INGENIERA METALRGICA UIS
HIDRO Y ELECTROMETALURGIA
TALLER DIAGRAMAS DE POURBAIXRafael Ardila M.
Jess Delgado.
Jaime Ortiz.
Mauro Percovich M.Presentado a: Ing. M Sc. Julio Elias Pedraza
Universidad Industrial de Santander
Facultad de ingenierias fisicoquimicas
Escuela de ingenieria metalurgica y cinecia de materiales
Bucaramanga
2008
1. Efectuando todos los clculos y anlisis necesarios, construir el diagrama de Pourbaix a 250C para el sistema Al H2O considerando las siguientes especies y suponiendo que las concentraciones de las especies inicas del metal son iguales a 10-2M: Al0 , Al+3(aq) , AlO2-(aq) , Al(OH)3(s), Al2O3(s).
Especies:
Reacciones:
Estabilidad del agua.
Reacciones.
Grafico realizado en hoja de examen (escaneada).2. Utilizando el software HSC obtener el diagrama para el mismo sistema anterior:
a) Teniendo en cuenta las mismas especies y concentraciones del punto1.
b) Para las mismas especies pero a concentraciones de los iones metlicos de 1M, 1x10-4M, 1x10-6 M.
c) Para las mismas condiciones del punto 1 pero a temperaturas de 50, 100, 2500C.
d) Efectuando una comparacin de los diagramas obtenidos tanto en el punto 1 como en 2a, 2b y 2c, hacer los comentarios ms relevantes que usted crea conveniente, tanto desde el punto de vista de mtodo de obtencin del diagrama como del diagrama en s (zonas de estabilidad, aplicaciones hidrometalrgicas, etc.). Comparando el diagrama del punto 1 con el 2a, se observa que los diagramas son muy aproximados aunque la lnea de estabilidad de las especies Al2O3 y AlO3(-) en el software se grafica casi una unidad de pH hacia la derecha.Al comparar el punto 1 con el 2b se observa que al disminuir la concentracin de los iones metlicos las zonas de estabilidad del Al 3+ y del AlO2- van creciendo mientras que la zona de estabilidad del Al2O3 disminuye, debido a que se varan los potenciales y el pH.
Comparando finalmente el punto 1 con el 2c al aumentar la temperatura en 50, 100 y 250C el diagrama se desplaza a la izquierda aumentando la zona de estabilidad del Al2O3 y AlO2- modificando tambin los potenciales y los pH.A continuacin se presentan los diagramas superpuestos para poder visualizar los cambios que ocurren al variar las concentraciones de los iones metlicos y las temperaturas.
3. Realizando una bsqueda bibliogrfica respecto a las condiciones operativas tanto de la cianuracin de oro como de su precipitacin con zinc y analizando el diagrama Au - CN- - Zn - H2O dado en clase, despus de efectuar los clculos necesarios indicar en el diagrama las respectivas zonas donde se realizan los procesos tanto de lixiviacin como de precipitacin del oro.
Segn el diagrama Eh pH se aprecian rangos de condiciones de estabilidad para la ocurrencia de las otras disoluciones del oro, con HCl en presencia de HNO3 como oxidante, de la disolucin con tiourea, y del rango de operacin de los mtodos indirectos de lixiviacin de oro por oxidacin de los sulfuros encapsulantes, sea por bo - oxidacin o por oxidacin a presin.
Del anlisis de este diagrama Eh pH es claro que:
Todo el proceso de cianuracin en la prctica se realiza entre pH 10 y 11.5.
Para la cianuracin se requiere condiciones de operacin oxidantes.
Para la precipitacin con zinc las condiciones de operacin, conservando el pH alcalino, deben ser totalmente reductoras.
En relacin con la disolucin con agua regia y tiourea, se requieren condiciones muy oxidantes y en ambiente acido inferior a pH 1.5 y 2.
La constante de estabilidad para el Ion complejo Au(CN)-2 en solucin acuosa ha sido estimado en 1039 asumiendo la siguiente reaccin:
Au+ + 2CN- = Au(CN)-2 + e-Au(CN)-2 +e- = Au + 2CN-
E= -0.60 + 0.118Log. [CN-] + 0.059Log. [Au(CN)-2]
El mecanismo de cianuracin es representado por las siguientes reacciones:
La precipitacin con zinc, este se disuelve en solucin segn la semi-reaccin para formar un complejo estable con el cianuro:
Zn + 4CN- = Zn(CN)4-2 + 2e-
E= -1.25 + 0.0295Log.[Zn(CN)4-2] + 0.118pCN
Representacin esquemtica del mecanismo de precipitacin de oro sobre partculas de zinc. Note que las semi reacciones andica y catdica tienen lugar en distintos sitios.
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