metalurgia

Departamento de Ingeniería Metalúrgica – Universidad de Santiago de Chile

CAPÍTULO 14: HIDROMETALURGIA
14.1. INTRODUCCIÓN
La hidrometalurgia es la rama de la Metalurgia Extractiva que estudia todos los
procesos extractivos que ocurren en medios acuosos, que permiten la extracción y
obtención de metales y/o compuestos desde sus minerales o materiales de reciclaje
(chatarras, escorias,cementos metálicos, barros anódicos, etc). La hidrometalurgia se
subdivide en tres ramas importantes, las cuales son:
a.Lixiviación
b.Concentración y Purificación
c.Precipitación
En líneas generales las principales ventajas de los procesos hidrometalúrgicos son:
- Sus procesos tienen un menor impacto ambiental en comparación a otros procesos
extractivos.
- Bajos costos de inversión para untamaño de planta dado, en comparación a otros
procesos extractivos.
- Posibilidad de expansión desde una operación pequeña a otra de tamaño mediano,
conservando siempre la economía de una operación en gran escala. Esto es debido al
carácter modular de las plantas hidrometalúrgicas.
- Algunos procesos hidrometalúrgicos permiten un ahorro considerable de combustible,
como es el caso de tratar losminerales directamente en sus yacimientos o los que
evitan el proceso de molienda. Estos ahorros de energía representan una fracción
apreciable del consumo total de un proceso convencional.
- Existe un gran control sobre las reacciones, debido a las condiciones cinéticas en que
se desarrollan los procesos.
- Es posible una gran automatización.
- Las operaciones hidrometalúrgicas son muyselectivas, en lixiviación por ejemplo, sólo
parte de la mena se disuelve dejando el resto sin reaccionar, permitiendo su
eliminación en una etapa inicial del proceso. La selectividad de la extracción por
solventes es raramente obtenida por otros procesos no hidrometalúrgicos.
- Gran flexibilidad para combinar operaciones unitarias con el objeto de lograr un
proceso óptimo.
14.2. LIXIVIACIÓN14.2.1. GENERALIDADES
La Lixiviación es la operación unitaria fundamental de la hidrometalurgia y su objetivo es
disolver en forma parcial o total un sólido con el fin de recuperar algunas especies
metálicas contenidas en él.
A continuación se detallan las ecuaciones químicas correspondientes a diferentes tipos
de lixiviación:
Capítulo 14: Hidrometalurgia

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• Disolución de Sales
Se aplica principalmente a Sales Minerales que se disuelven fácilmente en agua. En la
naturaleza es difícil encontrar yacimientos con minerales de este tipo, pero, la mena
puede ser sometida a algún proceso previo que transforme los minerales a sales
solubles en agua (Productos de tostación por ejemplo).
Ejemplo:CuSO4(s) + n H2O(aq) ==> CuSO4 · n H2O(aq)

• Disolución Ácida
Se aplica a gran parte de los óxidos metálicos existentes en la naturaleza.
Generalmente se utiliza ácido sulfúrico por su bajo costo, disponibilidad, fácil
manipulación y características químicas. También se utiliza ácido clorhídrico, ácido
nítrico y mezclas entre ellos.
Ejemplo:

ZnO + 2 H+(aq) ==> Zn2+(aq) + H2O(aq)

•Disolución Alcalina
Se aplica a menas consumidoras de ácido sulfúrico, como por ejemplo menas con
carbonatos de calcio.
Ejemplo:
Al2O3 + 2 OH-(aq) ==> 2 AlO2-(aq) + H2O(aq)
• Intercambio Básico
Este tipo de reacciones produce un nuevo sólido insoluble en los residuos.
Ejemplo:

CaWO4 + CO3-2(aq) ==> CaCO3(aq) + WO4-2(aq)

• Disolución Con Formación de Iones Complejos
La formación de ionescomplejos aumenta la solubilidad de sales poco solubles con una
gran selectividad. Se aplica industrialmente en la lixiviación de concentrados de cobre
sulfurados.
Ejemplo:

CuO + 2NH4+(aq) +2NH3(aq) ==> Cu(NH3 )4+2 (aq) + H2O(aq)

• Lixiviación con Oxidación
Los agentes oxidantes más empleados son Fe3+ y O2, empleándose para la lixiviación
de sulfuros y algunos metales.
Ejemplo:

CuS...