Ing. Juan Vega González, F. Bernui, R. Cieza, R. Lucano Lab

Ing. Juan Vega González, F. Bernui, R. Cieza, R. Lucano Lab

Ing. Juan Vega González, F. Bernui, R. Cieza, R. Lucano
Lab. Procesamiento de Minerales – UNT.
1. Introducción
• El Perú dispone de grandes recursos minerales
debiéndose destacar el Oro, la Plata y el Cobre,
utilizados como fuente generadora de riqueza y
principal rubro de producción minera.
• Durante las últimas décadas se busca nuevas
alternativas en los procesos hidrometalúrgicos
debido al deterioro ambiental y de salud,
ocasionados por los efluentes de los ácidos que se
emplean en dichos procesos.
1. Introducción
• La investigación sobre el posible reemplazo de
ácidos inorgánicos como el sulfúrico, por un ácido
orgánico y biodegradable como el ácido cítrico en
la Hidrometalurgia del Cobre; se encuentra en
una etapa de evolución, en la cual, se busca
obtener valores metálicos y reducir así el uso de
productos químicos nocivos para el suelo y el
agua,
además
de
potenciar
recuperación metalífera.
los
niveles
de
2. Planteamiento del problema:
¿En qué medida influye el pH y la concentración del
ácido cítrico en la extracción de cobre mediante
lixiviación por agitación de minerales oxidados de
cobre tipo crisocola del Distrito de Salpo- La
Libertad?
3. Objetivos:
• Evaluar la influencia del pH y la concentración del
ácido cítrico en la lixiviación por agitación de
minerales oxidados de cobre tipo crisocola del
distrito de Salpo- La Libertad.
• Demostrar que se puede extraer cobre usando
ácido cítrico como disolvente en la lixiviación de
minerales de cobre tipo crisocola.
3. Objetivos:
• Evaluar la influencia del pH y la concentración del ácido
cítrico en la lixiviación por agitación de minerales oxidados
de cobre tipo crisocola del distrito de Salpo- La Libertad.
• Demostrar que se puede extraer cobre usando ácido cítrico
como disolvente en la lixiviación de minerales de cobre
tipo crisocola.
4. Hipótesis:
•
El pH y la concentración del ácido cítrico influyen
significativamente en la extracción de cobre mediante
lixiviación por agitación de minerales oxidados de cobre
tipo crisocola procedente del Distrito de Salpo- Libertad
5. Marco Teórico:
• Actualmente, la operación de lixiviación con ácido
sulfúrico da lugar a disoluciones acuosas que
contienen desde menos de 1 g/L a cerca de 35
g/L Cu, valores de pH comprendidos entre 1,1 y
3,0, hasta 50 g/L de cloruros y una serie de
impurezas, dependiendo del tipo de material
tratado, el agua empleada y la evaporación
sufrida.
• Todas estas disoluciones se pueden tratar
mediante extracción con solventes. (Ref.1)
Lixiviación de Cobre
• Los minerales oxidados de cobre pueden
disolverse en soluciones de ácido sulfúrico.
Las reacciones de lixiviación para cada mineral
específico son:
Cuprita:
Crisocola:
Lixiviación de Cobre
• La recuperación de cobre de licores de lixiviación
es realizada por medios de cementación.
• El cemento de cobre producido por hierro
metálico tiene solamente un contenido de cobre
de 70 %.
• La
electro-obtención
juntamente
con
la
extracción por solventes orgánicos producirán un
cobre catódico que es comparable al cobre
refinado convencional.
(Ref. 2)
Métodos de Lixiviación:
• La selección del método de lixiviación
depende de las características físicas
químicas del mineral y los minerales
asociados a ser tratados. Los factores
importantes son: el grado de mineral, la
solubilidad del valor metálico, la cinética
de disolución, el consumo de reactivo, etc.
(Ref.3)
Lixiviación por agitación
•
•
•
•
Ventajas comparativas con otros métodos
de lixiviación son:
Alta extracción del elemento a recuperar.
Tiempos cortos de procesamiento (horas).
Proceso continuo que permite una gran
automatización.
Facilidad para tratar menas alteradas o
generadoras de finos.
Lixiviación por agitación
Las desventajas son:
• Un mayor costo de inversión y operación.
• Necesita una etapa de molienda y una
etapa
de
separación
sólido-líquido
(espesamiento y filtración).
Figura 1: Equipos de
lixiviación
por agitación.
Variables del proceso
• Granulometría:
Tabla 1: tamaño de algunos minerales para
lixiviación por agitación.
Variables del proceso
• Tiempo de lixiviación:
Fig. 2:
Porcentaje de
extracción en
función del
tiempo.
Variables del proceso
• pH:
Fig. 3: Eh/pH
del sistema
Cu-S-H2O, 25°C
(Fuente Domic)
Variables del proceso
• Concentración de reactivos:
Fig. 4: Complejos de aminas de cobre formadas en
función de Conc. amoníaco
Variables del proceso
• Porcentaje de sólidos:
El porcentaje de sólidos en la pulpa varía
entre 20 y 50%.
El porcentaje de sólidos se calcula por el peso
del mineral en la pulpa.
% sólidos
El Ácido Cítrico
• Fórmula química: (C6H8O7).
• Acidulante ampliamente usado, inocuo con
el medio ambiente. Es prácticamente
inodoro, de sabor ácido no desagradable,
soluble en agua, éter y etanol a
temperatura ambiente.
• Es un sólido incoloro, traslúcido o blanco,
que se presenta en forma de cristales,
granular o polvo.
• La liberación de los iones cobre es
dependiente del pH del medio, los cítricos
proporcionan los iones H+ requeridos para la
solubilización.(Ref. 4).
• El Cobre divalente, Cu+2, se ligafuertemente
con los ácidos húmicos y fúlvicos, formando
complejos con la materia orgánica.(Ref. 4).
• Reacción de Crisocola con Ácido Cítrico:
6. Aspecto Metodológico
6.1. Análisis químico del mineral:
Mineral
Ley Cu (%)
Crisocola
6.64
Composición
química de
Crisocola:
6.2. Preparación mecánica de la muestra
Foto N°1: Mineral de
chancado.
Foto N°3: Tamizado
por malla #10.
Foto N°2: Cuarteo
de mineral.
Foto N°4: Muestreo
para prueba.
6.3. Preparación de solución de ácido cítrico
Foto N°4: Concentraciones: 0.2 M, 0.4 M, 0.6 M y 0.8 M.
Regulación de pH: Natural(1), 2, 3 y 4 con NaOH.
6.4. Lixiviación por agitación mecánica
Foto N°5: Banco de agitadores, se trabajó al 33%
sólidos, durante 3 horas de agitación a 500 rpm.
6.5. Filtración y análisis de solución
Foto N°6: Análisis de solución y colas. Por método
volumétrico a minerales y las soluciones por método de
absorción atómica.
Planteamiento de esquema de pruebas:
Concentración de ácido
cítrico
pH 1.0
pH 2.0
pH 3.0
pH 4.0
0.2 M
X11
X21
X31
X41
0.4 M
X12
X22
X32
X42
0.6 M
X13
X23
X33
X43
0.8 M
X14
X24
X34
X44
Parámetros de prueba
Masa mineral (g):
% sólidos:
Volumen de solución (mL):
Granulometría:
Proceso:
Tiempo agitación:
100
33.3
200
95%-#10
cinético
3 horas
7. Resultados
[Ac. Cítrico]
pH
NaOH al 50% agregados (mL)
% de extracción Cu
0.2
0.4
0.6
0.8
0.2
0.4
0.6
0.8
0.2
0.4
0.6
0.8
0.2
0.4
0.6
0.8
Natural-1,46
Natural1,28
Natural-1,19
Natural-0,91
2.04
2.01
2.01
2.00
3.00
3.00
3.00
3.00
4.06
4.08
4.02
4.08
0
0
0
0
6.00
10.80
14.75
32.50
21.25
25.75
33.25
47.00
15.00
35.00
48.00
60.00
53.96
64.57
59.70
51.22
64.67
74.41
56.71
62.18
59.75
81.27
73.60
75.41
67.30
74.34
38.29
31.75
7. Resultados
% extracción Cu vs Concentracción de Ac. cítrico
% Extracción de Cu
pH 1
pH 2
pH 3
pH 4
Ácido cítrico (Molaridad)
Gráfico N° 1: Porcentaje Extracción Cu vs Concentración Acido cítrico
7. Resultados
% extracción Cu
% extracción Cu vs pH
C. M.0.2
C.M. 0.4
C.M. 0.6
C.M. 0.8
pH
Gráfico N° 1: Porcentaje Extracción Cu vs Concentración Acido cítrico
7. Conclusiones
• Se concluye que el pH y la concentración del
ácido cítrico influye significativamente en la
extracción
de
cobre,
lográndose
altas
extracciones de cobre muy similar a los ácidos
inorgánicos.
• A una granulometría de 95%-#10, con 33% sólidos,
agitación mecánica durante 3 horas, con pH 3 y
concentración de ácido cítrico 0.4 molar se
obtiene 81 % de extracción de cobre.
8. Recomendaciones
• Se
recomienda
hacer
pruebas
de
electrodeposición directa de las soluciones cargas
con citrato de cobre, buscando optimizar la
variable de electrodeposición y analizar la pureza
del cobre depositado.
(A)
(B)
(C)
(A) Electrodepisición de cobre, (B) cobre electrodepositado
(C) Lámina de cobre obtenida.
GRACIAS POR SU
ATENCIÓN.
Ing. Juan Vega
UNT