PROCESOS DE EXTRACCIONEXTRACCION POR SOLVENTE- Gersson Caya Bautista- Daniel Quispe Vargas- Maria Fernanda Huaman

DEFINICION

•La extracción por solventes consiste en un proceso de purificación y concentración de soluciones basada en la separación del elemento de interés, (ejm. Cobre)

•En el proceso global de la extracción se distinguen tres momentos fundamentales que consiste en:

1° El liquido extractante

•Se agrega a la solución primaria, y se conecta con en ion metálico, el que queda entonces formando parte del extractante

2°Complejo extractante-ion metálico

•Es separado de la solución y llevado a una solución secundaria pobre en el ion metálico

3°Reextraaccion:

•El elemento de interés es nuevamente devuelto a la solución al que al estar exenta de impurezas es optima para el proceso siguiente

Procedimiento básico

•Los sistemas de extracción tienes tres componentes importantes que son:▫Un soluto a extraer.▫Un soluto acuoso.▫Un extractante orgánico.

•El proceso de extracción por solvente se basa en la reacción reversible de intercambio iónico que tiene lugar entre dos fases inmiscibles, la fase orgánica que corresponde al reactivo extractante y la fase acuosa que corresponde a la solución.

Etapa de extracción o carga del reactivo•La solución impura proviene de la

lixiviación rica en iones de cobre y con una acidez baja ph entre 1.4 y 1.9 se introduce en mezcladores especiales, en los que se contacta con la fase orgánica de muy bajo contenido de cobre.

Etapa de reextracion o descarga del reactivo•Consiste en la recuperación de la especia

metálica desde la fase orgánica lo que permite ser vuelta a usar en la etapa de extracción hacia una fase acuosa de reextracion, de características fisico-quimica diferentes a la solución acuosa de lixiviación. La cual es

Procesos de Absorción• Es la operación unitaria

que consiste en la separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con el, cual forma solución (un soluto, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida).

•Este proceso implica una difusión molecular turbulenta o una transferencia de masa del soluto a través del gas, que no se difunde y está en reposo, hacia un líquido, también en reposo. Un ejemplo es absorción de amoníaco del aire por medio de agua líquida o una salmuera o el SO2 procedente de una tostación mediante DMA. Al proceso inverso de la absorción se le llama empobrecimiento o desabsorción; cuando el gas es aire puro y el líquido es agua pura, el proceso se llama des humidificación.

Desorción

•La desorción es la operación inversa a la absorción. Se puede efectuar:

• I) Pasando una corriente de aire u otro gas para invertir el equilibrio de adsorción.

• II) Pasar por el lecho del adsorbente una corriente que mejore las propiedades de este.

• III) Elevando la temperatura

LA ADSORCIÓN• Se define como la acumulación de material

( llamado adsorbato) en una superficie (sólida o liquida), es muy diferente de la absorción, que se realiza en todo el volumen.

• Tipos de adsorción:

1.- Física : la especie adsorbida) conserva su naturaleza química

2.- Química: la especie adsorbida sufre una transformación para dar lugar a una especie distinta.

Diferencias notablesI) En la absorción física, el gas se adsorbe

formando capas sucesivas, mientras que en la química la adsorción queda restringida a una monocapa.

II) La energía de adsorción es mayor en la quimisorción que en el caso de la fisisorción.

La adsorción es un proceso reversible

El carbón activo, por su gransuperficie especifica, esampliamente usado en laabsorción: La grafica adjuntarepresenta las isotermas deabsorción del benceno sobredicho carbón.Observamos que la temperaturainfluye desfavorablemente puesla adsorción es, como todacondensación, exotérmica.

Aplicación de cartucho filtrante, usado como careta antigas.

APLICACIONES• Las aplicaciones en las que se emplea éste proceso de

adsorción como separación son: purificación de agua, tratamiento de aguas residuales, quitar olores, sabores o colores no deseados por ejemplo en aceites, jarabes de azúcar, en la deshumidificación de gasolinas, o en el secado de aire.

• Otra aplicación muy extendida es la obtención de nitrógeno, haciendo pasar un caudal de aire comprimido por el lecho adsorbente, compuesto por carbón molécular, especialmente manufacturado para ese propósito.

LIXIVIACIÓN

Introducción• Es la disolución del metal a recuperar desde una

materia prima sólida, en una solución acuosa mediante la acción de agentes químicos. Esta transferencia del metal hacia la fase acuosa, permite la separación del metal contenida en la fase sólida de sus acompañantes no solubles. En la hidrometalurgia del cobre dada su variedad de sustancias sólidas que contienen cobre factibles de beneficiar por lixiviación, complican la extensión de los fundamentos del sistema lixiviante (sólido – agente – extractante – métodos).

Materia PrimaSegún origen:Fuentes primarias (menas desde yacimientos)Fuentes secundarias (desechos de procesos,

chatarras metálicas, efluentes de plantas)Según química:Cobre Metálico (cobre nativo, chatarras,

productos cementación, barros anódicos)Cobre Oxidado (menas oxidadas, calcinas de

tuestas, nódulos marinos polimetálicos)Cobre Sulfurados (menas sulfuradas, matas

cupríferas, productos sulfurados)

Agentes LixiviantesLa selección depende de su disponibilidad, costo,

estabilidad química, selectividad, producir, regenerar y que permita la recuperación del cobre de la solución acuosa en forma económica.

Se clasifican en: Acido inorgánicos (ácido sulfúrico, ácido

clorhídrico, ácido nítrico) Bases (hidróxido de amonio) Agentes oxidantes (oxígeno, ión férrico, ión

cúprico) Agentes acomplejantes (amoniaco, sales de

amonio, cianuros, carbonatos, cloruros)

Los métodos más característicos son:•Lixiviación de lechos fijos

▫Lixiviación in situ▫Lixiviación en bateas▫Lixiviación botaderos▫Lixiviación en pilas

•Lixiviación de pulpas▫Lixiviación en agitadores▫Lixiviación en autoclaves

Lixiviación en bateasEsta técnica consiste en contactar un lecho de mineral con una solución acuosa que percola e inunda la batea o estanque.

Los minerales a tratar por este método deben presentar contenidos metálicos altos o muy altos, debiendo ser posible lixiviar el mineral en un período razonable (3 a 14 días) y en trozos de tamaño medio con tonelajes suficientes de mineral percolable en el yacimiento que permitan amortizar la mayor inversión inicial que requiere este tipo de proceso

Lixiviación en pilasSe basa en la percolación de la solución lixiviante a través de un mineral chancado y apilado, el que esta formando una pila sobre un terreno previamente impermeabilizado. La pila se riega por aspersión o goteo. Se aplica a minerales de alta ley debido a los costos de operación y transporte.

Existen dos tipos de pila según su operación.• Pila Permanente (capas múltiples)• Pila Renovable o Reutilizable

•Técnicas de apilamiento del mineral

•Riego de la pila

El riego de las pilas se puede realizar fundamentalmente por dos procedimientos :por aspersión o por distribución de goteo, este último siendo recomendable en caso de escasez de líquidos y bajas temperaturas (Fig 3.13 a y b). En la industria, se utiliza generalmente una tasa de riego del orden de 10 - 20 litros/h.m2.El riego tiene que ser homogéneo.

Por aspersión

Lixiviación por agitación•La lixiviación por agitación se utiliza en

los minerales de leyes más altas, cuando los minerales generan un alto contenido de finos en la etapa de chancado, o cuando el mineral deseado está tan bien diseminado que es necesario molerlo para liberar sus valores y exponerlos a la solución lixiviante. Es también el tipo de técnica que se emplea para lixiviar calcinas de tostación y concentrados.

Conceptos de la lixiviación de sulfuro

Reactivos químicos utilizadosBacterias del tipo bacillus oxidantes de azufre

(Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus thioparus, Sulfolobus, etc)

Bacterias reductoras de azufre (Desulfovibrio desulfuricans, Gallionella)

Bacterias oxidantes de fierro (Thiobacillus ferrooxidans, Sulfolobus, etc)

HongosAlgas microscópicasProtozoos

Lixiviación bacterialLa lixiviación bacterial de minerales sulfurados envuelve el uso de microorganismos que ayudan en la extracción del metal de valor.

La disolución de metales por acción de bacterias desde minerales escasamente solubles, puede ocurrir por dos mecanismos:

• Directo: Por el metabolismo del propio microorganismo.

• Indirecto: Por algún producto de su metabolismo

La lixiviación bacteriana de minerales es un fenómeno complejo al acoplar diversos elementos, algunos de los cuales son :

•Actividad oxidativa, crecimiento, adherencia y transporte de microorganismos.

•Reacciones de disolución de minerales.

•Equilibrio iónico y transporte de especies y oxigeno entre la fase líquida y el mineral.

•Reacciones de hidrólisis y precipitación de compuestos complejos en solución.

•Termoquímica de las reacciones del sistema y transferencia de calor.

•Movimiento del aire y de la solución a través del lecho.

Gracias