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!
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