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Facultad de ingeniería química LABORATORIO DE METALURGÍA EXTRACTIVA II
Laboratorio de Metalurgia Extractiva II - 1 -
LIXIVIACION DEL COBRE
I. OBJETIVO
Conocer los parámetros necesarios para la extracción del cobre mediante el método
de lixiviación acida de oxido de cobre.
Calcular que porcentaje de recuperación se puede obtener con el método de
lixiviación acida.
Familiarizarse con el proceso de obtención de cemento de cobre.
II.
FUNDAMENTO TEORICO
Es un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de
un disolvente líquido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos puedendifundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes
originales del sólido.
LIXIVIACIÓN QUÍMICA MINERA
La lixiviación es un proceso en el cual se extrae
uno o varios solutos de un sólido, mediante la
utilización de un disolvente líquido. Ambas
fases entran en contacto íntimo y el soluto o los
solutos pueden difundirse desde el sólido a lafase líquida, lo que produce una separación de
los componentes originales del sólido.
Dentro de esta tiene una gran importancia en el ámbito de la metalurgia ya que se utiliza
mayormente en la extracción de algunos minerales como oro, cobre y plata. También se utiliza
en Tecnología Farmacéutica.
En los yacimientos de cobre de minerales oxidados, el proceso de obtención de cobre se
realiza en tres etapas que trabajan como una cadena productiva, totalmente sincronizadas:
Lixiviación en pilas.
Extracción por solvente.
Electro obtención.
FACTORES IMPORTANTE DE UNA LIXIVIACION
Poner en contacto el disolvente con l material que se ha de lixiviar con el propósito de
permitir la disolución del metal.
Separar la solución forma del residuo solido.
Precipitar el metal de la solución.
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VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA ELECCION DE UN LIXIVIANTE IDONEO
Naturaleza de la mena o del material que ha de disolver.
Posibilidad de regeneración.
Precio y acción corrosiva.
Condiciones operacionales tales como la temperatura, el tiempo de contacto, la
concentración y el PH.
AGENTES LIXIVIANTES MAS UTILIZADOS
Agua
Disoluciones e sales en agua (sulfato férrico, carbonato de sodio, cloruro de sodio,
cianuro e sodio, sulfato de sodio, tiosulfato de sodio)
Agua de cloro
Ácidos (sulfúrico, clorhídrico y nítrico) Bases (hidróxido de sodio y amonio)
MÉTODOS DE LIXIVIACIÓN
Los métodos de lixiviación que se utilizan en la extracción hidrometalúrgia del cobre son:
A. Lixiviación in situ
B. Lixiviación en terreros y pilas
C.
Lixiviación en tanque
D. Lixiviación por agitación
a) La lixiviación in situ implica el rompimiento de la mena in situ con explosivos sin que la
mena sea extraída por los métodos más usados en las minas. Esto puede hacerse en depósitos
superficiales de baja ley o minas subterráneas ya trabajadas. Una técnica que ha tenido
aceptación es la fractura de roca subterránea bajo presión hidráulica.
b) La lixiviación en terreros se aplica a los desechos con bajo contenido de cobre provenientes
de los métodos comunes de explotación, generalmente operaciones a cielo abierto. La roca se
amontona en grandes depósitos (millones de, toneladas) y el lixiviante se distribuye
periódicamente sobre la superficie para que escurra a través del depósito. La mayor parte del
cobre lixiviado en los terrenos proviene de minerales sulfurados para lo cual es necesario el
oxígeno). El oxígeno es suministrado entre las aplicaciones periódicas del lixiviante
(mensualmente) de modo que el aire suba a través de los depósitos.
c) La lixiviación en pilas es exactamente lo mismo que la lixiviación en terreros sólo que los
depósitos de mineral oxidado superficiales a diferencia de los desechos de mina, se parten y
apilan en montones de 100 000 a 500 000 toneladas. Los materiales sólidos en los montones
son algo más pequeño que los de los depósitos (es decir, alrededor de - 10 cm) y la lixiviación
es continua y considerablemente más rápida. El cobre obtenido de los minerales de sulfuro
que suele estar en los montones es poco, debido a los tiempos de lixiviación cortos (100 a 180
días).
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III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1.
EQUIPOS Y MATERIALES USADOS
Probeta Fiola Bagueta Vaso de precipitado Pizeta Balanza Bureta Matráz de erlenmeyer Equipo de agitación Papel filtro Indicadores Ácido sulfúrico al 5% Carbonato de sodio Polvo de fierro Agua destilada
2. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Chancamos la muestra, luego tamizamos en malla 40, posteriormente volvimos a
moler para después tamizar nuevamente hasta que la partícula quede lo mas fina
posible.
Pesamos la muestra tamizada
Datos de la muestra:
6.5% de ley de cabeza
Peso: 300g
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3. LIXIVIACION ACIDA POR AGITACION
Para la lixiviación preparamos una solución de acido sulfúrico al 5% en peso
Se prepara una solución de 750ml de acido sulfúrico al 5% en peso, para lo cual se hacen los
cálculos de cuanto acido (98%, ρ=1.84) se va a usar:
1000ml……………….50g
500ml …………………..x x=25g
( ) (
) ( )
Ósea agregamos 27.728 ml de y aforamos con agua el recipiente hasta 1000 ml.
Luego agregamos la muestra del mineral a la solución acida
Se procede a verter el mineral molido (300g) a la solución de (5%) para suposterior reposo.
Agitamos la muestra con el acido en reposo
Vertimos el mineral a la solución acida, se hace mezclar en un agitador (tipo dember) por
un lapso de 30 minutos. En este proceso ocurre la siguiente
reacción:
CuO + H 2SO4 CuSO4 + H 2O
VARIABLES:
Concentración de : 5%
Periodo de agitación: 1/2 Hora.
Velocidad de agitación: 1200rpm
Separación de la solución rica de los residuos
Separamos la solución de los residuos por decantación, a la
solución se le llama “solución rica” y al residuo se le lava y se
le filtra, al lavado se le llama solución pobre.
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4. DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE ACIDO EMPLEADO
Se extrae una alícuota de 2ml de la solución rica y lo diluimos con un poco de agua luego
procedemos a titularlo con una base, Na2CO3 0.2N (fc = 0.9538, utilizando como indicadoranaranjado de metilo).
1 2 3 promedio
Alícuota (ml) 2.0 1.0 1.0 1.333
Gasto Na(CO3)2 (ml) 2.7 2.6 2.5 2.6
Repetimos los mismos paso de titulación una semana después en laboratorio para medir elgasto de acido, los resultados obtenidos se muestran en la tabla.
1 2 3 promedio
Alícuota (ml) 2.0 1.0 1.0 1.333
Gasto Na(CO3)2 (ml) 1.7 1.6 1.7 1.66
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Luego procedemos a lavar la solución con agua destilada, dejamos sedimentar y extraemos el
sobrenadante. Lavamos la solución 4 veces. Esta muestra es la que se va analizar.
5. OBTENCIÓN DEL CEMENTO DE COBRE
A la solución remanente le agregamos 9.4g de limadura de Fe y lo agitamos en el equipoDenver por un periodo de 20 a 30 minutos.
Luego de la agitación se observo el precipitado de oxido férrico.
Se dio la siguiente reacción:
CuSO4 + Fe Cu + FeSO4
Se debe tener en cuenta que mientras se daba agitación se liberaba H2.
Se filtro la solución y obtuvimos el Cu precipitado (rojizo)
Luego de obtener el cemento de cobre (a diferentes leyes) procedemos a pesarlo obteniendo
así el siguiente cuadro.
Cobre (ley) Peso (g) Porcentaje en peso (%)
95 % 4.9 42.24
90 % 2.6 22.41
85 % 0.7 6.06
70 % 3.4 29.3111.6
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Ahora calculamos la ley promedio:
Cobre (ley) Porcentaje en peso (%) Ley de Cu promedio
95 % 42.24 0.95x42.24
90 % 22.41 0.90x22.41
85 % 6.06 0.85x6.06
70 % 29.31 0.70x29.31
85.94 %
totalcemento de
Curesiduo perdidas
300 11,6 265,7 22,7
Porcentajes(%)
cemento de Cu 3,866666667
residuo 88,56666667
perdidas 7,566666667
Calculo del porcentaje de recuperación:
PORCENTAJES
1
2
388.5
%
3.8%7.5%
RESIDUO
CEMENTODE Cu
PERDIDAS
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IV. CONCLUSIONES
De los cálculos hechos podemos observar que la perdida de Cu en el residuo es del
3.8 % este valor nos dice que en el procedimiento no se ajustaron adecuadamente
las variables de operación.
Mediante el procedimiento experimental se llego a determinar el porcentaje de
recuperación del cobre 55.38%
El proceso de lixiviación nos permite observar las diferentes variables que nos
permite optimizar el proceso tanto como la granulometría (tamizado), la
concentración del acido a emplea, tiempo de reposo y la agitación.
Mediante el proceso de lixiviación se extrae uno o varios solutos de un sólido, en
nuestro caso se extrajo el Cu