INFORME DE LABORATORIO MINERALOGÍA

ASIGNATURA MINERALURGIA Y METALURGIA / PROFESOR: GABRIEL VERA / ALUMNOS: CLAUDIO OSORIO G. / MARK PIZARRO T.

TÉC. OPERACIONES MINERAS, UDLA - VIÑA DEL MAR, 2014.

EXTRACCIÓN POR SOLVENTES (SEPARACIÓN DE FASES)

INTRODUCCION

La extracción por solventes es un proceso de purificación y concentraciónque implica la transferencia del cobre disuelto en forma de iones en una

faseacuosa hacia otra fase líquida inmiscible con ella, conocida como faseorgánica. Durante el contacto líquido-líquido se produce un equilibrio en elcual el cobre en solución se distribuye en las fases acuosas y orgánicasde acuerdo a sus respectivas solubilidades. Esta técnica se aplica en lametalurgia extractiva del cobre y otros metales con fines fundamentales deconcentrar, purificar y separar este metal de otros elementos o metalesdisueltos. En la operación de extracción por solventes la solución rica en

cobre(PLS) que viene de la lixiviación se contacta en contracorriente e

íntimamentecon una oxima aromática disuelto en un diluyente adecuado, para laextracción por solventes, realizándose esta operación por etapas en unequipo llamado mezclador- decantador.

En la etapa inicial de mezcla existe una transferencia de masa selectiva decobre desde la fase acuosa (pls) a la fase orgánica (mezcla líquida entre unextractante y un diluyente)aquí se produce la reacción de extracción delcobre. El sentido de la reacción química se puede invertir mediante elcontacto de la fase orgánica con una solución acuosa con altaconcentración de ácido sulfúrico. Con ese fin el cobre es descargado oretraído de la fase orgánica al mezclarse con el electrolito pobre deElectroobtención, o producción de sales el de cobre es transferidonuevamente hacia la fase acuosa obteniéndose un electrolito rico que es laalimentación para el proceso de electroobtención.

La separación eficiente de fases depende de la velocidad de agitación en losmezcladores, al aumentar la velocidad hasta cierto límite es posible obteneruna dispersión más fina y por lo tanto mejorar la eficiencia en las etapas,

peroesto aumenta los consumos de energía y los requerimientos de superficie

delos sedimentadores.

DESCRIPCION GENERAL DE LA ACTIVIDAD

La siguiente actividad de laboratorio tiene como objetivo determinar lostiempos de separación de fases en continuidad acuosa y en continuidadorgánica de una solución PLS, para ello se dispuso de los materiales,

reactivos y equipos necesarios en la ejecución de la experiencia.

SOLUCION PLS (Pregnant leaching solution). Solución impregnadade cobre de colorverduzco que se obtiene de la lixiviaciónde las pilas y de la agitación de los finos yque contiene cobre, fierro, ácido eimpurezas. En esta actividad laconcentración de cobre que contenía lasolución PLS era de 3,5 g/L.

ORGÁNICO:Es una mezcla líquida de un extractante

disueltoen un solvente que permiten extarer ionesmetálicos valiosos.

Solvente: Líquido de menor densidad que el agua, esuna parafina o kerosene o mas específicamente unhidrocarburo alifático (ESCAID 110), cuya función escontener el extractate disuelto disminuir la viscosidaddel extractante para facilitar el atrapamiento del

cobrey su purificación.

Extractante: En este caso el reactivo extractante esuna aldoxima modificada (M5774), cuya característicaprincipal es su alta selectividad por el cobre, sucapacidad de carga es de 0,57 gramos por litro.

AGITADOR RW 20 (INDUSTRIAL) MARCA IKA PARA

LABORATORIO:Agitador de Rodator/ Impeller con indicadorDigital de RPM y diseño robusto, esbelto yergonómico .Con accionamiento de potencia constanteDos gamas de velocidad para uso universal de60 a 2.000 min-1.Útiles de agitación insertables (sólo con elaparato en reposo).

RODETE (Rotador) a 6 lamas(Flujo Radial)

El recipiente consiste en un frasco aislado, cilíndrico y de fondo plano, con un diámetro interno de 10 cm y una profundidad de14 cm. Está equipado con un grifo para que los líquidos puedan retirarse del fondo. También tiene un reborde de vidrio en el fondo para colocar una tapa adecuada con puertos para un agitador, un termómetro y añadir muestras. El recipiente también está equipado con un deflector de acero inoxidable removible, compuesto por cuatro placas verticales de 10 mm de ancho y equidistantes entre sí. El recipiente tiene aislación por agua. El agua se bombea desde un baño controlado por termostato con una bomba pequeña. En el lado exterior de la capa de aislación, hay un medidor en centímetros en el que el cero corresponde al fondo del recipiente. Este medidor puede ser hecho en papel y pegado, o colocado durante la fabricación del recipiente.

EQUIPO PARA CINÉTICA Y TIEMPO SEPARADOR DE FASES

PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO

PREPARACIÓN DEL ORGÁNICO (350cc):Se vierten 38,5 cc de extractante a la buretta, luego se le añade el solventerazando a 350cc la buretta.Esta solución de extractante + solvente se traspasa al recipiente del equipo

deagitación a 1615 RPM , una vez mezclados obtendremos un orgánico al 11%

v/v

TEST DE SEPARACIÓN DE FASE:Si al mezclar el orgánico es el que contiene una dispersión de acuoso sellamará continuidad orgánica ( C/O ), por el contrario, si el acuoso contieneuna dispersión de orgánico se llamará continuidad acuosa ( C/A ).En esta etapa se realizaron las pruebas para determinar los tiempos deseparación de fases correspondientes a cada caso, en primer lugar se

realizópara la continuidad acuosa y posteriormente la orgánica , en el siguienteorden de acciones.

CONTINUIDAD ACUOSA (C/A):Para realizar esta experiencia y finalmente determinar eltiempo medio se tomará atención en la velocidad enque las fases se separan considerando como parametroslas marcas del recipiente de agitación y sus tiempos.

Se vierten 350cc de PLS al recipiente del equipo deAgitación y durante 3 minutos se agita a 1615 RPM.

Se agrega el Orgánico a la solución PLS y se observa un cambio de color ,(del verdoso a café oscuro) existe una reacción química y física. La mezcla de las dos soluciones insolubles se llama emulsión o dispersión. Mientras el PLS y la fase orgánica se mezclan, la mayor parte del cobre se transfiere desde el PLS a la fase orgánica.

Se detiene el agitador y se comienza a observar la separación de fase, la relación de fase acuosa continua se caracteriza por la presencia de gotas de fase orgánica en una matriz de fase acuosa. La fase acuosa contínua garantiza una fase orgánica limpia. En esta etapa es en donde se registran los tiempo de separación de fase (en segundos).

Filtración del PLS o semirefino

Rafinato:Solución acuosa a la cual se le ha extraído su contenido de metal valioso; en un circuito de extracción por solventes, es la solución que sale de las etapas de extracción donde ha dejado el cobre retornando al circuito de lixiviación como solución de riego.

CONTINUIDAD ORGÁNICA (C/O):Una vez separado el acuoso de la experiencia anteriornos quedaremos con la solución del orgánico (oscuro) enel recipiente, al cual se le virtió nuevamente el acuosoy se agitó por tres minutos, al cabo de este tiempo sedetiene el agitador y se observa y registran los tiempos

dela separación de fase de continuidad orgánica. Lamecánica esta vez fue invertir el orden de nuestrasacciones para observar , registrar y comprobar susdiferencias.

Se observa la separación de fase y una continuidad orgánica, la relación de fase orgánica contínua se caracteriza por la presencia de gotas de fase acuosa en una matriz de fase orgánica. La fase orgánica contínua garantiza una fase acuosa limpia.

CÁLCULOS:Datos:PLS: Concentración de cobre de: (Cu+2) 3,5 gpLReactivo: M5774 capacidad de carga 0,57 gpL x Cu+2 / 1% v/v

Para calcular el % de extractante:RH%= 3,5 gpL (Cu+2) / 0,57 x 0,55 = 11,16 % = aprox(0,11)Para calcular cantidad de extractante:350cc x 0,11 = 38,5 ccFactores importantes: 1 etapa stripping se utiliza factor 0,55

si son 2etapas se utiliza factor 0,62Solvente : (350cc - 38,5cc) = 311,5

TABLA DE REGISTRO DE TIEMPOS OBTENIDOSmarca C/A C/O

1 26 s 14 s2 35 s 16 s3 47 s 19 s4 59 s 21 s5 1,23 s 34 s

REGISTRO Y GRÁFICAS

DE DATOS OBTENIDOS:

Para producir la transferencia de masa entre la fase acuosa y la fase orgánica, es necesario que se mezclen. Al mezclarse, una de ellas se dispersa en forma de pequeñas gotas en la otra. Dependiendo de la estabilidad del sistema, esta mezcla mecánica puede ser llamada emulsión o dispersión.En su definición más sencilla, la emulsión es la formación de gotas pequeñas dispersas en otro líquido. Una emulsión consiste en una mezcla estable de dos líquidos, en la cual el primer líquido no se mezcla con el segundo líquido.

CONCLUSIÓN