PRACTICA N8:
A: ING. PANEZ CRISTOBAL, JulioDE: TICSE SOLS Anbal
Tema:Lixiviacin de Au por percolacin en columnas.Semestre:Vii
Con el debido respeto que Ud. se merece, es grato dirigirme a su
digna persona para poder informarle lo siguiente:
Es todo cuanto puedo informar para los fines que estime
conveniente.
A continuacin paso a informarle detalladamente lo realizado en
las hojas consecutivas.
-----------------------------------------------------TICSE SOLIS
Anibal 12942103010OBJETIVOS:
Objetivo General:
Afianzar conocimientos sobre el proceso de lixiviacin de un
mineral de cobre, por agitacin y percolacin a nivel de
laboratorio.
Objetivos Especficos:
Demostrar como se realiza el proceso de percolacin Interpretar
los resultados experimentales para evaluar el efecto de algunas
variables sobre la eficiencia y cintica del proceso. Medir la
eficiencia mediante el clculo de la disolucin del cobre y del
consumo de cido. Comparar los procesos de lixiviacin por percolacin
y agitacin y determinar el ms viable a nivel tanto tcnico como
econmico
Marco Teorico:
1. LIXIVIACIN DE MINERALES
Etapa de disolucin selectiva de los metales presentes en las
especies mineralogas de cualquier naturaleza, desde los slidos que
las contienen, mediante una solucin disolvente acuosa. Para llevar
a cabo un proceso de lixiviacin es necesario tener en cuenta los
siguientes pasos:
Explotacin minera y transporte de mineral.Triturado primario,
secundario, normalmente siempre en seco.Molienda hmeda y
clasificacin.Concentracin de acuerdo a principios como la
concentracin gravitacional o fsico-qumico.
Muchos factores alteran la lixiviacin, por lo tanto se debe
tener en cuenta que todos los tipos de menas tienen su propio modo
de disolucin. La influencia de la ganga sobre el proceso de
lixiviacin de minerales como por ejemplo de cobre, puede
manifestarse principalmente a travs del consumo de cido, de la
cintica de disolucin y del grado de penetracin de las
partculas.Como la lixiviacin es un proceso qumico, este se puede
acelerar y optimizar mejorando el rendimiento cintico y se logra
aplicando uno de los siguientes factores:
Uso de diferentes reactivos y variacin de su composicin.
Agitacin cuando es posible. Temperatura y presin.
1.1 ETAPAS DEL PROCESO DE LIXIVIACIN
La lixiviacin se realiza en tres (3) etapas:
Disolucin del metal. Separacin slido lquido. Lavado de
colas.
La lixiviacin constituye el proceso extractivo fundamental de la
hidrometalurgia, puesto que por ser el primer proceso
hidrometalrgico aplicado en la recuperacin de un metal desde el
slido que lo contiene, la eficiencia de este proceso repercutir en
muy alto grado sobre el porcentaje de recuperacin del metal.De
acuerdo a las caractersticas fsico-qumicas del mineral a tratar se
selecciona el agente lixiviante y con ello la tcnica apropiada de
lixiviacin, entre las cuales se encuentran:
Con agitacin: Lixiviacin con agitacin en tanques y lixiviacin
por presin. Por percolacin: Lixiviacin in situ, lixiviacin en
botaderos, lixiviacin en pilas y lixiviacin por percolacin en
tanques.1.2 LIXIVIACIN POR AGITACIN
La lixiviacin por agitacin consiste en introducir un agente
lixiviante junto con el material en un medio de agitacin, donde los
slidos se encuentran en suspensin con el agente lixiviante. Para la
aplicacin se requiere que el mineral est finamente molido, por esto
se elabora solamente a minerales frescos de leyes altas, debido a
que por su contenido se justifica una molienda hmeda, a cambio de
una mayor recuperacin y menor tiempo de proceso , o tambin a
concentrados o calcinas de tostacin.Este sistema de lixiviacin se
ha aplicado para recuperar cobre, oro y cobalto. El sistema de
lixiviacin por agitacin es adecuado para la aplicacin de factores
que favorezcan la cintica de la reaccin, tales como:-Agitacin
intensa.-Temperaturas que pueden ser cercanas a 250C y presiones
superiores a la atmosfrica.-Presin de gases controlada.-Uso de
reactivos oxidantes y altamente agresivos.Los equipos de lixiviacin
por agitacin son: tanques agitados abiertos o en autoclaves a
presin. Los agitadores mecnicos son simplemente impulsores
colocados en el interior del tanque, mientras que los tanques
agitados con aire son a menudo tanques de tipo "Pachuca".
Agitacin mecnica.Agitacin neumtica.Habitualmente se aplica un
lavado, despus de la lixiviacin. Este lavado se realiza a
contracorriente y su fin es desimpregnar de las soluciones los
slidos de las colas. Pero algunas veces se prefiere lavar las colas
en filtros al vaco, as se ahorra agua y se evita una alta dilucin
de las soluciones ricas.
1.3 LIXIVIACIN POR PERCOLACIN
La lixiviacin por percolacin es usada para describir tcnicas en
la que la solucin lixiviante se percola hacia arriba o hacia abajo
a travs del mineral que se ha triturado y se ha colocado en
tanques. Los tanques se encuentran distribuidos de tal manera que
un sistema de contracorriente es empleado, adems estos equipos se
encuentran provistos de un falso fondo cubierto con un medio
filtrante. Los nuevos slidos son agregados al ltimo tanque y el
agente lixiviante al primero bombendose sucesivamente de un tanque
a otro hasta alcanzar el ultimo tanque, el ciclo de lixiviacin
puede variar de 2-14 das y la extraccin del metal puede ser tan
alta como 80% para minerales oxidados de cobre.Este proceso es
apropiado para minerales porosos y arenosos y es inaplicable a
minerales que tienden a compactarse en masas impermeables. El mtodo
se usa tambin para lixiviar menas de oro, plata, uranio y vanadio.
Para el caso de menas aurferas las extracciones son bajas, no ms
all del 40-50%.
Para una buena percolacin se exige regularidad en el tamao de
las partculas, las ms pequeas se compactan en los huecos de las ms
grandes, de tal manera que obstruyen los canales.
EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS (AGITACIN)
Balanza comn. Filtro para pulpas de lixiviacin. cido sulfrico
analtico. Equipos y materiales para anlisis qumico de Au en
minerales y soluciones de cido sulfrico. Equipos y materiales para
anlisis qumico decido sulfrico en soluciones acuosas.
MATERIALES Y EQUIPOS (PERCOLACIN)
Columnas de percolacin con capacidad de 1Kg de mineral. Bombas
peristlticas o de acuario Balanza comn cido sulfrico Equipo y
materiales para anlisis qumico de Au (minerales y soluciones
sulfatadas) y de cido sulfrico en solucin.
}
2. PROCEDIMIENTO2.1 LIXIVIACIN POR AGITACIN
Medir volumen de la sln rica y pH.Cuarteo y peso de muestra (500
g)Solucin de H2SO4 (5% peso) sln lixivianteMezclar mineral y
solucinAlcuota de 40 mlMedicin de pHAgitacin mecnica (ajustar las
rpm de la prueba)Tomar muestras filtradas a los 5, 10, 20, 40 y 60
min.Separacin mediante filtro prensa (Separacin Solido-liquido)
Someter las colas a 3 lavados, tomar alcuotas (40ml).Pesar 100g
y secar para determinar el volumen de solucin retenidaColas
sobrantes secarlas en estufa y pesarlas.Pesar y por diferencia de
peso determinar humedad retenida.Determinar por anlisis qumico el
cobre no disuelto de una muestra de las colas.
2.2 LIXIVIACIN POR PERCOLACIN
Preparar las columnas de percolacin para efectuar los ensayos de
lixiviacin.Preparar 2 litros de solucin lixiviante de H2SO4 al 5%
en peso y titularla.Por cuarteo tomar y pesar 1 Kg de mena para
efectuar cada ensayo.
Agregar lentamente la solucin lixiviante al recipiente donde est
el mineral, poniendo a funcionar el sistema de recirculacin de la
solucin cuando sea el caso. Anotar la hora.Observar la coloracin
del lixiviante al ponerse en contacto con el mineral y a medida que
progresa el proceso.Depositar homogneamente la muestra de mineral
en el recipiente de lixiviacin.
Tomar muestras de 40 ml de la solucin lixiviante as: 2, 15, 25,
40 y 50 horas de iniciada la experiencia.Filtrar y guardar las
muestras en recipientes adecuados para anlisis posterior del
contenido de cido libre y cobre disuelto.Efectuar la separacin
slido- lquido dejando escurrir bien el lquido y medir el volumen de
solucin rica obtenida.
Efectuar 3 lavados con agua a las colas guardando muestras de
las soluciones de lavado para anlisis de cobre y cido. Utilizar por
cada lavado 4 volmenes de lquido retenido por ese mineral
(28%).Tomar una muestra de 100 gramos de colas hmedas para
determinar por secado el volumen de solucin retenida por esos
residuos slidos.Secar y pesar las colas sobrantes y luego tomar una
muestra para anlisis qumico de cobre.
DHv
Calculos y resultados :
Dimetro4 pulgadasAltura 1.20 cmVolumen del cilindro = x D2 x H /
4 = X (10.16 cm)2 X 120 cm / 4 =9728.78 cm3 = 9.73 LDensidad de
mineral = 3.54 g/cm3 Cantidad de mineral= 3.54 x 9728.78 = 34439.89
g = 34.44 kg x 0.4 =13.78 kg0.4 es el volumen til que se usara
CONCLUSIONES
La velocidad de agitacin durante el proceso de lixiviacin es un
factor importante a tener en cuenta, ya que est relacionada
directamente con la cantidad de cobre que se va a disolver en la
solucin, ocasionando disminucin o aumento en el porcentaje de
recuperacin.
La granulometra utilizada en el proceso de lixiviacin por
percolacin, es un aspecto que se debe tener en cuenta, ya que se
observ que al tener finos se consume una cantidad menor de cido,
sin embargo no es recomendable el uso de estos, ya que se pueden
presentar perdidas por deslizamiento del mineral en las corrientes
de solucin lixiviante.
A medida que aumenta el tiempo de las pruebas, se alcanzan
resultados satisfactorios en cuando a la obtencin del cobre
disuelto, ya que se consigue una relacin directamente proporcional
con el aumento del tiempo.
Para el proceso de lixiviacin por percolacin esttico, se observ
un menor consumo de cido, sin embargo el porcentaje de cobre
present una disminucin por lo que la eficiencia se atribuy
baja.
La temperatura es relevante en el proceso de lixiviacin por
agitacin, vindose influenciado al aumento de la misma, disminuyendo
el cido consumido durante el ensayo, y aumenta el porcentaje de
cobre disuelto,
El consumo de cido que se presenta por percolacin es parecido al
conseguido por agitacin, pero cabe resaltar que este procedimiento
requiere un tiempo muy extenso para obtener los resultados
deseados, presentando as una velocidad de reaccin menor y a su vez
demostrando que su cintica es ms lenta comparada con el proceso de
agitacin.
El proceso de lixiviacin por percolacin genera una disminucin en
los costos de operacin, pero generando un aumento en el tiempo
utilizado en la obtencin del metal de inters.
SUGERENCIAS:
-En los procesos de percolacion deber considerarse como condicin
de equilibrio aquella que se presentacuando todo el soluto es
disuelto en el solvente.
-Es posible que en algunos casos el slido que contiene el soluto
sea parcialmente soluble en el solvente, sin embargo, para efectos
del presente estudio consideraremos solamente los casos en que el
slido desprovisto de soluto es insoluble en el solvente
Bibliografia:
Carlson, E., C. S. Simons, 1961. Pressure leaching of
nickeliferous laterites with sulphuric acid. Extractive
Metallurgy of nickel and cobalt .Ed. P. Queneau Intersciencie.
N. York, 363-397.
Cotton, F., G. Wilkinson, 1973. Qumica Inorgnica Avanzada.
Limusa Wiley. Mxico.
Anlisis Qumico de Cemento. Instituto de Ciencia para Materiales
de Construccin de China. Segunda Edicin 1986.
ASTM. "C 114 - 97a, Standard Test Methods for Chemical Analysis
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1998.