PROCESO DE DECOBRIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ÁCIDO TELUROSO (H 2 TeO 3 ).

Transcripción

1 II. ANTECEDENTES 5

2 2.1 PROCESO DE PRODUCCIÓN DE TELURIO Como se mencionó en el capitulo anterior, la principal fuente de telurio y dióxido de telurio (TeO 2 ), se encuentra en los lodos anódicos de la refinación electrolítica del cobre. Si bien, la recuperación de estos lodos tiene valor debido a la presencia de oro, plata y en algunas ocasiones grupos metálicos de platino, la presencia de telurio aumenta más su valor debido a los productos que de este se obtienen [4]. El proceso de producción de telurio, puede ser separado en dos etapas. La primera etapa llamada proceso de decobrización, la cual se lleva a cabo para remover el cobre de lo lodos anódicos; y la segunda etapa llamada proceso de recuperación y purificación de telurio que se lleva a cabo para precipitar el telurio en su forma elemental PROCESO DE DECOBRIZACIÓN Entre los métodos existes mediante los cuales se puede llevar a cabo el proceso de decobrización de los lodos anódicos se encuentran los siguientes: El proceso de decobrización y producción de ácido teluroso y el proceso de decobrización y producción de escoria alcalina PROCESO DE DECOBRIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ÁCIDO TELUROSO (H 2 TeO 3 ). Este proceso, se puede llevar a cabo mediante uno de los siguientes métodos: Aeración en ácido sulfúrico diluido, lixiviación a presión oxidativa con ácido sulfúrico diluido, o por digestión con ácido sulfúrico concentrado seguida de una lixiviación con agua. Durante el proceso de decobrización, la mayor parte de telurio se disuelve; sin embargo, este telurio es recuperado por cementación (precipitación del cobre metálico), lixiviando los lodos de cemento con hidróxido de sodio diluido y neutralizándolos con ácido sulfúrico, para de esta manera, precipitar el telurio en forma de ácido teluroso [4]. Una vez que se obtienen los lodos ya decobrizados, estos son tratados por uno de los siguientes métodos antes de ser enviados al proceso de recuperación y purificación de telurio: 6

3 1) Refinación con hidróxido de sodio en un dore. 2) Oxidación y alcalinización mediante la calcinación o tostación de una mezcla de lodo e hidróxido de sodio. 3) Hirviendo los lodos con hidróxido de sodio 4) O removiendo el selenio presente por tostación y lixiviando con hidróxido de sodio. Cualquiera que sea el método utilizado para el tratamiento de los lodos ya decobrizados, la mezcla liquida obtenida, es neutralizada a un ph de con ácido sulfúrico para precipitar el ácido teluroso como lodo de telurio. Una vez obtenido el lodo de telurio, este se purifica mediante una redisolución en hidróxido de sodio seguida de una reprecipitación. Impurezas tales como el plomo, son removidas de la solución cáustica por precipitación con Sulfuro de Sodio (Na 2 S). La neutralización fraccionada de la solución cáustica impura inicial, produce ácido teluroso de pureza aceptable para una reducción al metal [4] PROCESO DE DECOBRIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ESCORIA ALCALINA. Para que los lodos anódicos que contienen al telurio puedan ser enviados a la planta de metales preciosos, es necesario someterlos a un proceso de decobrización; esto se hace con el fin de lograr un porcentaje de reducción de cobre menor a 1% [6 y 7]. Al igual que en uno de los métodos utilizados para la decobrización y producción de ácido teluroso, el proceso de decobrización y producción de escoria alcalina, se lleva a cabo mediante una lixiviación a presión utilizando ácido sulfúrico y oxígeno. Durante esta etapa, una fracción de telurio contenida en los lodos anódicos se disuelve junto con el cobre (ésta dependerá de las condiciones de lixiviación); sin embargo, ésta fracción puede ser recuperada de la solución ácida como teluluro de cobre, mediante la adición de trozos pequeños de cobre metálico y ácido sulfúrico [6 y 7]. Los lodos anódicos ya decobrizados pero todavía con una cantidad apreciable de telurio, son enviados a la plata de metales preciosos, en donde en la última etapa de 7

4 purificación del dore, el telurio es segregado del horno en una escoria alcalina compuesta de carbonato de sodio, la cual es rica en plata y además contiene otras impurezas tales como: selenio, plomo, sílice, arsénico y antimonio [6 y 7] PROCESO DE RECUPERACIÓN Y PURIFICACIÓN DE TELURIO Como su nombre lo indica, este proceso se lleva a cabo para la recuperación y purificación de telurio. Los diferentes procesos existentes se describirán a continuación y estos dependerán del producto obtenido durante el proceso de decobrización PROCESO DE RECUPERACIÓN Y PURIFICACIÓN DE TELURIO A PARTIR DE ÁCIDO TELUROSO (H 2 TeO 3 ). Existen tres métodos mediante los cuales el telurio puede ser recuperado a partir del ácido teluroso. Estos son: 1) Reducción Directa. La reducción directa con sulfuro es rápida y produce una mezcla liquida muy limpia. Algunas de las desventajas asociadas con este método son los gases pesados producidos y la formación de productos de descomposición orgánica [4]. 2) Reducción Indirecta. En la primera etapa de este método, los sólidos de ácido teluroso son disueltos ya sea en ácido hidroclorhídrico o ácido sulfúrico. Después, en la segunda etapa, la solución ácida obtenida se mezcla con sal común y el telurio es precipitado añadiendo dióxido de azufre. Por último, el precipitado obtenido, es sometido a diferentes procesos tales como filtración, lavado, secado y fundido [4]. 8

5 3) Purificación Electrolítica. Este método se lleva a cabo mediante la disolución del ácido teluroso en hidróxido de sodio el cual produce una solución que contiene telurito de sodio e hidróxido de sodio puro. Después, la solución es sometida a una electrólisis en una celda equipada con electrodo de acero inoxidable y una vez completado este proceso, los cátodos son removidos, lavados, secados y fundidos [4] PROCESO DE RECUPERACIÓN Y PURIFICACIÓN DE TELURIO A PARTIR DE LA ESCORIA ALCALINA. Existen dos métodos de recuperación y purificación de telurio a partir de la escoria alcalina. Estos son: 1) Proceso convencional. En este proceso, la escoria alcalina, también llamada purga de telurio, es triturada y lixiviada con agua. Una vez obtenida la solución de lixiviación, esta es neutralizada con ácido sulfúrico hasta un ph de 5.5 para precipitar el telurio como dióxido de telurio. El TeO 2 obtenido, es añadido y agitado en una solución equivalente de H 2 SO 4 y HCl hasta lograr que este se disuelva para después filtrarlo. La solución ácida obtenida se calienta hasta 90 C en un reactor de vidrio y se le inyecta dióxido de azufre (SO 2 ) hasta precipitar todo el telurio en su forma elemental [6 y 7]. 2) Proceso Alternativo. Al igual que en el proceso anterior, la lixiviación de la purga se realiza con agua. Una vez que se obtiene la solución de lixiviación, esta se agita y se le añade peróxido de hidrógeno al 50% para obtener el Na 2 TeO 4. Al igual que en proceso anterior, el telurato de sodio es agitado y añadido en una solución equivalente de H 2 SO 4 y HCl para después proceder con la reducción de telurio por medio de dióxido de azufre [6 y 7]. 9

6 Debido a la necesidad de la disponibilidad de un método efectivo para la refinación y obtención de telurio con alta pureza, en este trabajo, se estudio la oxidación de telurito de sodio en medio alcalino, en base al proceso alternativo de recuperación y purificación del telurio, proceso propuesto por las plantas metalúrgicas de Mexicana de Cobre, en el cual se sugiere la precipitación por oxidación de telurito de sodio a telurato de sodio, por medio de la adición de peróxido de hidrógeno de acuerdo a la siguiente reacción [6 y 7]: Na 2 TeO 3 (sol) + H 2 O 2 Na 2 TeO 4 + H 2 O (1) 10