lixiviacion del cobre 2012 aw

Facultad de ingeniería química

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 pueden difundirse 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 la fase 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.

Laboratorio de Metalurgia Extractiva II - 1 -


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 situB. Lixiviación en terreros y pilas C. Lixiviación en tanqueD. 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).



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 tamizadaDatos de la muestra:

6.5% de ley de cabeza Peso: 300g

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

1000ml H 2SO 4×( 50H 2SO 4

1000ml H 2SO 4)×( 100 g H 2SO4

98 g H 2SO4)×( 1ml H 2SO 4

1.84 g H 2SO4)=27.728ml H2SO 4

Ósea agregamos 27.728 ml de H 2SO 4y 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 H 2SO 4(5%) para su posterior 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 + H2SO4 CuSO4 + H2O

VARIABLES:

Concentración deH 2SO 4: 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.



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 indicador anaranjado 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 el gasto 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



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 equipo Denver 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 42.2490 % 2.6 22.4185 % 0.7 6.0670 % 3.4 29.31



11.6

Ahora calculamos la ley promedio:

Cobre (ley) Porcentaje en peso (%) Ley de Cu promedio95 % 42.24 0.95x42.2490 % 22.41 0.90x22.4185 % 6.06 0.85x6.0670 % 29.31 0.70x29.31

85.94 %

total cemento de Cu

residuo perdidas

300 11,6 265,7 22,7

Porcentajes (%)

cemento de Cu 3,866666667residuo 88,56666667

perdidas 7,566666667

Calculo del porcentaje de recuperación:

%Recuperación= g Cu (sale)g Cu (Entra)

x100%

%Recuperación= 11.6× 85.94300 ×6.0

x100%=55.38 %


PORCENTAJES

123

88.5%

3.8%7.5%

RESIDUO

CEMENTO DE Cu

PERDIDAS


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


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