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EXTRACCIÒN SOLVENTE

1. INTRODUCCIÓN:

Aprovechando la propiedad de inmiscibilidad de unos líquidos con otros, este es aprovechado en procesos de enriquecimiento de soluciones en la hidrometalurgia. El proceso de extracción por solventes se basa fundamentalmente en enriquecer una solución acuosa en un metálico de interés para su posterior recuperación.

2. OBJETIVO:

Estudiar los fundamentos de la extracción solvente. Construir isotermas de equilibrio para el cargado de

cobre y hierro con lix-64N y determinar las etapas necesarias en un proceso de extracción solvente.

3. TEORIA:

3.1. Extracción Solvente:Esencialmente la extracción trata de la extracción líquido –

líquido una fase organica a donde a este se transfiere el ion metálico (de la solución acuosa).

Las principales etapas son 2, estas son la extracción y reextraccion, pero entre ellos existe variedad de procesos intermedios como ser:

Extracción: La solución rica proveniente de las pilas es mezclada con la fase orgánica (orgánico descargado), para extraer SELECTIVAMENTE el ion metálico obteniendo de una solución pobre

Lavado: Es al remoción selectiva de impurezas de metales de la fase orgánica cargada por tratamiento con solución de lavado fresca o con una sangría del licor de re-extracción. La solución de lavado agotada es generalmente combinada con la

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alimentación. La fase orgánica lavada con el metal de interés es enviada al proceso de re-extracción

Re-extracción o stripping: El orgánico cargado se pone en contacto con electrolito pobre proveniente del proceso de electroobtención, de alta acidez. El ion pasa de la fase orgánica a la fase acuosa, obteniendose una fase orgánica descargada que se recicla a la etapa de extracción y un electrolito rico que avanza hacia la electroobtención.

Regeneración: Es el tratamiento de la fase orgánica re-extraída para la remoción de los metales que no fueron lavados o re-extraídos o para la remoción de productos de la fase orgánica degradada. La operación de regeneración produce una fase orgánica regenerada para su recirculación a la operación de extracción como alimentación de orgánica.

3.2. Usos de la extracción solvente en metalurgia:

En el campo de la metalurgia tenemos la recuperación de iones metálicos y la gran variedad que presenta se ha traducido en la instalación de numerosas plantas que operan actualmente en el mundo en la separación, purificación y concentración de más de una treintena de elementos químicos, como cobre, niquel, cobalto, zinc, uranio, molibdeno, tungsteno, vanadio, tierras raras, zirconio, hafnio, niobio, tantalio, boro, germanio, arsénico, torio, el grupo de los metales del platino, berilio y otros.

Pero el caso más sobresaliente es el caso del cobre lo cual damos como ejemplo a continuación, cuyos procedimientos son:

El orgánico cargado se pone en contacto con electrolito pobre proveniente del proceso de electro obtención, de alta acidez (150-200 gplH2SO4). El cobre pasa de la fase orgánica a la fase acuosa, obteniéndose una fase orgánica descargada que se recicla a la etapa de extracción y un electrolito rico que avanza hacia la electro obtención.

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Las reacciones que se llevan a cabo durante la extracción son:

Extracción : 2 RH (O )+2Cu2+ ( Ac )=R2Cu(O )+2H

+ (Ac )

Reextracción: R2Cu(O )+H 2SO4

( Ac )=2RH (O )+CuSO4

(Ac )

3.3. Diagramas de McCabe - Thiele:

En este tipo de diagrama; se grafica la concentración del metálico en la fase orgánica; versus la concentración del metálico en la fase acuosa. Sirve para determinar el número de etapas que debe seguir un proceso de extracción para llegar a una determinada concentración en el orgánico a partir de una fase acuosa cargada.

Figura 3.1. Diagrama de McCabe - Thiele.

4. EXPERIMENTACION: 4.1. EQUIPO Y MATERIALES:

Vasos de precipitado. Kerosene. Solución de sulfato de cobre. Agitador. Embudo de extracción.

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4.2. MONTAJE EXPERIMENTAL:

Figura 4.1. Montaje Del Experimento.

4.3. PROCEDIMIENTO:

Se tiene la solución de salmuera proveniente de un salar con contenido de boro.

La solución orgánica a elaborar consta como diluyente al kerosene y tres extrayentes distintos.

Seguidamente se ponen en contacto estas dos soluciones, en una relación orgánica – acuoso determinada, y para que estas tengan una mejor interrelación.

Agitarlo mediante un agitador magnético. Luego para separar el cargado de la solución acuosa, se usa

un embudo de decantación. Se descarga el cargado. Se repite el procedimiento anterior para las distintas mezclas

de extrayentes.5. RESULTADOS:

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Volumen Acuosos (ml)

Volumen Organico

(ml)O/A Cu Acuoso

(g/l)*Cu Organico

(g/l)**pH En la

Fase AcuosaFe Acuoso

(g/l)*Fe Organico

(g/l)**10 90 9 0,4 2,06666667 1,19 2,97 0,0033333320 80 4 1,5 4,375 1,21 2,98 0,00540 60 1,5 4,5 9,66666667 1,26 2,98 0,0133333350 50 1 6,8 12,2 1,31 2,99 0,0160 40 0,67 9,8 13,8 1,36 2,98 0,0380 20 0,25 15,5 14 1,48 2,98 0,08

Cobre en la solución inicial

19 g/l

Hierro en la solución inicial

3 g/l

pH 1,96Cobre en orgánico inicial

0 g/l

Hierro en el orgánico inicial

0 g/l

Volumen Acuosos (ml)

Masa de cobre inicial

(g)

Cu Acuoso (g/l)*

Masa de cobre

Acuoso (g)

Masa de cobre

Organico (g)

Volumen Organico

(ml)

Cu Organico (g/l)**

10 0,190 0,4 0,004 0,186 90 2,06720 0,380 1,5 0,030 0,350 80 4,37540 0,760 4,5 0,180 0,580 60 9,66750 0,950 6,8 0,340 0,610 50 12,20060 1,140 9,8 0,588 0,552 40 13,80080 1,520 15,5 1,240 0,280 20 14,000

Volumen Acuosos (ml)

Masa de Hierrro

inicial (g)

Fe Acuoso (g/l)*

Masa de hierro

Acuoso (g)

Masa de hierro

Organico (g)

Volumen Organico

(ml)

Fe Organico (g/l)**

10 0,030 2,97 0,030 0,000 90 0,00320 0,060 2,98 0,060 0,000 80 0,00540 0,120 2,98 0,119 0,001 60 0,01350 0,150 2,99 0,150 0,001 50 0,01060 0,180 2,98 0,179 0,001 40 0,03080 0,240 2,98 0,238 0,002 20 0,080

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Cu (g/l) organico

Cobre (g/l) acuoso

2,9 2,52,9 1

2,9 11,5 1

1,5 11,5 0,27

14 15,50,877 0

14 15,50,877 0

O/A 0,9

Los resultados se tabulan en las siguientes figuras:

6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

Según las gráficas de las isotermas podemos decir que el número de etapas en un proceso varía directamente con la pendiente de la gráfica, es decir de la relación A/O.

Si la relación de la pendiente (A/O) es mayor se presentara una disminución en el número de etapas del proceso es decir: que este tiende a que el número de etapas sea menor.

7. CONCLUSIONES:

Los objetivos se satisficieron casi en su totalidad, las isotermas de extracción y reextraccion se graficaron correctamente. A excepción del número de etapas en la

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reextraccion debido a que la isoterma presenta una forma irregular. Con este único detalle los demás objetivos se cumplieron estudiando de esta manera el proceso de enriquecimiento.

8. BIBLIOGRAFÍA:

internet explore. Ph.D. H.H. Haung, Hidrometalurgia Tomo II. Erick Jackson, Extracción y Recuperación Hidrometalúrgica,

Oruro, 1996.

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