Evaluación de Eficiencia Acercamiento al Equilibrio y Consumo de Extractante en Operaciones de SX. Cytec Industries Inc.

Transcripción

1 Evaluación de Eficiencia Acercamiento al Equilibrio y Consumo de Extractante en Operaciones de SX Cytec Industries Inc.

2 Agenda 1. Que es y cual es la importancia de EAE, (Cinética) 2. Determinación de la Eficiencia de Acercamiento al Equilibrio (EAE). 3. Desarrollo Experimental. 4. Resultados Experimentales. 5. Cómo impacta la Eficiencia de Acercamiento al Equilibrio? 6. Conclusiones.

3 Que es y cual es la importancia de EAE? La eficiencia por etapa entrega una indicación sobre la forma en que se están mezclando las soluciones y su acercamiento al equilibrio. La ventaja de monitorear frecuentemente la EAE es la capacidad de actuar a tiempo y mitigar los efectos de condiciones operacionales adversas, tales como: Descenso de la temperatura de proceso. Nivel de agitación deficiente en mezcladores. Deterioro de las propiedades físico química de la fase orgánica. Baja tensión interfacial, alta viscosidad Deterioro de propiedades física química de la fase acuosa. Aumento de impurezas, aumento de viscosidad. Si se puede actuar sobre estas variables e incrementar EAE, esto permitirá mantener la meta de producción, menores costo por consumo de extractante y menor contaminación del electrolito.

4 Determinación de la EAE Isotermas de Equilibrio Isoterma de Extracción Isoterma de Re-extracción

5 Determinación de la EAE Diagrama de proceso 1 Acuoso alimentación 5 Electrolito rico 2 Acuoso salida E-1 6 Orgánico salida E-1 3 Acuoso salida E-2 7 Orgánico salida S-1 4 Electrolito pobre 8 Orgánico salida E-2

6 Determinación de la EAE Diagrama de McCabe-Thiele (OC,SR) (OC,PLS) (OD,ER) (OC,ER) (OSC,REF) (OSC,SR) (OD,REF) (OD,EP)

7 Determinación de la EAE Método Gráfico Eficiencia Acercamiento al Equilibrio (%) : (AB /AC)*100

8 Determinación de la EAE Método Batch C E D F A. Acuoso equilibrado en mezclador D. Orgánico entrada mezclador B. Orgánico equilibrado en mezclador E. Acuoso salida mezclador C. Acuoso entrada mezclador F. Orgánico salida mezclador Eficiencia Acercamiento al Equilibrio (%) = ( C ( C E) B) 2 2 ( D ( D F) A) 2 2 *100

9 1. Condiciones experimentales: PLS sintético; [Cu] 6 gpl, [Fe] 3 gpl, ph 2 Extractantes al 17% v/v Aldoxima modificada Cytec-Acorga Cetoxima 2. Variables en evaluación Velocidad de agitación; 600 y 1000 rpm Temperatura; 20 C y 7 C 3. Se determina experimentalmente EAE Isotermas Tiempos de separación de fases. 4. Se determina vía Minchem % Recuperación Transferencia neta Desarrollo Experimental

10 % EAE Resultados Experimental EFICIENCIA DE ACERCAMIENTO AL EQUILIBRIO Aldoxima Modificada 87 9% Cetoxima RPM 82 Aldoxima Modificada Cetoxima Delta (20-7 ) C Delta (20-7 ) C 600 9% 14% % 11% 80 9% % 70 14% rpm 1000 rpm 600 rpm 1000 rpm 20 C 7 C La aldoxima modificada con ester presenta una mejor EAE frente a la cetoxima

11 % Resultados Experimental % RECUPERACIÓN 92,5 90,0 87, % Aldoxima Modificada % Cetoxima RPM 86 Aldoxima Modificada Cetoxima Delta (20-7 ) C Delta (20-7 ) C 600 7% 12% % 9% 85,0 82,5 82 7% 80,0 79 7% 77, ,0 72,5 600 rpm 1000 rpm 600 rpm 1000 rpm 20 C 7 C Debido a la mayor EAE de la Aldoxima Modificada con Ester, la recuperación de cobre es mayor

12 gr Cu/1%v/v Resultados experimentales TRANSFERENCIA NETA 0,350 0,325 0,300 Aldoxima Modificada 0,31 0,32 0,31 0,30 Cetoxima 0,29 RPM Aldoxima Modificada Cetoxima Delta (20-7 ) C Delta (20-7 ) C 600 0,026 0, ,018 0,031 0,30 0,275 0,26 0,28 0,250 0, rpm 1000 rpm 600 rpm 1000 rpm 20 C 7 C

13 segundos Resultados experimentales SEPARACIÓN DE FASES Continuidad Orgánica 250 Aldoxima Modificada Cetoxima rpm 800 rpm 1000 rpm 600 rpm 800 rpm 1000 rpm 20 C 7 C La Aldoxima Modificada con Ester presenta una menor dependencia a la velocidad de agitación y la temperatura.

14 Cómo impacta EAE? Condiciones Operacionales: Configuración: 2E + 2S [Cu] PLS: 6 gpl Ph : 2 [Cu ++ ] EP: 38 gpl [H + ] EP: 190 gpl Razón O/A extracción: 1:1 Razón O/A re-extracción: 2.5:1 Extractante /v: 17% Acorga M5910 EAE extracción: Variable EAE re-extracción: 95%

15 %, Recuperación gr Cu/1% v/v Extractante Cómo impacta EAE? Impacto metalúrgico EFICIENCIA DE ACERCAMIENTO AL EQUILIBRIO 100 % Recuperación Transferencia Neta 0, , , , ,19 0 0, % EAE Una disminución de EAE tiene un impacto directo sobre la recuperación de Cu

16 % Recuperación Cómo impacta EAE? Impacto en consumo de extractante EFICIENCIA ACERCAMIENTO AL EQUILIBRIO % 65% 70% 75% 80% 85% 90% % % Extractante

17 Cómo impacta EAE? Criterios de estimación de costos: Producción objetivo: Ton/año Configuración: 2E + 2S [Cu] PLS: 6 gpl Flujo PLS: 1600 m 3 /hr Inventario fase orgánica: m 3 % Extractante: 17% Arrastres O/A: 40 mg/l Valor Extractante: 12 US$/Kg

18 Cómo impacta EAE? Impacto económico

19 Conclusiones La eficiencia de acercamiento al equilibrio es un parámetro que debe monitorearse periódicamente. La aldoxima modificada Cytec es menos sensible a variación de temperatura entre verano e invierno y logra una alta eficiencia con la agitación adecuada. La aldoxima modificada Cytec muestra un mejor comportamiento químico y físico. El beneficio cinético de la aldoxima modificada Cytec, es una variable importante a considerar debido al impacto directo en el requerimiento de reactivo y por ende, en los costos de operación.

20 Gracias por su tiempo!