TODO ESTO ES LOS TEMAS EN FORMA COMO DICTO EL ING PURIFICACION DE SOLUCIONES DE LIXIVIACION DE COBRE CEMENTACION ITERCAMBIO IONIVO EXTRACCION POR SOLVENTES DIAGRAMA DE EXTRACCION POR SOLVENTES EXTRCTANTES EN LA HIDROMETALURGIA DE COBRE CARACTERISTICAS DEL SISTEMA DE EXTRACCION POR SOLVENTES DIAGRAMA DE MC CABVE-THIALE PRECIPITACION DE COBRE DE SOLUCIONES CEMENTACION ELECTROWINNING REDUCCION POR HIDROGENO CRISTALIZACION POR SULFATO DIAGRAMA SIMPLIFICADO DE LA METALURGIA DEL COBRE PROCESOS PRINCIPALES DE LA METALURGIA DEL COBRE
TODO LO AMARILLO LO BORRAS LO DEMAS ES MI TEMA
PROCESOS DE PURIFICACIÓN DEL COBRE A diferencia de otros minerales, el cobre no se encuentra concentrado, como el petróleo, en lugares específicos. Por eso, se hace necesario someter los minerales extraídos a distintos procesos cuya finalidad es obtenerlo puro. En la actualidad, y a diferencia de lo que sucedía siglos atrás, cuando el cobre se encontraba en yacimiento de alta ley, el mineral rojo generalmente aparece junto a minerales sulfurados, aunque también se lo encuentra asociado a minerales oxidados, por lo que dependiendo del tipo, sus procesos productos son diferentes. Si es mineral sulfurado el proceso es el siguiente, que consta de cuatro pasos: I. Extracción: Su objetivo es extraer la porción mineralizada con cobre y otros elementos desde el macizo rocoso de la mina, para hacerla llegar hasta la planta. II. Chancado, molienda y flotación: Dado que el material se encuentra en tamaños muy diferentes, el primer paso es reducirlo a niveles más uniformes, cuyo máximo no supere 1,27 centímetros. La molienda, reduce aún más el tamaño de las partículas, para que éstas puedan alcanzar un volumen inferior a los 0,18 milímetros. En ambos molinos el mineral se mezcla con agua para lograr una molienda homogénea y eficiente. La pulpa obtenida en la molienda es llevada a la siguiente etapa. Finalmente la pulpa llega al proceso de Flotación. Este proceso físico-químico permite la separación de los minerales sulfurados de cobre del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original. III. Fundición: 1. Fusión El concentrado seleccionado se somete a temperaturas de 1.200ºC para pasar de estado sólido a líquido. Así, los distintos componentes se separan según su peso quedando los más livianos en la parte superior del fundido, mientras que el cobre se concentra en la parte baja. 2. Conversión La finalidad de este proceso es obtener cobre de alta pureza. Para lograrlo se emplean hornos convertidores cilíndricos, que entregan cobre blister con un 96% de pureza. 3. Pirorrefinación Su finalidad es refinar aún más el cobre blister, eliminando el porcentaje de oxígeno presente, alcanzado purezas del 99,7%.
IV. Electroobtención: Proceso de electrometalurgia mediante el cual se producen cátodos de alta pureza (99,99%). Ahora, si proviene de minerales oxidados, se puede aplicar una tecnología más moderna que se llama “Lixiviación”, que consta de 3 pasos: I. Lixiviación en pilas: Este es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. El proceso se realiza en tres etapas: 1. Chancado El material extraído del la mina se fragmenta con el objetivo de reducir el tamaño para que los materiales oxidados puedan ser sometidos a la infiltración de una solución ácida. 2. Formación de la pila En el trayecto se le irriga por primera vez una solución de agua y ácido sulfúrico. Cuando llega a su destino, se deposita en pilas de 6 a 8 metros de altura, sobre el que se ubica un sistema de riego por goteo. 3. Sistema de riego La solución que se vierte es una mezcla de agua con ácido sulfúrico, que disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, que es recogida por un sistema de drenaje ubicado en la parte inferior y llevada fuera de estas pilas de lixiviación. Este riego dura entre 45 a 60 días. Así se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CUSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente. II. Extracción por solventes: En esta etapa la solución que viene de las pilas de lixiviación, se separa de las impurezas que pueda haber arrastrado para concentrar su contenido de cobre, pasando de 9gpl a 45 gpl, mediante una extracción iónica. III. Electroobtención: Proceso electrometalúrgico mediante el cual se recupera el cobre disuelto en una solución concentrada de cobre. Así, se recupera el cobre de una solución electrolito concentrado para producir cátodos de alta pureza de cobre (99,99%).
LIXIVIACIÓN PREVIO A LA PRECIPITACION Y PURIFICACION DE LA SOLUCION DE COBRE
En el proceso de lixiviación se disuelve uno o varios valores minerales contenidos en una mena o en un concentrado, generalmente usando una solución acuosa del agente lixiviante. El término también se puede extender para incluir la disolución de materiales secundarios tales como chatarra, residuos y desechos. La lixiviación produce una solución acuosa rica en los iones del metal valioso extraídos (PLS, pregnant liquid solution) a partir de la cual debe ser posible separar este metal y recuperarlo con un alto nivel de pureza. Además, se produce un residuo sólido o ripio que, idealmente, tiene un contenido suficientemente bajo en los valores minerales lixiviados como para ser descartado a un botadero o tranque. Si, el residuo sólido de la lixiviación queda impregnado con sales o precipitados que eventualmente pueden liberar agentes tóxicos una vez expuestos al ambiente, antes de ser descartado el residuo debe ser adecuadamente tratado a fin de lograr la eliminación o estabilización de los potenciales compuestos contaminantes. En algunos casos la lixiviación puede tener un objetivo diferente al planteado anteriormente. Por ejemplo en algunos casos un concentrado se lixivia para extraer selectivamente ciertas impurezas, y subir así la calidad del concentrado.
PURIFICACION DE SOLUCIONES DE LIXIVIACION DE COBRE Una parte importante del proceso hidrometalurgico es el tratamiento de los licores de lixiviación por técnicas de concentración o purificación con objeto de remover las impurezas en función de preparar la solución de lixiviación para la recuperación de los valores metálicos estas técnicas incluye : cementación, extracción por solventes, adsorción en carbón activado, intercambio ionico entre otros. La aplicación de alguno de estos procesos depende en gran medida de las impurezas que van hacer eliminadas, de los componentes que se pretende recuperar y en general de la composición de la solución
Procesos de purificación y enriquecimiento de soluciones. Los procesos de lixiviación no son necesariamente selectivos y, en consecuencia, se producen soluciones de lixiviación que contienen, además del metal de interés, una variada gama de impurezas. Esto sumado al hecho que la concentración del metal de interés puede no ser muy elevada, imposibilita la recuperación directa del metal de interés desde la solución de lixiviación. De este modo estas soluciones deben ser previamente tratadas mediante etapas de purificación y enriquecimiento. La purificación permite eliminar las impurezas eliminar, aislando selectivamente los elementos valiosos. El enriquecimiento de las soluciones es también particularmente beneficioso para reducir los volúmenes de solución a tratar en las subsecuentes etapas de recuperación del metal. Esto contribuye a aminorar los costos de inversión y aumentar la eficiencia de la recuperación.
Los procesos más importantes en esta sección son los basados en la separación química de los elementos, que son fundamentalmente: - Intercambio iónico con resinas sólidas, principalmente de aplicación en la recuperación de uranio y lantánidos, y separación cobalto-níquel; - Extracción por solventes (S-X), ampliamente usado en la recuperación de cobre, uranio, vanadio, molibdeno, níquel, cobalto, etc.. - Absorción con carbón activado, aplicado en la recuperación de oro y plata desde soluciones de cianuración. - Otro tipo de procesos se basa en la precipitación química, en cuyo caso la purificación de las soluciones se logra mediante la precipitación selectiva de las impurezas presentes. Por ejemplo la eliminación del hierro por precipitación de goetita desde soluciones de cobre cloruradas (proceso INTEC para concentrados de cobre).
Recuperación de valores metálicos desde soluciones. La recuperación del metal desde una solución se logra mediante la formación y separación de un sólido que contiene este metal en su estado elemental o combinado. Existen varios procesos para lograr este objetivo: - Precipitación física, en la cual se induce la cristalización de una sal del metal mediante ajuste de la temperatura y concentración de la solución. Por ejemplo precipitación de sulfato de cobre desde soluciones de reextracción de S-X. - Precipitación química. En este caso la precipitación se logra mediante el agregado de un reactivo, por ejemplo un alcali o un ácido. Un caso muy representativo es la recuperación de aluminio mediante precipitación alcalina de Al2O3 en el proceso Bayer.
- Precipitacion con gases: precipitación de cobre desde soluciones de sulfato y de cloruro con SO2, pasando un flujo de anhídrido sulfuroso atraves de una solución de sulfato de cobre a temperatura ambiente, precipitara sulfito de cobre y si este proceso se realiza a 100° C y 350 Kpa 50 psi precipitara cobre metalico y el ion férrico precipitara e su estado ferroso - Precipitación reductiva. En este tipo de procesos el metal se precipita en estado elemental a partir de la reducción del ión metálico. Cuando la reducción se logra mediante el agregado de un metal (más electronegativo) el proceso se conoce como cementación. Los casos más típicos son la precipitación de cobre con chatarra de hierro y la precipitación del oro con polvo de cinc. La precipitación reductiva también se induce agregando iones o gases reductores a la solución. Casos típicos son la precipitación de níquel con hipofosfitos y la precipitación de cobalto y níquel con hidrógeno gaseoso. - Electroobtención. En este caso la reducción del metal se logra mediante aplicación de una corriente externa a través de un par de electrodos, obteniéndose la depositación del metal en el cátodo. La electroobtención, en particular aplicada a soluciones que han sido purificadas y concentradas mediante extracción por solventes, es una de los procesos más usuales de recuperación final de un metal, obteniéndose generalmente un material de alta pureza. -Reextracción hidrolítica. Es un proceso mas reciente mediante el cual simultaneamente se reextraen los cationes metálicos desde un extractante orgánico cargado y se precipitan como óxidos o hidróxidos. El proceso consiste en ar el orgánico con agua a elevada temperatura y presión
BIBLIOGRAFIA
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https://www.codelcoeduca.cl/procesos_productivos/escolares_lixiviacion. asp