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Arsenic Precipitation from a Copper Acid Solutions with Magnesium Hydroxide
Einar Barrientos, Jorge A. Lovera and Mara Elisa Taboada,
Universidad de Antofagasta, Antofagasta, Chile. ([email protected], [email protected], [email protected])
Jess M. Casas, Process Consulting, Santiago de Chile, ([email protected])
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Introduccin
El arsnico asociado a los mineralesprincipalmente los arseniatos, ingresa a losprocesos metalrgicos produciendoincremento en los costos de produccin,interfiere en la extraccin del metal.
En operaciones pirometalrgicas ,el arsnicoes volatizado como trixido de arsnico(As2O3). Estos polvos contienen especiesvaliosas como el cobre.
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Introduccin
La recuperacin del cobre a partir de estos
polvos se realiza a travs de procesos
hidrometalrgicos, permitiendo la liberacin de las
impurezas como es el caso del arsnico.
Los mtodos convencionales para el depsito de
arsnico desde soluciones metalrgicas incluyen:
i) Coprecipitacin como ferrihidrita arsenical
ii) Precipitacin como arseniatos de calcio y
arseniatos de hierro.
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Resumen
El presente trabajo busca identificar las fases que se forman al mezclar dos soluciones de lixiviacin con diferentes aportes de arsnico, modificando el pH utilizando Mg(OH)2.
El uso controlado de hidrxido de magnesio como agente neutralizante tiene algunas ventajas a fin de evitar la precipitacin de metales valiosos a partir de soluciones ricas o PLS, y tambin como agente de purificacin de la solucin de eliminacin de impurezas como el arsnico.
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Procedimiento Experimental
Uso de Soluciones lixiviantes (ver Tabla 1) ricasen cobre, a las cuales se les modific el pH con Mg(OH)2 y se observ la precipitacin de fases. Las proporciones utilizadas fueron las siguientes
( 90/10,70/30 y 50/50).
Los experimentos fueron llevados por 12 das(tiempo de equilibrio), en frascos de vidriopuestos en un bao termosttico a 50 rpm y 25 C.
Los slidos obtenidos fueron caracterizadosmediante SEM y anlisis qumico.
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Procedimiento Experimental
Canasta
rotatoria
FrascoCalefactor
Motor
Tabla 1. Composicin qumica de soluciones PLS a 25oC.
Figura1. Bao Termosttico. Figura2. Medidor de pH
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Resultados y Discusin
Precipitados Obtenidos a pH 1:
Se realiz una observacin por el mtodo SEM alprecipitado a pH 1 y proporcin 90/10 (ver Figura 1).
Para un aumento de (x30) se escogi una primera zonala cual se ampli a (x95), se apreciaron dostonalidades (una fase clara y otra oscura).
El subir la magnitud del zoom (x6500), permitiidentificar el compuesto As-O con 82,98% en la faseclara y un 72,26% en la fase oscura (ver Tabla 2).
El arsnico se encontr asociado en forma oxidada aelementos metlicos tales como hierro, cobre, plomoy zinc.
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Figura. 3 Microfotografas del precipitado a pH 1 y razn msica de 90/10.
Tabla 2. Composicin del precipitado a pH = 1 y razn msica de 90/10
La razn atmica molar As/O para lafase clara fue 0,47 cercana al pentxidode arsnico As2O5 (0,40).En la fase oscura la razn atmicamolar As/O fue 0,40.
Resultados y Discusin
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Precipitados Obtenidos a pH 2:
Las imgenes tomadas mediante SEM a pH 2 y razn msica 90/10 se presentan en la Figura 2.
Se observ una zona a (x30), posteriormente se amplific a x3300 y luego a x9500.
Se identificaron la formacin de una fase clara y otra oscura.
En este caso se observ una disminucin de la fase clara con respecto al precipitado a pH 1, este aspecto se debe a que el hierro reaccion con el arsnico y precipit en mayor proporcin, lo cual se vio reflejado en un aumento de la fase oscura que correspondera las asociaciones entre As-O-Fe-S.
Resultados y Discusin
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Figura. 4 Microfotografas del precipitado a pH 2 y razn msica de 90/10.
Tabla 3. Composicin del precipitado en porcentaje msico a pH = 2 y razn msica de 90/10
A un aumento de x9500 se observ que la relacin molar As/O en la fase clara tiene un valor aproximado de 0,25, que correspondera a la fase de los arseniatos frricos (FeAsO4) cuya relacin molar es de 0,25.
Resultados y Discusin
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Precipitados Obtenidos a pH 3:
En el precipitado generado a pH 3 y proporcin 90/10 se identific
la formacin de dos fases como se puede ver en la Figura 5, para
una magnificacin de x900.
La fase clara se seala en la zona 1 con una magnificacin de la
zona 1 (x6500) denotada por a,b,c y d. La fase oscura seala en la
zona 2 con una magnificacin de (x4500), donde se denota por e y
f.
Se realizaron tres mediciones de composicin en la fase clara cuyo
promedio en arsnico fue aproximadamente del 41% y en la fase
oscura dos mediciones cuyo promedio es del 32%.
En la Tabla 4 se presenta la composicin qumica de las fases de
precipitado obtenidas.
Resultados y Discusin
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Figura. 5 Microfotografas del precipitado a pH 3 y razn msica de 90/10.
En el precipitado formado La composicin mayoritaria de la fase
clara constituye el Fe-As-O cuyo porcentaje corresponde al 83%, la
composicin de la fase oscura es Fe-As-S-O-Na que constituye el
86% de las especies mayoritarias.
Tabla 4. Composicin del precipitado a pH = 3 y razn msica de 90/10
Resultados y Discusin
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La razn molar As/O para la fase clara se encontr alrededor
de los 0,30 cercana a la del FeAsO4, en cambio para la fase
oscura la razn molar As/O fue de 0,12 y moderadamente
cercana al de la fase NaFe3(SO4)0.5(AsO4)(OH)6. La
composicin mayoritaria de estos precipitados corresponde a
la arseno-jarosita de sodio.
Resultados y Discusin
Los resultados hallados en el rango de pH 2 a 3 indicaran la
formacin de arseniatos frricos y arseno-jarositas complejas
de sodio que seran las encargadas de atrapar a los arseniatos.
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Conclusiones
Se caracterizaron las fases slidas obtenidas para larazn msica 90/10 mediante SEM y anlisis qumico:
o a pH 1 el precipitado fue identificado comopentxido de arsnico (As2O5) con pequeascantidades de Cu, Fe, S, Pb, Sb, y Cl, entre otros;
o a pH 2 el slido precipitado se identific comoarseniato frrico (FeAsO4) y en proporcin menor seobservaron partculas de As-O y jarositas de sodio;
o a pH 3 el resultado es similar al anterior, se observuna mezcla de heterognea de las fases FeAsO4 yarseno-jarositas complejas de sodio(NaFe3(SO4)0.5(AsO4)(OH)6).
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Los resultados obtenidos en este trabajo pueden ser
tiles para el diseo e innovacin de nuevos
procesos de remocin de arsnico, utilizando
hidrxido de magnesio en vez del precipitador
tradicional, con el cual se generan residuos menos
voluminosos y tambin se evitara la formacin de
yeso en los circuitos de procesos hidrometalrgicos.
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MUCHAS
GRACIAS
