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Lixiviacin Esttica en Columnas

Agrada, Gutirrez, Sossa, Valdivia 1

CONTENIDO

Contenido .................................................................................................................................................... 1

Resumen Ejecutivo ..................................................................................................................................... 2

1. Objetivos ................................................................................................................................................. 3

1.1. Objetivo General .............................................................................................................................. 3

1.2. Objetivos Especficos....................................................................................................................... 3

2. Introduccin ............................................................................................................................................ 4

3. Fundamento Terico ............................................................................................................................... 5

3.1. Lixiviacin ....................................................................................................................................... 5

3.2. Variables importantes en el proceso de Lixiviacin ........................................................................ 5

3.2.1. Granulometra. .......................................................................................................................... 5

3.2.2. Agentes lixiviantes .................................................................................................................... 5

3.2.3. Tiempo de contacto ................................................................................................................... 5

3.2.4. Velocidad de difusin ............................................................................................................... 5

3.3. Propiedades de la Crisocola ............................................................................................................. 5

4. Desarrollo Experimental ......................................................................................................................... 7

5. Discusin de Resultados ......................................................................................................................... 8

6. Conclusiones ........................................................................................................................................... 9

7. Recomendaciones ................................................................................................................................. 10

8. Referencias ............................................................................................................................................ 11

Anexos ...................................................................................................................................................... 12

Anexo A ................................................................................................................................................ 12

Anexo B ................................................................................................................................................ 13


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RESUMEN EJECUTIVO

El objetivo de la presente practica es estudiar el grado de recuperacin de cobre mediante la lixiviacin

en columna del mineral crisocola, para ello se arm un sistema de lixiviacin que consiste en un tanquede alimentacin de agente lixiviante, en este caso, cido sulfrico; un equipo de venoclisis, que sirve

para regular el flujo de alimentacin del agente lixiviante; y una columna de lixiviacin que contiene el

mineral.

Una vez armado el sistema, se inici el riego del agente lixiviante con un flujo regulado sobre la

columna, midiendo tambin el tiempo de riego. Luego, se tomaron muestras despus de 0.5, 1, 3 y 72horas, las cuales fueron enviadas al Laboratorio para su respectivo anlisis qumico.

Despus de obtener los resultados del Laboratorio, mediante un balance metalrgico, se obtuvieron los

porcentajes de recuperacin de la extraccin para cada muestra y consiguientemente para cada tiempo.

Estos resultados se resumen en un grfico que representa el Porcentaje de Recuperacin vs. Tiempo y

nos muestra la tendencia asinttica que tiene el Porcentaje de Recuperacin a travs del tiempo, se pudoobservar que aproximadamente 16 horas despus de iniciado el proceso se obtuvo el mximo Porcentaje

de Recuperacin.

Este anlisis resulta muy importante desde el punto de vista econmico, puesto que, se aliment la

columna con agente lixiviante durante 72 horas y el mximo porcentaje de recuperacin se obtuvo

despus de 16 horas, desperdicindose 56 horas de alimentacin, siendo un costo innecesario todo elcido regado durante este tiempo debido a que no se obtuvieron incrementos significativos en la

recuperacin.


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1.OBJETIVOS1.1.OBJETIVO GENERAL El objetivo del tema es estudiar la factibilidad de recuperacin de cobre a partir de un mineral de

Crisocola.

1.2.OBJETIVOS ESPECFICOS Obtener licor de sulfato de cobre. Instalar un circuito de lixiviacin. Hacer un anlisis de recuperacin y rendimiento mediante balance metalrgico. Analizar las variables influyentes a nuestra lixiviacin.


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2.INTRODUCCINEn metalurgia extractiva se conoce como lixiviacin al proceso de extraer desde un mineral una especie

de inters por medio de reactivos (agentes lixiviantes) que la disuelven o transforman en sales solubles.En otras palabras, en la lixiviacin se recuperan especies tiles desde una fase lquida, correspondiente a

la sustancia o una sal de esta en solucin acuosa. Los minerales que usualmente son lixiviados son

aquellas menas oxidadas (xidos, carbonatos, sulfatos, silicatos, etc.).

Existen distintos tipos de Lixiviacin, y diferentes parmetros que intervienen dependiendo del tipo de

lixiviacin al igual que diferentes grados de recuperacin. Nuestro inters se centra principalmente en elestudio y observacin de las caractersticas de la Lixiviacin Esttica en Columnas, motivo por el cual

se realiza la siguiente prctica.


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3.FUNDAMENTO TERICO3.1.LIXIVIACIN

La lixiviacin es un proceso hidrometalrgico que permite obtener el cobre de los minerales oxidadosque lo contienen, aplicando una disolucin de cido sulfrico y agua. Este proceso se basa en que los

minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones cidas.

3.2.VARIABLES IMPORTANTES EN EL PROCESO DE LIXIVIACIN

3.2.1.GRANULOMETRA.Para que la lixiviacin sea econmicamente viable, por ejemplo, para tener un porcentaje de extraccin

adecuado en un perodo corto es necesario chancar el mineral a un tamao ptimo. La influencia del

tamao del Mineral se puede observar en la Figura 1(ver Anexo A).

3.2.2.AGENTES LIXIVIANTES

Al momento de elegir el agente lixiviante es importante tener en cuenta la composicin mineralgica delmaterial, tipo de ganga, tamaos de granos y diseminacin, contenido de azufre, presencia de carbonato,

cloruros u otros constituyentes. Por lo que es necesaria la investigacin y la experiencia operativa, para

seleccionar el lixiviante y obtener los datos necesarios para predecir el comportamiento de la lixiviacin.

3.2.3.TIEMPO DE CONTACTOEl rea de contacto depende del tipo de cristalizacin del mineral debido a su superficie especfica,

muestra diferentes irregularidades en las cuales presentan pequeos orificios conocidos como poros; por

la cual pasa la solucin lixiviante para reaccionar y llegar a un equilibrio y en la cual el proceso qumicoconcluye

3.2.4.VELOCIDAD DE DIFUSINLa difusin es mucho mejor durante la lixiviacin por agitacin. Porque mejora la cintica entre los

elementos.

3.3.PROPIEDADES DE LA CRISOCOLATipo bsico: Metamrfico

Grupo: Silicatos

Sistema Cristalino / Estructura: Sistema no se conoce (amorfo). Est representado por coloides, masas

opaliformes, a veces en burbujas o masas terrosas

Composicin qumica: Cobre silceo. Malaquita silcea. (CuSiO3.H2O). Silicato de cobre hidratado.


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Formacin u origen: Deriva de dos palabras griegas que significan oroy colapues el cobre que se

extraa de este mineral se empleaba como material para soldar el oro. Se encuentra en zonas de oxidacin de losyacimientos de cobre y se encuentra en zonas de clima seco y clido

Dureza: De 2 a 4

Densidad: 2.3

Color: Azul y azul verde. Brillo vtreo graso, opaco, a veces dbilmente traslcido

Brillo: Vtreo o mate, opaco

Propiedades: Frgil

La estructura de la Crisocola se puede observar en la Figura 2 (ver Anexo A).

La reaccin para el proceso de lixiviacin de la crisocola es:

Los protones sern proporcionados por el cido sulfrico en nuestro caso.


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4.DESARROLLO EXPERIMENTALEl procedimiento para obtener el licor de sulfato de cobre a partir de su materia prima: la crisocola,

es el siguiente:

(a) Pesar aproximadamente 2 Kg de crisocola y chancarla o molerla hasta obtener el tamao demayor a la malla 3 .

(b) Cuartear una muestra para anlisis de la ley de cabeza.(c) Instalar un circuito de lixiviacin que consta de: un tanque contenedor del disolvente

comunicado mediante pequeas mangueras de suero, al tanque en el que se acomoda la materia

prima chancada.

(d) Regular el caudal de cada del disolvente en la crisocola, la disolucin obtenida debe sercolectada en otro recipiente por que es la que contiene el sulfato de cobre.

(e) Esperar un tiempo de aproximadamente 0.5, 1, 3, 72 horas para que el disolvente acte sobre elmineral, pasado estos tiempos se supone que el mineral tiene escaso contenido de cobre por loque se hace el lavado agregando al circuito agua en lugar del disolvente, para que arrastre salessolubles.

(f) Finalmente se colecta el licor rico en cobre, en un recipiente seguro que tenga el cuello estrechopara evitar que por el contacto con el ambiente, el licor cristalice como sulfato de cobre

pentahidratado.

(g) Sacar una muestra de 30 ml de solucin del lixiviado para cada una de las alcuotas, para serllevadas a anlisis qumico.

El flujograma del proceso Experimental se puede observar en el Figura 3 (ver Anexo B). El proceso decuarteo se observa en la Figura 4 (ver Anexo B) y el sistema de lixiviacin se muestra en la Figura 5(ver Anexo B).


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5.DISCUSIN DE RESULTADOS

Respecto a la obtencin de resultados se puede argumentar lo siguiente:

(a)

Los resultados de Laboratorio se resumen en la Tabla 1 (ver Anexo B).

(b) Los datos tomados y el clculo de la tasa de riego inicial, 0.032 l/min-m 2, se muestran en elAnexo B, cabe recalcar que la tasa de riego no fue constante, reducindose a 2 gotas/s durante el

ltimo periodo de lixiviacin, es decir a partir de las 3 horas hasta las 72 horas, cuando finaliza elproceso.

(c) Mediante un Balance Metalrgico a partir de los resultados de las concentraciones de lasmuestras analizadas en el laboratorio se obtuvieron los porcentajes de recuperacin y semuestran en la Tabla 2 (ver Anexo B), se observa que las concentraciones del Licor Rico van en

aumento con el transcurso del tiempo, lo cual coincide con el comportamiento terico descrito

por la bibliografa. Las leyes de cabeza y de colas tambin se registran en la Tabla 2 (ver Anexo

B).

(d) Graficando el Porcentaje de Recuperacin vs. Tiempo, Figura 6 (ver Anexo B), se observa que elmayor porcentaje de recuperacin, 61.98%, se obtiene aproximadamente a las 16 horas de

iniciado el proceso de lixiviacin.

(e) Por lo tanto las restantes 56 horas que se mantuvo el proceso no incrementaronsignificativamente el porcentaje de recuperacin.

(f) Finalmente la Figura 6 tambin nos muestra la tendencia asinttica que tiene el Porcentaje deRecuperacin a travs del tiempo, lo cual coincide con el comportamiento esperado.


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6.CONCLUSIONES

(a) Instalamos el circuito de lixiviacin necesario para la realizacin de la prctica, mediante el cualnos percatamos de todos los equipos que son necesarios para realizar un proceso de lixiviacin y

la importancia del control de todos los parmetros involucrados en el proceso (peso del mineral,granulometra del mineral, concentracin del agente lixiviante, flujo de riego del agente

lixiviante, y tiempo de lixiviacin).

(b) Obtuvimos nuestro licor de sulfato de cobre deseado en cuanto a la efectividad de nuestrarecuperacin es baja debido a que para tener las variables ideales para una recuperacin ptimase necesitara un estudio previo.

(c) En cuanto se refiere a la taza de riego una de nuestras variables, tuvimos una taza de riegovariante debido a que no se poda tomar muestras durante dos das razn por la cual

disminuimos el caudal ; este factor afecto a nuestro proceso al no tener una taza de riego

constante.

(d) Con respecto a la cintica de lixiviacin se observ que esta puede ser catalogada, segn labibliografa referida a la lixiviacin de silicatos de cobre, como rpida; debido a que para laobtencin del mximo porcentaje de recuperacin se necesitaron aproximadamente 16 horas.

(e) Las variables mas importantes para el proceso de lixiviacion son: Peso del mineral, Granulometra del mineral Concentracin del agente lixiviante Flujo de riego del agente lixiviante Tiempo de lixiviacin.


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7.RECOMENDACIONES

Una vez finalizado el proceso de Lixiviacin Esttica en Columnas se puede argumentar lo siguiente:

(a)

Durante la ejecucin de la prctica se recomend el uso de EPPs (Equipos de ProteccionPersonal) para trabajar en el Laboratorio, pero se seal que los EPPs son la ultima barrera

contra los accidentes y que la primera es el prevencin de riesgos que se logra tomandoconciencia de los peligros que se asumen en el trabajo y asumiendo actitudes para evitar

perjuicios, stas pueden ser:

Revisar que los materiales que se van a utilizar estn en buen estado. Tener el cuidado necesario en la manipulacin de sustancias toxicas. En la industria, se tienen charlas de 5 minutos sobre Seguridad Industrial y

Riesgos de la Salud para que los trabajadores tomen conciencia del riesgo del

trabajo.

(b) En lo concerniente a la realizacin de la prctica se sugiere que esta sea realizada un dia distintoal viernes porque no se pudieron tomar muestras despus de 24 y 48 hrs. Porque el laboratorio noest disponible los das sbado y domingo.


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8.REFERENCIAS

MILHOVILOVIC, E. D. (2001) Lixiviacin de Minerales Oxidados en medio cido. Captulo9. Hidrometalurgia: fundamentos, procesos y aplicaciones, Chile, pp 233237.

ALEJO T., A. (2010) Tcnicas de lixiviacin. Capitulo III. Procesos Hidrometalrgicos,Universidad Mayor de San Andrs, pp. 76-88.

CARDENAS, A. (2012) Apuntes de Clases: Hidrometalurgia, Universidad Mayor de SanAndrs,

http://es.wikipedia.org/wiki/Lixiviaci%C3%B3n_(metalurgia)


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ANEXOS

ANEXOA

Figura 1.Efecto del tamao de mineral en la extraccin.

Figura 2.Estructura del mineral crisocola


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ANEXO B

Figura 3.Flujograma del Proceso Experimental


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Figura 4.Cuarteo de la muestra.

Figura 5.Circuito de Lixiviacin.


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Figura 6.Porcentaje de Recuperacin vs. Tiempo

CLCULOS

Se utiliz una solucin de cido sulfrico al 10% para las primeras tres pruebas se utilizaron

aproximadamente 2 litros.

Clculo de la taza de riego

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80

%R

ECUPERACION

TIEMPO DE LIXIVIACION (hrs)


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Entonces el rea ser:

El caudal es el siguiente:

t=0.35 min el caudal ser:

( )

Para la ltima lixiviacin se cambi la taza de riego; el caudal cambio a 2( ).

Balance MetalrgicoPRODUCTO PESO(gr) VOLUMEN(l) %Cu Cu(g/l) U.F. %RECUPERACION

Licor Rico1 0,35 21,2 7,42 2,45Licor Rico 2 0,80 18,04 14,43 4,77

Licor Rico 3 2,00 19,14 38,28 12,66

Licor Rico 4 2,45 19,09 46,77 15,47

Colas1 68,22 22,56

Colas 2 61,21 20,24

Colas 3 37,36 12,36

Colas 4 1,96 28,68 9,49

TOTALES 2000 302,37 100,00

LEY CABEZA

CALCULADA 3,02

LEY DE CABEZAENSAYADA 4,96

Tabla 1.Resultados del Laboratorio.

PRODUCTO VOLUMEN(l) %Cu Cu(g/l) U.F. %RECUPERACION

TIEMPO DE

LIXIVIACION


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Licor Rico 1 0,35 21,2 7,42 9,81 0,5

Colas 68,22 90,19

Cabeza 3,782 75,64 100,00

Licor Rico 2 0,8 18,04 14,43 19,08 1

Colas 61,21 80,92

Cabeza 75,64 100,00Licor Rico 3 2 19,14 38,28 50,61 3

Colas 37,36 49,39

Cabeza 75,64 100,00

Licor Rico 4 2,45 19,09 46,77 61,98 72

Colas 28,68 38,02

Cabeza 75,46 100,00

Tabla 2.Resultados del Balance Metalrgico.

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