3 Clase

Departamento de Ingeniería
Metalúrgica
Fundamentos de la lixiviación del Cobre

Lixiviación
In situ –
Botaderos
Pilas – Bateas
Agitación

Materias primas

Primarias  Menas extraídas de yacimien
Secundarias  Desechos de procesos –
chatarra metálica – Basura doméstica –
Efluentes de plantas.
Agentes Lixiviantes
Ácidos Inorgánicos  H2SO4 – HCl –
HNO3

Solución Rica
[ PLS]

BASES  NH4OH
AgentesOxidantes  Fe3+ - O2
-

-

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Fundamentos de la lixiviación del Cobre

a)

Lixiviación con agua

CuSO4
b)

 Cu

2

 SO

Lixiviación ácida



CuO  2 H  Cu
c)

2
4

2

 H 2O

Lixiviación ácida - oxidante

2
2
2

Cu S  O  4H 2Cu
d)
Lixiviación
acomplejante

ácida

–

 2H 2 O  S

oxidante

-

CuFeS2  3CuCl 2 4CuCl  FeCl 2  2S

0

0Departamento de Ingeniería
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Fundamentos de la lixiviación del Cobre

e)

Lixiviación alcalina

CuO  2OH  H 2 O Cu  OH 


f)

2
4

Lixiviación alcalina - acomplejante

Cu 2S  6CN  H 2 O 2Cu  CN 


2
3

 HS  OH 

g)
Lixiviación
alcalina
–
oxidante
acomplejante
17
2
2CuFeS2  O 2  12NH 3   2  n  H 2 2Cu  NH 3  4  2 NH 4 SO 4  Fe 2 O 3 nH 2 O
2

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Metalúrgica
Antecedentes
Termodinámicos

La gran mayoría de las reacciones de interés en
hidrometalurgia, son heterogéneas.

Los procesos en

que ellas intervienen están relacionados con un ajuste
de condiciones de modo de crear la inestabilidad de un
sólido

respecto

a

una

solución

(como

ocurre

en

lixiviación) o la inestabilidad de la solución respecto del
metal

(como

sucede

en

laprecipitación).

Estas

inestabilidades pueden lograrse al adicionar un reactivo

Las

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Antecedentes
Termodinámicos

representaciones

gráficas

de

las

propiedades

termodinámicas de un sistema son de gran utilidad pues
permiten visualizar, de una manera global, los campos de
estabilidad de elementos y compuestos en base a las
propiedades más importantespara un sistema dado.
La mayoría de las reacciones en hidrometalurgia pueden
ser escritas de manera de mostrar la extensión en que
ellas ocurren, o pueden ocurrir, dependiendo del pH de la
solución, potencial de oxidación y de las actividades de

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Antecedentes
Termodinámicos

Diagrama Tensión – pH
Los diagramas tensión – pH, o diagramas de POURBAIX
sondiagramas de equilibrio termodinámico construidos
en base a la formulación de todas las reacciones
posibles para un sistema dado en función de dos
variables independientes, La tensión o potencial y el
pH.

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Antecedentes
Termodinámicos

Red 2
Ox1




e

Ox 2




e

Red1

Red 2  Ox1  Red1  Ox 2

[1]

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AntecedentesTermodinámicos

0

G G  R T Ln K

a  Re d1  a  Ox 2 
K
a  Ox1  a  Re d 2 

[2]

Como además la reacción es de oxidorreducción, la fuerza
electromotríz de la unidad de electrólisis define una cierta
cantidad de energía eléctrica

W q E
E=
q =
transferida

con

q  n F

Fuerza electromotriz
Cantidad de carga por mol de sustancia

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Antecedentes
De talmanera, Termodinámicos
que para una reacción redox, la energía

química se relaciona con la energía eléctrica según:

 G  n F  E
0

G  n F E

para condiciones estándar
sí [2]

[3]
0

[4]

se combina con [3] y [4] y si se despeja E, se

obtiene la forma exacta de la ecuación de Nernst

a Re d1  a Ox2 
RT
E E 
Ln
nF
a Ox1  a Re d 2 
0

[5]

Departamento
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Metalúrgica
Antecedentes
Reemplazando Termodinámicos
los valores de las constantes físicas R =

8,3144 Jmol-1 [1,987 calmol-1K-1] y F = 96,485 Cmol-1
[23062 calmol-1V-1], utilizando logaritmos decimales en
vez de neperianos y 25°C de temeperatura, la ecuación de
Nernst se convierte en:

0,059159
a  Red1  a  Ox 2 
ΔE ΔE 
Log
n
a  Ox1  a  Red 2 
0

[6...