5 extraccion por solventes

7/28/2019 5 Extraccion Por Solventes

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EXTRACCION PORSOLVENTE

Ing. Guido Quispe Ampuero


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INTRODUCCIN

Se empez a emplear durante la segunda guerramundial. El motor de este cambio de procesos fue laobtencin de metales nucleares de mayor purezaextrados de minerales muy pobres.

Este fue el inicio del empleo de disolventes y productosorgnicos en hidrometalurgia.

Hoy en da la extraccin con disolventes orgnicos esuno de los procesos ms efectivos y econmicos para

purificar, concentrar y separar los metales valiosos quese encuentran en las disoluciones enriquecidasprovenientes de procesos de lixiviacin..


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EL ESQUEMA GENERAL DE UN PROCESODE EXTRACCIN CON DISOLVENTES ESEL SIGUIENTE:


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PROCEDIMIENTO:


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EN QUE CONSISTE? La extraccin por disolvente es posible debido a que ciertosreactivos qumicos orgnicos tienen un alto grado de afinidadselectiva con determinados iones metlicos, con los que forman

compuestos organometlicos. Por esta razn, la principal aplicacin de la extraccin por

disolvente se encuentra en la separacin selectiva de metales. La purificacin mediante extraccin se basa generalmente en

extraer del lixiviado un metal que nos interesa, traspasndolo aun disolvente orgnico.

De esta manera hacemos permanecer los dems metales en ellixiviado, a la vez que concentramos el metal deseado en unvolumen menor de diluyente, ahora de naturaleza orgnica.

Esta disolucin orgnica es despus sometida a otro proceso dereextraccin, generalmente con cidos muy fuertes, y eldisolvente orgnico se regenera para ser reutilizado.


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EXTRACCIN CON DISOLVENTES ORGNICOS Se busca cumplir al menos uno, muchas veces dos y

ocasionalmente tres objetivos:- Concentracin de los metales disueltos con el objetivode disminuir los volmenes a procesar y as reducir loscostos para el proceso siguiente.- Transferencia de los metales disueltos, desde unasolucin acuosa compleja a otra solucin acuosadiferente, que simplifique el proceso siguiente.- La separacin y purificacin de uno o ms metales deinters, desde las soluciones que los contienen, quesuelen tener impurezas. La separacin consiste ya seaen extraer l o los metales deseados desde lassoluciones, o a la inversa, extraer las impurezas de lasolucin, dejando l o los metales deseados en ella.


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FUNDAMENTO TEORICO DE LA EXTRACCION PORDISOLVENTE- La extraccin con disolventes es una operacin de transferenciade masas en un sistema de dos fases lquidas.- Se basa en el principio por el cual un soluto (in metlico)puede distribuirse en cierta proporcin entre dos disolventesinmiscibles, uno de los cuales es usualmente agua y el otro un

disolvente orgnico como benceno, keroseno, cloroformo ocualquier otro que sea inmiscible en el agua- La cintica de la extraccin con disolventes es generalmenteMUY RPIDA.- El requisito fundamental para poder beneficiarnos de estaventaja es lograr un buen contacto entre ambas fases. Para elloes necesario realizar la mezcla con una agitacin intensa. Perodebe tenerse cuidado, ya que si nos pasamos el tamao de gotapuede ser muy pequeo y podramos llegar a perder muchodisolvente mezclado con la fase acuosa. De hecho esta es unade las causas habituales de bajo rendimiento de este tipo deprocesos


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PLANTA SX PARA EXTRACCIN DE COBRE


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LIXIVIACIN EN PILAS


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EXTRUCTURA DEL ORGANICO

Reagent R A

LIX 65 C12H25 C6H5LIX 65N C9H19 C6H5

SME 529, LIX 84-I C9H19 CH3

P-1, LIX 860N-I C9H19 H

LIX 860-I C12H25 H


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REFINO

Lixiacion SX - EW

RESERVAS DEMATRIA PRIMA

1.5% Cu

TAMBOR ROTATIVOPARA AGLOMERADO

SOLUiON ACIDA

Dos estaciones

de chancado

POZA DEREFINO

BOTADERO

REFINO

TANQUE DEALIMENTACION

A SX

CELDAS ELECTROLITICAS PLANCHAS DE Cu(CTODOS)99.999 % Cu

ELECTROLITO

PLS

PLS

SX MEZCLADORES YSEDIMENTADORES

3 gpl Cu

40 - 50 gpl Cu

PLS

0.2-0.3 gpl Cu

COMPOCISIONCIDA

CANCHA DE

LIXIVIACION


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PROCESO SX PARA EXTRACCIN DE COBRE La planta SX recibe la solucin rica generada en la etapa de

lixiviacin en pilas de minerales de cobre. Esta solucin secaracteriza por tener una baja concentracin de cobre disuelto, juntocon impurezas como el Fe, Cl, Al, Mn, Mg, Na y otros disueltosdurante el proceso. El objetivo del proceso SX es extraerselectivamente el cobre contenido en esta solucin rica impura,mediante intercambio inico entre la fase acuosa (solucin rica) y el

reactivo orgnico. Este reactivo es capaz de descargar el cobre enuna etapa posterior del proceso a una solucin de alta pureza yconcentracin de cobre y cido, formando un electrolito apto paraser electrodepositado en el sector EW.

Extraccin La solucin rica proveniente de las pilas es mezclada con la fase

orgnica (orgnico descargado), para extraer SELECTIVAMENTE elcobre obteniendo una solucin pobre en cobre, llamada refino, quees reciclada a la etapa de lixiviacin en pilas. Se obtiene en estaetapa una fase orgnica cargada, que es avanzada a la siguienteetapa.


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PROCESO SX PARA EXTRACCIN DE COBRE El proceso SX se basa en la siguiente reaccin de

intercambio inico que es reversible:

El reactivo orgnico se contacta con la solucin acuosaimpura de lixiviacin y extrae selectivamente desde la

fase acuosa los iones de cobre, incorporndolos en lafase orgnica. El in cprico reacciona con el extractanteformando un compuesto organometlico insoluble enagua, totalmente soluble en el disolvente orgnico(queroseno, ...), con la cual se produce la extraccin del

cobre desde la fase acuosa a la orgnica. Mediante este mecanismo, cada in de cobre se

intercambia con dos iones de hidrogeno que pasan a lafase acuosa donde, de este modo, se regenera el cidosulfrico en una proporcin de 1.54 kg de cido / kg decobre.


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Reextraccin El orgnico cargado se pone en contacto con electrolito

pobre proveniente del proceso de electroobtencin, de

alta acidez (150-200 g/l H2SO4). El cobre pasa de la fase orgnica a la fase acuosa,

obtenindose una fase orgnica descargada que serecicla a la etapa de extraccin y un electrolito rico queavanza hacia la electroobtencin.

El mecanismo que opera para que en esta etapa serevierta el proceso de la etapa anterior se debe al efectodel cambio de acidez en la fase acuosa, revertiendo lareaccin y generando un electrolito de alta pureza y altaconcentracin en cobre.


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DISOLVENTES ORGNICOS En el lixiviado el metal se encuentra en forma de catin, es decir

un in positivo, disuelto en una sopa inica. Los iones metlicos se encuentran generalmente solvatados:estn rodeados de molculas de agua que se unen por puentes

de hidrgeno.

Los disolventes para extraccin son generalmente orgnicos y deun peso molecular suficientemente grande como para serinmiscibles con el medio inico del lixiviado. El disolvente sueleestar formado por tres compuestos:-el diluyente: El diluyente es un compuesto apolar e inmiscible enagua, barato, que sirve para transportar al extractante-el extractante: El extractante es el compuesto que reaccionarcon el metal a extraer.-los modificadores: Los modificadores sirven para evitar lareaccin de otros metales con el extractante, o para incrementarla extraccin. Son muy importantes


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DISOLVENTES ORGNICOS Consideraciones para la eleccin de los componentes de un

disolvente: Diluyente

Disolver al extractante en todas sus formas (inicas, salinas,cidas,...)

Inmiscible con la fase acuosa

Conseguir una viscosidad baja de la disolucin orgnica parapermitir buena mezcla, rpida reaccin y evitar la formacin deemulsiones con la fase acuosa que permanezcan estables

Baja toxicidad, inflamabilidad, etc

Estabilidad qumica frente a condiciones de proceso

BARATOHabitualmente: Diluyente Queroseno. Frac. diluyente: 70-95%


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Extractante: Capacidad de extraer el metal con un buencoeficiente de reparto

Selectivo frente a impurezas

Facilidad para la reextraccin Baja solubilidad en la fase acuosa

Soluble en el diluyente

Estable frente a condiciones de proceso (extraccin,

limpieza, regeneracin, reuso,..) Baja toxicidad

Coste


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Modificadores:Son compuestos que

o bien aumentan la solubilidad del extractante en el diluyente,aumentando de este modo la extraccin,

o bien modifican la tensin superficial y con ello disminuyen las prdidasde adsorcin entre las fases, para que se separen mejor y no haya prdidaspor arrastre de la fase orgnica con la fase acuosa.

El resultado final es un incremento de la extraccin.

con algunos modificadores se puede conseguir la selectividad deextraccin entre dos cationes.La eleccin de un modificador depende de cada extraccin concreta. Los

mas conocidos y empleados son: alcoholes de cadena larga cuando el extractante son aminas TBP (fosfato de tributilo) y/o TOPO (xido de trioctilfosfina) cuando elextractante es un cido alkilfosfrico

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