Evaluación de Eficiencia

Acercamiento al Equilibrio y

Consumo de Extractante en

Operaciones de SX

Cytec Industries Inc.

1. Que es y cual es la importancia de EAE, (Cinética)

2. Determinación de la Eficiencia de Acercamiento al

Equilibrio (EAE).

3. Desarrollo Experimental.

4. Resultados Experimentales.

5. ¿Cómo impacta la Eficiencia de Acercamiento al

Equilibrio?

6. Conclusiones.

Agenda

La eficiencia por etapa entrega una indicación sobre la forma en que se

están mezclando las soluciones y su acercamiento al equilibrio.

La ventaja de monitorear frecuentemente la EAE es la capacidad de

actuar a tiempo y mitigar los efectos de condiciones operacionales

adversas, tales como:

• Descenso de la temperatura de proceso.

• Nivel de agitación deficiente en mezcladores.

• Deterioro de las propiedades físico química de la fase orgánica.Baja tensión interfacial, alta viscosidad

• Deterioro de propiedades física química de la fase acuosa.

Aumento de impurezas, aumento de viscosidad.

Si se puede actuar sobre estas variables e incrementar EAE, esto

permitirá mantener la meta de producción, menores costo por consumo

de extractante y menor contaminación del electrolito.

Que es y cual es la importancia de EAE ?

Determinación de la EAEIsotermas de Equilibrio

Isoterma de Extracción Isoterma de Re-extracción

Determinación de la EAEDiagrama de proceso

1 Acuoso alimentación 5 Electrolito rico

2 Acuoso salida E-1 6 Orgánico salida E-1

3 Acuoso salida E-2 7 Orgánico salida S-1

4 Electrolito pobre 8 Orgánico salida E-2

Determinación de la EAEDiagrama de McCabe-Thiele

(OC,PLS)(OC,SR)

(OD,REF)

(OSC,REF)

(OSC,SR)

(OC,ER)(OD,ER)

(OD,EP)

Determinación de la EAEMétodo Gráfico

Eficiencia Acercamiento al Equilibrio (%) : (AB /AC)*100

100*)()(

)()(22

22

ADBC

FDEC

C

F

E

D

A. Acuoso equilibrado en mezclador D. Orgánico entrada mezclador

B. Orgánico equilibrado en mezclador E. Acuoso salida mezclador

C. Acuoso entrada mezclador F. Orgánico salida mezclador

Determinación de la EAEMétodo Batch

Eficiencia Acercamiento al Equilibrio (%) =

1. Condiciones experimentales:

• PLS sintético; [Cu] 6 gpl, [Fe] 3 gpl, pH 2

• Extractantes al 17% v/v

• Aldoxima modificada Cytec-Acorga

• Cetoxima

2. Variables en evaluación

• Velocidad de agitación; 600 y 1000 rpm

• Temperatura; 20°C y 7°C

3. Se determina experimentalmente

• EAE

• Isotermas

• Tiempos de separación de fases.

4. Se determina vía Minchem

• % Recuperación

• Transferencia neta

Desarrollo Experimental

Resultados Experimental

La aldoxima modificada con ester presenta una mejor EAE frente a la cetoxima

8587

76

82

76

78

62

67

60

65

70

75

80

85

90

600 rpm 1000 rpm 600 rpm 1000 rpm

20°C 7°C

% E

AE

EFICIENCIA DE ACERCAMIENTO AL EQUILIBRIO

Aldoxima Modificada CetoximaRPM Delta (20°-7°)°C Delta (20°-7°)°C

600 9% 14%

1000 5% 11%

Aldoxima

ModificadaCetoxima

9%

9%

14%

15%

Resultados Experimental

Debido a la mayor EAE de la Aldoxima Modificada con Ester, la recuperación de cobre es mayor

8990

82

8687

88

75

79

72,5

75,0

77,5

80,0

82,5

85,0

87,5

90,0

92,5

600 rpm 1000 rpm 600 rpm 1000 rpm

20°C 7°C

%

% RECUPERACIÓNAldoxima Modificada Cetoxima

RPM Delta (20°-7°)°C Delta (20°-7°)°C

600 7% 12%

1000 4% 9%

Aldoxima

ModificadaCetoxima

2%2%

7%

7%

Resultados experimentales

RPM Delta (20°-7°)°C Delta (20°-7°)°C

600 0,026 0,041

1000 0,018 0,031

Aldoxima

ModificadaCetoxima

0,31 0,32

0,29

0,300,30

0,31

0,26

0,28

0,225

0,250

0,275

0,300

0,325

0,350

600 rpm 1000 rpm 600 rpm 1000 rpm

20°C 7°C

gr

Cu

/1

%v

/v

TRANSFERENCIA NETAAldoxima Modificada Cetoxima

Resultados experimentales

La Aldoxima Modificada con Ester presenta una menor dependencia a la velocidad de agitación y la temperatura.

35 35 40

60 59 60

85

100109

190

210

225

0

50

100

150

200

250

600 rpm 800 rpm 1000 rpm 600 rpm 800 rpm 1000 rpm

20°C 7°C

seg

un

do

sSEPARACIÓN DE FASES

Continuidad Orgánica

Aldoxima Modificada Cetoxima

Condiciones Operacionales:

Configuración: 2E + 2S

[Cu] PLS: 6 gpl

Ph : 2

[Cu++] EP: 38 gpl

[H+] EP: 190 gpl

Razón O/A extracción: 1:1

Razón O/A re-extracción: 2.5:1

Extractante °/v: 17% Acorga®M5910

EAE extracción: Variable

EAE re-extracción: 95%

¿Cómo impacta EAE?

¿Cómo impacta EAE?

0,15

0,19

0,23

0,27

0,31

0,35

0

20

40

60

80

100

60 65 70 75 80 85 90

gr

Cu

/1

% v

/v

E

xtr

acta

nte

%, R

ecu

pe

ració

n

% EAE

EFICIENCIA DE ACERCAMIENTO AL EQUILIBRIO

% Recuperación Transferencia Neta

Una disminución de EAE tiene un impacto directo sobre la recuperación de Cu

Impacto metalúrgico

Impacto en consumo de extractante

¿Cómo impacta EAE?

6%

70

75

80

85

90

95

100

17 19 21 23 25 27

% R

ecup

erac

ión

% Extractante

EFICIENCIA ACERCAMIENTO AL EQUILIBRIO

60% 65% 70% 75% 80% 85% 90%

Criterios de estimación de costos:

Producción objetivo: 76.712 Ton/año

Configuración: 2E + 2S

[Cu] PLS: 6 gpl

Flujo PLS: 1600 m3/hr

Inventario fase orgánica: 2.200 m3

% Extractante: 17%

Arrastres O/A: 40 mg/l

Valor Extractante: 12 US$/Kg

¿Cómo impacta EAE?

¿Cómo impacta EAE?

Impacto económico

• La eficiencia de acercamiento al equilibrio es un

parámetro que debe monitorearse periódicamente.

• La aldoxima modificada Cytec es menos sensible a

variación de temperatura entre verano e invierno y

logra una alta eficiencia con la agitación adecuada.

• La aldoxima modificada Cytec muestra un mejor

comportamiento químico y físico.

• El beneficio cinético de la aldoxima modificada

Cytec, es una variable importante a considerar

debido al impacto directo en el requerimiento de

reactivo y por ende, en los costos de operación.

Conclusiones

Gracias por su tiempo!