3 Clase
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
0Departamento 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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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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deIngeniería
de Ingeniería
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Antecedentes
Reemplazando Termodinámicos
los valores de las constantes físicas R =
8,3144 Jmol-1 [1,987 calmol-1K-1] y F = 96,485 Cmol-1
[23062 calmol-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...
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