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Uso de un modelo qumico de extraccin por
solventes de cobre en la obtencin
matemtica de diagramas de
Mc Cabe-Thiele.
J. Simpson A.(*) - P. Navarro D.(*) C. Vargas R.(*) - F.J. Alguacil P.
(**)(*) Univrsi!a! ! San"iago ! C#il
Dpar"amn"o ! $ngnir%a &"al'rgcaCasilla ++ - Fono,Fa /--00/1++ , /--0/122+(**) Cn"ro Nacional ! $nvs"igacions &"al'rgicas
Csiv3 Av!a. 4rgorio !l Amo3 Ciu!a! Univrsi"aria 213&a!ri!-5spa6aFa +101
Resumen
Ac"ualmn" la 5"racci7n por Solvn"s ! Co8r #a
logra!o una gran aplicaci7n n plan"as #i!rom"al'rgicas
ins"ala!as n C#il3 sin m8argo3 s 9c"'a un "ra"amin"o
mu: mp%rico para l con"rol !l procso n las plan"as
in!us"rials. Por s"a ra;7n3 rsul"a ! suma impor"ancia
9ormular mo!los $ - 2/ : >$ - 213
prsn"an!o un a=us"
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!iagramas ! &c Ca8-B#il.
ntroduccin.
5l procso ! >iiviaci7n - 5"racci7n por Solvn"s :
5lc"roo8"nci7n ! co8r3 #a prmi"i!o plo"ar :acimin"os os mo!los ! 5"racci7n por Solvn"s ! co8r con 5"rac"an"s
Gulan"s s pu!n clasi9icar n mo!los os mo!los
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A
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(1)
Sg'n "ra8a=os an"riors3 Ms pu! consi!rar cons"an" n uncir"o rango ! concn"racions3 o n su !9c"o s pu! consi!rar l
valor prom!io ! un rango ! concn"racions3 pus su variaci7n
n"r los "rmos !l in"rvalo scogi!o no s mu: impor"an" H13 I.
As% s !9in la constante de extraccin ! acur!o a la siguin"
prsi7nK
()
Por o"ra par"3 consi!ran!o los 8alancs ! masas !l procso !
5"racci7n por Solvn"s ! co8rK
{mols ! ?!
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&ul"iplican!o s"as prsions por la ra;7n orgnico-acuoso (E,A)
: calculan!o concn"racions3 s o8"inK
HCuRIgnra!osO HCuRI- HCuRIinicial (1)
H?IO H?Iinicial (E,A) HCuRIgnra!os ()HCu IO HCu
Iinicial- (E,A) HCuRIgnra!os (/)
H?RIO H?RIinicials- HCuRIgnra!os (0)
Rmpla;an!o la prsi7n (1)3 n las prsions ()3 (/) :
(0)3 rsul"aK
H?IO H?Iinicial- (E,A) (HCuRIinicial- HCuRI) (2)
HCu IO HCuIinicial (E,A) (HCuRIinicial-
HCuRI)()
H?RIO H?RIinicial (HCuRIinicial- HCuRI) ()
Rmpla;an!o las prsions (2)3 () : () n la prsi7n ()3
rsul"a
(
)
Ror!nan!o "@rminos : rconocin!o como inc7gni"a la
concn"raci7n ! CuR!
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()
(/)
>os parm"ros A3 Q3 C : D s calculan con la cons"an" !
"racci7n3 ra;7n orgnico-acuoso3 concn"raci7n inicial ! Cu: !
?3 concn"raci7n inicial ! "rac"an" orgnico : la concn"raci7n
inicial ! CuR(si l rac"ivo s nuvo s"a concn"raci7n s cro).
Anali;an!o las ra%cs !l polinomio ()3 : scogin!o a
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molcular !l "rac"an" orgnico3 la cons"an" ! "racci7n !l
sis"ma co8r,ci!o - "rac"an",!ilu:n"3 las con!icions inicials !
concn"raci7n ! Cu3 ?: concn"raci7n ! "rac"an" (v,v). S
consi!ra la simulaci7n ! s"a iso"rma con un "rac"an" 9rsco3 s!cir3 la concn"raci7n inicial ! CuRs cro. A!icional a s"o3 s
!8 n"rgar un lis"a!o ! ra;ons orgnico-acuoso
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5l "rcr paso s gra9icar con=un"amn" la $so"rma !
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(+)
(++)
Rmpla;an!o la ra;7n orgnico-acuoso E,A n la cuaci7n
()3 no"an!o os nsa:os s #iciron n un rac"or 8a"c#3 "rmos"a"i;a!o a
C : agi"a!o a / rpm3 !uran" minu"os. >ugo s !=7 sparar las
9ass !uran" un "impo ! minu"os. 5s"as con!icions s
s"a8lciron para asgurar
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Figura N.- &on"a= 5primn"al
5n la Ba8la s mus"ran los rsul"a!os primn"als o8"ni!os
para >$ 2/ : n la Ba8la 3 los corrspon!in"s al >$ 21.
Bam8i@n n s"as "a8las aparcn los rsul"a!os o8"ni!os u"ili;an!o
las cuacions (2)3 ()3 () : (+) !l mo!lo par"in!o ! las
con!icions inicials ! ca!a con"ac"o. Para llvar a ca8o s"as
simulacions s consi!r7 las cons"an"s ! "racci7n o8"ni!as para
l >$ 2/ : l >$ 21 a C3 n "ra8a=os an"riors H03I s"os
valors son 13 : 3+3 rspc"ivamn".
Ba8la .- Rsul"a!os 5primn"als : Simula!os corrspon!in"s al
>$ 2/.
Con!icions
Fas AcuosaK HCu]
inicialO gpl - p?inicialO
Fas ErgnicaK H?R]inicialO v,v - HCuR]inicialO
MextraccinO 13
Pru8a Ra;7n
E,AHCu]
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30 3/ .++0 ./ 300
+ 3 3+/ .++ .+1 3+/
1 3 3 ./ .1 3/2
3 32+ .0 .2/0 3++
/ 32 3 . .0 32/
0 3// 3++ .++ .++ 31/
2 3/ 3 ./02/ .1 3/
3 3/ .0/ ./// 30//
Ba8la .- Rsul"a!os 5primn"als : Simula!os corrspon!in"s al
>$ 21.
Con!icions
Fas AcuosaK HCu]inicialO gpl - p?inicialO
Fas ErgnicaK H?R]inicialO v,v - HCuR]inicialO
Mextraccin O3+
Pru8a Ra;7n
E,AHCu]
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Figura N .- $so"rma ! "racci7n Sis"ma Cu,?SE1- 5scai! +,>$ 2/
Con!icionsAcuoso HCuIO g,l p?OErgnico v,v ! "rac"an" HCuRIO g,l
Bmpra"ura K C
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Figura N +.- $so"rma ! "racci7n Sis"ma Cu,?SE1- 5scai! +,>$ 21
Con!icionsAcuoso HCuIO g,l p?OErgnico v,v ! "rac"an" HCuRIO g,l
Bmpra"ura K C
$btencin del diagrama de Mc Cabe - Thiele.
Para la o8"nci7n !l Diagrama ! &c Ca8 - B#il3 s "omar como
=mplo las siguin"s con!icionsK
Soluci7n Acuosa ! alimn"aci7nK
Concn"raci7n ! CuK gpl - p?K
Soluci7n ErgnicaK
Concn"raci7n ! ?RK 3 v,v ( >$ 2/) - Concn"raci7n ! CuR K
3 gpl
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Ra;7n Ergnico-AcuosoK 3
Paso .- >a iso"rma simula!a para s" caso s la prsn"a!a n la
9igura +. >a carga mima s aproima al valor ! la concn"raci7n !co8r n l orgnico o8"ni!a para la ra;7n E,A igual a .. 5n s"
caso CmaO.0// g,l.
Paso .- D"rminaci7n ! la rc"a ! opraci7n. 5n s" =mplo s
consi!rar una ra;7n E,A igual a 3 por lo "an"o la pn!in" ! la
rc"a ! opraci7n s igual a . 5l porcn"a= ! acrcamin"o a la
carga mima sr ! . D s" mo!o la rc"a ! opraci7n sK
(+1)
Paso +.- S gra9ica la iso"rma simula!a : la rc"a ! opraci7n. 5l
!iagrama s cons"ruir con !os scalons.
Paso 1.- S !8 "ra;ar una l%na vr"ical
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Para compl"ar l !iagrama s !8n rp"ir los pasos : /.
5l !iagrama rsul"an" s mus"ra n la 9igura 1.
Figura 1.- Diagrama &c Ca8 - B#il simula!o para l >$ 2/
"iscusin de resultados.
>a comparaci7n n"r las iso"rmas ! "racci7n primn"als :
las iso"rmas ! "racci7n simula!as3 !mus"ran
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Concn"racions ! co8r n"r : gpl ! Cu3 p? n"r 3+ :
3 3 !a!o
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! princias a rali;ar3 con su rspc"ivo cos"o asocia!o.
Re%erencias.
. ?o# an! Qau"is"a 3 LC#micall: 8as! mo!l "o pr!ic"
!is"ri8u"ion co99icin"s in "# Cu->i / N an! Cu-l
sis"msL3 &"allurgical "ransac"ions Q3 Vol Q3 &ar;o 023 pp.
/-0.
. > an! Bavlari!s3LC#mical $ 2/ an! i"s $n9lunc on Coppr ($$) 5"racc"ion 9romSulp#uric Solu"ionsL Rvis"a ?TDRE&5BA>>UR4T.
1. &. 4a"3 P. Navarro3 J. Simpson A.3 F.J. Alguacil
P.3LD"rminaci7n ! Co9icin"s ! Ac"ivi!a! ! $ons para l
Sis"ma Cu-?E-?SE1 : su uso n 5"racci7n por Solvn"s
! Co8rL. V$ 5ncon"ro Nacional ! Bra"amn"o ! &in@rios
?i!rom"alurgia3 3 R%o ! Janiro3 Qrasil.
. &. 4a"3.3L&o!laci7n Gu%mica ! 5"racci7n por Solvn"
! Co8r con 5"rac"an"s !l Bipo Gulan"L.Bsis Prsn"a!a
para o8"nr l gra!o ! &agis"r n Cincias ! la $ngnir%a.
Univrsi!a! ! San"iago ! C#il. .
/. Ti-gui >i3 Jiu-9ang >u3 ong-c#ng >i3 Bi-;#u Qao3 Ji-!ing >i
an! Bng Bng . LD"rmina"ion o9 "#rmo!:namic a"inoamricana ! &"alurgia
! &a"rials3 13 An"o9agas"a3 C#il.
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. J. Simpson A.3 P. Navarro D.3 LAnlisis ! &o!los Gu%micos
para l Procso ! 5"racci7n por Solvn"s ! Co8rL3 V$$$
Simposium ! $ngnir%a ! &inas3 Dpar"amn"o !
$ngnir%a n &inas3 Univrsi!a! ! San"iago ! C#il3 +3
San"iago3 C#il.. ?orng J. An! &aa J.. LSmi-mpirical 5os Au"ors agra!cn a la Univrsi!a! ! San"iago ! C#il (D$CTB)
: al CS$C (5spa6a) la a:u!a prs"a!a para la rali;aci7n !l "ra8a=o.
http://cabierta.uchile.cl/revista/7/modelo.htm#inicioTop Related