Gu a de Ejercicios Procesos Metal Rgicos

Guía de ejercicios Procesos Metalúrgicos 2016 PROBLEMA N° 1

Se desea lixiviar un mineral con un contenido del 20% en peso de cuprita (Cu 2O) para obtener una producción de 50 t Cu/día con una recuperación del 80% de este metal. Determine: a) El flujo de mineral ( t/día) a tratar. b) Si se sabe que la densidad del mineral es igual a 2.4 t/m3  y la del lecho (pila) es 1.5 t/m3, ¿cuál es el volumen de mineral y de la pila a lixiviar si el proceso toma 50 días? c) ¿Por qué los volúmenes calculados en la pregunta anterior difieren? NOTA: no responda en base al valor numérico de las densidades, sino a las características físicas de la pila. d) Si la altura de la pila es de 6 m. ¿cuál es el área mínima que debo disponer para llevar a cabo el proceso de lixiviación? ¿qué pasa con e lla si el proceso tarda más de 50 días? PROBLEMA N° 2

Se tiene un mineral oxidado de cobre de ley igual al 1.0%, cuya recuperación en lixiviación es de un 80%. Como producto de la lixiviación se obtiene una solución (PLS) de 5.0 gpl de C u+2 y pH 2.2. Este flujo se contacta en contracorriente con un flujo de orgánico en una relación F O/FA  = 0.95, cuya concentración de cobre es de 0.5 gpl. El flujo de salida de acuoso desde SX tiene una concentración de 0.6 gpl de Cu+2. Los flujos de la planta se basan en 8.0 m 3  por minuto de alimentación acuosa. La eficiencia de extracción es de un 80%. (RECORDAR: El gráfico corresponde a una eficiencia de 100 % de extracción). extracción). Se pide: a) b) c) d)

Determinar la concentración de cobre y el flujo del orgánico cargado. Dibujar la curva operacional en el gráfico adjunto (verlo en la solución a esta pregunta). ¿Cuántas etapas de extracción en contracorriente se requieren? Evalúe en forma gráfica. Determinar, a partir del gráfico, las concentraciones entre etapas y dibujar un diagrama del proceso.

Curva de equilibrio a pH = 2.2 8    ]    l   p   g    [   o   c    i   n    á   g   r   o   n   e   n    ó    i   c   a   r    t   n   e   c   n   o    C

7 6 5 4 3 2 1 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Concentración en acuoso [gpl]

PROBLEMA N° 3

Se procesan 20.000 tpd de mineral con una ley del 1,2%. Se desea recuperar el 80% del cobre contenido en este para lo cual se ha determinado (mediante experimentos cinéticos) que el tiempo de lixiviación es igual a 215 días. La densidad aparente del mineral apilado es igual a 1,8 t/m3 y la altura de las pilas es igual a 8 m, siendo éstas irrigadas por un flujo de solución ácida igual a 15 l/h-m2 que contiene 0,5 gpl de Cu+2 proveniente de extracción por solventes. a) Determine el volumen de pilas requerido para t ratar este flujo de mineral y el área de éstas. b) Determine el flujo y la concentración de cobre en la solución cargada a la salida de las pilas de lixiviación (PLS). La solución PLS es tratada en una planta de SX con una relación FO/FA = 1,2. La concentración de cobre en el acuoso de salida de la extracción 0,5 gpl y en el orgánico de entrada de 0,6 gpl. c) Calcule la concentración de cobre del orgánico de salida y determine gráficamente el número de etapas del proceso SX si la eficiencia es del 60% (curva de equilibrio adjunta).

PROBLEMA N° 4

Derive una expresión para calcular la separación ánodo-cátodo en EO de cobre conociendo: la tensión de celda, la diferencia entre los potenciales de equilibrio de las reacciones anódica y catódica principales, los sobrepotenciales anódico y catódico de las mismas reacciones, la intensidad de corriente de celda, la conductividad del electrólito y el área del cátodo. PROBLEMA N° 5

Derive una expresión para calcular el área anódica (Aa) en una operación de EO no convencional sólo conociendo las densidades de corriente de dos reacciones catódicas (1 y 2), de tres reacciones anódicas (1,2 y 3) y el área cátodica (Ac). Otros parámetros cinéticos no son conocidos. PROBLEMA N° 6

Determine la intensidad que debe tener un proceso de EO para que se depositen 85 kg de cobre en 7 días. PROBLEMA N° 7

Determine cuánto tiempo tardará en depositarse 70kg de cobre en una corriente de 300 Ampere.

PROBLEMA N° 8

Un electrodo de cobre que pesa 50 g está inmerso en 5 L de electrolito cuya concentración de cobre es de 15 g/L. Determine que potencial hay que aplicar al electrodo de cobre ( con respecto al electrodo estándar) para disolver sólo el 50 % del peso del electrodo. PROBLEMA N° 9

Cuánto cobre se deposita desde una solución de CuSO4 por una corriente de 30 A durante 8 h.