Lixiviación

¿Qué es?

• La lixiviación es una operación sólido - líquido de extracción por solvente, en la cual algunas sustancias presentes, en un sólido son retiradas o extraídas mediante la acción de un solvente líquido que empapa al sólido y disuelve las sustancias que van a ser extraídas.

Es un Proceso fisico

• Por ser un proceso físico, ocurre en la naturaleza continuamente cuando una capa de terreno es lavada con agua disolviendo sales y casi cualquier sólido de forma común en climas húmedos, provocando que los suelos se vuelvan más ácidos y quizá originando toxicidad y filtrándose los nitratos hacia capas inferiores en el subsuelo.

Lixiviación Intencional

• La lixiviación también puede realizarse de forma intencional con el propósito de extraer uno o varios solutos de un sólido determinado y para que sea efectivo, debe existir un contacto íntimo entre el “solvente” y el “soluto” contenido en el sólido.

Consideraciones

• Durante una lixiviación se deben considerar factores como el “tipo de solvente” que debe solubilizar al soluto con el mayor coeficiente de transferencia de masa posible.

• La “temperatura del proceso” que puede aumentar la solubilidad del soluto haciendo más rápida la extracción, y el “tamaño de la partícula del sólido”, en el que se deben considerar factores como la porosidad del sólido y la percolación de la solución a través del sólido.

• En la industria alimenticia se puede usar la lixiviación para obtener azúcar de la remolacha usando agua caliente, aceites vegetales a partir de semillas con disolventes orgánicos, colorantes con alcohol, y en infinidad de procesos químicos dentro de la industria farmacéutica para preparar pociones, metalúrgica y agroindustrial.

• Inclusive los procesos tan cotidianos como la preparación de un café o un té soluble utiliza el proceso de lixiviación.

La lixiviación en el Medio Ambiente

• En el área ambiental, los procesos de lixiviación son de gran importancia, sin embargo, las implicaciones ambientales pocas veces son abordadas con profundidad en los libros de operaciones unitarias y fenómenos de transporte.• Todos los procesos industriales que involucran operaciones de

lixiviación tienen implicaciones ambientales, ya que en la mayoría se emplean disolventes (orgánicos e inorgánicos) áltamente tóxicos y contaminantes, y en otros casos, el proceso esta ligado a la explotación de recursos naturales. Estos hechos impactan al ambiente como todas las demás actividades antropogénicas y son inherentes al proceso.

• La lixiviación tiene lugar cuando el agua de lluvia que incide sobre el depósito de basura o los escurrimientos del terreno entran en contacto directo con los desechos, extrayendo y arrastrando una gran cantidad de sustancias constituyentes de los residuos sólidos. El extracto resultante tiene un alto contenido de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y microorganismos patógenos. Adicionalmente, si no existe un adecuado control de los residuos introducidos al relleno sanitario, los lixiviados pueden contener metales pesados, compuestos orgánicos persistentes u otros contaminantes

En la Mineria

• En la industria minera, la lixiviación es un proceso simple, efectivo y limpio que se puede aplicar para extraer metales preciosos como el oro y la plata utilizando soluciones básicas cianuradas, metales básicos como el cobre, el plomo o el zinc utilizando soluciones ácidas o inclusive para aprovechar minerales con contenidos radiactivos como el uranio.

Características De la Lixiviación

• Esta operación reviste características muy peculiares. Para que exista un buen contacto entre las dos fases, es necesario que el sólido sea muy permeable, o bien, que esté tan finamente dividido, que el área de contacto sea bastante alta.

Pasos

• Por eso es muy importante la preparación del sólido que va a ser lixiviado. Lo más conveniente es buscar la reducción del tamaño de las partículas del sólido mediante:

1. Cortado2. Triturado 3. Molienda 4. Otro método cuya escogencia dependerá de cada caso o

circunstancia particular.

Lixiviación en la Industria

• En la industria la lixiviación la encontramos en muchos procesos. Algunos ejemplos son:

1. La extracción de azúcar de remolacha con agua. 2. La extracción de aceites vegetales de semillas de algodón, ajonjolí,

soya, maní y lino mediante el uso de solventes orgánicos derivados del petróleo, la preparación industrial del café, té y la extracción de algunos jugos.

Equipos

• Debido a la variedad de circunstancias que se presentan en los distintos casos de lixiviación, así también los equipos que se utilizan en estas operaciones tienen los más diversos diseños.• Mezcladores• Sedimentadores• Mangueras• Decantadores• Pilas

Otros Tipos de Lixiviación

Biolixiviación

• Los procesos de lixiviación también pueden ser asistidos con microorganismos que funcionen como catalizadores .

Lixiviación Ecológica

• También es aplicable el término en ecología para indicar el desplazamiento hacia los ríos y mares de los desechos y excrementos , además de otros contaminantes como pueden ser los fertilizantes; producido por el mismo proceso indicado para el fenómeno químico. • Es considerado el fenómeno de desplazamiento de nutrientes siendo

estos arrastrados por el agua, provocado este a su vez por la deforestación antropogénica (causada por el hombre).

Geológica

• En la ciencia geológica se entiende como lixiviación al proceso de lavado de un estrato de terreno o capa geológica por el agua. Como también por placas ácidas encontradas en las sales que disuelven casi cualquier material sólido.

Agricultura

• En sistemas de riego, cuando este se hace con aguas con un importante contenido salino, se dosifica una cantidad mayor de agua que la estrictamente necesaria para las plantas, a fin de que, al percolar esta agua hacia los drenes, evite la acumulación de sales en el terreno, lo que podría ser negativo para las plantas. Esta cantidad adicional de agua se le denomina agua de lixiviado. Si se trata de riego de complementación, en zonas donde existe una precipitación anual razonable, el proceso de lixiviación de los suelos agrícolas se da en forma natural en los periodos de lluvia.

Extractiva

• Es también el proceso que se usa en la metalurgia, para trabajar los minerales principalmente oxidados. Desde un tiempo a esta parte se realiza la lixiviación de minerales sulfurados de cobre mediante procesos de lixiviación bacteriana.

• En el caso de la lixiviación de los minerales de oro (oxidos) el diseño de los pads son de acuerdo a la morfología de la zona, de acuerdo a esto estaremos iniciando los detalles para la selección del tipo de Pad, ya sea pad reutilizable, expandible o el caso de lixiviación tipo valle (caso de Pierina).

Hidrometalurgia

• Este proceso está relacionado con la disolución química de las materias primas que se tratan para formar soluciones que contengan metales que han de recuperarse. • Este proceso de lixiviación de elementos deseado se realiza de forma

selectiva, para poder separarlos del resto de materiales no deseados, los cuales quedan como residuos insolubles

Lixiviación (Metalúrgica) Aplicaciones en la Minería• La lixiviación metalúrgica es una tecnología de la minería que consiste

en el tratamiento de materiales minerales, principalmente oxidados, que contienen metales y que son reducidos en su tamaño para someterse a un proceso húmedo con soluciones ácidas o básicas que disuelven los elementos solubles y los concentran en una solución enriquecida, por lo que se le considera un proceso “hidro-metalúrgico”.

• Este proceso permite trabajar “depósitos minerales” clasificados de baja concentración siempre que la operación minera ocurra a una gran escala que permita reducir los costos de extracción mineral por tonelada y garantizar una rentabilidad por el proceso.

• Comparada con las operaciones pirometalúrgicas, la lixiviación es un proceso mucho más sencillo y mucho menos dañino, pues no ocurre contaminación gaseosa.

• Los puntos a controlar en la lixiviación son principalmente la posible acidez de los residuos para evitar la toxicidad y monitorear la eficiencia de la operación ya que la temperatura de las reacciones son esenciales para garantizar la rentabilidad de la operación química de los reactivos.

Tipos

• Existen varios tipos de procesos de lixiviación metalúrgica, por lo general la clasificación depende del tipo de “reagentes” que se utilicen para la operación, que son seleccionados de acuerdo al tipo de mineral o material a ser procesado que en general se pueden identificar como “óxidos” o “sulfuros”

Oxido De Zinc

• En el caso de la lixiviación de un óxido de zinc, una reacción de lixiviación simple puede ilustrarse en la siguiente fórmula:

ZnO (óxido de zinc) + H2SO4 (ácido sulfúrico) -> ZnSO4 (sulfato de zinc soluble) + H20 (agua)

Aluminio

• En el caso del óxido de aluminio, la lixiviación puede ocurrir con soluciones “alcalinas”, por ejemplo, bajo la siguiente fórmula:

Al2O2 (1 molécula de óxido de aluminio) + 3H2O (3 moléculas de agua) + 2NaOH (2 moléculas de hidróxido de sodio) -> 2NaAl(OH)4

(Aluminato de Sodio hidratado

Lixiviación en el Oro y Plata

• La lixiviación de metales preciosos como el oro y la plata puede realizarse de una forma muy sencilla con cianuro u ozono bajo condiciones ambientales.

Sulfuros

• La lixiviación de sulfuros es un proceso más complejo debido a la naturaleza refractaria de los minerales de sulfuro. Se pueden utilizar cámaras presurizadas llamadas “autoclaves”, por ejemplo, en la metalurgia del zinc, por ejemplo en la siguiente reacción:

2ZnS + O2 + 2H2SO4 -> 2ZnSO4 + 2H2O + 2S • Que ocurre a temperaturas arriba del punto de ebullición del agua,

creando una presión de vapor dentro del autoclave a presiones de alrededor de 0.6 MPa dentro del autoclave

Explicación Practica de la Lixiviación en la Minería