Extracción por solventes en Hidrometalurgia
Páginas: 33 (8015 palabras)
Publicado: 14 de julio de 2013
Índice
Capítulo I Fundamentos del proceso de Extracción por solventes 2
Objetivo específico capítulo I 2
1.1 Aspectos generales del proceso de extracción por solventes 2
1.1.1 Etapa de Extracción 3
1.1.2 Etapa de re- extracción 3
1.2 Mecanismo de transferencia de cobre 4
1.2.1 Reacciones de extracción 4
1.2.2 Reacción de re-extracción 4
1.3 Conceptos y definiciones del proceso deextracción por solventes 5
1.4 Tipos de extractantes 13
1.4.1 Hidroxioximas 14
1.4.2 Salicilaldoximas 14
1.4.3 Ketoximas 15
1.5 Variables operacionales en extracción por solventes 15
Capítulo II Descripción del proceso de extracción por solventes 18
Objetivo específico capítulo II 18
2.1 Descripción de la operación de SX 18
2.1.1 Operación de la etapa de extracción 19
2.1.2 Operaciónde la etapa de re-extracción S1 22
2.2 Estructura y funcionamiento de equipos 24
2.2.1 Trenes de extracción y reextracción 24
2.2.2 Agitadores principal 220-AG-01, 02 y 03 26
2.2.3 Agitadores auxiliar 220-AG-04 a 08 27
2.2.4 Tanque settler 030-TK-01, 02 y 03 28
2.3 Tareas principales a desarrollar en la operación de SX 29
Capítulo I Fundamentos del proceso de Extracción porsolventes
Objetivo específico capítulo I
Identificar los fundamentos y conceptos del proceso de extracción por solventes.
1.1 Aspectos generales del proceso de extracción por solventes
El proceso de extracción por solventes conocido también como SX (del inglés Solvent Extracction) se aplica en la hidrometalurgia del cobre con fines fundamentales de concentrar, purificar y separar estemetal de otros elementos o metales disueltos.
La extracción por solventes básicamente, es una operación de transferencia de masa, en la cual, un constituyente de la solución es transferido a otra solución a través de la interfase existente entre ambas. El proceso implica el paso del metal valioso, disuelto en forma de iones dentro de una fase acuosa hacia otra fase líquida, inmiscible con ella,conocida como fase orgánica.
Durante el contacto líquido-líquido se produce un equilibrio en el cual el cobre en solución se distribuye entre las fases acuosas y orgánicas de acuerdo a sus respectivas solubilidades.
El concepto de extracción por solventes lo podríamos resumir gráficamente como se muestra en la Figura N° 1. En el primer cuadro notamos la fase acuosa con diferentes ionesmetálicos, en el segundo cuadro se adiciona la fase orgánica, donde podemos notar que estas no se mezclan (no son miscibles) por lo que se origina una interfase acuoso/orgánico, en el tercer cuadro ocurre la acción de mezclado de las dos fases y es donde ocurre el intercambio de iones, en el cuarto cuadro se tiene acción de mezclado por lo que las fases nuevamente se separan pero podemos notar quela fase orgánica contiene iones valiosos y la fase acuosa contiene el restante de los iones no valiosos.
En el proceso global de extracción por solventes intervienen dos etapas:
1.1.1 Etapa de Extracción
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 faseorgánica.
La solución proveniente de las pilas de lixiviación PLS, es contactada en mezcladores con la fase orgánica descargada. Para extraer selectivamente el cobre obteniendo dos nuevos productos:
a) Orgánico Cargado, fase orgánica que contiene el elemento metálico Cu+2.
b) Refino, fase acuosa que ha entregado gran parte de su contenido de cobre, incrementándose en ácido libre,manteniendo el nivel de impurezas, Fe, Al, Mn, Cl, NO3, Mo, Co, etc.
1.1.2 Etapa de re- extracción
La fase orgánica cargada se mezcla con el electrolito pobre. El electrolito pobre es una solución con una concentración de cobre 35 g/L. y con alta concentración de ácido 180 g/L que proviene de la zona de tanques. Nuevamente, estas dos soluciones forman una emulsión y bajo la influencia del...
Capítulo I Fundamentos del proceso de Extracción por solventes 2
Objetivo específico capítulo I 2
1.1 Aspectos generales del proceso de extracción por solventes 2
1.1.1 Etapa de Extracción 3
1.1.2 Etapa de re- extracción 3
1.2 Mecanismo de transferencia de cobre 4
1.2.1 Reacciones de extracción 4
1.2.2 Reacción de re-extracción 4
1.3 Conceptos y definiciones del proceso deextracción por solventes 5
1.4 Tipos de extractantes 13
1.4.1 Hidroxioximas 14
1.4.2 Salicilaldoximas 14
1.4.3 Ketoximas 15
1.5 Variables operacionales en extracción por solventes 15
Capítulo II Descripción del proceso de extracción por solventes 18
Objetivo específico capítulo II 18
2.1 Descripción de la operación de SX 18
2.1.1 Operación de la etapa de extracción 19
2.1.2 Operaciónde la etapa de re-extracción S1 22
2.2 Estructura y funcionamiento de equipos 24
2.2.1 Trenes de extracción y reextracción 24
2.2.2 Agitadores principal 220-AG-01, 02 y 03 26
2.2.3 Agitadores auxiliar 220-AG-04 a 08 27
2.2.4 Tanque settler 030-TK-01, 02 y 03 28
2.3 Tareas principales a desarrollar en la operación de SX 29
Capítulo I Fundamentos del proceso de Extracción porsolventes
Objetivo específico capítulo I
Identificar los fundamentos y conceptos del proceso de extracción por solventes.
1.1 Aspectos generales del proceso de extracción por solventes
El proceso de extracción por solventes conocido también como SX (del inglés Solvent Extracction) se aplica en la hidrometalurgia del cobre con fines fundamentales de concentrar, purificar y separar estemetal de otros elementos o metales disueltos.
La extracción por solventes básicamente, es una operación de transferencia de masa, en la cual, un constituyente de la solución es transferido a otra solución a través de la interfase existente entre ambas. El proceso implica el paso del metal valioso, disuelto en forma de iones dentro de una fase acuosa hacia otra fase líquida, inmiscible con ella,conocida como fase orgánica.
Durante el contacto líquido-líquido se produce un equilibrio en el cual el cobre en solución se distribuye entre las fases acuosas y orgánicas de acuerdo a sus respectivas solubilidades.
El concepto de extracción por solventes lo podríamos resumir gráficamente como se muestra en la Figura N° 1. En el primer cuadro notamos la fase acuosa con diferentes ionesmetálicos, en el segundo cuadro se adiciona la fase orgánica, donde podemos notar que estas no se mezclan (no son miscibles) por lo que se origina una interfase acuoso/orgánico, en el tercer cuadro ocurre la acción de mezclado de las dos fases y es donde ocurre el intercambio de iones, en el cuarto cuadro se tiene acción de mezclado por lo que las fases nuevamente se separan pero podemos notar quela fase orgánica contiene iones valiosos y la fase acuosa contiene el restante de los iones no valiosos.
En el proceso global de extracción por solventes intervienen dos etapas:
1.1.1 Etapa de Extracción
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 faseorgánica.
La solución proveniente de las pilas de lixiviación PLS, es contactada en mezcladores con la fase orgánica descargada. Para extraer selectivamente el cobre obteniendo dos nuevos productos:
a) Orgánico Cargado, fase orgánica que contiene el elemento metálico Cu+2.
b) Refino, fase acuosa que ha entregado gran parte de su contenido de cobre, incrementándose en ácido libre,manteniendo el nivel de impurezas, Fe, Al, Mn, Cl, NO3, Mo, Co, etc.
1.1.2 Etapa de re- extracción
La fase orgánica cargada se mezcla con el electrolito pobre. El electrolito pobre es una solución con una concentración de cobre 35 g/L. y con alta concentración de ácido 180 g/L que proviene de la zona de tanques. Nuevamente, estas dos soluciones forman una emulsión y bajo la influencia del...
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