INDICE I) RESUMEN…………………… RESUMEN……………………………………………… ……………………………………… ……………
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II) INTRODUCCION………… INTRODUCCION……………………………………… ………………………………………… ……………
03
III) OBJETIVOS……………… OBJETIVOS…………………………………………… ………………………………………… ……………
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Generales Especí!c"s IV) #UND$MENTO TEORICO
C$%ITU&OI
C"'re (() Rese*a +!s,-r!ca………………… +!s,-r!ca…………………………………… …………………
0.
(2) Us"s………………………… Us"s…………………………………………………… …………………………
0/
(3) %r"p!eaes……………………… %r"p!eaes…………………………………… ……………
01
(4) T"!c!a T"!c!a el c"'re ss c"5pes,"s……………
01
C$%ITU&OII %r"ces"s e O',enc!-n el c"'re 2() 6!r"5e,al 6!r"5e,alr7! r7!a………… a…………………… …………………… …………………… ………… &!!9!ac!-n e c"'re……………………… c"'re…………………………………… …………… %r"ce!5!en,"s………………………………… l!!9!an,es…………………………… $7en,es l!!9!an,es…………………………… B!"l!!9!ac!"n…………………………… •
•
08 (0 (0 (2 (3
C$%ITU&OIII $l,erna,!9a e l!!9!ac!-n c"n ac!" ní,r!c"………
(4
V)$N:&ISIS DE RESU&T$DOS……… RESU&T$DOS………………………………………… …………………………………
(1
VI) CONC&USIONES………………… CONC&USIONES……………………………………………… …………………………………… ………
(8
VII) BIB&IOGR$#;$……………………………………… BIB&IOGR$#;$……………………………………………… ………
(<
VIII) $NE=OS………………… $NE=OS……………………………………………………… ……………………………………
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Lixiviación De Cobre
I> RESUMEN
En este trabajo he plasmado todo a lo concerniente al cobre pues este forma parte del mundo que nos rodea. Su presencia puede pasar desapercibida, pero está allí, utilizado como un material resistente, durable, reciclable y con alta conductividad térmica y eléctrica. Debido a la importancia de este mineral es que me interesé en sus propiedades, usos, lo más importante importante y en el que he querido centrarme centrarme específicament específicamente e es en su obtencin metal!r"ica. E#is E#iste ten n dife difere rent ntes es méto método dos s para para obten obtener er al mine minera rall
uno uno de ello ellos s es la
hidrometalur"ia, esta abarca una amplia variedad de procesos que van desde la li#iviacin de menas o sulfuros tostados el cual es la separacin del metal por ataque y disolucin del mismo a partir de la mena tratada físicamente, pasando por la purificacin purificacin de soluciones soluciones hasta la recuperacin recuperacin metales o sus compuestos mediante precipitacin química o electroquímica. $a li#iviacin en "randes masas, con la ayuda de bacterias, pone el cobre en disolucin. En la li#iviacin se emplean reactivos para la disolucin el más usado es el acido acido sulf!rico sin embar"o, este insumo químico esta fiscalizado es por eso se está usando como alternativa el acido nítrico que al i"ual que el acido sulfurico resulta muy eficiente.
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Lixiviación De Cobre
II> INTRODUCCI?N
El cobre es el metal industrial más anti"uo de la tierra, después de los metales preciosos oro y plata, con una anti"%edad de &''' a(os antes de )risto. $os seres humanos de comienzos del si"lo **+ están en contacto permanente con el cobre, en sus casas, en sus oficinas, en las calles, en los automviles, cuando realizan acciones inherentes a la vida moderna prender la luz, hablar por teléfono o tomar a"ua en sus casas. $a forma de presentacin más com!n del cobre en estado puro es como un metal rojizo. -ero también tiene otras facetas participa en unas /' aleaciones. $as principales cualidades del cobre para su utilizacin son las si"uientes conductividad eléctrica 0'1, resistencia a la corrosin 231, transmisin de calor 331, propiedades mecánicas 4fácil fabricacin, d!ctil, maleable, elástico, no ma"nético, no produce chispas5 &61 y estética 31. Debido a las propiedades y utilidades que presenta es que debemos conocer sus formas de obtencin, una de ellas y creo que la más importante es la li#iviacin la cual, es el proceso de separacin del metal por ataque y disolucin del mismo a partir de la mena tratada físicamente. Este metal aparece como componente de la naturaleza y es indispensable para la vida animal y ve"etal en la 7ierra.
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Lixiviación De Cobre
III> OBJETIVOS
Generales 7ener conocimiento de que el cobre por sus propiedades y sus utilidades es indispensable para la vida animal y ve"etal en la 7ierra. 8btener informacin acerca de la obtencin de este mineral.
Especí!c"s )onocer cuáles son los procedimientos utilizados en la li#iviacin de cobre. Saber las alternativas que hoy en día se están utilizando para la e#traccin de minerales debido a la poca facilidad de obtener al"unos reactivos.
C$%ITU&OI COBRE Página
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Lixiviación De Cobre
(() Rese*a 6!s,-r!ca El cobre ha sido en la historia de la humanidad y desde el momento en que se descubri en estado nativo, uno de los elementos metálicos más importantes. $o adaptaron para diversos usos con simples técnicas de calentamiento y martilleo. -osteriormente, las primeras metalur"ias permitieron trabajar vetas de alta pureza donde obtenían minerales como la malaquita 4carbonato de cobre5, que sometida a un proceso de fundicin simple permitía obtener pepitas de cobre puro.
-ero a medida que pro"resaba la civilizacin también comenzaron a a"otarse los minerales con alta ley de cobre, y los procesos metal!r"icos desarrollados durante milenios para obtener el metal debieron ser reemplazados paulatinamente por nuevas técnicas para el manejo del material mineralizado. $a alta demanda "enerada a partir de la 9evolucin +ndustrial fue un estímulo para la b!squeda de tecnolo"ías que permitieran aprovechar los yacimientos porfíricos con baja ley en los cuales el metal está esparcido en "randes áreas y mezclado con "ran cantidad de componentes y roca estéril, como los que se e#plotan en la actualidad. $a dispersin con que aparece el cobre hace necesario someter los minerales e#traídos a procesos productivos con la finalidad de obtener un metal puro.
@&a Ae')
(2) Us"s el c"'re $as aplicaciones del cobre de alta calidad 66.661 del que se produce más del 6/1 del cobre primario, son muy variadas debido a sus ma"nificas propiedades. El cobre forma parte del mundo que nos rodea. Su presencia puede pasar
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Lixiviación De Cobre desapercibida, pero está allí, utilizado como un material resistente, durable, reciclable y con alta conductividad térmica y eléctrica. Son propiedades que "arantizan su vi"encia como una materia prima esencial para la construccin de la civilizacin iniciada hace miles de a(os. En el campo del transporte la presencia del cobre es muy importante. Este material está presente en automviles, trenes, aviones, barcos e incluso en vehículos espaciales. (José Sancho Martínez)
$os alambres de cobre transportan ener"ía y transmiten informacin. $a industria de la construccin es uno de los principales consumidores de cobre, utilizado para el cableado de edificaciones, tuberías de a"ua y de "as, sistemas térmicos, techumbres, terminaciones, o como componente estructural. :na casa moderna requiere unos 2'' ;ilos de cobre, prácticamente el doble de lo que se usaba hace ' a(os, pues tiene más ba(os, más aparatos eléctricos, mayor confort, más teléfonos y más computadores.
El cobre es clave para la "eneracin y distribucin eléctrica ya que es un e#celente conductor de esa ener"ía. En el caso de las telecomunicaciones es la materia prima más com!n en la fabricacin de cables telefnicos, y el desarrollo de nuevas tecnolo"ías para aumentar la eficiencia en la transmisin de datos también posiciona a este material como una opcin importante para el desarrollo de conectividad con banda ancha. El cobre puede estar más cerca de nosotros de lo que pensamos, ya sea en forma pura o como parte de aleaciones.
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Lixiviación De Cobre (3) %r"p!eaes el C"'re
@&a Ae') (4) T"!c!a el c"'re e ss c"5pes,"s =a se ha indicado que el cobre forma parte de los elementos necesarios tanto para la vida humana como para la animal y la de las plantas. $os objetos fabricados con este metal no causan nin"!n problema a los seres vivos, animales y plantas. Sin embar"o, al"unos microor"anismos mueren en contacto con las superficies cupríferas.las sales de cobre se consideran más to#icas que el metal. $os síntomas de envenenamiento por cobre incluyen nauseas, vmitos, convulsiones, estado de coma y puede sobrevenir incluso la muerte.
C$%ITU&OII %ROCESOS DE OBTENCI?N DE COBRE
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Lixiviación De Cobre $a obtencin actual de cobre primario en el mundo proviene sobre todo de las menas de sulfuros de baja ley las cuales se tratan, normalmente por vía pirometalur"ica. )asi el 2'1 del cobre primario se obtiene de menas de baja ley o menas mi#tas 4o#idadas y sulfuradas5> esta cantidad tendera a crecer en los a(os venideros. 7ales materiales se tratan por métodos hidrometalur"icos. -ara la li#iviacin de los materiales sulfurados pobres nos preciso nin"una tostacin> la li#iviacin en "randes masas, con la ayuda de bacterias, pone el cobre en disolucin
@J"s Sanc+" Mar,íne)
2() 6IDROMET$&URGI$ Se conoce con el nombre de hidrometalur"ia aquellos procesos utilizados para el aislamiento y recuperacin de metales por medio del uso de a"ua o de soluciones acuosas. Esta abarca una amplia variedad de procesos que van desde la li#iviacin de menas o sulfuros tostados pasando por la purificacin de soluciones hasta la recuperacin metales o sus compuestos mediante precipitacin química o electroquímica. $a refinacin electrolítica de metales impuros puede clasificarse a veces como hidrometalur"ia En a(os recientes, la hidrometalur"ia se ha complementado mediante el uso de otros
disolventes
como
los
líquidos
or"ánicos
y
resinas
or"ánicas
4intercambiadores de iones5.
@Terel R"sen9!s>(<81) El proceso convencional de produccin de cátodos vía hidrometalur"ia más conocido por su nomenclatura an"losajona S#?E@ es el si"uiente En esta vía se parte de mineral de cobre procedente de la mina o residuos mineros, y se tritura a 3' mm siendo posteriormente transportado a los montones o tanques donde será tratado posteriormente. $a instalacin suele ser ane#a a la mina con objeto de ahorra costos y optimizar servicios.
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Lixiviación De Cobre
@&a Ae') El cobre se fabrica normalmente como cobre electrorecuperado y se produce mucha menor proporcin de cobre cementado. $os procesos hidrometalur"icos para el tratamiento de las menas de cobre se centran, fundamentalmente, en distintas masas de minerales pobres o residuos sulfurados de baja ley. = es que las menas o#idadas son cada vez menos abundantes, por no decir que casi ine#istentes. Sin embar"o, en las e#plotaciones tradicionales de sulfuros de cobre e#isten minas abandonadas dentro de aureolas de mineralizacin baja o muy baja, enormes escombreras, masas nunca hasta ahora apreciadas por su baja ley, muchas de ellas e#traíbles a cielo abierto, y en al"unos casos, principalmente yacimientos poco desarrollados, aparecen masas menos ricas en las que puede no justificarse una inversin tan cara como la que supone un establecimiento pirometalur"ico. En al"unos casos, también porque el volumen del mineral no es importante. $as menas ricas pueden requerir tratamientos previos de tostacin para convertirlas en #idos, o#isulfatos y, en menos casos, en cloruros de mas fácil li#iviacin con el acido procedente de la planta de tostacin.
&I=IVI$CION
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Lixiviación De Cobre Se denomina li#iviacin al proceso de separacin del metal por ataque y disolucin del mismo a partir de la mena tratada físicamente.
El trabajo de li#iviacin se desarrolla sobre diversos materiales en pulpa 4a"itacin5 o partícula 4heap leachin"5 a temperatura ambiente con un tiempo de li#iviacin de 2 horas por a"itacin y 3' días para minerales chancado a partícula en heap leachin", el cobre obtenido por electrodeposicin es A661 en circuito cerrado de li#iviacin y electrodeposicin. $a disolucin de bajo contenido de cobre con otros metales e impurezas se trata con un reactivo e#tractante or"ánico, en un circuito cerrado y a contracorriente, que e#trae el cobre y permite obtener un electrolito con alto contenido de cobre y limpio de todos los elementos indeseables.
@&a Ae')
%ROCEDIMIENTOS E#isten varios procedimientos de li#iviacin que continuacin se resumen los realizados para el cobre a5 li#iviacin in situ aplicada a masas minerales de baja ley b5 li#iviacin en escombreras o montones para material apilado c5 li#iviacin por percolacin en cajones para material de tama(o fino. d5 li#iviacin en reactor a"itado, con o sin presin o temperatura, para material fino. $a li#iviacin in situ puede ser aplicada a la masa mineral atravesada por anti"uas e#plotaciones mineras hoy abandonadas.
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Lixiviación De Cobre llevar el licor rico a la planta de e#traccin. $as labores dentro de una "ran masa mineralizada pueden suministrar solucin cuprífera durante varios a(os. 7ambién la li#iviacin de escombreras de mina es in situ. En dichos depsitos artificiales se encuentran apiladas
millones de toneladas de actividad minera
ya abandonada.
del
suelo,
con
un
apisonado
del
suelo,
posteriormente
impermeabilizado y, en al"unos casos, utilizando un recubrimiento con plásticos termosoldados, puede permitir preparar m!ltiples montones
para li#iviar en
estadios pro"resivos, hasta su a"otamiento. $a e#traccin minera deberá disponer, así mismo de una planta de tratamiento de mineral para reducirlo al tama(o adecuado 4aquel que permítala má#ima permeabilidad5, y de "randes maquinas movilizadoras del producto que permitan el acarreo y construccin de los montones, así como la evacuacin del residuo una vez a"otada la mena. $a li#iviacin en cajas o en cajones, construidos normalmente de hormi"n y recubiertos de un impermeabilizante, se puede realizar para al"unas mineralizaciones más ricas, que, preparadas convenientemente por e#traccin trituracin y molienda, se sit!an en dichos cajones para ser sometidas a li#iviacin. Estos sistemas tratan centenares de toneladas y en "eneral su li#iviacin y a"otamiento son más rápidos. En menos casos y tratándose de mineral rico, una vez molido este y, a veces, tostado previamente, se puede car"ar en reactores, normalmente de "ran volumen, en los que atacan por vía acida, a presin atmosférica o alta presin, mediante a"itacin forzada, se e#trae el cobre metálico a una disolucin rica. 7odos estos procedimientos llevan a la obtencin de disoluciones de cobre, las
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Lixiviación De Cobre obtenidas de li#iviacin in situs y en montones de baja concentracin y la de cajones y reactores de concentraciones elevadas, que se tratan posteriormente para recuperar el cobre metálico
$as disoluciones ricas de li#iviacin se filtran y, a veces, se purifican eliminando elementos disueltos contaminantes> después se les retira el cobre por cementacin, electrolisis o precipitacin de compuestos. El cobre cementado se funde y se afina al fue"o y electrolíticamente. El electrodeposito se vende o se funde en lin"otes, pues tiene un mercado propio 466.61 de cobre5. 7ambién se afina electrolíticamente para vender una cantidad para la conduccin eléctrica. 4J"s Sanc+" Mar,íne)
$7en,es &!!9!an,es En &as Menas De C"'re En la práctica, se utilizan solo al"unos a"entes li#iviantes> entre ellos se debe mencionar
a5
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Lixiviación De Cobre BIO&I=IVI$CION $a bioli#iviacin de minerales, concentrados y relaves sulfurados que contienen
@&a Ae') C$%ITU&O III $&TERN$TIV$ DE &I=IVI$CI?N DE MINER$& DE COBRE CON $CIDO NITRICO :na alternativa de li#iviacin de minerales cupríferos es mediante el ácido nítrico y posterior recuperacin por electrodeposicin directa del cobre fino.
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Lixiviación De Cobre El proceso de li#iviacin con ácido nítrico para procesar minerales de cobre, se desarrollo a fin de sustituir el ácido sulf!rico por ser un insumo químico fiscalizado 4iqf5 en el -er!, Colivia y )olombia. $a ventaja principal es que se trabaja a condiciones normales con diversos materiales de cobre, ya que el ácido nítrico es un a"ente corrosivo que reacciona instantáneamente y disuelve el cobre del mineral.
El ácido nítrico es un o#idante fuerte, si se trabaja con el ácido concentrado, ya que "enera el di#ido de nitr"eno, "as altamente t#ico y volátil
El ácido nítrico concentrado reacciona con el cobre
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Lixiviación De Cobre
)uando se trabaja con el ácido nítrico diluido se forma el #ido nítrico, el cual se re"enera y es encar"ado de la li#iviacin del mineral cuprífero
Si el mineral es sulfurado, reacciona el ácido nítrico con el azufre de la si"uiente manera
2HNO3 + S → 2NO + H2SO4
El proceso de li#iviacin con ácido nítrico es preferible realizarlo en solucin diluida para recuperar el cobre, el mecanismo de reaccin es el si"uiente
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Lixiviación De Cobre
$a solucin li#iviada procesada por electrolisis para recuperar el cobre fino, "enera el #ido nítrico el cual es re"enerado para formar el ácido nítrico para proceder a li#iviar mineral fresco
@&a Ae')
V>$N$&ISIS DE RESU&T$DOS $a obtencin actual de cobre primario en el mundo proviene sobre todo de las menas de sulfuros de baja ley, es por eso que he tomado el tema de li#iviacin pues este es un proceso de la hidrometalur"ia, la mayor parte de hidrometalur"ia del cobre se centra en lo que se entiende como una hidrometalur"ia de sulfuros pobres.
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Lixiviación De Cobre la li#iviacin tiene varios procedimientos los cuales se emplean de acuerdo al terreno o lu"ar donde se encuentre el mineral, en este tipo de obtencin
se
emplean muchos reactivos importantes como
tales como #idos, carbonatos, sulfatos básicos y
silicatos. Disoluciones de sales de hierro 4+++5, disoluciones clorhídricas con un o#idante, o cloraciones que atacan con facilidad los sulfuros de cobre a disolucin. Disoluciones amoniacales de sales de amoniaco, como el carbonato de amonio, para menas o#idadas, así como cobre nativo si las "an"as son carbonatos. $a desventaja de este método es debido a que el uso del acido sulf!rico es muy restrin"ido por eso es que se está tomando como alternativa a la li#iviacin por medio del acido nítrico, este reactivo al i"ual que el acido sulf!rico resulta muy eficiente pues se trabaja a condiciones normales con diversos materiales de cobre, ya que el ácido nítrico es un a"ente corrosivo que reacciona instantáneamente y disuelve el cobre del mineral.
VI>CONC&USIONES El cobre es un metal muy anti"uo su presencia puede pasar desapercibida, pero está allí, presente mostrándonos sus "randes utilidades y propiedades como la conductividad eléctrica 0'1, resistencia a la corrosin 231, transmisin de calor 331, propiedades mecánicas 4fácil fabricacin, d!ctil, maleable, elástico, no ma"nético, no produce chispas5 &61 y estética 31.
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Lixiviación De Cobre Este metal debido a que es un material resistente, durable, reciclable "arantizan su vi"encia como una materia prima esencial para la construccin de la civilizacin iniciada hace miles de a(os. E#isten diversos métodos utilizados en la e#traccin de minerales como por ejemplo la hidrometalur"ia que es en la que me he centrado más. esta abarca una amplia variedad de procesos como la li#iviacin de menas o sulfuros tostados que es el proceso de separacin del metal por ataque y disolucin del mismo a partir de la mena tratada físicamente. 5 los procedimiento utilizados en la li#iviacin son la in situ aplicada a masas minerales de baja ley , li#iviacin en escombreras o montones para material apilado, li#iviacin por percolacin en cajones para material de tama(o fino, li#iviacin en reactor a"itado, con o sin presin o temperatura, para material fino. Dichos procesos traen consi"o la obtencin de cobre para su posterior tratamiento y comercializacin. $a alternativa de li#iviacin de minerales cupríferos debido a que uno de los reactivos utilizados en la li#iviacin 4acido sulf!rico5 es un insumo químico fiscalizado 4iqf5 tanto en el -er! "como en el e#terior, se opto por el ácido nítrico y su posterior recuperacin por electrodeposicin directa del cobre fino.
VII> BIB&IOGR$#I$
httpFF@@@.mono"rafias.comFtrabajos/6Fli#iviacion?minerales? cobreFli#iviacion?minerales?cobre2.shtml
httpFF@@@.mono"rafias.comFtrabajos&FlivaFliva.shtml
httpFF@@@.escolares.netFdescripcion.phpNideO60&
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Lixiviación De Cobre
Posé Sancho, $uis Gelipe erdeja y
7er;el 9osenqvist 436I&5,Gundamentos De Betalur"ia E#tractiva, editorial limusa
VIII>$NE=OS
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Lixiviación De Cobre
Lixiviación con acido nítrico
C"'re !n" "',en!" p"r elec,r"ep"s!c!-n !rec,a e %&S l!!9!a" c"n Fc!" ní,r!c" !l!"
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