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TITULO: Laboratorio N° 5 – Lixiviación en colum na NOMBRES NOMBRES Y APELLIDOS: APELLIDOS: Paul An dré dr é Cornejo Chacón FECHA: 01 de Mayo de 2017
I.
OBJETIVO DE LA PRACTICA -
II.
Comprobar el rendimiento de la lixiviación de cobre mediante una columna de goteo de ácido sulfúrico. Evaluar las condiciones del ensayo y la influencia en la obtención de cobre en solución.
ABSTRACT In this laboratory session we performed an experiment of heap leaching for the recuperation of copper in sulfate state. The process consist on submit a sample of copper mineral, previously prepared with agglomeration and curating process, to a dissolution process using sulfuric acid as a solvent. For the dissolution of the copper mineral, it is stacked in a column of plastic which fulfills the function of the heap in the laboratory experiment. This column has a drip system of sulfuric acid in order to distribute the solvent through the whole column and try to penetrate as good as possible the grains of mineral to dissolve the copper that is located in the sample. The column also has a recirculation system to create a cycle of copper dissolution dissolution for the best recovery of it.
III.
METODOLOGIA DE LA PRACTICA Procedimiento: Se toma una muestra de minerales de cobre a una granulometria a 10 mallas.
Imagen: minerales de cobre a malla -10.
Entonces se procede a calibrar el flujo de las bombas peristalticas para tener un flujo constante de entre 15 a 20 ml por minuto sobre el area de la columna de lixiviacion. Luego obtendremos un litro de solucion a 40 g/l de acido sulfurico.
A continuacion se conecta la bomba peristaltica y se inicia el proceso de lixiviacion. Debido a que la lixiviacion se realiza mayormente sobre minerales sulfurados de cobre, la solucion que se retransmite a la columna tiende a aumentar su concentracion de acido sulfurico a lo largo del tiempo. Es por ello que se tomaron muestras de 10ml de la solucion obtenida a las 2, 4, 8 y 12 horas de iniciado el proceso.
Luego para poder obtener el ph de la solucion se utiliza un phmetro electronico, y para poder obtener la nueva concentracion de acido se realiza una titulacion con la utilizacion de carbonato de sodio y rojo de metilo. Por ello en cada toma de muestras se obtiene adicionalme 1 ml de acido y se le mezcla con 20 ml de agua y una gota de rojo de metilo, luego se procede a adicionar hidroxido de sodio gradualmente hasta notar un cambio de color en la solucion.
Imagen :Solucion utilizada en la titulacion
Imagen: solucion saturada de carbonato, no existe mas acido.
IV.
RESULTADOS Se utilizó 1 kilo de mineral con una ley de 1.4 % Cu. El caudal de las bombas peristálticas utilizado fue de 18.5 ml/min El ácido inicial se formó mezclando 22.13 ml de ácido al 98% de pureza hasta alcanzar un litro de solución a una concentración de 40 g/L. (pe acido=1.84g/ml).
De acuerdo a esta grafica de consumo, podríamos expresar el consumo de H2SO4 para obtener su consumo en la lixiviación del mineral: H2SO4 = -9E-05Cu + 0.4951 Tomando en cuenta que se tiene una muestra inicial de 14 g de Cu equivalentes a 14000 ppm Cu. Se obtiene que para obtener 14000 ppm de Cu, es decir todo el cobre de la muestra se necesitaran los 0.76g + los 0.04 g iniciales de H2SO4. Entonces para una tonelada de mineral será necesario 800 g de H2SO4 Asimismo para la obtención de un kg de cobre son necesarios 71.4285 kg de mineral de cabeza. Por lo tanto serían necesarios 57.14 g de H2SO4. 1000 12; 934
900 8; 832
800 m p p n o i c a r t n e c n o C
700
4; 654
600 500 2; 423
400
Ley Cu ppm
300 200 100 0
0; 0 0
2
4
6
8
10
12
14
Tiempo (h)
1.6 1.4
2; 1.4
1.2
0; 1.2
4; 1.13 12; 1.02
8; 1.01
1 H0.8 P
pH
0.6 0.4 0.2 0 0
2
4
6
8
TIEMPO (H)
10
12
14
V.
DISCUSION DE RESULTADOS
VI.
Los pH variaron con una tendencia hacia más acido. El consumo de ácido sulfúrico es baja en comparación a la recuperación del metal en solución. La tendencia del cobre a lixiviarse es menor de acuerdo al tiempo transcurrido.
CONCLUSIONES Al tratarse de un proceso de percolación es decir un proceso donde la solución discurre por el mineral se tiene que tener en cuenta la porosidad, permeabilidad además del tamaño de la partícula; todos estos parámetros influyen en el contacto de la solución de la solución con el mineral. El flujo de alimentación y también la geometría de la disposición del material influyen en la efectividad del proceso. Este proceso es eficiente en la lixiviación de minerales de cobre siempre y cuando se tengan grandes extensiones donde tratar el mineral ya que la recuperación del mismo es lenta, aunque no se requiere de energía adicional a la recircular el ácido. Finalmente el consumo del ácido es muy bajo, por lo tanto en este proceso no se tiene un alto costo.
VII.
CUESTIONARIO 1. Sugiera un procedimiento experimental para determinar la velocidad de flujo óptima para un tamaño de partícula determinado. Un método para establecer una velocidad de flujo adecuada es la cementación: el ratio de percolación varía en función del contenido de humedad con la que se realiza el curado. 2. De acuerdo a la concentración de las soluciones enriquecidas en cobre obtenidas, que tratamientos posteriores recomendaría para la obtención de cobre metálico en cada caso. En la extracción por solventes, los tipos de reactivos se determinan por la concentración de la solución enriquecida. También deben determinarse de acuerdo al pH de la solución. A continuación podría aplicarse el sistema de electro obtención. 3. De acuerdo a la ley de cabeza del mineral trabajado, y con la información teórica suministrada, ¿qué método de lixiviación debería aplicarse? Según la información teórica suministrada, la lixiviación en pilas se aplica preferentemente en materiales con leyes de 0.2-1% de cobre (como el de los yacimientos tipo pórfido de cobre). La ley de cabeza que se nos proporcionó es de 1.5%: no está muy alejado del rango estipulado para la lixiviación en pilas.
4. Mencione las características debe tener un mineral para aplicar la lixiviación en pilas. Las características son: Granulometría adecuada Evitar lamas por el problema de obstrucción de las pilas (el ácido no lixiviará la totalidad del montón de mineral) Ley 0.2-1% Ganga no reactiva con la solución lixiviante 5. Determine el volumen de H2SO4 concentrado (98% en peso y d = 1.85 g/ml) necesario para preparar 20 litros de H2SO4 (20g/l), determine su molaridad. 20 ×
= 400 →
%
= 408.163 → 408.163 ×
.5
=
220.629 Su molaridad: [ ] =
/
→ [
] = 0.204
6. Con los siguientes datos construya una gráfica de [Cu2+] vs tiempo. ¿Qué conclusiones puede usted obtener a partir de dicho gráfico?
[Cu] vs. tiempo 40 e r b o c e d n ó i c a r t n e c n o C
35 30 25 20 15
[Cu]
10 5 0 0
10
20
30
40
50
60
Horas
La obtención de cobre se produce con mayor intensidad en las primeras 30 horas, a partir de las cuales prácticamente ya no aumenta. Ya que la concentración final obtenida no llega ni siquiera al 40% podría decirse que las características del mineral no fueron las óptimas
VIII.
BIBLIOGRAFIA
ALFARO, Edmundo 2017 Guía de laboratorio de Metalurgia extractiva. PUCP PUCP 2016
“Laboratorio de mineralurgia”. Consulta: 27/11/2016 http://departamento.pucp.edu.pe/ingenieria/minas/laboratorio s/