Ing. Juan Vega González, F. Bernui, R. Cieza, R. Lucano Lab. Procesamiento de Minerales UNT.

Transcripción

1 Ing. Juan Vega González, F. Bernui, R. Cieza, R. Lucano Lab. Procesamiento de Minerales UNT.

2 1. Introducción El Perú dispone de grandes recursos minerales debiéndose destacar el Oro, la Plata y el Cobre, utilizados como fuente generadora de riqueza y principal rubro de producción minera. Durante las últimas décadas se busca nuevas alternativas en los procesos hidrometalúrgicos debido al deterioro ambiental y de salud, ocasionados por los efluentes de los ácidos que se emplean en dichos procesos.

3 1. Introducción La investigación sobre el posible reemplazo de ácidos inorgánicos como el sulfúrico, por un ácido orgánico y biodegradable como el ácido cítrico en la Hidrometalurgia del Cobre; se encuentra en una etapa de evolución, en la cual, se busca obtener valores metálicos y reducir así el uso de productos químicos nocivos para el suelo y el agua, además de potenciar los niveles de recuperación metalífera.

4 2. Planteamiento del problema: En qué medida influye el ph y la concentración del ácido cítrico en la extracción de cobre mediante lixiviación por agitación de minerales oxidados de cobre tipo crisocola del Distrito de Salpo- La Libertad?

5 3. Objetivos: Evaluar la influencia del ph y la concentración del ácido cítrico en la lixiviación por agitación de minerales oxidados de cobre tipo crisocola del distrito de Salpo- La Libertad. Demostrar que se puede extraer cobre usando ácido cítrico como disolvente en la lixiviación de minerales de cobre tipo crisocola.

6 3. Objetivos: Evaluar la influencia del ph y la concentración del ácido cítrico en la lixiviación por agitación de minerales oxidados de cobre tipo crisocola del distrito de Salpo- La Libertad. Demostrar que se puede extraer cobre usando ácido cítrico como disolvente en la lixiviación de minerales de cobre tipo crisocola. 4. Hipótesis: El ph y la concentración del ácido cítrico influyen significativamente en la extracción de cobre mediante lixiviación por agitación de minerales oxidados de cobre tipo crisocola procedente del Distrito de Salpo- Libertad

7 5. Marco Teórico: Actualmente, la operación de lixiviación con ácido sulfúrico da lugar a disoluciones acuosas que contienen desde menos de 1 g/l a cerca de 35 g/l Cu, valores de ph comprendidos entre 1,1 y 3,0, hasta 50 g/l de cloruros y una serie de impurezas, dependiendo del tipo de material tratado, el agua empleada y la evaporación sufrida. Todas estas disoluciones se pueden tratar mediante extracción con solventes. (Ref.1)

8 Lixiviación de Cobre Los minerales oxidados de cobre pueden disolverse en soluciones de ácido sulfúrico. Las reacciones de lixiviación para cada mineral específico son: Cuprita: Crisocola:

9 Lixiviación de Cobre La recuperación de cobre de licores de lixiviación es realizada por medios de cementación. El cemento de cobre producido por hierro metálico tiene solamente un contenido de cobre de 70 %. La electro-obtención juntamente con la extracción por solventes orgánicos producirán un cobre catódico que es comparable al cobre refinado convencional. (Ref. 2)

10 Métodos de Lixiviación: La selección del método de lixiviación depende de las características físicas químicas del mineral y los minerales asociados a ser tratados. Los factores importantes son: el grado de mineral, la solubilidad del valor metálico, la cinética de disolución, el consumo de reactivo, etc. (Ref.3)

11 Lixiviación por agitación Ventajas comparativas con otros métodos de lixiviación son: Alta extracción del elemento a recuperar. Tiempos cortos de procesamiento (horas). Proceso continuo que permite una gran automatización. Facilidad para tratar menas alteradas o generadoras de finos.

12 Lixiviación por agitación Las desventajas son: Un mayor costo de inversión y operación. Necesita una etapa de molienda y una etapa de separación sólido-líquido (espesamiento y filtración). Figura 1: Equipos de lixiviación por agitación.

13 Variables del proceso Granulometría: Tabla 1: tamaño de algunos minerales para lixiviación por agitación.

14 Variables del proceso Tiempo de lixiviación: Fig. 2: Porcentaje de extracción en función del tiempo.

15 Variables del proceso ph: Fig. 3: Eh/pH del sistema Cu-S-H2O, 25 C (Fuente Domic)

16 Variables del proceso Concentración de reactivos: Fig. 4: Complejos de aminas de cobre formadas en función de Conc. amoníaco

17 Variables del proceso Porcentaje de sólidos: El porcentaje de sólidos en la pulpa varía entre 20 y 50%. El porcentaje de sólidos se calcula por el peso del mineral en la pulpa. % sólidos

18 El Ácido Cítrico Fórmula química: (C 6 H 8 O 7 ). Acidulante ampliamente usado, inocuo con el medio ambiente. Es prácticamente inodoro, de sabor ácido no desagradable, soluble en agua, éter y etanol a temperatura ambiente. Es un sólido incoloro, traslúcido o blanco, que se presenta en forma de cristales, granular o polvo.

19 La liberación de los iones cobre es dependiente del ph del medio, los cítricos proporcionan los iones H + requeridos para la solubilización.(ref. 4). El Cobre divalente, Cu +2, se ligafuertemente con los ácidos húmicos y fúlvicos, formando complejos con la materia orgánica.(ref. 4). Reacción de Crisocola con Ácido Cítrico:

20 6. Aspecto Metodológico 6.1. Análisis químico del mineral: Mineral Ley Cu (%) Crisocola 6.64 Composición química de Crisocola:

21 6.2. Preparación mecánica de la muestra Foto N 1: Mineral de chancado. Foto N 2: Cuarteo de mineral. Foto N 3: Tamizado por malla #10. Foto N 4: Muestreo para prueba.

22 6.3. Preparación de solución de ácido cítrico Foto N 4: Concentraciones: 0.2 M, 0.4 M, 0.6 M y 0.8 M. Regulación de ph: Natural(1), 2, 3 y 4 con NaOH.

23 6.4. Lixiviación por agitación mecánica Foto N 5: Banco de agitadores, se trabajó al 33% sólidos, durante 3 horas de agitación a 500 rpm.

24 6.5. Filtración y análisis de solución Foto N 6: Análisis de solución y colas. Por método volumétrico a minerales y las soluciones por método de absorción atómica.

25 Planteamiento de esquema de pruebas: Concentración de ácido cítrico 0.2 M 0.4 M 0.6 M 0.8 M ph 1.0 X11 X12 X13 X14 ph 2.0 X21 X22 X23 X24 ph 3.0 X31 X32 X33 X34 ph 4.0 X41 X42 X43 X44 Parámetros de prueba Masa mineral (g): 100 % sólidos: 33.3 Volumen de solución (ml): 200 Granulometría: 95%-#10 Proceso: cinético Tiempo agitación: 3 horas

26 7. Resultados [Ac. Cítrico] ph NaOH al 50% agregados (ml) % de extracción Cu 0.2 Natural-1, Natural1, Natural-1, Natural-0,

27 % Extracción de Cu 7. Resultados % extracción Cu vs Concentracción de Ac. cítrico ph 1 ph 2 ph 3 ph 4 Ácido cítrico (Molaridad) Gráfico N 1: Porcentaje Extracción Cu vs Concentración Acido cítrico

28 % extracción Cu 7. Resultados % extracción Cu vs ph C. M.0.2 C.M. 0.4 C.M. 0.6 C.M. 0.8 ph Gráfico N 1: Porcentaje Extracción Cu vs Concentración Acido cítrico

29 7. Conclusiones Se concluye que el ph y la concentración del ácido cítrico influye significativamente en la extracción de cobre, lográndose altas extracciones de cobre muy similar a los ácidos inorgánicos. A una granulometría de 95%-#10, con 33% sólidos, agitación mecánica durante 3 horas, con ph 3 y concentración de ácido cítrico 0.4 molar se obtiene 81 % de extracción de cobre.

30 8. Recomendaciones Se recomienda hacer pruebas de electrodeposición directa de las soluciones cargas con citrato de cobre, buscando optimizar la variable de electrodeposición y analizar la pureza del cobre depositado. (A) (B) (C) (A) Electrodepisición de cobre, (B) cobre electrodepositado (C) Lámina de cobre obtenida.

31 GRACIAS POR SU ATENCIÓN. Ing. Juan Vega UNT