extractiva

4.1. Introduccion
En un proceso de purificación o de concentración, siempre hay dos fases en
contacto ( líquido - sólido o líquido - líquido). Se trata de un proceso de :
Purificación si la impureza va a la otra fase
Concentración si el elemento deseado va a la otra fase
Los procesos de purificación y/o concentración son muy variados
y dependen de :
- la naturaleza del elemento deseado
-las impurezas presentes en la solución
- el tipo de proceso de recuperación
- el grado de pureza deseado para el producto final
Los procesos de purificación y/o concentración se pueden dividir en varias
categorías :
- Hidrólisis
- Cementación
- Precipitación de un compuesto específico
- Extracción por solventes
- Resinas de intercambio iónico
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Purificación y concentración
de lasolución
Universidad de Atacama
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Para evaluar un proceso de separación, los criterios son la selectividad de la
separación, la recuperación (o grado de remoción) y el consumo de reactivos (o de
energía). Obviamente, esos tres parámetros están intercorrelados y se necesita
hacer la evaluación económica del proceso que se desea utilizar.
Figura 4.1, Esquema general del tratamientohidrometalúrgico de un
mineral.
Mineral Solución de lixiviación
Lixiviación
Separación
sólido-líquido
Purificación
Concentración
Recuperación
especie valiosa
Solución impura y diluida
Sólido agotado
Tranque de relaves
o botadero
Solución casi pura
y más concentrada
Metal o compuesto puro
Impurezas
Solución
agotada
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En este capítulo, se mostrarán como ejemplos lasetapas de purificación de una
solución de zinc en ácido sulfúrico antes de su electroobtención. El proceso se
muestra en la figura 4.2.
Figura 4.2, Esquema de purificación de una solución para
electroobtención de zinc.
Tabla 4.2, Impurezas en la solución de lixiviación del zinc.
Antes de
purificación
(mg/l)
Después de
purificación
(mg/l)
Fe mucho -
Cu 1000 NH4Fe3(SO4)2(OH)6 + 6 H+
Conla exposición a la intemperie en los tranques de relaves, la jarosita se
transforma gradualmente en hematita y debido a sus propiedades de adsorción y
retención de agua, se produce una eliminación (disolución) de metales solubles
que ocasionan un problema ecológico.
Goetita
La precipitación del hierro como goetita se realiza mediante la siguiente reacción
general :
Fe3+ + 2 H2O => FeOOH +3 H+
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La temperatura de la precipitación oscila entre 20 y 100 °C, el pH entre 2 y 4 y el
potencial debe ser oxidante con el fin de mantener el hierro en forma férrica. La
cinética de precipitación es lenta, dependiendo de la concentración de Fe inicial y
del nivel de la impureza a eliminar. El tipo de cristal que se obtiene es de mejores
características para laseparación sólido - líquido.
Hematita
La precipitación del hierro como hematita se fundamenta en la siguiente reacción :
2 Fe3+ + 3 H2O => Fe2O3 + 6H+
Los factores de mayor importancia en este método son la temperatura,
concentración de hierro y la concentración de ácido. Dependiendo de estos
factores se pueden formar una serie de compuestos, pudiéndose señalar en
general, que las hematitastienden a formarse sobre 140 °C.
4.3. Cementacion
La cementación de un metal a partir de una solución, depende de una reacción de
desplazamiento en la cual un metal menos noble reduce a los iones del metal por
precipitar al estado metálico. Entonces, éste sale de la solución, y los iones del
metal menos noble entran en la solución para substituirlos.
Por ejemplo :
Cu2+ + Zn => Cu + Zn2+
Elmetal utilizado debe tener un potencial de electrodo inferior al potencial del
metal que se desea precipitar.
La reacción se produce a la superficie del metal, que se agrega habitualmente en
forma de polvo a la solución impura (Fig. 4.3). Para alcanzar velocidades de
reacción aceptables con impurezas que se encuentran en bajas concentraciones,
se tiene que agregar un exceso de metal, lo que...