cinetica de cementacion

CINÉTICA DE LA CEMENTACIÓN
1.- INTRODUCCIÓN:
1.1. Cementación
La cementación es un proceso de precipitación química que permite retirar iones en solución agregando un reactivo precipitante. En el caso de iones metálicos disueltos la reacción se favorece agregando un metal más activo, según la serie electroquímica, como reactivo para formar un precipitado conocido como cemento. Este procesoes aplica en el tratamiento de efluentes de operaciones metalúrgicas.
2.1 Reacciones de Cementación
Mostramos las siguientes reacciones de cementación en los sistemas Clorurante y Sulfatante:
2 CuCl2 + 2 FeCl3 + 3 Fe° = 2Cu°+ 5 Fe Cl2
CuS04 + Fe° = Cu°+ FeSO4
a) El cemento de cobre de alta calidad tiene la ventaja de oxidarse rápidamente, mediante la formación de una película de óxido decobre en la superficie, favorable para su disolución en medio acido.
b) La presencia de iones Fe++ y aire producen iones Fe+++ que ayudan a disolver el cobre metálico.
c) La cinética de lixiviación de Cu° es incrementada sustancialmente con el aumento de temperatura.
1.2 Modelo Cinético de Cementación
La ecuación cinética del proceso de cementación es de la forma:
-dC/dt = K C……… (1)Dónde: K= Constante Cinética del sistema.
Resolviendo la Ecuación (1) obtenemos el Modelo Cinético de la cementación que nos permitirá hacer el tratamiento de los datos experimentales.
C = CO Exp (- Kt)……… (2)
Aplicando la Ecuación de Nernst para correlacionar el potencial de electrodo con la concentración podemos tener la siguiente expresión para hacer las transformaciones del potencial enConcentraciones de los iones:
ΔV= K * log C……. (3)
2.- OBJETIVO:
Proponer ecuación que describa la cinética de la cementación.
Estimar la constante cinética de la ecuación propuesta
3.- REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA:
3.1. Cementación
- La cementación consiste en la reducción del metal a forma metálica elemental mediante el empleo de otro metal con mayor potencial de oxidación que él.
- Se llamacementación porque el metal que se reduce suele aparecer adherido sobre el reactivo que se añade.
El metal más noble es el que se cementa
- Cuanto mayor es la diferencia de potencial entre ambos metales más favorecida está la reacción (DG es menor).
- Lo que se forma es una pila galvánica, donde el cátodo es el metal que se cementa y el ánodo el que se disuelve.
- La cinética de la reaccióndepende de la diferencia de potencial y de la concentración de la disolución.
El mecanismo redox que ocurre es el de una pila galvánica: Las partículas del metal cementante presentan en zonas localizadas un potencial menor que en otras zonas (límites de grano, fases,.....). Las zonas de menor potencial actúan como ánodos frente al resto de la partícula, que actúa como cátodo. Así, el metal que sereduce se deposita en las zonas catódicas mientras que el metal cementante se oxida y disuelve a través de las zonas anódicas.

Las líneas azules corresponden al estado inicial













Cambios que ocurren durante los primeros momentos de la cementación: a) etapa inicial; b) después de comenzado el proceso.
3.2. La elección del cementante:
Se realiza en primer lugar según elpotencial redox del par entre los dos metales. La gráfica siguiente muestra una serie de potenciales electromotrices entre varios pares.







Pero la elección final depende del precio y de la aplicación a la que se destine la cementación.










3.3. Cuando Se Emplea La Cementación
Las cementaciones suelen emplearse en dos tipos de situaciones:
1. Obtención del metal:Prácticamente sólo se emplea en lixiviados de Cobre, muy diluidos y/o con impurezas elevadas, por lo cual no es rentable procesarlos por electrólisis.
2. Cuando tenemos lixiviados concentrados con cationes que interferirían en la electrólisis
Todos aquellos cationes presentes en un lixiviado, que tengan un potencial de reducción superior al del metal que queremos recuperar interferirán en la...