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EXTRACCIÓN DE METALES DE SOLUCIONES
DE PROCESOS METALÚRGICOS, Y APLICACIÓN
EN LA PREPARACIÓN DE NANOMATERIALES
María Guadalupe Sánchez Loredo, Universidad Autónoma de San
Luis Potosí, México, [email protected]
Refinería electrolítica de zinc
Eliminación de Fe(III)
Curso general de la Planta Electrolítica
de Zinc de IMMSA en San Luis Potosí
Precipitación de jarosita:
ácido libre 40 g/L, 30 g/L
Fetotal (0.1- 0.5 g/L Fe(II)
Se envía a la presa de
jarosita, el agua contiene
metales que pueden ser
separados por extracción
líquido-líquido
Composición de muestra de agua de la presa
Zn
g/L
Cd
g/L
Fe
ppm
Cu
ppm
As
ppm
SiO2
ppm
Co
ppm
Mn
ppm
Ca
ppm
Mg
ppm
17.36 1.047 1170 427 420 218.8 - - 668 -
Extracción líquido-líquido
http://www.sxkinetics.com/technology.htm
RO
P
RO
O
O
O
P
O
OR
ORH
H
Extractantes ácidos (intercambiadores catiónicos líquidos):
Mn+ + nHA(org) = MAn(org) + nH+
Muy usado es el ácido bis-(2-etilhexil)fosfórico,
D2EHPA
Extracción
Stripping
Extracción líquido-líquido
Extracción líquido-líquido
% de extracción de metales. D2EHPA (20 % en keroseno, O/A=1)
pH Zn, % Cd, % Fe, % Cu, %
1.8 12.18 2.63 97.30 4.44
2.5 37.18 5.17 99.76 7.82
3.3 65.83 7.34 99.88 19.66
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 4 8 12 16 20 24 28
[Zn
(org
)], g
/L
[Zn(ac)], g/L
Isoterma de McCabe-Thiele
Extracción de zinc (D2EHPA
20 % en Escaid 110), pH 3
Acuoso, 12 mL/min, 21.5 g/L Zn
Orgánico, 24 mL/min
Acuoso, 12 mL/min
21.5 g/L Zn
Orgánico, 24 mL/min
10.25 g/L Zn
0.46 g/L Zn
Rafinado, 24 mL/min, 0.7 g/L Zn
Rafinado 2
12 mL/min
1.36 g/L Zn
Rafinado 1
12 mL/min
0.075 g/L Zn
7.13 g/L Zn
13.65 g/L Zn
Orgánico, 48 mL/min, 10.39 g/L Zn
1.0 g/L Zn
O/A=2/1, mezclador 180 mL, asentador 620 mL
Extracción de zinc de agua de la presa de jarosita con D2EHPA al 20% en
keroseno, contenido de zinc inicial de 21.5 g/L
Alternativas al despojo convencional
A partir de la extracción líquido-líquido se obtienen materiales de composición
y microestructura controladas
Sin embargo, la precipitación se usa poco a nivel industrial:
Reducción de oro en MIBC con Fe° (MRR, producto impuro)
Reducción de oro en DBC con ácido oxálico (INCO, producto puro)
Reducción de osmio en cationes de alquil o arilamonio, y de rutenio en
difeniltiourea y 2,4-difeniltiosemicarbazida con hidrazina (DEGUSSA AG)
Hasenpusch (1987), Chemie für Labor und Betrieb, 38. Jhg., 9, 454
Synthesis of thiol-derivatised gold nanoparticles in a two-
phase liquid–liquid system
Mathias Brust, Merryl Walker, Donald Bethell, David J. Schiffrin and Robin Whyman, Journal
of the Chemical Society, Chemical Communications, 1994, (7), 801-802
Alternativas al despojo convencional
“Using two-phase (water–
toluene) reduction of AuCl4– by
sodium borohydride in the
presence of an alkanethiol,
solutions of 1–3 nm gold
particles bearing a surface
coating of thiol have been
prepared and characterised; this
novel material can be handled
as a simple chemical compound”
Concentración de extractante,
mol/L Area, nm2 StdDev Diámetro, nm
0.05 133.4 39 6.5
0.1 150.8 33.8 7.1
0.2 165.2 36.5 7.3
Preparación de nanopartículas de sulfuro de zinc de soluciones de D2EHPA, comouna opción para el despojo de la fase orgánica ([(NH4)2S = 0.1 M)
Tamaño de partícula
Alternativas al despojo convencional
Despojo precipitante de sulfuro de zinc de soluciones de D2EHPA
300 350 400 450 500 5500.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
391.7 nm
Abso
rban
ce, a.
u.
, nm
Alternativas al despojo convencional
CdS from Cyanex®
272 in kerosene,
dispersion
Sánchez et al., ISEC 2008
Ag from Cyanex®
471x in p-xylene,
dispersion
Extracción de oro con D-oC con una membrana líquida de bulto, despojo con NaBH4
M.G. Sánchez-Loredo, M. Grote, ISEC 2014
Alternativas al despojo convencional
CH(CS H2)9 3N N
C
NN
HN
N N
N
R
S (CH2)9 CH3
Cl-
Ox.+
(1) alimentación, (2) despojo
Agradecimientos
Al Sistema Regional Miguel Hidalgo (SIHGO-CONACYT 19980205011), al
Fondo de Apoyo a la Investigación (UASLP) y al Grupo México, S.A. de C.V.
Se agradece al Dr. N. Cayetano (IPICyT) el apoyo para la obtención de las
imágenes de microscopía electrónica de transmisión.
Al CYTED