Cinetica de Precipitacion [Unlocked by Www.freemypdf.com]

7/18/2019 Cinetica de Precipitacion [Unlocked by Www.freemypdf.com]

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UNIVERSIDAD AUTNOMA DEL

ESTADO DE HIDALGOINSTITUTO DE CIENClAS BSICAS E INGENIERA

REA ACADMICA DE MATERIALES Y METALURGIA

"CINTICA DE PRECIPITACIN DE PLATA Y ORO EN

LOS SISTEMAS Ag-CN -S2O42--O2y Au-S2O3

2-- S2O4-2-O2

APLICABILIDAD EN EFLUENTES INDUSTRIALES"

QUE PARA OBTENER EL GRADO DEDOCTOR EN CIENCIAS DE LOS MATERIALES

PRESENTA

Guillermo Jurez Lpez

DIRECTORES DE TESISDr. Isauro Rivera Landero

Dr. Francisco Patino Cardona

Agosto 2007


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AGRADECIMIENTOS

GR DECIMIENTOS

A la Universidad Autnoma del estado de Hidalgo y al instituto deCiencias Bsicas e Ingenieras (ICBI), pero en especial al reaAcadmica de Materiales y Metalurgia (AAMyM) por otorgarme una vezms la oportunidad de crecer en el mbito profesional, con la realizacin demis estudios doctorales.

Al Consejo nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACYT) por el soportefinanciero otorgado durante la realizacin de mis estudios de doctorado atravs de la BECA-CONACYT.

En especial a mis directores de Tesis Dr. Isauro Rivera Landero y Dr.Francisco Patio Cardona, por otorgarme la oportunidad de conocerlos

profesionalmente, por compartir sus conocimientos, confianza y apoyo, perosobre todo, por su profesionalismo para la realizacin de este trabajodoctoral, MIL GRACIAS.

A la Compaa Real del monte y Pachuca S. A. de C. V. en especial alING. Jos Luis Sols Flores director de operaciones planta BeneficioLoreto, por permitir la realizacin de los anlisis en sus laboratorios de

espectrofotometra de Absorcin Atmica.

Al Qumico Martn Alamilla, por todo tu apoyo y paciencia para larealizacin de los anlisis por espectrofotometra de Absorcin Atmica einterpretacin de los resultados, as como de las sugerencias para eldesarrollo de la parte experimental. Mil gracias


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AGRADECIMIENTOS

A todos los profesores y personal de servicios tcnicos que conforman el

AAMyM, por su apoyo para la realizacin de esta tesis doctoral.

En forma muy especial, a mi Esposa Beatriz, mis hijos Luis Guillermo yJess Aarn, por que ellos son el motivo y la razn de alcanzar esta metaque se vea insuperada, por su paciencia, comprensin y motivacin les dedicoeste trabajo con todo mi amor y cario. LOS QUIERO.

A mis cuadas Elvia, Olga, Gris, asi como a Ricardo y Jos Luis que enforma incondicional me apoyaron con su entusiasmo que me proyectaron paraconcluir este trabajo. Gracias por contar con todos ustedes en cada momentode mi vida.

A mis Padres, Melitn () y Aurelia, que me dieron la vida y esperanzapara poder seguir adelante en este cansado trayecto.

A mis suegros Daro y Ma. De la Luz por entender y comprender estecamino, pero sobre todo, gracias por soportarme y compartir con ustedes estosmomentos de mi vida.

A mis hermanos Jaime, Virginia, Melitn, Javier y Cristina por creer enmi.

A todos mis sobrinos, por motivarme en la realizacin de este trabajo.

A mis amigos: Magdalena () Erika, Yemi, Lety, Ral Barrientos, Josde Jess Canales, Ivn Alonso, Moy, Emiliano, ngel, Laura, Miguel yMartn, por brindarme su amistad.


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AGRADECIMIENTOS

A todos mis compaeros del grupo de Doctorado en materiales y metalurgia,

por su amistad y por compartir esas horas en el laboratorio,

Y a todos aquellos que de una forma directa e indirecta hicieron que estetrabajo doctoral se desarrollara en forma exitosa, gracias a todos ellos.


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RESUMEN

i

RESUMEN

La recuperacin de Ag y Au a partir de soluciones agotadas provenientes de la

industria minero metalrgica, es considerada importante desde el punto de vista

ecolgico, econmico y de control ambiental. En la actualidad, estos metales son

parcialmente recuperados por procesos convencionales, que en general presentan

serios problemas, como: tcnicos por bajas recuperaciones y metales contaminados;

econmicos por ser procesos demasiado caros para pequeos y medianos

generadores y ambientales ya que generan residuos altamente peligrosos puesto

que no cumplen con las normas internacionales del medio ambiente. Como una

alternativa a estos procesos, en el presente trabajo se propone recuperar Ag y Au

mediante precipitacin qumica, utilizando un agente reductor como es el Na2S2O4.

Para tal efecto, se estudia la naturaleza de reaccin en los sistemas Ag-CN--S2O42--O2y

Au-S2O32--S2O4

2--O2, obteniendo la estequiometra de la reaccin y realizando un

exhaustivo estudio cintico para cada sistema. Los resultados obtenidos, muestran

que la precipitacin de ambos metales es factible en tiempos cortos (25 min.). Las

condiciones ptimas de recuperacin para Ag son: [Na2S2O4]= 20 gL-1, [NaCN]= 4gL-1,

pH= 11, temperatura= 25 C, velocidad de agitacin= 500 min -1y [Ag]= 3 gL-1, mientras

que para Au son [Na2S2O4]= 1 gL-1, [Na2S2O3]= 30 gL-

1, pH= 6, temperatura= 25 C,

velocidad de agitacin= 500 min-1y [Au]= 0.25 Gl-1. El estudio cintico muestra que la

velocidad de precipitacin de Ag presenta un n= 2 con respecto a la [Na2S2O4], n= -1.1

con respecto a la [CN], n= 0.1842 con respecto a la [Ag], mientras que la energa de

activacin presenta un valor de Ea= 65.07 KJ mol"1, lo que indica que la reaccin de

precipitacin de Ag esta controlada por la propia reaccin qumica. Por otro lado, el

estudio cintico para Au presenta un n= 0.446 con respecto a la [Na2S2O4], n= -0.8 con

respecto a la [Na2S2 O3], n= 0.81 con respecto a [Au], as como Ea= 32.57 KJ mol-1

indicando que la reaccin de precipitacin de Au es llevada por control mixto,

tendiendo a un control qumico. La estequiometra para cada sistema es: S2O42-

(aq) + 4OH-

(aq) + 2[Ag(CN)2]-(aq) 2Ag

0(s) + 4CN-(aq) + 2SO3

2-(aq) + 2H2O y 2[Au(S2O3)2]

3-(aq) + S2O4

2-(aq) +

4OH -(aq) Au0

(s)+ 2SO32-

3(aq) + 4S2O32-

(aq) + 2H2O.

Es importante sealar, que la recuperacin para Ag y Au en los sistemas estudiados es

superior al 99.2%, con una pureza del 99.8% para Ag y 99.05% para Au, lo que

confirma la viabilidad del proceso propuesto.


6/224

ABSTRACT

ii

ABSTRACT

Ag and Au recovery from waste solutions from mining metallurgy industry is

considered very important from the ecological, economical and environmental control

points of view. Actually, these precious metals are partially recovered by

conventional processes, that in a general manner present serious technical problems

due to low recoveries and the presence of contaminant metals; economical problems

because are very expensive processes for small and medium producers; and

environmental problems due these yield wastes very dangerous because are out of

international environmental regulations. As an alternative for these kind of processes, in

the present work is proposed the recovery of Ag and Au by chemical precipitation,

using a redactor reagent such is the Na2S2O4. For this propose, reaction nature in the

systems Ag CN- - S2O42- - O2 and Au - S2O3

2- - S2O42- - O2 is studied, getting so the

stoichiometrys reaction and doing an exhaustive kinetics study for each system. The

obtained results show that precipitation of both metals is possible with short times (25

minutes). The optimum experimental conditions for silver recovery are [Na2S2O4] = 20

g-L-1, [NaCN] = 4 g L-1, pH = 11, Temperature = 25 C, Stirring Rate = 500 min-1 and [Ag]

= 3 g L-1; while for the Au are [Na2S2O4] = 1 g L-1, [Na2S2O3] =30 g L

-1, pH = 6, Temperature

= 25 C, Stirring Rate = 500 min -1 and [Au] = 0.25 g L-1. Kinetics study shows that

precipitation rate for Ag presents a reaction order of 2 (n = 2) with respect to

[Na2S2O4], n = -1.1 with respect to [CN], n = 0.1842 with respect to [Ag], while activation

energy presents a value of Ea= 65.07 KJ mol-1, which are indicative that reaction of Ag

precipitation is controlled by the proper chemical reaction. By the other hand, the

kinetics study for Au presents a n = 0.446 with respect to [Na2S2O4], n = -0.8 with

respect to [Na2S2O3], n = 0.81 with respect to [Au], and an Ea = 32.57 KJ mol-1

indicating this that reaction of Au precipitation is by combined control, tending to achemical control. The stoichiometry for each system is: S2O4

2-(aq) + 4OH

- (aq) +

2[Ag(CN)2]-(aq) 2Ag

0(s) + 4CN-(aq) + 2SO3

2-(aq) + 2H2O y 2[Au(S2O3)2]

3-(aq) + S2O4

2-(aq) +

4OH -(aq) Au0

(s)+ 2SO32-

3(aq) + 4S2O32-

(aq) + 2H2O.

It is important to point that recovery for Ag and Au in the studied systems is higher

that 99.2%, with a purity of 99.8 % for Ag and 99.05 % for Au, which confirm that the

proposed process is possible.


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CONTENIDO

iii

CONTENIDO

Pgina

AgradecimientosResumen............................................................................................................... iAbstract ............................................................................................................... i indice..................................................................................................................... iiiLista de figuras.................................................................................................... vLista de tablas ..................................................................................................... viii

I INTRODUCCIN................................................................................................... 1

II ANTECEDENTES................................................................................................. ... 4

2.1 Generalidades ........................................................................................... 4

2.2 Fuentes secundarias de metales .............................................................. 72.3 Tecnologa del reciclado de metales preciosos....................................... 82.4 Reciclado de metales preciosos .............................................................. .. 9

2.4.1 Reciclado de plata .......................................................................... 102.4.1.1 Tcnicas para la recuperacin de plata ....................... . 132.4.1.2 Cementacin ................................................................. .. 132.4.1.3 Recuperacin electroltica............................................. .. 152.4.1.4 Resinas de intercambio inico ........................................ 17

2.4.1.5 Precipitacin qumica .................................................... .. 192.4.2 Reciclado de oro.......................................................................... .. 23

2.4.2.1 Tcnicas para la recuperacin de oro.......................... .. 242.4.2.2 Lixiviacin de oro con tiosulfatos .................................. 27

2.5 Consideraciones cinticas .......................................................................... 322.5.1 Reacciones heterogneas ........................................................... .. 322.5.2 Velocidad de reaccin en sistemas heterogneos..................... . 34

2.5.2.1 Efecto de la temperatura ............................................ . 352.5.2.2 Efecto del rea superficial ............................................ 362.5.2.3 Efecto de la concentracin.......................................... .. 362.5.2.4 Conversin X ................................................................ 36

2.6 Objetivo general ......................'................................................................... 382.7 Objetivos especficos ................................................................................ .. 382.7.1 Sistema Ag CN-- S2O4

2- - O2 ....................................................................................... 382.7.2 Sistema Au - S2O3

2-- S2O42-- O2.................................................................................... 39

2.8 Justificacin ............................................................................................... .. 40

III MATERIAL, EQUIPO Y DESARROLLO EXPERIMENTAL .............................. 41

3.1 Metodologa............................................................................................... .. 413.2 Materiales y equipo .................................................................................. . 443.3 Condiciones experimentales ....................................................................... 473.4 Preparacin de soluciones ....................................................................... 47

3.5 Desarrollo experimental ............................................................................ 48


8/224

CONTENIDO

iv

3.6 Clculos experimentales ............................................................................. 503.7 Estudio termodinmico de las reacciones de precipitacin con ditionito

de sodio .................................................................................................... .. 523.7.1 Termodinmica de plata .............................................................. .. 523.7.2 Termodinmica de oro................................................................. .. 54

IV ANLISIS DE RESULTADOS ............................................................................ .. 56

4.1 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de plata en el sistemaAg CN-- S2O4

2-- O2 ................................................................................................................................... 564.1.1 Velocidad de oxidacin del ditionito............................................ .. 60

4.2 Estequiometra de la reaccin de precipitacin de plata en el sistemaAg - CN- -- S2O4

2-- O2................................................................................................................................. 634.3 Estudio cintico de precipitacin de plata en el sistema

Ag-CN - -S 2O42- -O 2 ................................................................................................................................... 644.3.1 Efecto de la concentracin de ditionito de sodio....................... .. 644.3.2 Efecto de la concentracin de cianuro ....................................... . 734.3.3 Efecto de la temperatura ............................................................. .. 814.3.4 Efecto de la velocidad de agitacin ........................................... . 914.3.5 Efecto mecanismo de agitacin .................................................. .. 984.3.6 Efecto de la concentracin de plata ............................................ ... 1024.3.7 Efecto del pH ............................................................................... .. 111

4.4 Aplicabilidad del estudio de precipitacin de plata en efluenteIndustrial .................................................................................................... .. 120

4.5 Proceso propuesto para la precipitacin de plata ................................... .. 126

4.6 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de oro en el sistemaAu - S2O32- - S2O4

2- - O2............................................................................................................................... 1284.6.1 Velocidad de oxidacin del ditionito ........................................... .. 132

4.7 Estequimetra de la reaccin de precipitacin de oro en el sistemaAu-S2O3

2- -S2O42- -O2 ............................................................................... .. 135

4.8 Estudio cintico de la reaccin de precipitacin de oro en el sistemaAu-S2O3

2- - S2O42- -O2............................................................................... .. 136

4.8.1 Efecto de la concentracin de ditionito de sodio .......................... 1364.8.2 Efecto de la concentracin de tiosulfato de sodio ........................ 1444.8.3 Efectode la temperatura ............................................................. .. 1524.8.4 Efecto de la velocidad de agitacin ............................................ 1614.8.5 Efecto mecanismo de agitacin .................................................. 168

4.8.6 Efecto de la concentracin de oro .............................................. ... 1734.8.7 Efecto del Ph. ......... ............................................................. .. 181

4.9 Aplicabilidad del estudio de precipitacin de oro en efluente industrial.. 1884.10 Aplicabilidad del estudio de precipitacin de oro en soluciones

provenientes de chatarra de joyera ........................................................ ... 1924.11 Proceso propuesto para la precipitacin de oro...................................... .. 196

V CONCLUSIONES ................................................................................................. 198

BIBLIOGRAFA ................................................................................................... 202


9/224

LISTA DE FIGURAS

v

LISTA DE FIGURAS

Num. Descripcin Pg.

3.1 Metodologa de operacin para la recuperacin de Ag y Au en lossistemas Ag - CN" - S2O4

2" - O2y Au-S2O32" - S2O4

2" - O2 ............................................ ........ 433.2 Difractmetro de Rayos X (DRX), Philips X'Pert .................................... . 463.3 Microscopio Electrnico de Barrido (MEB-EDS) JEOL-JSM 6300.......... 473.4 Esquema del equipo empleado para la precipitacin qumica de Ag y Au 504.1 Representacin grfica de la naturaleza de la reaccin de precipitacin

de Ag en funcin del tiempo .................................................................... 594.2 Difractograma de DRX del producto obtenido (PDF-04-0783)................ 604.3 Imagen obtenida por MEB del precipitado obtenido de Ag .................... ... 614.4 Representacin grfica de la oxidacin del ditionito de sodio en funcin

del tiempo.................................................................................................... 634.5 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2O4] = 5 g L"

1 . 674.6 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2O4] = 10 g L"

1.... 684.7 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2C>4] = 15 g L"

1.... 694.8 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2C>4] = 20 g L"

1.... 704.9 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Na2S2O4] = 40 g L"

1.... 714.10 Fraccin de Ag precipitada en funcin de [Na2S24]............................... 724.11 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2C>4]; n = 2.................................. ... 744.12 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 3 g L"1...... 764.13 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 4 g L"1...... 774.14 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 6 g L"1...... 78

4.15 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [NaCN] = 8 g L"1......

794.16 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferente [NaCN]. 804.17 Dependencia de la Kexpfrente a la [NaCN]; n =-1.1................................ 814.18 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 15C..... 844.19 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 25 C..... 854.20 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 35 C..... 864.21 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 45 C..... 874.22 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 55 C..... 884.23 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a Temp. = 65 C..... 894.24 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferente Temperatura. 914.25 Dependencia de la Kexpfrente a la temperatura Ea= 65.07 KJ mol"........ 924.26 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a velocidad de agitacin

= lOOmin" ................................................................................................. 944.27 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a velocidad de

agitacin = 500 min" .................................................................................. 954.28 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a velocidad de

agitacin = 1000 min"1 .......................................................................................................................... 964.29 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferentes velocidades

de agitacin .............................................................................................. 974.30 Dependencia de la Kexpfrente a la velocidad de agitacin....................... 984.31 Fraccin de Ag precipitada en funcin del mecanismo de agitacin

magntica ................................................................................................. 101


10/224

LISTA DE FIGURAS

vi

Num. Descripcin Pg.

4.32 Fraccin de Ag precipitada en funcin del mecanismo de agitacin

mecnica ................................................................................................... ... 1024.33 Fraccin de Ag precipitada en funcin del sistema de agitacin ........... 1034.34 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 0.375 g L-1.... 1054.35 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 0.750 g L-1.... 1064.36 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 1.500 g L-1.... 1074.37 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 3.000 g L-1.... 1084.38 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a [Ag] = 3.750 g L-1.... 1094.39 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a diferente [Ag]........ 1114.40 Dependencia de la Kexpfrente a la [Ag];n= 0.1842 .................................. 1124.41 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a pH= 8.................... 1144.42 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo apH= 9 .................... 1154.43 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo apH= 10 .................. 1164.44 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo apH= 11................... 1174.45 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a pH= 12.................. 1184.46 Fraccin de Ag precipitada en funcin del tiempo a pH= 13................... 1194.47 Fraccin de Ag precipitada en funcin del pH......................................... 1204.48 Fraccin de Ag precipitada del efluente industrial .................................. 1214.49 DRX para Ag precipitada del efluente industrial .................................... . 1254.50 Imagen obtenida por MEB-SE de Ag precipitada a partir de efluente

industrial..................................................................................................... 1264.51 Diagrama del proceso propuesto para la recuperacin de Ag a partir

de efluentes industriales agotadas complejadas base cianuro .............. 1274.52 Representacin grfica de la naturaleza de la reaccin de precipitacin

de Au en funcin del tiempo .................................................................... 1294.53 Anlisis por microscopa dispersiva de energas (EDS) del productoprecipitado de Au ..................................................................................... 132

4.54 Imagen obtenida por MEB del precipitado de Au................................... 133

4.55 Representacin grfica de la oxidacin del ditionito de sodio en funcindel tiempo en el sistema Au- S2O3

2-- S2O42-- O2 ........................................... 134

4.56 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 1 g L-1....... 136

4.57 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 10 g L-1.... 140

4.58 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 20 g L-1.. .. 141

4.59 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O4]= 40 g L-1....... 142

4.60 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a diferente [Na2S2O4] 1434.61 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O4]; n= 0.446 ............................. ....... 1444.62 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 10 g L-1..... 1454.63 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 20 g L

-1.. 1484.64 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 30 g L

-1 ... 1494.65 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Na2S2O3]= 60 g L

-1.. 1504.66 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a diferente [Na2S2O3] 1514.67 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O3]; n= -0.8............................... ........ 1524.68 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a Temp. = 15 C....... 1534.69 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a Temp. = 25 C....... 1564.70 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo aTemp. = 35 C....... 1574.71 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a Temp. = 45 C...... 1584.72 Fraccin de Au precipitado en funcin de la Temperatura .................... 159

4.73 Dependencia de la Kexpfrente a la temperatura Ea=32.57 KJ mol-1

.

160


11/224

LISTA DE FIGURAS

vii

Num. Descripcin Pg.

4.74 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a velocidad deagitacin = 100 min-1 ................................................................................................................................................1624.75 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a velocidad deagitacin = 500 min-1 ............................................................................................................................................... 1654.76 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a velocidad deagitacin = 1000 min-1 ............................................................................................................................................ .1664.77 Fraccin de Au precipitado en funcin de la velocidad de agitacin ..... ..1674.78 Dependencia de laKexpfrente a la velocidad de agitacin; n=0.................1684.79 Fraccin de Au precipitado en funcin del mecanismo de agitacinmagntica .............................................................................................................. ..1694.80 Fraccin de Au precipitado en funcin del mecanismo de agitacinmecnico ................................................................................................................ ..172

4.81 Fraccin de Au precipitado en funcin del sistema de agitacin .............1734.82 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.070 g L-1.....1744.83 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.125 g L-1.....1774.84 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.250 g L-1.....1784.85 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a [Au] = 0.650 g L-1.....1794.86 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a diferente [Au]....... ..1804.87 Dependencia de la Kexpfrente a la [Au]; n= 0.81 ...................................... ..1814.88 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 4 ......................1824.89 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 5 ......................1854.90 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 6 ......................1864.91 Fraccin de Au precipitado en funcin del tiempo a pH= 7 ......................1874.92 Fraccin de Au precipitado en funcin del pH........................................... 188

4.93 Fraccin de Au precipitado a partir de efluente industrial ...................... . 1894.94 Imagen obtenida por MEB del producto precipitado de Au a partir de

efluente industrial .................................................................................... ..1924.95 Anlisis por EDS de Au precipitado a partir de efluente industrial........ ..1934.96 Fraccin de Au precipitado contenido en soluciones provenientes de

chatarra de joyera .................................................................................... .1934.97 Imagen obtenida por MEB de Au precipitado contenido en soluciones

provenientes de chatarra de joyera........................................................ 1974.98 Fraccin de Au precipitado a partir de chatarra industrial ...................... 198


12/224

LISTA DE TABLAS

viii

LISTA DE TABLAS

Num. Descripcin Pg.

3.1 Reactivos utilizados .................................................................................. . 443.2 Parmetros y condiciones experimentales ............................................. . 484.1 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de Ag .................................... 584.2 Resultados experimentales de la velocidad de oxidacin del ditionito de

sodio en el sistema Ag - CN" - S242' -O2 ................................................ 634.3 Precipitacin de Ag a [Na2S2C>4]= 5 g/L .................................................... 674.4 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 10 g/L .................................................. ..... 684.5 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 15 g/L .................................................. ..... 69

4.6 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 20 g/L .................................................. ..... 704.7 Precipitacin de Ag a [Na2S2O4]= 40 g/L .................................................. ..... 714.8 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O4] ............................................. 734.9 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 3 g/L....................................................... . 764.10 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 4 g/L......................................................... 774.11 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 6 g/L......................................................... 784.12 Precipitacin de Ag a [NaCN]= 8 g/L......................................................... 794.13 Dependencia de la Kexpfrente a la [NaCN] ................................................. 814.14 Precipitacin de Ag a temperatura = 15 C ............................................. .. 844.15 Precipitacin de Ag a temperatura = 25 C ............................................. .. 854.16 Precipitacin de Ag a temperatura = 35 C ............................................. . 864.17 Precipitacin de Ag a temperatura = 45 C ............................................. . 87

4.18 Precipitacin de Ag a temperatura = 55 C ............................................. .. 884.19 Precipitacin de Ag a temperatura = 65 C ............................................. .. 894.20 Dependencia de la Kexpfrente a la temperatura ......................................... 914.21 Precipitacin de Ag a velocidad de agitacin= 100 min"1 ..................................... 944.22 Precipitacin de Ag a velocidad de agitacin= 500 min'1..................................... 954.23 Precipitacin de Ag a velocidad de agitacin= 1000 min"1 .................................. 964.24 Dependencia de la Kexpfrente a la velocidad de agitacin ........................ 984.25 Precipitacin de Ag a sistema de agitacin magntica........................... 1014.26 Precipitacin de Ag a sistema de agitacin mecnica ............................. 1024.27 Precipitacin de Ag a [Ag]= 0.375 g/L ....................................................... 1054.28 Precipitacin de Ag a [Ag]= 0.750 g/L .. ................................................... 1064.29 Precipitacin de Ag a [Ag]= 1.500 g/L ....................................................... 1074.30 Precipitacin de Ag a [Ag]= 3.000 g/L ....................................................... 1084.31 Precipitacin de Ag a [Ag]= 3.750 g/L ....................................................... 1094.32 Dependencia de laKexpfrente a la [Ag] ...................................................... 1114.33 Precipitacin de Ag a pH= 8...................................................................... 1144.34 Precipitacin de Ag apH= 9 .................................................................... . 1154.35 Precipitacin de Ag a pH= 10 ................................................................. . 1164.36 Precipitacin de Ag a pH= 11.................................................................... 1174.37 Precipitacin de Ag a pH= 12.................................................................... 1184.38 Precipitacin de Ag a pH= 13..................................................................... 1194.39 Anlisis qumico del efluente industrial..................................................... 1214.40 Anlisis qumico del efluente industrial a diferentes tiempos ................ .. 123


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LISTA DE TABLAS

ix

Num. Descripcin Pg.

4.41 Precipitacin de Ag del efluente industrial................................................ 1244.42 Anlisis por va hmeda del producto obtenido durante la precipitacinde Ag a partir de efluente industrial ......................................................... 125

4.43 Naturaleza de la reaccin de precipitacin de Au.................................... 1274.44 Resultados experimentales de la velocidad de oxidacin del ditionito de

sodio en el sistema Au- S2O32"" - S2O42" - O2.......................................... . 1314.45 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 1 g/L ................................................... ...... 1364.46 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 10 g/L ................................................. ...... 1404.47 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 20 g/L ................................................. ...... 1414.48 Precipitacin de Au a [Na2S2O4]= 40 g/L ...................................................... 1424.49 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O4]................................................ 1434.50 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 10 g/L ...................................................... 145

4.51 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 20 g/L ................................................. ...... 1484.52 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 30 g/L ...................................................... 1494.53 Precipitacin de Au a [Na2S2O3]= 60 g/L ................................................. ...... 1504.54 Dependencia de la Kexpfrente a la [Na2S2O3] .......................................... ...... 1514.55 Precipitacin de Au a temperatura = 15 C ............................................. ... 1534.56 Precipitacin de Au a temperatura = 25 C ............................................. ... 1564.57 Precipitacin de Au a temperatura = 35 C ............................................. 1574.58 Precipitacin de Au a temperatura = 45 C ............................................. 1584.59 Dependencia de laKeXpfrente a la temperatura ........................................ 1594.60 Precipitacin de Au a velocidad de agitacin= 100 min"1........................................ 1624.61 Precipitacin de Au a velocidad de agitacin= 500 min"1........................................ 1654.62 Precipitacin de Au a velocidad de agitacin= 1000 min"1................................... 166

4.63 Dependencia de la Kexpfrente a la velocidad de agitacin........................ 1674.64 Precipitacin de Au a sistema de agitacin magntica ........................... 1694.65 Precipitacin de Au a sistema de agitacin mecnica........................... 1724.66 Precipitacin de Au a [Au]= 0.070 g/L ..................................................... . 1734.67 Precipitacin de Au a [Au]= 0.125 g/L ..................................................... . 1774.68 Precipitacin de Au a [Au]= 0.250 g/L ..................................................... . 1784.69 Precipitacin de Au a [Au]= 0.650 g/L ..................................................... . 1794.70 Dependencia de la Kexpfrente a la [Au] ..................................................... . 1804.71 Precipitacin de Au a pH= 4...................................................................... 1824.72 Precipitacin de Au a pH= 5...................................................................... 1854.73 Precipitacin de Au a pH= 6...................................................................... 1864.74 Precipitacin de Au a pH= 7 ....... , ............................................................. 1874.75 Dependencia de la Kexpfrente al pH ............................................................ 1884.76 Anlisis qumico de chatarra industrial ...................................................... 1914.77 Resultados obtenidos de la precipitacin de Au contenido en las

soluciones provenientes de chatarra industrial ........................................ 1944.78 Precipitacin de Au contenido en las soluciones provenientes de chatarra

industrial ....................................................................................................... 195


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INTRODUCCIN

1

CAPITULO IINTRODUCCIN

Las operaciones minero metalrgicas generan entre otros, efluentes lquidos que deben

ser tratados para su disposicin al ambiente, de acuerdo a los estndares permitidos

por las normas internacionales del medio ambiente para los metales plata (Ag) y oro

(Au). Una opcin de usar una tecnologa para efluentes que contengan estos metales

preciosos disueltos, consiste en abatir estos contaminantes, transformndolos en

compuestos inocuos mediante el proceso de precipitacin qumica.

La implementacin del proceso de precipitacin qumica en la pequea y mediana

minera requiere de una infraestructura y equipos que representan costos significativos

frente a ingresos cada vez menores. Por lo tanto, el problema implica en buscar

innovaciones tecnolgicas para que se reduzcan costos, pero que adems, permitan

procesar estos efluentes, cumpliendo de esta manera las disposiciones de las normasinternacionales del medio ambiente.

En la actualidad, los procesos de separacin y concentracin potencialmente aplicables

a los residuos son numerosos, diferenciando aquellos que son ms apropiados para la

separacin de los metales preciosos que se encuentran en disoluciones acuosas de los

que son ms indicados para aquellos que se encuentran en estado slido y que se

basan en las propiedades fsicas de los metales. El grupo de metales preciosos

comprende Ag y Au y los metales del grupo del Pt. Siendo la Ag y Au materiales

industriales que pueden ser reciclados. De hecho, la industria del reciclaje de estos

metales, ha existido desde hace tres dcadas, pero no obstante a esto considerables

cantidades de ellos no son reciclados ptimamente y algunas otras an no son tratados,

creando consecuencias econmicas, ecolgicas y de control.

Por otro lado, las fuentes secundarias de estos metales, son los desechos de pelculas,

soluciones fotogrficas y radiogrficas, soluciones agotadas de procesos industriales de


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INTRODUCCIN

2

recubrimientos, componentes elctricos y electrnicos, catalizadores, joyera, lodos

andicos, escombreras de minerales, entre otros.

Se han realizado diferentes estudios para la recuperacin de estos metales contenidos

en efluentes, como es el caso de la cementacin, recuperacin electroltica, resinas de

intercambio inico, precipitacin qumica, extraccin por solventes y electrodilisis.

Estos procesos presentan en general, serias dificultades tcnicas, como bajo % de

recuperacin y baja pureza; econmicas, puesto que son procesos demasiado caros e

incosteables para pequeos y medianos generadores; as como tambin ecolgicas,puesto que generan residuos altamente peligrosos y que en forma general, no cumplen

con las normas internacionales del medio ambiente, las cuales establecen un mximo

de 5 mg L-1 para que el efluente pueda ser vertido a causes pblicos sin ocasionar

daos al medio ambiente(1).

Por lo que, es indudable el inters por la recuperacin de Ag y especialmente de Au a

partir de soluciones remanentes, puesto que es de suma importancia para los pases

desarrollados y en vas de desarrollo. Sin embargo y no obstante a la existencia de

algunas tcnicas, las recuperaciones son inciertas debido principalmente a que los

procesos ya existentes presentan serias dificultades, por lo que se tiene la necesidad

de abordar investigaciones que sean una alternativa real a los procesos ya existentes.

Por lo anterior, en el presente trabajo se llev a cabo un estudio para proponer un

proceso real de recuperacin de metales preciosos, como es el caso de la Ag y Au, que

estn contenidos en efluentes industriales y/o licores de lixiviacin, mediante la

realizacin de un estudio para la recuperacin de Ag en el sistema Ag-CN-- S2O42-- O2, as

como del estudio para la recuperacin de Au en el sistema Au-S2O32- -S2O4

2- -O2.

Para tal efecto, se propone un proceso de precipitacin qumica, utilizando como agente

reductor hidrosulfito (S2O42-), a partir de soluciones conteniendo Ag complejada con

cianuro y de soluciones conteniendo Au complejado con tiosulfato.


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INTRODUCCIN

3

Para ello, se aborda la estequiometria y naturaleza de cada reaccin, analizando los

principales parmetros cinticos y las condiciones ptimas de operacin para cada

metal precioso, contemplando altas recuperaciones de estos metales, as como

minimizando su contenido en las soluciones agotadas a concentraciones inferiores a las

permitidas por las normas internacionales del medio ambiente, utilizando un reactivo de

muy baja toxicidad para operar en condiciones no agresivas; es decir, a temperatura

ambiente, presin atmosfrica y en condiciones que disminuyan sustancialmente las

necesidades de inversin y costos de operacin.

De esta manera, el trabajo se desglosa en la realizacin de una exhaustiva revisin

bibliogrfica, presentada en el capitulo II. La metodologa del desarrollo experimental,

materiales y equipos utilizados son presentados en el capitulo III. Por otro lado, en el

capitulo IV se muestra el anlisis de resultados obtenidos para los sistemas en estudio

durante todo el desarrollo experimental y finalmente, en el capitulo V se dan a conocer

las conclusiones a las que se lleg en este trabajo de investigacin, basadas en el

anlisis y discusin de resultados.


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ANTECEDENTES

4

CAPTULO II

ANTECEDENTES

2.1 GENERALIDADES

En las ltimas dcadas, los pases industrializados se han preocupado por incrementar

el reciclaje sobre productos post-consumidos, as como tambin por los desperdicios

industriales. Sin embargo, para algunos materiales, como los metales preciosos plata

(Ag) y oro (Au), no puede implantarse un sistema de recuperacin fcil y sencillo,puesto que requieren de una tecnologa, planificacin econmica y regulacin ambiental

que permita alcanzar mximas recuperaciones a un bajo costo(1).

Es importante sealar, que durante el ao 2005, de la produccin total mundial de Ag(2), la

minera aport un 70.3%, mientras que el 20.5% fue producido por el reciclaje de

chatarra y el resto correspondi a reservas oficiales. Dentro de la produccin de mina,

slo el 29% se origin de minas primarias de Ag, siendo mayoritaria su produccin

como subproducto de la minera del plomo, cinc, cobre y oro. Durante este mismo ao,

la produccin mundial primaria de Ag alcanz las 19,954 t, consiguiendo un 3% ms en

la produccin con respecto al ao 2004, siendo el continente americano el principal

productor, con una participacin de 51.9%, seguido por Asia que represent un 14.2%. A

nivel de pases, Per fue el principal productor, con una aportacin anual de 3,192 t,

representando el 16% del total mundial. Le siguieron en importancia Mxico con 2,870 t y

Australia con 2,407 t, lo que represent una participacin del 14.4% y 12.1%,

respectivamente. Chile se ubic en quinto lugar con 1,399 t, con una participacin de6.9% de la produccin mundial. Las mayores empresas productoras de Ag son BHP-

Billiton (Australia) con 8.4% e Industrias Peoles (Mxico) con 7.4%. Ambas, obtienen la

mayora de su produccin desde minas primarias.

En el ao 2005, la demanda total de Ag fue de 26,885 t, incrementando 3% en

comparacin con el ao 2004. Sin embargo, la principal actividad consumidora de Ag

durante el ao 2005, fue el sector industrial con 47.4%, equivalente a 12,732 t. El


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ANTECEDENTES

5

segundo sector fue la joyera y platera con 7,763 t, lo que represent el 28.9%. Un

tercer demandante, lo constituy la fotografa y radiografa con un consumo de 19.1%,equivalente a 5,126 t. La industria fotogrfica, medicina e industria flmica por dcadas

han sido potenciales consumidores de Ag, ya que sus procesos dependen fuertemente

de ella(3). Finalmente, la fabricacin de monedas y medallas represent alrededor del

5% con un consumo mundial de 1,264 t.

Durante el ao 2005, la produccin mundial de Ag secundarIa(1) se elev a 5,826 t,

teniendo un crecimiento del 3.4% con respecto al ao 2004, siendo los pases

productores mas importantes EE.UU. con 1,680 t (28.8%), Japn con 852 t (14.6%) y

Alemania con 547 t (9.4%), que consisti en desperdicios de chips trabajados,

limaduras, desechos de pelculas, soluciones agotadas en procesos de recubrimiento

con Ag, componentes elctricos y electrnicos, catalizadores, joyera, platera,

escombreras de minerales y lodos andicos(3).

De acuerdo a investigaciones realizadas(1'4), los procesos de revelado fotogrfico y

radiogrfico consumen un volumen importante de Ag, que una vez usada queda como

residuo fluvial o como desperdicio slido. Aunque puede ser recuperada y a la vez

reciclada, las tecnologas existentes an no satisfacen los requerimientos de mximas

recuperaciones, deponiendo en el lquido residual niveles superiores a los permisibles

ecolgicamente, mximo 5 mg L"1.

Por otro lado, los lquidos fijadores de fotografa son utilizados para eliminar haluros de

Ag del negativo y del papel fotogrfico despus del revelado, ya que contienen

tiosulfatos que complejan la Ag que est en .forma de haluros, que despus de serutilizados, permanecen como efluentes y conviene tratarlos porque contienen en el

orden de 5 a 12 kg de Ag m"3en solucin(1).

Adems de los lquidos fijadores, existen otros efluentes que contienen importantes

cantidades de Ag complejada ya sea con tiosulfato y/o cianuro, tal es el caso de los

lquidos generados durante los procesos de plateado, donde los complejantes son

estabilizadores de la capa de Ag sobre la base metlica, que suele ser de aleaciones

cinc-cobre-nquel y en el caso de los materiales para uso ornamental y de componentes


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ANTECEDENTES

6

electrnicos, son utilizados generalmente aleaciones cobre-hierro y hierro-nquel(3).

Por otro lado, el oro (Au), ha sido desde la antigedad de gran importancia para el

hombre, utilizndolo como patrn de valor durante el segundo milenio A.C. La relativa

disposicin de obtencin, su inalterabilidad y su fcil manejo han hecho de l uno de los

metales ms preciados, por lo que su produccin mundial primaria durante el ao 2006

alcanz las 3632 t, de las cuales, 2570 t (71%) correspondieron a la produccin de

mina, 876 t (24.2%) provinieron de Au secundario y el resto correspondi a reservas

oficiales. Amrica latina fue el principal productor, con una participacin del 33%,

seguido por frica que represent el 23%. A nivel de pases, Sudfrica fue el principal

productor con 343 t, representando el 14%, seguido por Estados Unidos con una

produccin de 262 t, alcanzando una participacin del 11%. Como tercer productor se

ubic Australia con 258 t, representando el 10%. Mxico ocup el 20 lugar en

produccin mundial(2).

En este mismo ao 2006, El principal uso del Au (2), se encontr en el sector de la

joyera, con una participacin de 74%, registrndose una demanda de 2610 t; el

segundo sector fue el electrnico, con un consumo de 261 t que represent el 7%; el

tercer demandante lo constituy el atesoramiento de oro en barras con 245 t. Tambin

ejerci funciones crticas en computadoras, comunicaciones, naves espaciales, motores

de aviones a reaccin y otros muchos productos. Su alta conductividad elctrica y

resistencia a la oxidacin ha permitido un amplio uso como capas delgadas

electrodepositadas sobre la superficie de conexiones elctricas para asegurar una

buena conexin de baja resistencia. Como la Ag, el Au puede formar fuertes

amalgamas con el mercurio que a veces se emplea en pastas dentales. El Au coloidal

(nanopartculas de Au) es una solucin intensamente coloreada que se est estudiando

en muchos laboratorios con fines mdicos y biolgicos. Tambin es empleada como

pintura dorada en cermicas. El cido cloroarico se emplea en fotografa. El istopo

198Au, con un periodo de semidesintegracin de 2.7 das se emplea en algunos

tratamientos de cncer y otras enfermedades, tambin se emplea como recubrimiento

protector en muchos satlites debido a que es un buen reflector de la luz infrarroja.


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ANTECEDENTES

7

Un componente importante mundial de Au son las fuentes secundarias, que

corresponden al reciclaje y recuperacin de productos industriales, joyas y fusin demonedas. Durante el ao 2006, ingresaron al mercado 876 t de Au secundario, siendo

India el principal pas procesador con 112 t, Arabia Saudita junto con Yemen

participaron con 88 t, Egipto reciclo 68 t, finalmente Indonesia reciclo 641(5).

Otra fuente de solucin, son los licores de lixiviacin, donde los metales preciosos Ag y

Au se encuentran presentes en forma de complejos con tiosulfato y/o cianuro, del tipo

Ag2 (S2O32-)2, Au2(S2O3

2-), Ag (CN)2y Au(CN)22-, respectivamente.

En los efluentes, estos metales se localizan fundamentalmente como complejos

estables con cianuro o tiosulfato; mientras, que en los licores de lixiviacin con

tiosulfatos, estn siendo aun investigados ya que forman complejos menos estables,

pero sus perspectivas como complejante son muy prometedoras. Por lo que, sin lugar a

dudas, este tipo de soluciones (efluentes y licores de lixiviacin), constituyen as mismo

una fuente real para su obtencin. Una de las vas para la reduccin y obtencin de

estos metales, es precisamente la precipitacin qumica. De todo esto, es evidente la

necesidad de realizar estudios encaminados a proponer procesos enfocados a la

recuperacin de metales preciosos como Ag y Au contenidos en efluentes, puesto que

tales procesos son de gran importancia en la estrategia de cualquier nacin,

entendiendo la preocupacin por abordar temas encaminados a dicho objetivo.

2.2 FUENTES SECUNDARIAS DE METALES

Las fuentes secundarias de residuos de metales son numerosas, tanto por sunaturaleza como por su distribucin geogrfica. En la actualidad, algunos de estos

residuos ya son tratados para conseguir un beneficio secundario y evitar la prdida de

materiales valiosos, a la vez que se disminuye el costo de almacenamiento y colocacin

de estos residuos, as como el impacto ambiental que provocan. Adems, la gestin de

residuos est basada en un alto nivel de proteccin al medio ambiente, constituyndose

como objetivo prioritario en todo el mundo.


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ANTECEDENTES

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Los productores de metales secundarios se diferencian de aquellos que mezclan y

afinan la chatarra para producir aleaciones de una composicin determinada y los queextraen el metal proveniente de residuos de un primer proceso, comercializndolos en

subproductos valiosos para otro proceso qumico. Estos productores extraen los

metales de una serie de fuentes, que pueden clasificarse, segn su origen en: escorias,

lodos, jales, polvos, cenizas, efluentes, etc.; procesos al que van a someterse los

residuos: electrometalrgico, pirometalrgico o hidrometalrgico; el estado en que se

encuentre el metal en el residuo: disolucin o slido.

De tal manera, que las fuentes secundarias de metales podran clasificarse como:

a) Metales secundarios en slidos, constituidos por minerales de baja ley y escombreras

(jales) de minerales; lodos industriales, compuestos por polvos industriales,

chatarras y virutas metlicas.

b) Metales secundarios en disolucin, que comprenden los efluentes fotogrficos y

radiogrficos, efluentes de galvanoplastia, aguas residuales en la industria, salmueras

y aguas de lavado.

2.3 TECNOLOGA DE RECICLADO DE METALES PRECIOSOS

Existen procesos qumicos y electroqumicos potencialmente aplicables al reciclado y

recuperacin de metales preciosos contenidos en efluentes industriales, diferenciando

los ms adecuados para la separacin en disoluciones acuosas de aquellos de los que

son ms indicados en estado slido y que se basan en las propiedades fsicas de los

metales(6).

Entre los metales preciosos que pueden ser reciclados considerablemente, se

encuentran la Ag y Au. La industria del reciclaje para estos metales, ha existido desde

hace unas tres dcadas, pero en general, no han sido reciclados por un proceso

ptimo(1), creando como consecuencia importantes problemas, ya sean: tcnicos, por

que se tiene bajo por ciento de recuperacin y metales contaminados, adems por ser

procesos demasiado caros e incosteables para pequeos y medianos generadores y


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ANTECEDENTES

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ecolgicos por la generacin de residuos peligrosos altamente contaminantes y de

control ambiental debido a que no cumplen los limites permisibles por las normasinternacionales del medio ambiente(1,6).

Por lo que, para el reciclado de estos metales se han desarrollado diversos procesos,

como es el caso de las disoluciones acuosas, donde se puede usar la cementacin (3),

que ha sido desarrollada para la recuperacin de metales desde soluciones acuosas

conteniendo iones de un metal y agentes complejantes para estos iones. La solucin

agotada se pone a reaccionar con un segundo metal menos electronegativo. De esta

manera ocurre una reaccin de intercambio metal-metal para formar ppm del primer

metal. Recuperacin electroltica (3), que utiliza el principio de la electrlisis para la

recuperacin de metales, aplicando una corriente elctrica entre el nodo que

generalmente es de carbono y el ctodo que es de acero inoxidable, en una solucin

conteniendo al metal. Resinas de intercambio inico(3), este proceso se lleva a cabo en un

flujo de lquido conteniendo al metal que se hace circular sobre un sitio cargado con

resinas de intercambio inico, las cuales extraen los iones del metal de la solucin que

son reemplazados por los iones de la resina. Precipitacin qumica (3)

, este mtodo es elms comn, ya que consiste en la adicin de sulfuro de sodio a las soluciones

complejadas con tiosulfatos y cianuros, donde el metal de esta manera precipita como

sulfuro para posteriormente tratarlos por va pirometalrgica y afino electroltico14'. Por

otro lado, tambin se han desarrollado procesos, para cuando el metal se encuentra en

estado slido, como la separacin magntica, medios densos, flotacin y filtracin.

2.4 RECICLADO DE METALES PRECIOSOS

El grupo de metales preciosos comprende oro, plata y los metales del grupo del platino,

encontrando como fuentes secundarias para los dos primeros en desechos de

pelculas, soluciones fotogrficas y radiogrficas, soluciones agotadas de los procesos

de recubrimiento con Au y Ag, componentes elctricos y electrnicos, catalizadores,

joyera, escombreras de minerales, lodos andicos, entre otros.


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ANTECEDENTES

10

2.4.1 RECICLADO DE PLATA

La produccin mundial de Ag, por explotacin directa de sus menas o como

subproducto de las menas de Cu, Zn, Pb y Au, no es suficiente como para satisfacer la

demanda que sus usos requieren. Aproximadamente, la mitad de la demanda se

abastece en base al reciclaje(5). Es decir, recuperando Ag a partir de efluentes

industriales que la contengan, como son las pelculas fotogrficas, placas radiogrficas,

efluentes de la industria fotogrfica y radiogrfica, placas de circuitos integrados, etc.

En general, la Ag contenida en los desechos slidos es llevada a solucin por

tratamiento con cido ntrico. Los desechos tambin contienen otros metales, que se

disuelven por accin del mismo cido. De la solucin resultante la Ag puede ser

recuperada por reduccin electroltica.

Existen algunos estudios para el reciclado de Ag a partir de materiales slidos

fotogrficos, teniendo como alternativa aquellos que se basan en la interaccin de

metales preciosos para obtener cenizas, que posteriormente son sometidas a una

operacin de calcinacin para eliminar los residuos carbonceos, as como una etapa

de fusin, con la finalidad de recuperar Ag en forma metlica, que posteriormente se

somete a un afino electroltico. Los problemas que presenta este proceso son los altos

niveles de contaminacin ambiental, puesto que generan humos procedentes de los

hornos utilizados.

En los materiales radiogrficos, la placa expuesta contiene aproximadamente un 2% de

Ag metlica. Los estudios realizados establecen que los mtodos propuestos(7) se

basan en los procesos pirometalrgicos JO hidrometalrgicos, ya que en la etapa deincineracin de las placas para eliminar la materia orgnica que conforma el soporte del

metal es comn a estos dos procesos, adems de concentrar al metal hasta en un 60%.

Los procesos pirometalrgicos(8'9), consisten en la fusin directa de las cenizas

obtenidas por incineracin de las placas, a una temperatura de aproximadamente 1200

C, utilizando fundentes como brax y carbonato sdico, en una relacin de 1:1, para

posteriormente separar la escoria formada durante la fusin y de esta manera se

proceda a colar el metal en forma de placas andicas que sern llevadas hacia un afino


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ANTECEDENTES

11

electroltico. La Ag electroltica liberada de impurezas y de alta ley es fundida, para

posteriormente obtenerla en forma de granalla.

Debido a la contaminacin generada por estos procesos se han propuesto alternativas

a ellos, como son los procesos por va hmeda, utilizando reactivos qumicos probados

para la separacin de los soportes slidos, como es el caso de los hidrxidos alcalinos,

lquidos de blanqueo, microorganismos que contribuyen a la degradacin de las

gelatinas, cido ntrico, soluciones alcalinas de cianuro y recuperacin con ozono.

Por lo que, algunos procesos hidrometalrgicos se basan en la lixiviacin (de las

cenizas obtenidas durante la etapa de combustin) con cido ntrico a temperaturas

entre 90 y 105 C, para que de esta manera se logre una mejor disolucin de la Ag

contenida. Finalmente, se realiza un proceso de electrlisis para la recuperacin del

metal disuelto.

Al respecto, Clelland J.R.(10), propuso un proceso hidrometalrgico para la recuperacin

de Ag a partir de placas fotogrficas, que consisti en reducir las placas en pequeos

tamaos, para posteriormente ser tratadas a elevadas temperaturas sobre una solucin

acuosa conteniendo NaOH. A continuacin, la solucin fue lavada con HNO3 diluido,

seguido por una filtracin cuyo objetivo fue recuperar los slidos que forman parte del

material de soporte. De esta manera, la Ag diluida en la solucin de lavado fue

recuperada por electrlisis, obteniendo una recuperacin global del 80%.

Por otro lado, Craig T.(11), Tambin propuso recuperar Ag de las placas fotogrficas,

sumergindolas en soluciones de NaOH a una concentracin de 30 g L"1, elevando la

temperatura entre 65-70 C por un tiempo de 20 min., posteriormente la superficie de laplaca fue lavada para obtener un plstico libre de Ag; por otra parte, el slido

desprendido que contiene entre 70-80% Ag, fue calcinado a 1000 C, obtenindose as

un polvo fino de Ag con 97.9% de pureza.

Por su parte, Kenneth M.(12), desarroll un tratamiento similar para la recuperacin de Ag,

con la diferencia de que las pelculas fotogrficas se hicieron pasar continuamente

sobre un bao de NaOH en concentracin de 25 g L"1a 70 C, con la finalidad de


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ANTECEDENTES

12

recuperar la Ag y el polister. La Ag disuelta fue distribuida en los sedimentos para su

recuperacin convencional, alcanzando un 90 % de recuperacin.

Con respecto a la recuperacin de Ag con microorganismos, Nojima S. y Oku N. (13),

propusieron tratar las placas radiogrficas con una bacteria muante (perfect clean) para

que tuviera lugar la descomposicin de la gelatina. Las placas fueron sumergidas en

agua caliente a 45 C, durante 5 min., seguido por un tratamiento en suspensin con la

bacteria a 35C, por un tiempo de 10 min., la Ag obtenida en la solucin fue recuperada

en un 90%, por electrlisis. El inconveniente de esta tcnica son sus altos costos as

como la manipulacin y conservacin de la bacteria.

Posteriormente, Kasahara Y.(14), propuso la recuperacin de Ag basndose en el

tratamiento de placas radiogrficas, las cuales fueron sumergidas en solucin de cido

ntrico concentrado y caliente, para una posterior filtracin y tratamiento con resina de

intercambio inico Dowex 1-X8 para de esta manera obtener plata del 99% de pureza.

El inconveniente de esta tcnica es el uso del HNO3, ya que presenta una elevada

agresividad oxidante y de acidez, por lo que debe tenerse mucha precaucin en su j

empleo, adems el uso de las resinas eleva considerablemente el costo de

recuperacin.

La utilizacin de soluciones con cianuro para disolver Ag contenida en las placas

radiogrficas, conduce a la obtencin de un material plstico con una gelatina adherida

que dificulta su comercializacin, a menos que ste sea sometido a una posterior etapa

de lavado para separar la gelatina(3). Adems, se generan problemas de seguridad

debido al manejo de grandes volmenes de disolucin de elevada toxicidad.

Estudios recientes realizados por Vials J.(15) y colaboradores, propusieron el uso de

ozono para la recuperacin de Ag contenida en las placas radiogrficas; las cuales

fueron cortadas en pequeos tamaos para mantenerlas en contacto con el ozono en

una solucin de agua y cido sulfrico diluido, producindose de esta manera la

oxidacin de la Ag en una solucin rica, que posteriormente fue tratada por electrlisis.


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ANTECEDENTES

13

2.4.1.1 TCNICAS PARA LA RECUPERACIN DE PLATA CONTENIDA EN

EFLUENTES

Las tcnicas para la separacin y concentracin de metales preciosos, provenientes de

efluentes fotogrficos, radiogrficos, galvanoplastia, recubrimientos, soluciones

platnicas, catalizadores, joyera, industria electrnica, dental, soluciones complejadas

base cianuro, escombreras de minerales, lodos andicos, soluciones provenientes de

efluentes electrolticos agotados y licores de lixiviacin, son numerosas; diferenciando

las ms apropiadas para la separacin de metales que se encuentran en disolucionesacuosas, de aquellos que se encuentran en estado slido. Al respecto, los procesos

convencionales qumicos y electroqumicos, como son la cementacin, recuperacin

electroltica, resinas de intercambio inico y precipitacin qumica, son utilizados para la

recuperacin de metales preciosos desde fuentes secundarias, como los contenidos en

los efluentes. Adems, es importante considerar como fuente potencial a los licores de

lixiviacin de Ag y Au complejados con cianuro o tiosulfatos. Sin embargo y de manera

general, los procesos convencionales presentan algunas dificultades tcnicas,

econmicas y de control ambiental, como las que se describen a continuacin.

2.4.1.2 CEMENTACIN

En forma general, este mtodo se desarroll para la recuperacin de metales en

soluciones acuosas(3). El potencial de reduccin de la solucin es medido durante la

reaccin y las ppm son separadas de la solucin cuando el potencial de reduccinalcanza el valor mnimo predeterminado. El mtodo es til para la recuperacin de

metales en solucin, conteniendo amonio, tiocianatos o tiosulfatos de algn metal

alcalino. La cementacin es un proceso que consiste en la precipitacin de un metal Mi,

que se encuentra en disolucin acuosa por la adicin de otro metal M2. La reaccin

que tiene lugar se puede representar en la ecuacin (2.1):

(2.1)


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ANTECEDENTES

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Al respecto, Lamisse M.(16'17), desarroll el primer mtodo de recuperacin de metales

preciosos desde soluciones acuosas conteniendo iones de un metal y agentes

complejantes para estos iones. La solucin acuosa entra en contacto con un segundo

metal menos electronegativo, como es el caso del hierro, que es el metal reductor con

mayores ventajas para ser usado en este proceso. Las ppm son separadas de la

solucin cuando el potencial de reduccin alcanza el valor mnimo predeterminado. La

recuperacin de Ag fue inferior al 85%.

Por su parte, Machida K.(18), desarrolla un mtodo alternativo utilizando aluminio. Las

soluciones acuosas conteniendo 6000 ppm de Ag, son puestas a reaccionar con lana

de aluminio, ajustando el valor del pH a 8.0. La recuperacin de Ag en el sedimento

alcanza un 80 %.

King J.(19), desarroll una patente basada en el tratamiento de soluciones acuosas,

usando polvo de hierro esponja dispuesto sobre poliestireno. El intercambio es efectivo y

el metal es recuperado del substrato. Con esto se alcanz recuperaciones de Ag del

82%.

Bogdan L.M. y colaboradores(20), propusieron al igual que Machida, el uso de aluminio;

para soluciones agotadas provenientes de la industria fotogrfica, pero que contienen

concentraciones de Ag menores de 10 g L-1, las cuales fueron recuperadas con chatarra de

aluminio. La cantidad de aluminio usado para estos efluentes dependi de la

concentracin de Ag presente. As, aluminio del 99.5 % o aleaciones del tipo AIMg,

AlCuMg fueron usados a pH entre 4 y 5 para recuperar el 85% de Ag. La pureza del

metal fue aproximadamente del 95%. Este proceso es econmico, sin embargo, tanto lapureza como la recuperacin del metal fueron bajas.

El metal reductor que present mayores ventajas para ser utilizado durante la

recuperacin de Ag mediante la cementacin es el hierro, ms sin embargo el cinc

tambin puede ser utilizado. En forma general, con este mtodo, la recuperacin de Ag

fue menor al 85%, combinada con la obtencin de Ag impura, requiriendo de procesos

alternos de afino, adems de generar residuos altamente contaminantes.


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ANTECEDENTES

15

2.4.1.3 RECUPERACIN ELECTROLTICA

Este mtodo utiliza el principio de electrlisis para la recuperacin de metales

preciosos (3,21,22,23). Para ello, se aplica una corriente elctrica normalmente entre un

nodo de carbono y un ctodo de acero inoxidable sobre una solucin que contiene al

metal de inters. El metal, que en este caso es Ag y que se encuentra en forma de

complejo de tiosulfato de Ag, se disocia en la solucin en forma inica, depositndose

el metal precioso en el ctodo, para posteriormente formarse con el tiempo pequeas

lminas de Ag de alta pureza que dependen del grado de agotamiento de la solucin.

La reaccin obtenida se muestra en la reaccin (2.2):

(2.2)

Por otro lado, la cantidad de plata depositada tambin depende de la velocidad de

deposicin alcanzada en el ctodo, siendo esta por difusin controlada. Por lo tanto, en

el nodo se tiene lugar una oxidacin del tiosulfato probablemente a sulfito y/o sulfato.

Utilizando un equipo electroltico se presentan una serie de problemas de operacin,

principalmente cuando la concentracin de Ag llega a ser baja, los iones de tiosulfato

experimentan la reaccin (2.3), para formar iones sulfuro:

(2.3)

Los iones sulfuro pueden precipitar el azufre, como azufre libre o formar Ag2S de

acuerdo a las ecuaciones (2.4) y (2.5):

(2.4)

(2.5)

La produccin de Ag2S depende del grado de agotamiento que se quiera aplicar a los

lquidos. A mayor agotamiento del lquido mayor es la cantidad de Ag2S que impurifica el

metal. Por otra parte, la recuperacin de Ag por esta va no llega a ser total, pues

quedan en los lquidos concentraciones que pueden oscilar entre 800 y 1500 mg L'1.


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ANTECEDENTES

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Al respecto, Lacoste G.(24), utiliz electrodos porosos mltiples, preparados de tal forma

que el campo elctrico sea perpendicular a la direccin del flujo de la solucin; con ello,la produccin se increment notablemente utilizando este tipo de nodos y ctodos.

Por su parte, Kashina T.(25), propuso el empleo de ctodos de titanio rotativo y un nodo de

grafito. Con el uso de estos electrodos, se increment un 80% la eficiencia en la

densidad de corriente. Este mtodo fue aplicado en contenidos residuales con

concentraciones de Ag de aproximadamente 800 mg L-1.

Del mismo modo, Peresypkina G. y colaboradores(26)

, estudiaron el comportamiento depolarizacin para la recuperacin de Ag desde emulsiones complejadas con tiosulfatos.

Estudiando la dependencia de produccin de Ag metlica alcanzada con respecto a la

corriente aplicada. Del mismo modo, se determin el efecto pH de la solucin, potencial y

velocidad de rotacin de los electrodos. De los resultados obtenidos, sugieren utilizar pH

de 8 y un potencial catdico constante de -0.4 a -0.6 V.

Por consiguiente, Goshina N. y Koboshi S.(27), presentaron el uso de aminas y glicoles;

estos compuestos fueron adicionados en el electrolito dentro de una cmara dispuesta

en el nodo, a una concentracin de aminas de 1-50 g L-1y de glicoles de 1-50 g L-1. La

electrlisis se realiza a 10 A dm-2con una resistencia del diafragma de 200 V/Acm-2. El

uso de estos aditivos disminuye ligeramente la formacin de sulfuras.

Jeyaseelan S.(28), analiz otras variables que intervienen en los procesos de

recuperacin de Ag por va electroltica; como: concentracin de Ag, velocidad de

agitacin, densidad de corriente, pH, concentracin de sulfatos, contaminacin qumica,

rea superficial del ctodo y tiempo de operacin. Estas variables fueron estudiadas,

debido a que existen ciertas condiciones en las que se obtienen las ms altas

recuperaciones a un mnimo tiempo de contacto con una baja intensidad de corriente.

Foster D.(29), propuso el empleo de ctodos de acero inoxidable 316, en forma de disco

rotatorio, para recuperar Ag de soluciones de plateado complejada con amonio o

tiosulfato; la recuperacin fue del 90%. Un estudio similar es conducido por Cooley

A.(30)

, que emple tambin electrodos giratorios, pero aplicados a emulsiones de fijado y de


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ANTECEDENTES

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blanqueo. Para investigar el efecto de los principales componentes qumicos

presentes en las emulsiones utiliz un potencimetro; sin embargo, las recuperacionesde Ag fueron de la misma magnitud.

Dartnell N.J. y Rider C.B.(31,32), patentaron un proceso de recuperacin de Ag por

electrlisis, donde la aportacin principal se fundament en el control automatizado de

los niveles de corriente aplicados, minimizando con ello prdida de energa; sin

embargo, la concentracin final de Ag en los lquidos agotados por este proceso fue del

orden de los 800 mg L-1.

Chatelut M., Gubert E. y Vittori O. (33), propusieron mediante la electrodepositacin,

utilizar ctodos de zirconio para alcanzar mayores recuperaciones de Ag. De tal

manera, que aplicando un bajo potencial (0.9 V) entre el ctodo y el nodo de grafito, la

eficiencia del proceso alcanz el 92% y la concentracin final en los lquidos agotados

fue de 200 mg L-1.

Sathaiyan N. y colaboradores (34), propusieron el uso de control unitario potentiostatico

aplicado a efluentes tiosulfatadas conteniendo de 2 a 8 g L -1de Ag. El proceso se bas

en controlar la densidad de corriente aplicada, la cual disminuye mediante un control

automtico a medida que la concentracin de Ag en el lquido es menor. Con ello, se

alcanzaron recuperaciones del 99%.

2.4.1.4 RESINAS DE INTERCAMBIO INICO

Un flujo de lquido conteniendo Ag se hace circular sobre sitios cargados con resina de

intercambio inico(3, 35), que extrae los iones del metal de la solucin; los iones de Ag

son reemplazados por los iones de la resina. Cuando la resina se satura, la Ag es

recuperada por "lavado" de la resina con dimetil-formamida u otro regenerador; esto

resulta en la formacin de un concentrado que facilita la recuperacin de Ag. Sin

embargo, las resinas de intercambio inico son, en general, bastante caras.


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ANTECEDENTES

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Estudios realizados por Miyoshi O.(36), propuso tratar soluciones conteniendo Ag y otros

iones metlicos, haciendo pasar la solucin a travs de una columna con resinaepxica; los iones del metal pesado se solubilizan con HCI y la Ag fue recuperada con

HNO3. De esta manera, 1.2 litros de solucin a pH de 6.5 conteniendo Ag, Cd, Ca, Zn y

Na, se pasa a travs de una columna tubular de 25 mm, conteniendo un tubo de resina

epxica Ca-imino-propionato (36321-40-1) y Ca- imino-dipropianato (75656-50-7);

cuando la columna est saturada con Ag, sta se lava con HCI y posteriormente se

trata con HNO3para recuperar hasta el 95% de Ag.

Wilhelm E. y colaboradores(37), propusieron un proceso automatizado dividido en

secciones para el intercambio inico, regeneracin y purificacin de las resinas y

separacin de la Ag recuperada, utilizando resinas Lewatit (51609-51-9), Amberlite

(9079-25-8), Duolite (71851-01-9). Las resinas son regeneradas cuando se saturan con

Ag, por lo que se lavan con una solucin de NaCI al 25%, donde la Ag es separada y

recuperada por electrlisis. La resina fue lavada continuamente con HCI al 30%.

Despus de aplicar este proceso, los contenidos de Ag presentes en soluciones

industriales decrecen desde 750 mg L-1a 40 mg L-1.

Betzel D.(38), sugiri un proceso de recuperacin de Ag, basado en una combinacin de

mtodos de cementacin e intercambio inico, donde los efluentes fueron sometidos a

un primer tratamiento con lana de acero. La reaccin de cementacin tuvo lugar y as el

sedimento metlico fue obtenido despus del intercambio inico, conteniendo del 50-55

% de Ag. El sedimento fue tratado en una columna conteniendo una resina SBW

(81774-78-9), teniendo lugar el intercambio inico y la Ag se recuper en un 96 %.

Atluri V. y Raghavan S.(39), propusieron una nueva alternativa de recuperacin de Ag de

soluciones complejas de tiosulfato de amonio, empleando tres tipos de resinas de

intercambio inico. El proceso es aplicable a soluciones provenientes de los procesos

de lixiviacin con tiosulfatos de minerales aurferos que contengan Ag, usando cobre

como catalizador de la cintica de disolucin. Las soluciones se ponen en contacto con

resinas Amberlite (IRA-400, IRA-68 e IRA-94). Se ha estudiado el efecto de variables

qumicas como concentracin del ion cprico y concentracin de tiosulfatos sobre la


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ANTECEDENTES

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cantidad de Ag recuperada, construyendo los diagramas de Pourbaix y representando

la estabilidad del sistema para varias condiciones de Eh y pH. Los resultados obtenidospor estos autores indican que la resina IRA-400 es la que tiene las mejores propiedades

de recuperacin de Ag, bajo condiciones similares; sin embargo, en apariencia no

existe ninguna selectividad de la Ag sobre el cobre.

2.4.1.5 PRECIPITACIN QUMICA

Este mtodo consiste generalmente en la adicin de sulfuro de sodio a las soluciones

complejas con tiosulfatos(3). La Ag de esta manera precipita como sulfuro de plata

(Ag2S), la cual es tratada generalmente por va pirometalrgica y afino electroltico

posterior. Sin embargo, el mtodo tiene la desventaja de liberar algunas cantidades de

sulfuro de hidrgeno, adems de la dificultad de transformar el sulfuro metlico en Ag,

lo cual lo hace ser obsoleto e inadmisible por razones econmicas y ecolgicas. El uso

de ditonito de sodio o conocido tambin como hidrosulfito sdico, como agente reductor

de Ag es posiblemente adecuado(2), de acuerdo a la reaccin (2.6):

(2.6)

Los primeros estudios referentes a la recuperacin de Ag por precipitacin fueron

conducidos por Garai T. y Devay J.(40), los cuales trataron soluciones de residuos

fotogrficos con una suspensin de Ca (OH)2 y 10% de Na2S, para precipitar la Ag

como Ag2S conteniendo del 25-30% de Ag. La masa de sulfuras se trat en un horno

con exceso de aire, a 1100 C; la Ag es recuperada y tratada posteriormente por

electrlisis.

Nez C, Espiell F. y Roca A.(41), propusieron tratar a los efluentes complejados con

tiosulfatos, mediante la adicin de sulfuro sdico. De esta manera, se obtuvo un slido

de Ag2S, el cual se filtr y lavo exhaustivamente con agua. Posteriormente, el slido

fue llevado a fusin aadiendo pequeas fracciones de aluminio. Despus de cada

adicin de aluminio durante la fusin, el sulfuro de aluminio formado que flota en la Ag

lquida es retirado como escoria y una vez eliminado todo el sulfuro formado, se filtra el


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ANTECEDENTES

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metal en un molde de forma adecuada para la obtencin de un nodo de Ag afinable

electrolticamente. De esta manera, la Ag es reducida y recuperada adherida al ctodo.

Ambos estudios de precipitacin, presentan la desventaja de requerir de un tratamiento

pirometalrgico posterior, lo que hace que los costos se incrementen notablemente,

adems de generar una gran cantidad de gases contaminantes.

Friar L.B. y Smith K.(42), propusieron tratar los efluentes con borohidruro de sodio. El

estudio comprendi varias etapas, destacando las siguientes: 1) adicin de un agente

antiespumante, Foamex (39386-13-5), recomendando 1.25 ml_ min-1

; 2) acidificacin a unpH aproximado a 3, con H3PO4al 85 % diluido, 135 ml_ para 10 L de agua y adicionar

300 ml_ min-1; 3) precipitacin de Ag con NaBH4, 145 ml_ para 10 L, de agua y adicionar

300 ml_ min-1; en medio alcalino a pH de 6-6.5; 4) adicin de un floculante (magnafloc

515 C) para la Ag, 900 mL para 10 L de agua y adicionar 300 mL min-1; 5) filtracin para

separar la Ag de las sales residuales y gelatina. As el flujo de unos 5.5 L min -1 de un

efluente conteniendo aproximadamente 34.5 mg L-1de Ag disminuye a 8.6 despus del

tratamiento. El proceso es complejo, caro e incosteable, pero vlido donde se requiera

disminuir a menos de 10 mg L -1de Ag en aguas residuales.

Un proceso similar fue patentado por Galgn U. y Petzold l. (43), quienes propusieron

tratar los efluentes, primero con tetraborato de sodio y posterior tratamiento con menor

cantidad de NaBH4. El resto del proceso es muy similar y las recuperaciones de Ag

obtenidas son del mismo orden.

Posey F. y Palco A.(44), propusieron otra alternativa de recuperacin de Ag, usando

hidracina. El mtodo consisti en mezclar los efluentes con una solucin de hipoclorito

de sodio, el cual oxida los iones tiosulfato y sulfito a un pH de 9.5-14, adicionando

hidracina monohidratada para precipitar la Ag. As, un volumen de 30 mL de efluente,

conteniendo aproximadamente 5 g L-1 de Ag, es puesto a reaccionar dentro de un

reactor con 200 mL de solucin oxidante (aproximadamente 10% de hipoclorito con

exceso de NaOH). La mezcla se deja una semana con agitacin moderada para su

oxidacin. El producto precipitado, AgCI, fue filtrado y la solucin residual, 75 mL,


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ANTECEDENTES

21

conteniendo de 200 - 300 mg L-1de Ag, es tratada con 0.5 mL de una solucin acuosa

de hidracina monohidratada. Despus de 3 das, la Ag obtenida es filtrada y la solucinresidual contiene menos de 20 mg L-1del metal. Sin embargo, el inconveniente de este

proceso es su operatividad y lentitud.

Kunda W.(45), recuper Ag de emulsiones agotadas de la industria fotogrfica. El

proceso se bas en el uso de gas H2S o una solucin de (NH4)2S. Aproximadamente

1.5-2 mol de sulfuro mol-1 de Ag son requeridos para recuperar el 99 y 99.5%

respectivamente. El Ag2S, es transformado a Ag metlica por calcinacin con Na2CO3

entre temperaturas de 375 a 450 C, en presencia de aire; 1.2 mol de Na 2CO3 son

requeridos por mol de Ag2S. El proceso es econmico, pero la generacin de gases

txicos es una fuerte limitacin, adems de la obtencin de Ag con baja pureza.

Bonk M.(46), patent un proceso de recuperacin de Ag por precipitacin del metal como

sulfuro en medios ligeramente alcalinos y calentando el sulfuro de Ag en presencia de

oxgeno o aire hasta aproximadamente 650 C, para transformar el compuesto en Ag y

SO2. El medio alcalino de precipitacin del sulfuro al parecer aumenta la calidad de la

Ag obtenida; sin embargo, los problemas tpicos, tales como, generacin de gases

txicos y necesidad de un tratamiento pirometalrgico, son sin duda serios limitantes al

proceso.

Kunda W. y Etsell T.(47), recientemente propusieron el uso de hidrosulfuros del tipo

NaHS y NH4HS para recuperar Ag como Ag2S y posterior tratamiento pirometalrgico,

regenerando la solucin compleja de tiosulfatos. El Ag2S se lleva aproximadamente

hasta 600 C para recuperar Ag. De esta manera, un efluente conteniendo 0.74 M de

Na2S2O3y 2.8 g L"1de Ag es tratado concuna solucin de 3 M NaHS. La recuperacin de

Ag es del 99.2%.

Ivanova L.S. y colaboradores(48), presentaron una variante al proceso anterior, tratando

primero los efluentes con FePO4 y polisulfuro de hidrgeno, seguido de un tratamiento

con Na2S y NaBH4 con y sin coagulantes, tales como AICI3, AI2(SO4)3 y AI2(OH)5CI. Los

resultados demostraron que las ptimas condiciones de recuperacin se obtienen


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ANTECEDENTES

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usando mezclas tanto de los agentes coagulantes como de precipitacin y que tal

recuperacin depende de la concentracin de tiosulfatos en la solucin.

Por su parte, Rivera I.(6), en su trabajo de investigacin, propuso la recuperacin de Ag a

partir de soluciones complejadas base tiosulfato en el sistema O2 - S2O32-- S2O4

2-, mediante

precipitacin qumica, utilizando ditionito de sodio como agente reductor. Los resultados

pusieron de manifiesto la capacidad de este reactivo para alcanzar recuperaciones

superiores al 99%, dejando en los efluentes niveles inferiores a 5 mgL-1, sin la necesidad de

introducir sustancias extraas en el sistema.

En el presente estudio, se realiz una revisin bibliogrfica de los principales mtodos

empleados para recuperar Ag contenida en distintos tipos de efluentes, existiendo

algunos otros procesos, como extraccin con solventes y electrodilisis; sin embargo,

estos ltimos son muy poco usados ya que emplean una combinacin de los cualquiera

citados anteriormente.

Al respecto, Kamata S(49), utiliz la extraccin con solventes. El proceso fue aplicado a

efluentes agotados por procesos de recuperacin electroltica de Ag; 0.1 M de disulfuro

tetrametiltiurea (TMTDS) usado como solvente. La recuperacin de Ag es de tan slo

del 86 % y la concentracin final en el efluente tratado es de 10 mg L-1.

Nakamura T. e Iwano H.(50), propusieron el uso de un sistema de microfiltracin de las

aguas generadas por las industrias recicladoras de Ag. El proceso consisti en tratar

estas aguas hacindolas pasar a travs de membranas de intercambio inico y

microfiltros de un tamao de poro de 0.45 nm. Despus del tratamiento, el contenido de

Ag en el agua es de slo 4 mg L-1. El inconveniente del proceso es que tienen un

elevado costo de materiales, complejidad del sistema, elevado tiempo de residencia,

necesidad de frecuente intercambio de la membrana y obturacin de la misma,

problemas que imposibilitan su uso a nivel industrial.


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ANTECEDENTES

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2.4.2 RECICLADO DE ORO

Todos sabemos de la importancia que tiene reciclar papel y plsticos, pero un rea de

mayor valor es la de reciclar metales. De hecho, si algo debe ser reciclado, son los

objetos que hasta cierto punto estn hechos a base de metales, puesto que provienen

de recursos no renovables, tal es el caso de los minerales. En proporcin, se estn

consumiendo minerales as como se estn procesando(51). Para el Au, el manejo,

responsabilidad, seguridad en la generacin, coleccin y distribucin de la industria del

reciclaje son muy extensas y detalladas. Muchas veces, todos los artculos con que

entran en contacto con el Au tambin se procesan para obtener tanto Au como sea

posible. Durante el proceso de reciclado de este metal, se colecciona cualquier

"impureza", como cobre y plata, que se recuperan a travs de los diferentes mtodos ya

existentes(52, 53, 54).

Otra fuente de reciclado de Au, se encuentra

Cinetica de Precipitacion [Unlocked by Www.freemypdf.com]

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