiene el
ri or def cam!o de est abil id ad def a$ua queda asi5
concentrados sul& urados. par a pr ecipitacion con ga*
presente te%to. necesa*
-o o'stante.
r e& er enc ias
las
rias estan en la 'i'liogr a&ia. al & inal de este ) a !i t ul o 8 .
?er o volviendo a la temper atur a am'iente
&'7 7# * 7# * G.G9O pH sea. & inalmente5 .E E ,
...B
- c o> `-H
/omo se puede apr eciar en la igur a 9 Q. en un !H arn'o s Ii mites entr egan dos
estandar # de 9R/. se puede inic iar la construccion de
ma 24 d i a$ ra
los diagramas de E, ( pH# e%arninando en pr imer lu*
s !ar a 9 et as con !end ie nt e -0 ,0 +8 r ec ta
(
.
gar los limites de esta'ilidad del agua en &uncion del potencial (E,) " del pH.
A las rnisrnas e%presiones se ,a'r ia llegado si se ,u'iese considerado la serni*pila5
Asi se tiene. par a la descomposlcion del agua5 i) en &uncion de las presiones par ciales5 HG
6iquido)
�
(liqu ido)
�
H (gaseoso) 8 G (gas eoso)
G (gaseoso) 8 UH8 8 Ue*
entonces5 24 :
l J H=E=
adernas5 24 :
2." 8 JG.G9O ( Ul log ?E=
entonces5
&' : 2." G.G9O pH Antes se vio que5
&'7 2: 8 (G#G9O 9 ) log ( JWl= 9 ?H=
b+
entonces5
&' : * (G#G9O ( ) log ?H * G#G9O pH
?ara inc or por ar a este mismo diagrama E, ( pH
- G.G9O pH
de la igura 9.Q. las especies o%idadas de &ierro * sin
" dado que el limite super ior de la esta'ilidad del agua se da con5 ?G : 7atm#
cier on r e& er idos a este * " asi5
contr ado antes.
a7HG7: 7#
entonc es5
pH : * log JH8B.
que todos los de mas potenciales estandar se esta'le*
entonc es. r eempla1ando. da el mismo r esultado en*
a
" considerando agua pur a 5
"a
" coma se 'usca el lirnite in&er ior cuando ?H : 7 atm.
2." 8 ]G.G9O^ log K?E= JWl� ;
>G *
pues. por convenciLn# par a el gas H= el 2:
ii) "en medio liquido5
HG
H= ****8 H8 8 e*
considerar esta ve1 al )e. "a que antes (en el par r a* &o 9.U. igur a 9.9) se demostrL su inesta'ilidad en condiciones de equili'r io termodinamico * se tienen las siguientes r eacciones5
G
\; Ho : 8 77#U cal
Hidr ometalur gia5 tundamentos# pro cesos
y aplicaciones
PQ
ER MO DI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR O ME!"#R $I!
/A?IT6
relaciLn i) que se ta'ula de la siguiente &or ma5
cI 9co ),�@
Toda esto se va incor p or ando en el diagr ama E,2pH ". a medida que se di'u Kan los pr imer os
log Je8^
ii)
pH
campos de esta'ilidad. rapidarnente se o'serva que
*7
G.GO
muc ,as otr as de las siguientes r e laciones2
*
G.U
ecuacion es de contorno que se intenta incor por ar
*
G#QL
de Kan de tener sentido. "a que quedan & uer a del
-;
7#GO
r ango de valide1 del cam po r emanente. es decir # no
*9
7#U
se pueden usar # "a que empie1an a car ecer de sen*
*L
7#QL
tido real al que dar en un campo de esta'ilidad que
*Q
#GO
les ,ace imposi'le su coe%istencia 'aKo condiciones
*P
#U
)eG ; 8 P H8
*
& e8 8
; H=E
de equili'r ia ter rnodinarnlco. 8 e*
2: > G.Q volts &' > 2: 8 /0T 2n) #G log Z J& e8B 2J WB=_ &' > G.Q 8 (G#G9O 9 7) log J (& e8^ 2( WB=_ &'7 G.Q 8 G.7QQ log Je8B 8 G#UQ pH
4e esta &o r ma# se ,a podido constr uir el diagr a* ma E, 2pH para el )ierr o# sus L%idos " sus especies iLnicas# que se muestr a en la )igur a 9.P. En la esquina in& er ior derec,a apar e ce como esta'le el ion HeG= @+ a con centr aciones 'a Kislmas. de #o*a " -7G molar # lo que queda & uer a del rango de apli*
relaciLn ii) que pr esenta tres var ia'les. por lo tan* to# se puede & Ki ar un punto comun >arnar r ando> con
la relaciLn i) en la inter secciLn mutua * se&ialada con el punto A * por e Kemplo# en el valor de5 log Je8B : 7G*+
lo mis* cacion pr actica. A otr as especies les ocur re mo ".
&inalmente# se o'serva que r esultan esta'les
sola mente las especies iLn icas de los iones )e=8
y
e8. como se apr ecia en la gr a& ica. &
Tai como "a se e%presL par a los diagr amas de iii)
El limite cornun entre los campos de esta'ilidad
presiones par ciales# aqui tam'ien se pueden intr o*
de las iones e8 " e8 (dos especies# siendo am*
ducir otros e Kes * tr idimensio nales " aun de mas
'as iLnicas) se esta'lece en la linea en que am *
dimensiones * par a super poner la in&l uencia de
'os igua lan sus respectivas concentr aciones. es
car 'onatos# clor uro s. sul& ur os# etc. uego se r eali*
decir 5
1a un carte par alelo al piano E, ( pH " se tr a'a Ka
e8
&'
:
*
2:
e8 8 e*
G#QQ7 volts
sa'r e el en &orma 'idimensional.
2: 8 G.G9O log Je8B 9 (e8B
" si5 Je8B > Je=8B luego5
:
a�
l og 7 > G , : E ( Q E QE E 7 v Eo t s
?ar a
e ste y otros propLsitos similar es. e%isten
actualmente en el
ios sistemas mer cado var
�
computacionales disponi'les * inclu"endo el pr o*
relaciLn iii) que corresponde a una linea ,or i1on*
gr ama " su pr opia 'ase de dates ter modinarnicos.
tal en 2 45 G. QQ7 volts
Entr e los mas cono cidos se encuentran5 el # 1 , de
utoum pu
0esear c ,5
- 'e1 'eet de ITT ,
4e esta &orma se puede seguir anali1ando las
/,emical Tec,nolog"# am'os en )inlandia5 - 1 9 :;-
r estantes compuestos. En la Ta'la 9.7 se resume las
distintas r eacciones consideradas " sus ecuaciones
de esta'ilidad.
` *
Este'an M. 4omic M. I
ERMODI9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!O! E 9 HIDR OME!"#R $I!
a bla K++- R esumen de las reacciones consideradas para deter mina r el equil ibr io ter mod ina mico y los r es pecti&o s campos de estabilidad de las especies ionicas mas co rr ientes de fier ro + R eaccion
Ecuac ion del
Ion
)eE 8 L
5
-
)e8
)e8 8 HE
++
)eEU 8 P H8* e8 8 U HE 8 e>
)e(H)8 8 HE )eEU 8 9 H8 *
*
-
++
e8 8 HG
)e8 8 U HG * e*
e8
)eG 8 L H8 8 e *
*
..
)eGU 8 P > 8
6niv er sit" .
-
.797 * pH
& 7 G.QP8 G.7QQ log Je(H)8^ 8 e( H) 8
e(H) 8
)eG U 8 HG 8 W * )e(Hl2 8 e*
G. Q * pH
log /e(H)8B >
++
)e(H)8 8 HE 8 e*
-
& > G.Q 8 G.7QQ log /e8B 8 G.UQpH
)e(H)8
)eE8UH 8
G.O9pH eE 8 HE 8 >
log Je8B >
campo de esta bilidad
log Je/Hl 8B >
-
Q.P U * pH
&7 7.L7 8 G#7QQ log Je(H)tB 8 G.O9pH &7 G.QP * G.G9O log Je8B * G.7QQpH
&7 G#OP * G.GPP9 log Je8B * G.7UPpH
? ). . = .
E, ( pH o diagr amas de ?our 'ai%. ?ar a este pr opo*
1 / st e , de Mc;ill 6niver sit". en /anada. entr e
sito se usaran algun os de ellos# de creciente com*
otros * que son ca paces de procesar la in&or maciLn
pleKidad. los que ser vir an como eKemplo par a ilus*
ter mo dina* mica " a"udan muc,o en la pr epar aciLn
tr ar las e%plicaciones.
Monas,
en Australia@
.
de los mas variados " compleKos diagr ama s de esta'ilidad. los que
par a
evalua r
tr ansicionales.
son
situa*
par ticular men te utiles
clones
meta*esta'les
producto de los mas comple Kos
tr an sientes
cineticos.
esta'ilidad
par a
asi
como
temperaturas
diagr ama s supe*
riores
de al
9.L.7.* Analisis de la Esta'ilidad
del Agua
am'iente " ,asta GGR/. $e cornen1ar a con el diagr ama de esta'ili dad del agua. que se pr esen ta en la )igur a 9.O. en el cual
9.L.* lnter pr etaciLn y 6so de los
Diagramas Eh ( pH
se ,an incor por ado5 S la in&luencia de las pr esiones par ciales de o%igeno. ?E=."de ,idr oqeno# ?H=@ ,asta 7G atrnos& er as# donde se apr ecia el escaso e&ecto que tienen esas enormes vana*
En esta secciLn se r ea,1ar a una inter pr etaciLn
practice del uso de los diag r amas de esta'ilidad
ciones de presiLn sa're el potencial. & '. aun cuando in&lu* "en poderosamente en la cinetica de los pr ocesos5 "
Hidr ometalur gia5 &undamentos. procesos " aplicaciones
O7
ERMODI9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!O! E 9 HIDR OME!"#R $I!
/A?IT6 /I-/(.#.
8 7#
8 'PP
E, Jvolts^
@'E
=
U
N
E
7
;
pH igur a 9.P.* 4iagrama potencial (E,l ver sus pH para el & ierr o# sus o%idos
y sus
espec ies ionicas. con indicacion de su tecnica de
constr uccicn " diver sas concentr aciones de iones.
S los campos de predominancia de lo s io nes
+ueda clar o que la e%istencia del H=G =+ del
o molecules r elacionadas con la esta'ilidad del
HG * " del H* es ter modinam icarnente inesta'le
agua. como son el pr oton. H8. "el ion ,idr o%ilo. H*.
'aKo condiciones nor males# " solo se seiiala n en el
" con especies a& ines al agua. como son el agua o%i*
diagr ama para mostr ar su campo de actividad r ela*
genada. H=G=+ " los iones per L%ido# HG= - + e ,idr ur o. H*. cu"as separaciones * indicadas en el diagr ama
tive al per& odo tr ansitor io de su e%istencia. ?or e Kem*
con una linea segmentada * re&leKan ra1ones 75 7. por
plo. par a que el H=G = sea esta'le se r equer ir ia de una so'r epr esiLn de o%igeno ma"or que EB atm "
e Kemplo5 H=G= ( H8 : 7.
concentr aciones tan 'aKas como 7
*
`=
Este ban
M+ Domic M+
.
o-B molar.
IDR O2TA$UR3IA
T1R 2ODINA2 ICA 2TA$UR3ICA A4$ICADA 1N 5
87#9
Am'iente Acido
`ona + %idante .
0E;I- 4E E$T A=II4 A4 4E A;6A
Eh Jvolts^
Am'iente Alea II no
-'B
7U
pH
igura 9.O.* 4iagr ama Eh ( pH para la esta'ili dad del agua# a 9R/# mostrando los campos de esta'ilidad de var ios otr os compuestos der ivados del agua.
$in em'ar go . el HG se &or ma coma producto inter medio. por e Kemplo. en la r educciL n catLdica de o%igeno dur ante la disolucion anLdica del oro " la plata en presencia de cianur o. coma se apr ecia
ii) reacciones catcdicas5
G= 8 H8 8 e* ; <= H=G=8 e
* **
H=G=
H=G
en las reacciones que siguen5
n reacciones anLdicas5
a ultirna r eaccion# en la que se descompone el
H=G=+ es 'astante lenta @ por esa ra1Ln. en las so* .
luciones es posi'le encontr ar concentr acion es estequlometr icas de agua o%igena da.
Hidr ornetalurgia5 & undamentos# pr ocesos " aplicacio nes
O
/A?IT6 /I-/C . -e-
Actividad del 0espectivo Ion Metalico 'E
'E
'
+
AuB8
+K
!uO
'E
E,
G#9
`ona de &ormaciLn de L%idos
/u8
uF***@***************B r
Jvolts^
`ona de &ormaciLn de ,idr L%idos
*G.9
1n8 AnO -'E
=
;
N
E
=
;
pH
)igur a 9.7G.* ?otencial de electrodo de var ios metales. par a di& er entes actividades de sus iones. super puestos so'r e un diagr ama de E,2pH.
9.L..* Analisis de las 0eacciones Metal ( $oluciLn
rnetodos par a e& ectuar la reduccion de los iones me*
talicos " logr ar pr ecipitar un metal5 S por aplicacion de un potencial e%terno * el cual de'e ser mas negativo que el respectivo pot encial d e
En la )igura 9.7G se ilustr a la super pos icton del
edia celda (ver Ta'la 9.) * ocur nr a la reduccion del ion rnetalico. dando por r esultado la de positacion del
equili'r io de algunas reacciones me tal*electr olito par a
metal so're la su per & icie de un e0ectrodo et el ico por
var ias actividades de sus respectivos iones meta Ii cos. 4e su ana,sis. se ap r ecia que pueden e%istir tr es
*
OU
Este'an M . 4omic M.
.
el ect ro l isi s , lo que es la 'ase del " pr oce so de elect ro -
obt encion ",
o
" elect ro -5innin g " % &> (4
ER MODI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR OME!"#R $I!
S un segundo metodo es el que ocur r e cuand o
potencial de equili'r io estandar de este ultimo es mas
un ion rnetalico en soluciLn. M 7 81i. se pone en con*
negativo que el del co'r e. os sistemas o procesos co*
tacto con otro metal. M= R. cu"o potencial es mas ne *
merciales mas importantes que aplican este pr incipio
gativo. Esto da como r esultado la depositaciLn de M 7 R
son5
so'r e M= R"es conocido como r ed uc c io n !o r c o nt ac
i t ec i on t E' !r ec i ! d e
$ al v ani ca
" !r oc e so
o
Ag(/-) = @ ( `nR Au//- )= @ ( `nR
ceentecion " : "
/u=8 ( )e
S el ter cer rnetodo par a la reducciLn de metales
B
" c em en t ec i on " con 1inc o
"proceso > err ill) ro ? e" " ceent ecion" de co'r e con " c 4at arr a de 3 i err o"
que se encuentran en soluciLn. M 7 81 7. consi st e en ut i-
li z ar 4i d r o$ eno como r ed uc to r " o !r oc eso de "!r ec i
/u=8 ( -i
!i t ec i on con $ ase s" .
!i ez a de el ec t ro li to s de l im
ni u e 9 previo al EW de -i A continu aciLn se procedera a anali1ar estos tr es
/d=8 ( `nR
pro cesos. En el pr imer caso. se tiene la electr L7isis. o
E
recuperecion de c ad mi o previo al EW de 1inc
"proceso de elect ro-obt encion ". $o're este pr ocedi* miento de recuperaciLn. se puede decir que es el me*
?or ultimo. como se ve en el diagr ama de la )igu *
todo mas dir ecto " &acil de compr ende r . "a que par a
ra 9.7G. el $as 4i dr o $e no es ca!az de reducir a var ios
veneer el potencial de pr ecipitaciLn r equer ido par a
metales /a todos aquellos cu"o potencial estandar es
este metal en particular (sequn se puede despr ender
positivo " ma"or que cero) porque su potencial de
de la Ta'la 9 ). se utili1a un potencial electr ico muc,o
media celda tiene un valor de "a
ma"or e impues to desde el e%ter ior del sistema.
2: >
G. por de& iniciLn.
que es usado como r e& er encia para ind icar el poten* En cuanto al segundo caso. corr espondiente a la
cial de todos los dernas Esto se se&iala con la ind ica*
reducciLn por contac to o "proceso de c emeni ec io n ".
ciLn $HE. o >potencial r e&er ido al electr odo de ,idr o*
se puede decir que el proceso esta r epr esentado por
qeno>. Entonces. el H= actua &avor a'lemente ,asta va*
la ecuaciLn gener al5
lor es altos de pH. aunque en esos casos pueden au*
MZ8 8 \6 ( 6=7 M2 � M R 8 \6 ( 6=7 M=
]=
donde5
mentar las su*
di& icultades de'ido a la &or maciLn de
==
0
&
8
/
per & icies pasivas. producidas por pr ecipitaciLn quiml* ca de o%ides e ,idr L%idos (1onas tarn'ien ind icadas en el diag r ama).
En el diagr ama de la )igur a 9.7G se puede apr e*
ciar que cada metal es potencialmente suscepti'le de ?or otr a par te. en condicionesestandar del am'ien*
ser reducido por cualquier otro metal que mue str e un potencial de media celda mas negativo que el de
te /9 R/ " 7 atm) la cinetica es lenta " la pr esiLn par cial
el. En
del ,idr Lgeno que se puede logr ar es mu" 'aKa. ?or ello.
el lengua Ke cornun esta propiedad se denomina " e sce-
la reducciLn de un metal. en la pr actice. solo puede lle*
9a de no bl ez a" de los metal es Asi se dice que un metal
var se a ca'o en autoclaves. a elevadas presiones de
ser a mas " nob l e" que otro si al estar disuelto el pr ime*
H= " tempe r atur as 'astante super ior es a las de e'ulli* ciLn. En este caso la reacciLn general es5
r o. este se pr ecipita en presencia del segundo . Asi. por e Kemplo. el co're disuelto puede ser r educido. " pr eci*
pita como /u
E
:
en presencia del & ier r o. por que el
Hid
M=S8 J1 2HBH =
t l
i
&
d
t
'''- M R8 1 H8
li
i
O9
ER MODI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR OME!"#R $I!
,�+�
/A?IT6 /I-/@ @@*# -
. A*: � 6 0
--
abla
K+=+- /otenciales estandar de media celda' a =K].
Media /elda
2:
Media /elda
H
volts
2:
volts
`nR
>
1n8 8 e*
8 G.QL
)e E
>
)e8 8 e*
8 G.UUG
=i
/d E
>
/d8 8 e*
8 G.UG
/u
lnR
>
ln8 8 e*
8 G.U
/o
/o E
>
/o=8 8 e*
8 G#QQ
/u
>
c u8 8 e *
* G.97
-iE
>
-i88He*
8o.aso
Ago
>
Ag8 8 e>
* G.QOO
* G.OPQ * 7.GG
>
?'E
)e
.
0
>
H8 8 e*
G.GG G
>
=i88 Me*
* G.G
>
/u=8 8 e*
* G.Q
>
/o8 8 e*
?'=8 8 e*
8 G#7L
?d
:
?d=8 8 e*
)eB88Me*
8 G.GL
?t
:
?t8 8 e*
* G.UGG
* ?or otr a par te. dado que es necesar io contar con
tr aves de la &or maciLn de aminas comple Kas del
un sustr ato sL7ido de par tida. de'e inicialmente
metal. sean de niqu el od e co'alto. " coma r esulta*
proveerse un grano nucleante del metal. so'r e el cual
do de una do'le r edu cciLn " sin inter venciLn del pH.
se desar r ollar a el cr ecimiento del metal depositado.
puede suceder la reacciLn siguiente5
-i(-H )8 8 H ***8 -i 8 -H U 8
/onsecuentemente. el potencial disminu"e al disrni* nuir se gr adualmente la actividad /" la concentr ac iLn)
del ion metalico.
En el caso del co'r e# por e Kemplo. la linea de guiones que se e%tiende desde el limite del equ ili*
'ria /u8 ( /u po*
indica el cur so tornado par el
*
OL
tencial del co'r e dur ante la r edu cciLn con gas ,i* dr Lgen o. /uando este potencial se reline con la li* nea limite in& er ior de la esta'ilidad la reaccion estar a ter mi*
na.
En
de l
agua.
en equili'r io
" la
r educciLn
similar
pH
disminu"e
&o r ma
el
gr adualmente de'ido a la gener aciLn de iones H8. acor de con la ecuaciLn gener al anter ior.
Estos dos e& ectos com'inados pr esentan ser ios
pro'lemas par a r edu cir el -i8 " el /o8=+ como pue* de o'ser var se en el diagr ama . "a que el equ ili'r io se alcan1a r apidarnente ". por lo tanto. la reducciLn se detiene. $in em'ar go. esto puede super ar se a
.
Este'an M. 4ornic M.
4e esta manera se evita que el ,idr Lgeno pase a &or ma r protones en la soluciLn " se alter e el pH. En cam'io. la &ormaciLn del ion amonio. -H; S+ no cam'ia el pH. lo que constitu"e la 'ase par a la pr o*
9.L..* Analisis de las 0eacciones
L%ido del Metal*$oluciLn
ducciLn comercial de co'alto " de niquel en polvo par r educciLn con ,idr Lgeno. desde soluciones amoniacales.
En los diagr amas E,2pH. las posi'ilidades o
la & acti'ilidad de disolver un metal o sus o%idos
ER MOD I 9!MI.! ME!"#R$I.!
!/"I.!D! E 9 HIDROME!"#R$I!
87#
E, Jvolts^
*7#G
7U
pH )igur a 9.77.V 4iagr ama E,2pH para el sistema /u**H G . a 9CC/. en el que se muestr an las di& er encias entr e los &enomenos de disolucion#
pasivacion " cor r osion.
puede r epr esentar se gr a& icamente de acuer do a la
maner a &ue posi'le de& inir onas de pe sivecion ,
de& iniciLn de limites que se ,a"an usado. Asi. par a
o de pr otecciLn. de'ido a la &or maciLn de peliculas
que e%ista el equili'rio entr e un iLn metalico disuel*
super &i ciales.
to# o un compleKo de ion metalico# con sus o%ides. de'e espec i& icar se la concentr aciLn limite de los
iones en la soluciLn.
$in em'ar go. cuando se desea logr ar la d i sol u
en la etreccion 'id r oet el ur qicion , como ocur re ca par l iiviec ion , un valor realista minimo par a la
M.?our'ai% ar 'itrar iamente esta'leciL como la
actividad (concentr aciLn) ser ia de o-B molar as 6o-
actividad minima (concentr ac iLn minima) par a la diV
nas inter medias. comprendidas entr e estos dos va*
-L. Esto r esulta*
lor es. r epr esentan condiciones que dan como r esul*
soluciLn de especies el valor de
.
'a conveniente par a otros pr opLsitos. como es el
tado la cor ro sion. 4e esta maner a. e%istlr an concen*
caso de los e st ud io s de corrosion , "a que de esta
traciones inter medias * entr e E -B " -M molar *
Hidrornetalur gia5 & undarnentos# pr ocesos " aplicaciones
97
/A?IT6 /I-co t5
con las cuales r esu ltar a una co r rosion e%cesiva#
molar es) par a las especies solu'les estan indicadas
per o que son demasiado pequ e&ias par a logr ar una
so'r e los limites. ?our 'ai% ,a pu'licado gr an canti*
e& ectiva e%tr accion en H id r omet a 9 ur $i a .
dad de diagr amas similar es. de alto grado de deta* lle. par a muc,os otros sistemas metal*o%igeno de
a )igur a 9.77 presenta un diagr ama E, ( pH
gr an im po r tancia " que muestr an las condiciones
par a el sis tema /u**HG. que sir ve de e Kemplo
que conducen a la cor rosion o 'ien a la &o r maciLn
par a lo aqui dis cutido. donde se muestr an las r egio*
de peliculas o%idad as# las cuales actuan como pr o*
n es de pasivacr on " dlsolucion. os valor es del
tectoras super & icia les a causa " como r esultado de
logar itmo de las actividades (concentr aciones
dic,a pastvacion.
ambierite o 0 l d anf e
Eh [vo lts]
-E'N
S
nt e t ed uct or am li ie
s* ambiente ec ki o
-'M
-
----�
--I- -----
am'iente
basico
B
*7
+
Q
I
pH
)igur a 9.7.* 4iagrama E,2pH par a el sistema $**H =G . a 9R/# en el que se muestr a la & er rnacion des > dur ante la disolucion acida de especies sul& ur adas.
*
`N
Esteban M+ Domic M+
.
ER MODI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR OME !"#R $I!
9.L.U.* Analisis de las 0eacciones $ul&ur o del Metal*$oluciLn
9.L.9.* 6so del 4iagrama E,2pH del $istema /u**$*HG para la 4isoluciLn de /u$
En la )igur a 9.7 se pr esen ta un diagr ama E,
(
?ara mostrar corno pueden pr edecir se a partir de
pH. a 9R/. par a el sistema $* *H=G. consider ando
los diagramas E, ( pH las r elaciones de esta'ilidad " las
una actividad total# par a todas las especies disuel*
secuencias de &ormaciLn de ca pas super & iciales. a
tas con contenido de a1u&r e. de 7G*7 I. aa1u& re
rnedi* da que progresan las sucesivas r eacc iones de
-
7
).
as unicas especies de compuestos del a1u*
&re que resultan esta'les son5 H$*.
>
sr " el a1u&r e elemental. E
liculas de a1u&r e elemental. $
:
so's+
disolucion.
H$G;@+ H=2 +
en la )igura 9.7 se presenta el sistema /u**$*H=G. a
a &ormaciLn de pe*
9R/. asumiendo que la concentracion molar (actividad
ocur re solamente en
soluciones acidas # tal como se indica en la 1ona mar *
cad a+
total) par a todas las especies disueltas con contenido de
a1u&r e. es de - molar I.aa1u&r e > - *+ as ar eas de esta'ilidad par a la calcosina.
4ur ante la disoluciLn de miner ales sul& ur ados.
/u=$.
indican
covelina. /u$#
" la
&or maciLn de
peliculas
de
pr oductos
que
la
sL7idos
que nor malmente se r eali1a 'aKo condiciones aci*
super &i ciales de
das. se &orman &r ecuentemente ca pas de a1u&r e ele*
a1u&r e elemen tal nose pr oducir a en la super & icie del /u=$. "a que la reacciLn5
mental. pero no se o'servan otr as especies inter *
medias de a1u&r e. tales como disul&atos o sul& itos. En cam 'io# en soluciones 'asicas. dur ante la o%ida*
cion de compuestos sul& ur ados se &orman diver sos compuestos inter medios meta*esta'les de a1u&r e. tales como tio sul& atos# ditionatos " politionatos#
El diagr ama se ,a dividido en cuad r antes. Asi.
E
/u$
8 $
-
/u$
es ter rnodinarrucarnente &avora'le. En cam'io. se pue* de predecir que la secuencia de &ormaciLn de capas super & iciales en la super&icie del /u=$ ser a la siguien* E
te5 /u=$2 /u$ ( $
+
/uando el /u$ se encuentre en una soluclon acuosa de alto potencial de o%idaciLn (alto E,). este r eacc iona r a. 'aKando el potencial# de'ido a que el
se o'ser va que en toda la Bona ; id ant e. tanto
o%idan te se ir a agotando en la super & icie. r esultan*
)lcalina como )cid a. r esulta esta'le el ion sul& ate.
do en un so'r e*potencial de polar i1aciLn "en la &or *
so#b.
e%cepto en condiciones de acide1 e%tr ema5
pHa # don de es esta'le el ion 'isul& ato. H$ U V. En
cam'lo. en la par te in& er ior # correspondiente a la
Bona :ed uct or a predominan var ias especies der i* vadas del a1u&r e de car acter r eductor 5 H=$ . H$*.
s:. A su ve1
maciLn de capas de covelina por osa. /u$# so'r e el
sustrato de calcosina. /u=$. como su'pr odu cto iru* cial. a reaccion anLdica es5 /u=$ /u$ < /u=8 8 e*
*
el a1u&r e elemental es esta'le solo 'a Ko
$i el o%idante es o%igeno. la reacciLn catodica con*
condiciones moder adam ente o%idan tes " modera *
surnir a iones de ,idr Lge no en la super &i cie de acue r *
damente r eductor as per o siempr e a pHa P.
do con las sigu ientes r eaccione s5
Hidrometalur gia5 f undarnentos' procesos y aplicaciones
OO
ER MODI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR OME !"#R $I!
CAPITULO .I 9 .O�-->c +'5C.C
'S+S++F ..
Esquernaticamente# la secuencia indicada se muestr a en la )igura 9.7U. 1n cam'io. si el par catLd ico invo lucr a ione s
& er r ico# se tendr a. sin consumir iones ,idr Lgen o. la
a reacciLn inicial ( C( ocur r e en el Ii mite super *
&ormaciLn de ione s &err oso5 e8 8 e *
*
&icial l, con la & or maciLn de covelina . /u$. en &or ma
e8
de capas por osas. permitiendo la salida por di& usion de iones cu pr icos# /u8. " la conducciLn de elec*
a &ormaciLn de a1u&r e elemental sa'r e la supe r *
trones ,acia el limite super& icial ii donde el o%idan te
&icie de la covelina porosa se produce en &orma de
(sea o%iqeno# G=+ o 'ien ion )er r lco# )e8) es r educi*
capas super & iciales# no conductor as. " ocur r e sequn
do de acuer do con las ecuaciones vistas antes.
la r eacciLn
pr oduciendos e agua. H=G . e iones & er rosos. )e8. r espectivam ente. El potencial es esta'ili1ado por la
/u$
*
cu8 8 $
,
8 e *
`- A$4E /00$It& ..
16
Jvolts^
*7#G
;
pH
igura 9.7.* 4iagr ama Eh /pH par a el sist ema /u *$**HG# a 9R/. en el que se muestra las lases esta'les de los sul& ur os de co'r e# asumiendo5
-
Esteban M+ Dornic M+
.
Ia
amfr e : E @ +
ER MO DI 9!MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR OME !"#R $I!
reacciLn de estado estaciona r io en la super & icie Ii*
nega tive. como esta in dicad o en el diagrama E, ( pH
mite i.
del sistema /u*$**H=G . que se mostr L en la )igur a 9.7.
Tan pronto coma el /u=2 ,a r eaccionado com* pletamente. decaer a el po tencial# lo que da como r e*
?ar a condiciones mu" &a vor a'les. que pr esen ten
sultado la &ormaciLn. de a,i en ad elante. de una capa
una cine tlca super &i cial mu" raplda * por e Kemplo. si
de a1u&r e elemental# 2: que no es cond ucto r a. El
o%idante a, or a de'e
se contar a con altas temper atur as " a'undan te pr e* sencia (altas concentr aciones ) de ion es &errico * pue*
pasar por di& usiLn a traves de
de ocurr ir un cierto grado de polar i1aciLn super & icial
la capa de a1u& re # lo que ocasiona un mar cado r etar * do de la cinetica . a ecuaciLn de la reacciLn de lase*
" esta# ser su & iciente como par a caus ar la &or maciLn
gunda etapa @ ; A . repr esenta la reacciLn en el limite
simultanea de covelina " de a1u&r e elemental. am'os
super & icial iii , a,or a necesitando un potencial mas
a la ve1.
)=*
0eacciLn lnicial5 /u
s : /u$ 8 /u8 8 eV " en la soluciLn5
)e8 8 eV**8* )e8
Z =E 8 H8 8 e. **8*H E
=
=
/apa de /ovelina
por osa5
/u$
/4
cu=< )e8
"en la soluciLn5
)e8
l
)e8 02
*****ti
/apa de A1u& re Elemental5
igur a 9.7U.* 0epr esentaciLn esque rnatica de las capas de pr o ductos super& iciales que se producen suc esivame nte dur ante
la disoluciLn de calcosina. /u $.
y de
covelina . /u$.
Hi dr o rnetalur g[n5 fundarne nto s' procesos
/ aplicaciones
7G7
-F
@@@@
/A?IT6 /I-/�:5.
9.Q.* 0eactivos Modi&icador es del ?otencial (E,) 7 a determinaciLn de& !ot enc i al de o 0 id or ed uc
*
cion @ 2 4 A tarn'ien conocido como !ot enc i al " re d o 0 " es una medida ,a'itual en H id met al u r $ i a. ro 4el valor que se o'serva en cada momenta. pueden de* rivarse las condiciones de calidad con que se
esta
de*
sar r olla ndo un proceso deter mina do ". en consecuen*
cia. proporciona la posi'ilidad cer tera de co ntro lar lo.
En e& ecto. muc,os procesos ,idr ornetalur qicos re*
quier en. par a lograr sus o' Ke tivos. de la modi& icacion
de su !ot enc i al " redo0 " . para lo cual se r ecur re a la adi* ciLn de reactivos e%ternos * sean estos o%idantes. o 'ien reductores * cu"a dosi& icaciLn dependera del con* trol instantaneo que se r eal ice de die ,o potencial. ?ar a r eali1ar el contr ol del !ot enc i al redo0 se utili1an los er enci a" " simila r es al electrodo de " el ec tr od es de r ef
calomel sat ur ad o descr ito en el !arr afo B. P+ /
que
se rnostr o esquematicamente en la )igur a U.P.
Es 'ueno tarn'ien tener pr ese nte que la tned icion
de9 pHtam'ien requiere de un "electrode de r ef er en c i a ". similar a los usados par a el control de& potencial r edo%. " su consecuente contr ol en los procesos * sea
el pH en am'iente acido. neutro o alcalino * pr ocede de la misma maner a queen el caso del potencial.
ant es >aquellas En gener al. se de & ine n como " o0 id
sustancias (atomos# moleculas o iones) ue c a !t an el ec tr onesy su acciLn. sa're el sistema en que actuan. se re&leKa en la lectur a de un !ot enc i al redo0 @ 24 A !o
sitivo y mayor al o'tenido ,asta antes de su adiciLn. r es" ?or el contr ar io# se de& in en coma " r ed uc to
aquellas sustancias (atornos. molecules o iones) ue
.
G
Este'an M. 4omic M.
ceden el ec tr one s " su acc iLn# so' re el sistema.
o el agua o%igenada. H=G =+ antes que otros produc*
e* &leKa en la lectur a de u n !o t enc ia l redo0 @ 24 A ser
tos que. siendo tal ve1 mas e& ectivos. pueden pr o*
ne$ at iv o y m eno r al o'tenido ,asta antes de ese
ducir una contaminaciLn de& cir cuito completo.
momenta
como
es
el
caso
de&
gas clor o.
/7=' o el
permanganate de potasio.
4e manera similar . entr e los r eductor es tarn'ien
tos. slendo determinante en su selecciLn. por un lado5
se pr e& ier en aquellos que sean mas af in es pa r a el
S la ef ec ti v i d ad econoics del potencial redo% que
'alance glo'al de& cir cuito . como son. por e Kemplo#
se proporciona versus el costo del reactivo ". por el otr o. S
las i nt erf er enc ia s !or l a edicion de a9$un
i on e 0 tr s ii o que este r eactiv o produce en el 'alance glo* 'al del cir cuito metalur qico#
?or estas r a1ones. casi siempre se ,a pr e& er ido
usar aquellos reactivos cu"a intr oducciLn al $istema cause el minimo de per tur 'aciones.
en un cir cu ito acido convencional. el agr egado de an,idr ido sul& uroso. G =+ o de c,atar r a de & ier ro . )e E' en ve1 de manganese # Mn E+ od e otro metal e%*
trano al cir cu ito or iginal. En la ta'la K+B se seiialan las car acter isticas de potencial r edo% de algunos de los r eactivos o%idantes " r eductor es mas usados en los pr ocesos ,idr ornetalur qicos. $iguiendo la /onvenciLn EuroV
io +.+ - se pea de $ignos * e%plicada en el p sr re Asi. por e Kemplo. desde este punto de vista. se pr e& ier e usar como o%idantes el o%igeno de& air e. G=+
mantienen
" est ed os
en
el
lad o
i1quier do
lo s
ER MO DI 9 !MI.! ME!"#R$I.! !/"I.!D! E 9 HIDR OME!"#R $I!
a bla K+B+- /otencial redo% 0eactivos %idantes5 ao1ono.
G8H=G � G8HW8e*
GB
S agua o%igenada. H=G= S per manganate# MnG; S gas cloro. /l=
0eactivos 0eductor es5 S gas ,idr Lgeno. H
S polvo de 1inc. `nR S manganeso. MnR
o 0 id e
d os" y" en
I ado
/I *
der ec,o#
consecuencia.
E, * #GQ volts E,5* 7.QQ volts
HG 8 2> 8 e * =
Mn=8 8 UH G =
+>> MnG; - 8$H88 9e*
E,5 * 7.97 volts E,5 * 7.L volts
.:: /l 8 e*
+>> MnG 8 UH8
E, * 7# volts
8 e *
E,5 * G#PG volts
+>>
-G * 8 2> 8 e > � )e8 8 e*
)e8
S ion & er r ico. )e8
al
+>>
-G= 8 H=G
S nitr ate. -G *
S c,atarr a de & ier r o. )e
HG
Mn8 8 HG
S pir olusita. MnG
r ed uc t d os " "#
de algunos r eact i&os o%idantes " r eductor es+
E,5 * G#QQ volts
H )eG
+>>
+>> )e8 8 e*
E,5 8 G.UUG volts
`nG
+>> `n=8 8 e*
E,58 G.QL volts
MnG
+>> Mn8 8 e*
E,8 7.7PGvolts
las
E,5 G.GG G volts
H8 8 e*
"est ad os
tarn'len
las
electrones que 'alancean la ecuaciLn.
gener al. a las te%tos de ui mi c a y f is i c ou i mi c a a !l i c ad as a l a > et al ur $i a 2 0 t r ac t iv a. En par ticular . el en*
&oque electroquimico corresponde a te%tos mas espe* ci& icos de H i d r omet al ur $i a. Al respecto. a continuaciLn
/omo ultirna o'servaciLn gener al al r especto.
sedan algunas r e& er encias.
se puede decir que el uso de medias e%ternos mo*
di& icador es del !ot enc ia l r ed o 0 inclu"endo entr e ellos las r eactivos aqui mencionados. constitu"e
una de las 'ases & undamentales so'r e las que moderna. se ,a desar rollado la H i d ro me t al ur $ ia
S =a'or # B. A. / l'ar 1# $ A . .
++
mi c a +ener al >odema 77 Ed.Mar in Cui .
=ar celona. 7OQ. S =isas. A.<. / =as,&o r t,. ;.0 .S " E 4e 4y si c al ) 4emi st r y of > et all ur $ i c al r oc esses" . /,apman
f Hall
ltd ..
ondon . 6.<.# 7OL.
S =urin. A.0 .S " E4e ) 4emi st ry of Hy d r omet all ur $ i c al r oc esses" "
4.an -ostrand. -e Ber se". 7OLL.
9.P.* =i'liogr a&& a 0elevante a la Ter modinarnica Aplicada a la Hidr ometalur gia
S /astellan# ;il'ert W .# C 4y si c al )4emi st ry ". Addison*Wesle" ?u,l./o .S 6.$ A . .. 7OQ7.
S /r iss# /.M. / /o''le# B.W .# " E 4e E 4er mod y nami c ro!erties
of Hi$4 E em !erat ur e Fueous G ol ut io ns
( 2 nt ro !i es of
t 4e (ons ! to ;II " ) and t4e )orres!ondence ri nc i ! l e" " pag. l at i on of ( oni c H eat ) a !ac it i es ! t o KBNK-KB`EF "E 4e ) al cu
?ar a pro& undi1ar el estudio de las temas e%pues*
tos en este capitulo. se recomienda r e& er ir se. en
;II " ) 2 nt r o !i es and H eat )a!acities Fbove ; II J )" pag. "
KB` - KB`BF y " F !!l ic at i on of t4e 2 nt r o !y ) or r es !on d enc e ami c s and K i net ic s" pag. KB`;-KB`` + !l e to E 4er mod yn r i nci "
todos en B. Am./,em.$o c. vol PL# 4ec. G# 7OLU#
H idr ornctalurgia5 & undamentos# pr occsos " apl icaciones
7G
.!/I#"O .I 9 .O �-+++-c
S 4aren. .$. " ;ur r". 0.W .. " 4y si c al ) 4e mi st ry of > et al s" "
Mc;r a*Hill. -e or # 7O9 . s of Fueous ( no r $ an i c S 4u'"# ?.. " E4e E 4er mo d y nami c ro !er t ie
st ems" I-/0 A# 7OQQ. )o! !er Gy "
S ;arr els# 0.M. " /,r ist# /... "Gol ut i ons > i //e r al s and 2 u il i br ia 77. reeman /oop er h /o .S /ali&ornia# 7OL9. S ;asel.
4avid
0 .S
r od u c t io n " i nt
to
> e t all u r $ i c al
. .. = 'er od " nd Ed .. Hemisp,er e ?u' I. /or p .. 6.$ A /neic s , 7O P7. Kee# + +: " H yd r omet all ur $ y in 2 S ;upta. /.<. " Mu,er 0 tr a cti on
r oc esses" v ol . ( and (( . /0/ ?ress. 6.$. A.# 7OOG. S Ha'as,i# ).# " F E e 0 t boo k of H y d ro me t all ur $ y ". Metallur gie E%tr active +ue'ec. /anada# 7OO. a n and ecl amat i on " SBacson.Er ic. " Hyd r omet all ur $ ic l e 0 t r ac ti o "
Ellis Hor ood td .. England. 7OPL . S
ul ti .4 F < or ks ase. r oc esses" " &olleto di* vulgaciLn. TI /,em.Tec,nol og" # inlandia# 7OOO . a t io // Gt at es of S atimer # Wendell M.# " E4e M0 id t4e 2 l ement s an d . .. E 4ei r ot ent i al s in Fueous G ol ut i ons" " ?r entice*Hall# 6.$ A 7O 9O. a l S Mc?,erson# ori. " nd er st and i n$ M. .. . @ M 0 id A Gy st ems" " /,em.Engng.# pag. 7U *7U 9. Mar c, ti oned ucti on ot ent ia 7OOU.
-
7
GU
Este'an M. 4ornic M.
.
S Mila11o. $. " /ar oli# $.. " E abl es of Gt an d ar d 2 le c tr od e ot ent i al s" " B.Wile" . -.or # 7OQP. =utt er or t,s. ondon# 7OP7. S Moor e# B.B.# " ) 4emi ca l > et all ur $ y" "